แผ่นดินไหวช้าอาจมาก่อนแผ่นดินไหวใหญ่

แผ่นดินไหวช้าอาจมาก่อนแผ่นดินไหวใหญ่ เป็นประเด็นที่กำลังได้รับความสนใจจากนักธรณีวิทยาและนักวิจัยด้านแผ่นดินไหวทั่วโลก เพราะงานศึกษาล่าสุดชี้ว่าแรงดึงดูดจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์อาจมีส่วนทำให้รอยเลื่อนใต้พื้นโลกขยับตัวได้ แม้แรงดังกล่าวจะมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับแรงที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกก็ตาม

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย PSL ในฝรั่งเศสใช้แบบจำลองดิจิทัลที่จำลองรอยเลื่อนเป็นบล็อกซึ่งถูกดึงด้วยสปริง จากนั้นจึงใส่แรงสั่นสะเทือนเป็นจังหวะคล้ายแรงน้ำขึ้นน้ำลงที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ ผลการทดลองพบว่าแรงเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้รอยเลื่อนเกิดการเลื่อนตัวอย่างมีนัยสำคัญได้ โดยเฉพาะเมื่อจังหวะของแรงภายนอกสอดคล้องกับเวลาตอบสนองตามธรรมชาติของรอยเลื่อน

แผ่นดินไหวช้าอาจมาก่อนแผ่นดินไหวใหญ่ได้อย่างไร

แผ่นดินไหวช้าแตกต่างจากแผ่นดินไหวทั่วไปตรงที่การเลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกเกิดขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป จึงไม่ปล่อยพลังงานออกมาเป็นคลื่นรุนแรงที่มนุษย์สามารถรู้สึกได้เสมอไป เหตุการณ์เหล่านี้อาจกินเวลาหลายวัน หลายสัปดาห์ หรือยาวนานกว่านั้น นักวิจัยตรวจพบแผ่นดินไหวประเภทนี้ผ่านเครื่องมือวัดตำแหน่งพื้นดินและระบบติดตามการสั่นสะเทือนที่มีความละเอียดสูง

แม้แผ่นดินไหวช้าจะไม่ก่อให้เกิดความเสียหายโดยตรงมากนัก แต่การเคลื่อนตัวอย่างต่อเนื่องอาจเปลี่ยนแปลงแรงกดดันภายในเครือข่ายรอยเลื่อน เมื่อรอยเลื่อนบางส่วนขยับ แรงเค้นอาจถูกถ่ายโอนไปยังบริเวณใกล้เคียง และเพิ่มโอกาสให้รอยเลื่อนที่อยู่ในภาวะใกล้แตกตัวเกิดการปลดปล่อยพลังงานครั้งใหญ่ได้ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถใช้แผ่นดินไหวช้าเป็นเครื่องมือพยากรณ์แผ่นดินไหวใหญ่ได้อย่างแม่นยำ

แผ่นดินไหวช้าอาจมาก่อนแผ่นดินไหวใหญ่ แต่ไม่ได้หมายความว่าจะเกิดทุกครั้ง

ประเด็นสำคัญคือการพบความสัมพันธ์ไม่ได้แปลว่าเหตุการณ์หนึ่งเป็นสาเหตุโดยตรงของอีกเหตุการณ์หนึ่ง แผ่นดินไหวช้าอาจเกิดก่อนแผ่นดินไหวใหญ่ในบางพื้นที่และบางช่วงเวลาเท่านั้น ปัจจัยทางธรณีวิทยา เช่น ชนิดของหิน ความชื้นใต้ดิน รูปร่างของรอยเลื่อน และแรงสะสมจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก ล้วนมีผลต่อความไวของรอยเลื่อนแตกต่างกันไป

แรงจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์เกี่ยวข้องกับรอยเลื่อนอย่างไร

แรงน้ำขึ้นน้ำลงไม่ได้เกิดเฉพาะในมหาสมุทรเท่านั้น แต่ยังทำให้เปลือกโลกเกิดการยืด หด และเปลี่ยนรูปเล็กน้อยด้วย แรงดึงดูดของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ทำงานร่วมกันเป็นวัฏจักร เมื่อทั้งสองอยู่ในตำแหน่งที่ส่งเสริมกัน แรงน้ำขึ้นน้ำลงจะสูงขึ้น นักวิจัยเรียกช่วงดังกล่าวว่าแรงน้ำขึ้นน้ำลงสูง ซึ่งอาจเพิ่มแรงกระตุ้นต่อรอยเลื่อนที่มีความไม่เสถียรอยู่แล้ว

งานวิจัยก่อนหน้านี้ที่วิเคราะห์แผ่นดินไหวมากกว่า 10,000 ครั้ง ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 5.5 ขึ้นไป พบความสัมพันธ์ระหว่างแรงน้ำขึ้นน้ำลงสูงกับโอกาสเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ โดยเฉพาะแผ่นดินไหวที่สามารถพัฒนาไปถึงขนาดประมาณ 8 ได้ ถึงกระนั้น แรงน้ำขึ้นน้ำลงมีขนาดใกล้เคียงกับแรงกดเบา ๆ จากมือเท่านั้น จึงไม่ใช่พลังงานหลักที่สร้างแผ่นดินไหว แต่เป็นตัวกระตุ้นที่อาจทำให้รอยเลื่อนซึ่งสะสมความเค้นมานานเริ่มขยับ

• แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์: ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงน้ำขึ้นน้ำลงอย่างสม่ำเสมอ และมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนรูปของเปลือกโลก
• แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์: ทำงานร่วมกับดวงจันทร์และช่วยกำหนดความแรงของวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลง
• จังหวะการสั่นพ้อง: หากจังหวะของแรงกระตุ้นตรงกับเวลาตอบสนองของรอยเลื่อน การขยับเล็กน้อยอาจสะสมจนมีผลมากขึ้น
• สภาพของรอยเลื่อน: รอยเลื่อนแต่ละแห่งตอบสนองต่อแรงภายนอกไม่เหมือนกัน จึงต้องพิจารณาข้อมูลเฉพาะพื้นที่

แบบจำลองช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจอะไร

แบบจำลองสปริงและบล็อกเป็นการลดความซับซ้อนของโลกใต้พื้นดินให้เหลือองค์ประกอบสำคัญ ได้แก่ แรงดึง แรงเสียดทาน และการเลื่อนตัว แม้แบบจำลองนี้ไม่สามารถแทนที่การสำรวจภาคสนามได้ทั้งหมด แต่ช่วยให้นักวิจัยทดสอบแนวคิดได้อย่างเป็นระบบ พวกเขาสามารถปรับความถี่ของแรงกระตุ้น ความแข็งของสปริง และระดับแรงเสียดทาน เพื่อดูว่ารอยเลื่อนจะตอบสนองในรูปแบบใด

ผลการจำลองชี้ว่า รอยเลื่อนที่ดูเหมือนเคลื่อนตัวอย่างมั่นคงอาจไวต่อแรงกระตุ้นเป็นช่วง ๆ หากแรงภายนอกมีจังหวะเหมาะสม ลักษณะนี้คล้ายกับการผลักชิงช้า หากผลักในจังหวะที่ตรงกัน ชิงช้าจะค่อย ๆ แกว่งสูงขึ้น แม้แรงผลักแต่ละครั้งจะไม่มากก็ตาม แนวคิดเรื่องการสั่นพ้องจึงเป็นกุญแจสำคัญในการอธิบายว่าแรงเล็ก ๆ จากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์อาจมีผลต่อรอยเลื่อนได้อย่างไร

อย่างไรก็ตาม โลกจริงมีรอยเลื่อนจำนวนมากเชื่อมโยงกัน ไม่ได้แยกเป็นระบบเดี่ยวเหมือนในแบบจำลอง นอกจากนี้ อุณหภูมิ ความดัน ชนิดของแร่ และของเหลวใต้ดินก็อาจเปลี่ยนพฤติกรรมของรอยเลื่อนได้ นักวิจัยจึงยังต้องนำแบบจำลองไปเปรียบเทียบกับข้อมูลจากสถานที่จริงหลายแห่ง เพื่อประเมินว่ากลไกนี้มีอิทธิพลมากน้อยเพียงใด

ความหมายต่อการเฝ้าระวังแผ่นดินไหว

การค้นพบนี้ไม่ได้หมายความว่าทุกครั้งที่เกิดน้ำขึ้นน้ำลงสูงจะต้องมีแผ่นดินไหวใหญ่ตามมา แต่ช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับปัจจัยเล็ก ๆ ที่สามารถกระตุ้นระบบรอยเลื่อนได้ นักวิทยาศาสตร์อาจใช้ข้อมูลแผ่นดินไหวช้าและช่วงเวลาที่เกิดแรงน้ำขึ้นน้ำลง เพื่อประเมินคุณสมบัติของรอยเลื่อน เช่น ความไวต่อแรงภายนอกและความเร็วในการตอบสนอง

ในอนาคต การติดตั้งเครื่องมือวัดแรงสั่นสะเทือน ระบบจีพีเอส และเซนเซอร์ตรวจการเคลื่อนตัวของพื้นดินให้ครอบคลุมมากขึ้น อาจช่วยให้นักวิจัยมองเห็นสัญญาณเล็ก ๆ ก่อนเกิดเหตุการณ์รุนแรงได้ละเอียดกว่าเดิม แต่การพยากรณ์วัน เวลา และขนาดของแผ่นดินไหวยังคงเป็นเรื่องที่ทำได้ยาก ประชาชนจึงควรใช้ข้อมูลวิทยาศาสตร์เพื่อเตรียมพร้อม ไม่ใช่ตื่นตระหนกกับทุกความผิดปกติที่เกิดขึ้น

โดยสรุป แผ่นดินไหวช้าอาจมาก่อนแผ่นดินไหวใหญ่ และแรงจากดวงจันทร์กับดวงอาทิตย์อาจทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นในจังหวะที่เหมาะสม แต่ยังมีปัจจัยอีกมากที่ต้องศึกษา ความรู้ใหม่นี้จึงเป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจพฤติกรรมของรอยเลื่อน และเป็นเหตุผลที่เราควรติดตามข้อมูลจากหน่วยงานธรณีวิทยา พร้อมเตรียมแผนรับมือแผ่นดินไหวไว้อย่างสม่ำเสมอ

ที่มา – Slow Earthquakes Sometimes Come Before Big Ones. The Sun and Moon May Be Setting Them Off