จุด กำเนิดแผ่นดินไหว (Focus) และจุดทำลาย (Epicenter)การเคลื่อน ที่ของเพลท ทำให้เกิดแรงเครียดมหาศาลกระทำต่อหินจนเกินกำลังที่มวลหินจะรับได้ เกิดการเคลื่อนตัวทันทีทันใด พร้อมกับปลดปล่อยพลังงานออกมา ทำให้เกิดแผ่นดินไหว ตำแหน่งที่หินเกิดการแตกและเคลื่อนตัวที่อยู่ลึกลงไปจากผิวโลก เรียกว่า Focus (จุดกำเนิดแผ่นดินไหว) ในขณะที่ตำแหน่งที่ผิวโลกเหนือตำแหน่ง Focus เรียกว่า Epicenter (จุดทำลาย)
รูป Focus and Epicenter of Earthquake
| เมื่อเกิดแผ่นดินไหว พลังงานที่สะสมตัวอยู่ภายในหิน จะถูกปล่อยออกมาในลักษณะของคลื่น เรียกว่า คลื่นแผ่นดินไหว (Seismic Waves) คล้ายกับพลังงานลมที่พัดผ่านผิวน้ำ จะทำให้เกิดคลื่น คลื่นแผ่นดินไหวจะเคลื่อนตัวผ่านชั้นหินตามพื้นผิวของโลก และเป็นสาเหตุทำให้เกิดอำนาจการทำลาย คลื่นแผ่นดินไหวนี้จะถูกปล่อยออกมาจาก Focus ในทุกทิศทางโดยรอบคลื่นแผ่นดินไหว ประกอบด้วยคลื่น 3 ประเภท คือ 1. P or Primary Waves เป็นคลื่นบีบอัด (Compressional Wave) ลักษณะเป็นคลื่นตามยาว มีลักษณะเช่นเดียวกับคลื่นเสียง เกิดจากการอัด-ขยาย ซึ่งอนุภาคจะถูกดันกลับไป-มา ในทิศทางขนานกับการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถเคลื่อนที่ได้ทั้งในของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เดินทางด้วยความเร็วสูงมาก เป็นคลื่นประเภทแรกที่จะเดินทางขึ้นมาถึงผิวโลก เมื่อกระทบวัตถุจะเกิดแรงผลักและแรงดึง  รูป P or Primary Waves  เป็นคลื่นเฉือน (Shear Wave) ลักษณะเป็นคลื่นตามขวาง มีลักษณะเดียวกับคลื่นแสง อนุภาคจะถูกดันเคลื่อนที่ออกไปด้านข้างกลับไป-มา ในทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถเคลื่อนที่ได้เฉพาะในของแข็งเท่านั้น เดินทางช้ากว่า P Wave เมื่อกระทบวัตถุ จะเกิดแรงยกขึ้นและลง  รูปS or Secondary Waves  เป็นคลื่นที่เกิดขึ้นที่ผิวโลก เนื่องมาจากการกระทำของ P และ S Waves จะเคลื่อนที่เฉพาะที่พื้นผิวโลก คล้าย ๆ กับคลื่นผิวน้ำที่เคลื่อนที่เฉพาะที่ผิวน้ำ เคลื่อนที่ช้าที่สุด แต่มีอำนาจการทำลายสูง (รูปที่ 16.5) สามารถแยกเป็น 2 ชนิด คือ (1) Love Wave เป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ตามขวาง อนุภาคเคลื่อนที่ในด้านข้างกลับไป-มา (2) Rayleigh Wave เป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ทางตรง โดยอนุภาคของคลื่นจะเคลื่อนที่เป็นวงรี ความเร็วของ Seismic Waves จะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของหินที่มันเคลื่อนที่ผ่านที่ผิวโลก P Wave จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ตั้งแต่ 5.5 ถึง 7.0 กม./วินาที ซึ่งจะเร็วกว่าความเร็วของ S Wave ประมาณ 1.73 เท่า Surface Wave จะเคลื่อนที่ช้าที่สุดด้วยความเร็ว ประมาณ 3.2 กม./วินาที    รูป Surface Waves |
| ขนาดและความรุนแรง (Magnitude and Intensity)การอธิบาย ลักษณะของแผ่นดินไหวแต่ละครั้ง จะอธิบายในรูปของพลังงานที่ถูกปล่อยออกมา และในรูปของความเสียหายที่เกิดขึ้น การอธิบายพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจากการเกิดแผ่นดินไหวแต่ละครั้ง จะอธิบายในรูปของขนาด (Magnitude) ในขณะที่การอธิบายความเสียหาย จะอธิบายในรูปของความรุนแรง (Intensity) โดยกำหนดให้มีมาตราวัดทั้งขนาดและความรุนแรง 1. ขนาด (Magnitude) ขนาดของแผ่นดินไหวเป็นค่าของพลังงานที่แผ่นดินไหวปลดปล่อยออกมาในแต่ละครั้ง แสดงได้โดยมาตราริคเตอร์ (Richter Scale) ซึ่งเสนอโดย C. F. Richter นักธรณีวิทยาแผ่นดินไหวชาวอเมริกัน เมื่อปี พ.ศ. 2443 การวัดขนาดของแผ่นดินไหวจะวัดโดยเครื่องมือที่เรียกว่า Seismograph (รูปที่ 16.6) โดยบันทึกและวัดออกมาเป็นกราฟ เรียกว่า Seismogram แสดงขนาดและระยะเวลาของแผ่นดินไหว ยิ่งห่างออกจากจุดกำเนิดแผ่นดินไหว ขนาดของคลื่นแผ่นดินไหวก็จะเล็กลง เนื่องจากขนาดของคลื่นจะสัมพันธ์กับระยะทาง ดังนั้น จึงสามารถวัดพลังงานทั้งหมดที่ถูกปล่อยออกมาจากแผ่นดินไหวแต่ละครั้งได้จาก การตรวจวัดขนาดของคลื่นที่ระยะทางต่าง ๆ กัน  รูป การตรวจวัดขนาด (Magnitude) ของแผ่นดินไหวโดย Seismograph 2. ความรุนแรง (Intensity) ความรุนแรงของแผ่นดินไหว จะวัดจากความรู้สึกของคนและสัตว์ หรือผลกระทบที่เกิดขึ้นกับอาคารสิ่งก่อสร้าง สภาพภูมิประเทศที่เปลี่ยนไป โดยเทียบหาอันดับความรุนแรงได้ จากตารางสำเร็จที่บอกรายละเอียดของผลกระทบไว้เรียบร้อยแล้ว มาตราแสดงความรุนแรงของแผ่นดินไหว มีหลายมาตรา ขึ้นอยู่กับความนิยมในการใช้แต่ละประเทศหรือภูมิภาค ที่สำคัญได้แก่ (1) มาตรารอสซี่-ฟอเรล (Rossi-Forel, RF Scale) แบ่งออกเป็น 10 อันดับ (I-X) ใช้มากในประเทศยุโรป (2) มาตราเจ เอ็ม เอ (Japan Meteorological Agency, JMA Scale) แบ่งออกเป็น 8 อันดับ (0-7) ใช้มากในประเทศญี่ปุ่น (3) มาตราเมอร์แคลลี่ (Modifield Mercalli, MM Scale) แบ่งออกเป็น 12 อันดับ (I-XII) ใช้มากในสหรัฐอเมริกา สำหรับประเทศไทย ก็ใช้มาตราเมอร์แคลลี่ อันดับ I เป็นแผ่นดินไหวที่มนุษย์เราไม่สามารถรู้สึกได้ นอกจากตรวจวัดโดยเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหวเท่านั้น อันดับ III มนุษย์พอรู้สึกได้ อันดับ V รู้สึกเกือบทุกคน ของเริ่มแกว่งไกว อันดับ IX สิ่งก่อสร้างที่แข็งแรงจะเสียหาย พื้นดินแยก ไปจนถึงอันดับ XII ซึ่งเป็นแผ่นดินไหวที่ทำลายทุกสิ่งทุกอย่าง ความรุนแรงของแผ่นดินไหว จะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ที่สำคัญที่สุด คือ ระยะห่างจากผู้สังเกตและตำแหน่ง Epicenter ซึ่งจะเป็นตำแหน่งที่มีความรุนแรงมากที่สุด และลดน้อยลงเมื่ออยู่ห่างไกลออกไป ปัจจัยที่สำคัญอีกอย่างก็คือ ชนิดของหินและขนาดของการแข็งตัวของหิน เมื่อมีแผ่นดินไหวเกิดขึ้นแต่ละครั้ง เจ้าหน้าที่ของรัฐที่เกี่ยวข้อง จะส่งแบบฟอร์มไปยังประชาชนในบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหว เพื่อขอรับทราบข้อมูลต่าง ๆ โดยขอความร่วมมือประชาชนกรอกลงในแบบฟอร์มดังกล่าว เมื่อทราบข้อมูลต่าง ๆ แล้ว เจ้าหน้าที่ก็จะกำหนดค่าของความรุนแรงตามมาตราที่ใช้และลงตำแหน่งในแผนที่ เขียนเส้นระดับ (Contour) ที่มีขนาดของความรุนแรงที่เท่ากัน เพื่อแสดงบริเวณที่มีความรุนแรงสูงสุดและลดน้อยลงตามลำดับ ไปจนถึงบริเวณที่ไม่รู้สึกต่อการเกิดแผ่นดินไหวครั้งนั้น แผนที่แสดงความรุนแรงของแผ่นดินไหวที่เท่ากันที่ตำแหน่งต่าง ๆ ดังกล่าว เรียกว่า Isoseismal Map |
คลื่นสึนามิ(Tsunami)ภัย ธรรมชาติอีกประเภทหนึ่ง ซึ่งอาจเกิดร่วมกับการเกิดแผ่นดินไหว ได้แก่ คลื่น สึนามิ (Tsunami) ซึ่งเป็นคลื่นในทะเลที่มีช่วงคลื่นยาวประมาณ 80 ถึง 200 กม. เกิดจากการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวหรือแผ่นดินถล่ม หรือภูเขาไฟระเบิดบริเวณพื้นท้องมหาสมุทร คลื่นนี้อาจเคลื่อนที่ข้ามมหาสมุทร ซึ่งห่างจากตำแหน่งที่เกิดเป็นพัน ๆ กิโลเมตร โดยไม่มีลักษณะที่ผิดสังเกต เพราะมีความสูงเพียง 30 ซม. เคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 600-1,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เรือที่แล่นผ่านคลื่นนี้จะได้รับความสั่นสะเทือน ทำให้เรือโคลงอย่างรุนแรง ทำให้คนประจำเรือเข้าใจว่า เรือเกยหินใต้ทะเล ถ้าคลื่นเคลื่อนตัวผ่านที่ตื้นบริเวณใกล้ชายฝั่ง จะเพิ่มความสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ประมาณ 15 ม. ก่อให้เกิดอันตรายแก่มนุษย์และอาคารสิ่งก่อสร้างในบริเวณชายหาดนั้น ๆ การระเบิดของภูเขาไฟกรากาตัว (Krakatau) ในอินโดนีเซีย เมื่อปี ค.ศ. 1883 ทำให้เกิด Tsunami มีผู้คนเสียชีวิตมากกว่า 34,000 คน คลื่นมีความสูงถึง 40 ม. 11 มีนาคม 2554 สึนามิถล่มญี่ปุ่น   |
| ภูเขาไฟ(Volcano)ภูเขาไฟมาจากคำว่า Vulcan (ภาษาโรมัน) หมายความว่า God of Fire โดยความหมายแล้ว ภูเขาไฟ อาจหมายถึง (1) เป็นช่อง (รูเปิด) ในเปลือกโลกที่หินหนืด (Magma) และก๊าซจากภายในโลก สามารถหนีขึ้นมาที่พื้นผิวโลกได้ หรือ (2) ภูเขาที่เกิดขึ้น ซึ่งเป็นผลเนื่องมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ หินหนืด (Magma) ซึ่งเกิดขึ้นภายในโลก เมื่อเคลื่อนตัวขึ้นสู่ผิวโลก โดยเฉพาะตามบริเวณขอบของเพลทต่าง ๆ บริเวณ Mid-ocean Ridge และบริเวณแนวมุดตัว (Subduction Zone) เมื่อหินหนืดโผล่ขึ้นมาที่ผิวโลก จะเรียกว่า ลาวา (Lava) อาจจะมีการระเบิดหรือไม่มีก็ได้ ถ้ามีการระเบิด มักจะมีแผ่นดินไหวขนาดเล็กเกิดขึ้นก่อน  รูป ลาวา (Lava) |
ภูเขาไฟมี แนวหรือบริเวณการเกิดที่ค่อนข้างชัดเจน เช่นเดียวกับการเกิดแผ่นดินไหว ซึ่งจะกระจุกตัวอยู่ตามแนวหรือขอบขอบเพลทเป็นสำคัญ บริเวณหรือแนวภูเขาไฟที่สำคัญได้แก่ (1) Subduction Zone Volcanoes ได้แก่ บริเวณที่เพลทมีการมุดตัว มักจะเป็นภูเขาไฟที่มีการระเบิดรุนแรงและอำนาจการทำลายสูง เช่น Mt. St. Helens สหรัฐอเมริกา Mt. Pinatubo ฟิลิปปินส์ และ Mt. Vesuvius ประเทศอิตาลี บริเวณนี้บางทีเรียก Ring of Fires รูป Ring of Fires เป็นบริเวณที่เพลทมีการมุดตัวและเป็นแนวที่ภูเขาไฟเกิดระเบิด(3) (3) Hot Spot Volcanoes ที่สำคัญได้แก่ บริเวณหมู่เกาะฮาวาย ซึ่งเป็นหมู่เกาะที่เกิดจากภูเขาไฟทั้งหมด เป็นบริเวณที่มีหินหนืด (Magma) อยู่ตื้นใกล้ผิวโลกมากที่สุด เมื่อเทียบกับบริเวณอื่น ๆ ทั้งโลก  ภาพตัดขวางแสดง Subduction Zone Volcanoes, Mid-ocean Rift Volcanoes และ Hot Spot Volcanoes |
| ชนิดของภูเขาไฟภูเขาไฟสามารถแบ่งได้เป็น 3 ชนิด ขึ้นอยู่กับลักษณะ รูปร่าง และประเภทของการระเบิด 1. ภูเขาไฟรูปโล่ (Shield Volcanoes) มีลักษณะภาพตัดขวางคล้ายโล่ มีความลาดชันน้อย ประมาณ 15 องศา เกิดจากการไหลของลาวาที่ค่อนข้างเหลว ไหลแผ่เป็นบริเวณกว้าง ไม่มีการระเบิด เป็นลักษณะภูเขาไฟที่พบในหมู่เกาะฮาวาย  รูป ภูเขาไฟรูปโล่ (Shield Volcanoes) มีลักษณะภาพตัดขวางเป็น รูปกรวย ความลาดชันประมาณ 30-40 องศา เกิดจากการระเบิดพ่นลาวาและเถ้าถ่านออกมา หลังจากระเบิดกระจัดกระจายขึ้นสู่ท้องฟ้าแล้วแข็งตัวตกกลับลงมาสะสมตัวอยู่ รอบ ๆ ช่องระเบิด ตรงกลางจะเป็นแอ่งตื้น ๆ และมีขอบไม่สูงมากนัก แล้วจึงลาดลงไปหาภูมิประเทศแวดล้อม ตัวอย่างเช่น Mt. Vesuvius ประเทศอิตาลี และ Mt. Paricutin ประเทศเม็กซิโก  รูป กรวยกรวดภูเขาไฟ (Cinder Cone) มีลักษณะภาพตัดขวางเป็นรูปกรวย เกิดจากการระเบิดหลาย ๆ ครั้ง โดยปกติจะเกิดการระเบิดอย่างรุนแรงก่อน พ่นเถ้าถ่าน ก๊าซ ไอน้ำ และเศษหินออกมา หลังจากนั้น จึงเกิดลาวาไหลออกมาซ้อนกันเป็นชั้น ๆ (รูปที่ 16.13) ภูเขาไฟชนิดนี้พบมากที่สุดในโลก ตัวอย่างเช่น Mt. Fuji ประเทศญี่ปุ่น Mt. Pinatubo ประเทศฟิลิปปินส์ และ Mt. St. Helens ประเทศสหรัฐอเมริกา  รูป กรวยภูเขาไฟสลับชั้น (Strato-volcano, Composite Volcano) |
ประเภทของภูเขาไฟภูเขาไฟอาจจะแบ่งออกตามสภาวะของมันได้เป็น 3 ประเภท คือ (1) Active Volconoes (ภูเขาไฟที่ยังมีพลัง) เคยระเบิดขึ้นแล้วและอยู่ในสภาวะที่ยังมีพลัง รอโอกาสที่จะระเบิดขึ้นอีก มีประมาณ 500 ลูกบนโลก รูป ภูเขาไฟเมราปี ของประเทศอินโดนีเซีย (2) Dormant (Resting) Volcanoes (ภูเขาไฟที่สงบ) อยู่ในสภาวะที่สงบ แต่น่าที่จะเกิดการระเบิดได้อีก อาจเป็นประมาณ 100 ปีต่อครั้ง (3) Extinct (Dead) Volcanoes (ภูเขาไฟที่ดับ) อยู่ในสภาวะที่สงบหรือตายไปแล้ว ไม่มีการระเบิดและไม่น่าจะเกิดการระเบิดอีก |
| วัตถุที่ถูกปล่อยออกมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ อาจแบ่งได้เป็น 4 ประเภท ดังนี้1. ลาวา (Lava) หินหนืดที่ไหลออกมา คุณสมบัติของหินหนืดอาจจะแตกต่างกันออกไปในแต่ละพื้นที่ และเมื่อเย็นตัวลง อาจได้หินอัคนีคนละชนิด อุณหภูมิปกติจะสูงกว่า 1,000 องศาเซลเซียส 2. เศษหินภูเขาไฟ (Pyroclastic Debris) ได้แก่ วัตถุต่าง ๆ ที่ภูเขาไฟพ่นออกมา อาจจะมีขนาดใหญ่ ลักษณะกลมมน (Volcanic Bombs) หรือเป็นเหลี่ยม (Volcanic Blocks) หรืออาจจะมีขนาดเล็กขนาดเม็ดถั่ว (Lapilli) หรือขนาดเล็กเป็นเถ้าถ่าน (Volcanic Ash and Dust) 3. ก๊าซ (Gases) ก๊าซที่สำคัญที่ภูเขาไฟพ่นออกมาในขณะเกิดการระเบิด ได้แก่ H2O (70%), CO2 (15%), N2 (5%), สารประกอบซัลเฟอร์ H2S, SO4, SO2 อื่นๆ (5%) และที่เหลืออื่นๆ ประมาณ 5% ได้แก่ Cl, H2, As 4. ธุลีหลาก (Nuee Ardentes) ประกอบด้วย ธุลี ก๊าซ และไอน้ำ ลักษณะเป็นกลุ่มเมฆร้อน อุณหภูมิสูง เคลื่อนตัวเร็ว และเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์ |
ภูเขาไฟกับมนุษย์ภูเขาไฟ เป็นทั้งผู้ทำลายและผู้สร้าง มากกว่า 80%ของเปลือกโลกทั้งบนบกและทะเลเป็นผลพวงของภูเขาไฟ ภูเขาไฟเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดควบคู่มากับโลกตั้งแต่อดีตกาล ก๊าซที่ภูเขาไฟพ่นออกมาเมื่อหลายร้อยล้านปี ทำให้เกิดบรรยากาศ มหาสมุทร และสิ่งมีชีวิต ที่มีการวิวัฒนาการสืบทอดมาจนถึงปัจจุบัน ภูมิประเทศต่าง ๆ บนเปลือกโลกส่วนหนึ่งก็เป็นผลพวงจากภูเขาไฟ หินภูเขาไฟที่เกิดมาจากการเย็นตัวของลาวา เป็นแหล่งแร่ที่สำคัญ ดินซึ่งผุพังจากหินภูเขาไฟ เป็นดินที่มีความอุดมสมบูรณ์ของแร่ธาตุสูง เหมาะแก่การเพาะปลูก บริเวณภูเขาไฟเป็นบริเวณที่มีแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพกักเก็บสะสมตัว ซึ่งมนุษย์สามารถพัฒนานำความร้อนธรรมชาติจากโลกขึ้นมาใช้ประโยชน์ได้ในหลาย รูปแบบ มีการทำแหล่งแร่กำมะถันอย่างกว้างขวางในบริเวณรอบ ๆ ภูเขาไฟ มนุษย์จึงมีความสัมพันธ์และได้ประโยชน์หลายประการจากผลพลอยได้ของภูเขาไฟ มลภาวะที่สำคัญจากภูเขาไฟ ได้แก่ ก๊าซ SO2 ซึ่งเป็นอันตรายต่อระบบการหายใจ ตา คอ จมูก และผลกระทบจากฝนกรด ไม่นับรวมผลกระทบจากการเผาไหม้จากลาวาโดยตรง ที่มีอันตรายต่อทั้งชีวิตมนุษย์ สัตว์ พืชพันธุ์ และอาคารสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ ถ้าหากอยู่ในทิศทางของการไหลล้นของลาวา  รูป ภูเขาไฟเป็นแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ  รูป มลภาวะที่สำคัญของภูเขาไฟ คือ กลุ่มควันร้อน และก๊าซพิษต่างๆ http://www.rmutphysics.com/charud/naturemystery/sci3/volcano/index.htm |
2. คลื่นแผ่นดินไหวมีกี่ประเภท อะไรบ้าง
3. บริเวณหรือแนวสำคัญที่เกิดภูเขาไฟมีอะไรบ้าง
4. อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับแผ่นดินไหว
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น