ภูเขาไฟระเบิด

ภูเขาไฟระเบิด

       
     ภูเขาเกิดจากการเปลี่ยนแปลงลักษณะของเปลือกโลก ซึ่งแผ่นธรณีทวีปดันกันทำให้ชั้นหินคดโค้ง (Fold) เป็นรูปประทุนคว่ำและประทุนหงายสลับกัน ภูเขาที่มียอดแบนราบอาจเกิดจากการยกตัวของเปลือกโลกตามบริเวณรอยเลื่อน (Fault) แต่ภูเขาไฟ (Volcano) มีกำเนิดแตกต่างจากภูเขาทั่วไป ภูเขาไฟเกิดจากการยกตัวของแมกมาใต้เปลือกโลก
 
ภาพที่ 1 โครงสร้างของภูเขาไฟ
 
แมกมา
        เมื่อแผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่เข้าหากัน หรือปะทะกับแผ่นธรณีทวีป  แผ่นธรณีมหาสมุทรซึ่งมีความหนาแน่นกว่าจะจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค และหลอมละลายกลายเป็นหินหนืดหรือแมกมา (Magma) โดยมีปัจจัยที่เร่งให้เกิดการหลอมละลาย ได้แก่
  • ความร้อน: เมื่อแผ่นธรณีปะทะกันและจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค แรงเสียดทานซึ่งเกิดจากการที่แผ่นธรณีทั้งสองเสียดสีกันจะทำให้เกิดความร้อน เร่งให้ผิวชั้นบนของเปลือกโลกมหาสมุทรที่จมตัวลง หลอมละลายกลายเป็นแมกมาได้ง่ายขึ้น  
  • น้ำในชั้นฐานธรณีภาค: หินเปียก (Wet rock) มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าหินแห้ง (Dry rock) เมื่อหินในเปลือกแผ่นมหาสมุทรจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค โมเลกุลของน้ำซึ่งเปลี่ยนสถานะเป็นไอน้ำจะช่วยเร่งปฏิกริยาให้หินเกิดการหลอมเหลวได้ง่ายขึ้น 
  • การลดความกดดัน: ตามปกติหินใต้เปลือกโลกจะหลอมละลายยากกว่าหินบนเปลือกโลก เนื่องจากความกดดันสูงป้องกันหินไม่ให้เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว อย่างไรก็ตามอุณหภูมิสูงของชั้นฐานธรณีภาค ทำให้หินหลอมละลาย ขยายตัวออก แล้วยกตัวลอยตัวสูงขึ้น  เมื่อหินหนืดร้อนขยายตัวความกดดันจะลดลง ทำให้หินที่อยู่ในหน้าสัมผัสบริเวณรอบข้างหลอมละลายได้ง่ายขึ้น 
 
แหล่งกำเนิดของแมกมา
        แมกมาไม่ได้กำเนิดขึ้นทั่วไปทุกหนแห่งของโลก หากมีอยู่แต่บริเวณที่รอยต่อของแผ่นธรณีบางชนิด และบริเวณจุดร้อนของโลก  
  • รอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน: แมกมาจากชั้นฐานธรณีภาคลอยตัวขึ้นสู่พื้นผิวโลก แรงดันที่ลดลงช่วยทำให้เปลือกโลกที่อยู่ด้านบนหลอมละลายเกิดเป็นสันเขาใต้สมุทร และดันตัวออกทางด้านข้าง กลายเป็นแผ่นธรณีมหาสมุทรซึ่งกำเนิดมาจากแมกมาหินบะซอลต์ ดังภาพที่ 2 ตัวอย่างเช่น สันเขาใต้มหาสมุทรแอตแลนติก อย่างไรก็ตามในบางแห่งแมกมาก็ยกตัวขึ้นสู่แผ่นธรณีทวีป เช่น ทะเลสาบมาลาวี ในทวีปแอฟริกา

 

ภาพที่ 2 แหล่งกำเนิดแมกมาบริเวณสันเขาใต้มหาสมุทร
  • รอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน: การชนกันของแผ่นธรณีสองแผ่นในแนวมุดตัว (Subduction zone)  ทำให้แผ่นที่มีความหนาแน่นมากกว่าจมตัวลงตัวสู่ชั้นฐานธรณีภาค แรงเสียดทานซึ่งเกิดจากการที่แผ่นธรณีทั้งสองเสียดสีกันจะทำให้เกิดความร้อน น้ำในแผ่นหินซึ่งระเหยกลายเป็นไอ ประกอบกับแรงกดดันที่ลดลง  ช่วยให้หินหลอมละลายกลายเป็นแมกมาได้เร็วขึ้น และแทรกตัวออกจากผิวโลกทางปล่องภูเขาไฟ ดังภาพที่ 3 ยกตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟฟูจิ ในประเทศญี่ปุ่น
 
ภาพที่ 3 แหล่งกำเนิดแมกมาในเขตมุดตัว
 
  • จุดร้อน (Hotspot): แก่นโลกชั้นนอกมีความร้อนไม่เท่ากัน ในบางจุดของแก่นโลกมีความร้อนสูง จึงทำให้เนื้อโลกชั้นล่างเหนือบริเวณนั้นหลอมละลาย และแทรกตัวลอยขึ้นมาตามช่องแมกมา (Magma plume) จุดร้อนจะอยู่ ณ ตำแหน่งเดิมของแก่นโลก แต่เปลือกโลกจะเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ผ่านจุดร้อน แมกมาที่โผล่ขึ้นสู่พื้นผิวโลก จึงทำให้เกิดหมู่เกาะเรียงตัวกันเป็นแนว ดังเช่น หมู่เกาะฮาวาย โดยที่เกาะที่มีอายุมากจะอยู่ห่างจากจุดร้อน เกาะที่เกิดขึ้นมาใหม่จะอยู่บนจุดร้อนพอดี ทิศทางการเรียงตัวของหมู่เกาะจะขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี ดังภาพที่ 4
 
ภาพที่ 4 แหล่งกำเนิดแมกมาบนจุดร้อน
  • แมกมาแกรนิต และ แมกมาบะซอลต์: ปกติแมกมาที่เกิดจากชั้นหินในเปลือกโลกมหาสมุทรหลอมละลายในชั้นฐานธรณีภาคจะเป็นแมกมาบะซอตล์ (Basaltic magma)  แต่เมื่อแมกมาบะซอลต์ลอยตัวสูงขึ้นดันเปลือกโลกทวีปซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็นหินแกรนิตก็จะหลอมละลายกลายเป็นแมกมาแกรนิต (Granitic magma) แต่เนื่องจากหินแกรนิตซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็นซิลิกาซึ่งมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าหินบะซอลต์ เราจึงมักพบว่า แมกมาแกรนิตมักเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งภายในเปลือกโลก (Pluton) กลายเป็นหินอัคนีแทรกซอน  ส่วนแมกมาบะซอลต์มักเย็นตัวบนพื้นผิวโลกเรียกว่า ลาวา (Lava) และกลายเป็นหินอัคนีพุในที่สุด  
 
ประเภทของภูเขาไฟ
        ภูเขาไฟมีรูปร่างสัณฐานต่างๆ กัน เนื่องจากเกิดขึ้นจากแมกมาซึ่งมีแหล่งกำเนิดแตกต่างกัน และมีองค์ประกอบของแร่แตกต่างกัน เราจำแนกชนิดของภูเขาไฟตามลักษณะทางกายภาพได้ 4 ประเภท ดังนี้
  • ที่ราบสูงลาวา (Basalt Plateau): เกิดจากแมกมาบะซอลต์แทรกตัวขึ้นมาตามรอยแตกของเปลือกโลกแล้วกลายเป็นลาวาไหลท่วมบนพื้นผิว ในลักษณะเช่นเดียวกับน้ำท่วม เมื่อลาวาเย็นตัวลงก็จะกลายเป็นที่ราบสูงลาวาขนาดใหญ่ประมาณ 100,000 ถึง 1,000,000 ตารางกิโลเมตร   เช่น เกาะสกาย ประเทศอังกฤษ (ภาพที่ 5)
ภาพที่ 5 ที่ราบสูงลาวา (เกาะสกาย)
  • ภูเขาไฟรูปโล่ (Shield volcano): เกิดขึ้นจากแมกมาบะซอลต์ที่มีความหนืดสูง ไหลออกมาฟอร์มตัวเป็นที่ราบสูงลาวา แต่ความหนืดทำให้แมกมาก่อตัวเป็นภูเขาไฟขนาดใหญ่และอาจสูงได้ถึง 9,000 เมตร แต่มีลาดชันเพียง 6 – 12 องศา   ภูเขาไฟรูปโล่มักเกิดขึ้นจากแมกมาซึ่งยกตัวขึ้นจากจุดร้อน (Hotspot) ในเนื้อโลกชั้นล่าง (Lower mantle) ตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟมอนาคีบนเกาะฮาวาย ที่กลางมหาสมุทรแปซิฟิก (ภาพที่ 6)

ภาพที่ 6 ภูเขาไฟรูปโล่ (มอนาคี)

 

  • กรวยกรวดภูเขาไฟ (Cinder cone): เป็นภูเขาไฟขนาดเล็กมาก สูงประมาณ 100 – 400 เมตร ความลาดชันปานกลาง เกิดจากการสะสมตัวของแก๊สร้อนในแมกมาที่ยกตัวขึ้นมา เมื่อมีความดันสูงเพียงพอ ก็จะระเบิดทำลายพื้นผิวโลกด้านบนเกิดเป็นปล่องภูเขาไฟ กรวดและเถ้าภูเขาไฟ กระเด็นขึ้นสู่อากาศแล้วตกลงมากองทับถมกันบริเวณปากปล่องเกิดเป็นเนินเขารูปกรวย (ภาพที่ 7)  ข้อสังเกตคือ ภูเขาไฟแบบนี้ไม่มีธารลาวาซึ่งเกิดขึ้นจากแมกมาไหล แต่จะมีลักษณะเป็นกรวดกลมๆ พุ่งออกมาจากปากปล่อง แล้วกองสะสมกันทำให้เกิดความลาดชันประมาณ 30 – 40 องศา เช่น กรวยภูเขาไฟในรัฐโอรีกอน ประเทศสหรัฐอเมริกา 


ภาพที่ 7 กรวยกรวดภูเขาไฟ
 
  • ภูเขาไฟกรวยสลับชั้น (Composite cone volcano): เป็นภูเขาไฟขนาดปานกลาง ที่มีรูปทรงสวยงามเป็นรูปกรวยคว่ำ สูงประมาณ 100 เมตร ถึง 3,500 เมตร  เรียงตัวอยู่บริเวณเขตมุดตัว (Subduction zone) เกิดขึ้นจากแผ่นธรณีมหาสมุทรที่หลอมละลายเป็นแมกมา แล้วยกตัวขึ้นดันเปลือกโลกขึ้นมาเป็นแนวภูเขาไฟรูปโค้ง (Volcanic arc) สิ่งที่ภูเขาไฟพ่นออกมามีทั้งธารลาวา และกรวดเถ้าภูเขาไฟ สลับชั้นกันไป เนื่องจากในบางครั้งแมกมาแข็งตัวปิดปากปล่องภูเขาไฟ ทำให้เกิดแรงดันจากแก๊สร้อน ดันให้ภูเขาไฟระเบิดและเปลี่ยนรูปทรง  ตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟฟูจิ  ประเทศญี่ปุ่น (ภาพที่ 8), ภูเขาไฟพินาตูโบ ประเทศฟิลิปปินส์,  ภูเขาไฟเซนต์เฮเลน รัฐวอชิงตัน ประเทศสหรัฐอเมริกา ภูเขาไฟรูปกรวยเป็นแนวภูเขาไฟรูปโค้ง (Volcano arc) ซึ่งเกิดขึ้นจากแมกมาในบริเวณเขตมุดตัวของเปลือกโลกมหาสมุทรที่หลอมละลาย ประเภทนี้ระเบิด จะมีความรุนแรงสูงและก่อให้เกิดความเสียหายเป็นอย่างมาก 
ภาพที่ 8 ภูเขาไฟกรวยสลับชั้น (ฟูจิ)
 
การประทุของภูเขาไฟ 
        ภูเขาไฟไม่มีคาบการระเบิดที่แน่นอน ทั้งนีึ้ขึ้นอยู่กับแรงดันภายใน คุณสมบัติและปริมาณหินที่กดทับโพรงแมกมา อย่างไรก็ตามนักธรณีวิทยาสามารถทำการพยากรณ์อย่างคร่าวๆ โดยการวิเคราะห์ความถึ่ของคลื่นไหวสะเทือน ความรุนแรงของแผ่นดินไหว ความเป็นกรดของน้ำใต้ดินซึ่งเกิดจากแมกมาอุณหภูมิสูงทำให้แร่ธาตุละลายตัว และความผิดปกติของพฤติกรรมสัตว์ 
ภาพที่ 9 การปะทุของภูเขาไฟ

 

        การปะทุของภูเขาไฟที่รุนแรงเกิดขึ้น เมื่อแมกมาบะซอลต์ยกตัวขึ้นลอยตัวขึ้นจากชั้นฐานธรณีภาค จะทำให้แผ่นเปลือกโลกธรณีซึ่งเป็นหินแกรนิตหลอมละลายกลายเป็นแมกมาแกรนิต แล้วดันพื้นผิวโลกให้โก่งตัวขึ้น (ภาพที่ 9 ก)  แรงอัดของแก๊สร้อนดันให้ปากปล่องภูเขาไฟระเบิด  พ่นฝุ่นเถ้าภูเขาไฟ (Pyroclastic flow) ซึ่งมีคามร้อนถึง 900 องศาเซลเซียสขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ (ภาพที่ 9 ข) แล้วตกลงมาทับถมกันที่บริเวณเนินภูเขาไฟ (ภาพที่ 9 ค)  ทั้งลาวาที่ไหลออกมาและเศษวัสดุที่ตกลงมาทับถมกัน ทำให้บริเวณรอบปากปล่องภูเขามีน้ำหนักมาก จึงทรุดตัวกลายเป็นแอ่งภูเขาไฟรูปกระจาด (Caldera) เมื่อเวลาผ่านไปน้ำฝนตกลงมาสะสมกัน ทำให้เกิดเป็นทะเลสาบ (ภาพที่ 9 ง)
ประโยชน์และโทษของภูเขาไฟ
        ภูเขาไฟระเบิดใกล้ชุมชนทำให้เกิดมหันตภัยครั้งยิ่งใหญ่  แผ่นดินไหวทำให้อาคารพังพินาศ ถนนขาด และไฟไหม้เนื่องจากท่อแก๊สถูกทำลาย ธารลาวา กรวดและเถ้าภูเขาไฟที่ไหลลงมา (Pyroclastic flow) สามารถทับถมหมู่บ้านและเมืองที่อยู่รอบข้าง ถ้าภูเขาไฟอยู่ชายทะเล แรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวจะทำให้เกิดคลื่นสึนามิขนาดยักษ์กระจายตัวออกไปได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตร ฝุ่นและเถ้าภูเขาไฟสามารถปลิวไปตามกระแสลมเป็นอุปสรรคต่อการจราจรทางอากาศ แต่อย่างไรก็ตามภูเขาไฟระเบิดหนึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรธรณีแปรสัณฐาน ซึ่งหมุนเวียนธาตุอาหารให้แก่ผิวโลก ดินที่เกิดจากการสลายตัวของหินภูเขาไฟ มีความอุดมสมบูรณ์สูงใช้ปลูกพืชพรรณได้งอกงาม แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งปล่อยออกมาจากปล่องภูเขาไฟ ทำให้พืชสามารถสังเคราะห์ธาตุอาหารด้วยแสง แมกมาใต้เปลือกนำแร่ธาตุและอัญมณีที่หายาก เช่น เพชร พลอย ขึ้นมา เป็นต้น และด้วยเหตุที่ภูเขาไฟนำมาซึ่งความมั่งคั่งอุดมสมบูรณ์ ดังนั้นชุมชนจึงมักตั้งอยู่ที่เชิงภูเขาไฟ
ภาพที่ 10 กรวดและเถ้าภูเขาไฟ (Pyroclastic flow) 

Advertisements

แผ่นดินไหว

แผ่นดินไหว

ศูนย์กลางแผ่นดินไหว พ.ศ. 2506-2541

ขอบเขตและการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกสัมพันธ์กับการเกิดแผ่นดินไหว

แผ่นดินไหว เป็นปรากฏการณ์สั่นสะเทือนหรือเขย่าของพื้นผิวโลก เพื่อปรับตัวให้อยู่ในสภาวะสมดุล ซึ่งแผ่นดินไหวสามารถก่อให้เกิดความเสียหายและภัยพิบัติต่อบ้านเมือง ที่อยู่อาศัย สิ่งมีชีวิต ส่วนสาเหตุของการเกิดแผ่นดินไหวนั้นส่วนใหญ่เกิดจากธรรมชาติ โดยแผ่นดินไหวบางลักษณะสามารถเกิดจากการกระทำของมนุษย์ได้ แต่มีความรุนแรงน้อยกว่าที่เกิดขึ้นเองจากธรรมชาติ นักธรณีวิทยาประมาณกันว่าในวันหนึ่ง ๆ จะเกิดแผ่นดินไหวประมาณ 1,000 ครั้ง ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นแผ่นดินไหวที่มีการสั่นสะเทือนเพียงเบา ๆ เท่านั้น คนทั่วไปไม่รู้สึก

แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก (แนวระหว่างรอยต่อธรณีภาค) ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของชั้นหินขนาดใหญ่เลื่อน เคลื่อนที่ หรือแตกหักและเกิดการโอนถ่ายพลังงานศักย์ ผ่านในชั้นหินที่อยู่ติดกัน พลังงานศักย์นี้อยู่ในรูปคลื่นไหวสะเทือน

จุดศูนย์กลางการเกิดแผ่นดินไหว (focus) มักเกิดตามรอยเลื่อน อยู่ในระดับความลึกต่าง ๆ ของผิวโลก เท่าที่เคยวัดได้ลึกสุดอยู่ในชั้นแมนเทิล

ส่วนจุดที่อยู่ในระดับสูงกว่า ณ ตำแหน่งผิวโลก เรียกว่า “จุดเหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหว” (epicenter) การสั่นสะเทือนหรือแผ่นดินไหวนี้จะถูกบันทึกด้วยเครื่องมือที่เรียกว่า ไซสโมกราฟ โดยการศึกษาเรื่องแผ่นดินไหวและคลื่นสั่นสะเทือนที่ถูกส่งออกมา จะเรียกว่า “วิทยาแผ่นดินไหว” (อังกฤษ: Seismology)

แหล่งกำเนิด[แก้]

แหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวหรือบริเวณตำแหน่งศูนย์กลางแผ่นดินไหวส่วนใหญ่จะอยู่ตรงบริเวณ ขอบของแผ่นเปลือกโลก แนวรอยเลื่อนต่างๆ และบริเวณที่มนุษย์มีกิจกรรมกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหว เช่น เหมือง เขื่อน บ่อน้ำมัน บริเวณที่มีการฉีดของเหลวลงใต้พื้นดิน บริเวณที่มีการเก็บกากรังสีเป็นต้น

สาเหตุการเกิดแผ่นดินไหว

แผ่นดินไหวจากธรรมชาติ

แผ่นดินไหวที่ซานฟรานซิสโกเมื่อ พ.ศ. 2449

ความเสียหายของอาคารจากแผ่นดินไหวที่โกเบ เมื่อ พ.ศ. 2538

แผ่นดินไหวจากธรรมชาติเป็นธรณีพิบัติภัยชนิดหนึ่ง ส่วนมากเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของพื้นดิน อันเนื่องมาจากการปลดปล่อยพลังงานเพื่อระบายความเครียด ที่สะสมไว้ภายในโลกออกมาอย่างฉับพลันเพื่อปรับสมดุลของเปลือกโลกให้คงที่ โดยปกติเกิดจากการเคลื่อนไหวของรอยเลื่อน ภายในชั้นเปลือกโลกที่อยู่ด้านนอกสุดของโครงสร้างของโลก มีการเคลื่อนที่หรือเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ อยู่เสมอ (ดู การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก) แผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นเมื่อความเค้นอันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงมีมากเกินไป ภาวะนี้เกิดขึ้นบ่อยในบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลก ที่ที่แบ่งชั้นเปลือกโลกออกเป็นธรณีภาค (lithosphere) เรียกแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลกนี้ว่า แผ่นดินไหวระหว่างแผ่น (interplate earthquake) ซึ่งเกิดได้บ่อยและรุนแรงกว่า แผ่นดินไหวภายในแผ่น (intraplate earthquake)

แผ่นดินไหวจากการกระทำของมนุษย์

มีทั้งทางตรงและทางอ้อม เช่น การระเบิด การทำเหมือง สร้างอ่างเก็บน้ำหรือเขื่อนใกล้รอยเลื่อน การทำงานของเครื่องจักรกล การจราจร รวมถึงการเก็บขยะนิวเคลียร์ไว้ใต้ดิน เป็นต้น

  • การสร้างเขื่อนและอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ ซึ่งอาจพบปัญหาการเกิดแผ่นดินไหว เนื่องจากน้ำหนักของน้ำในเขื่อนกระตุ้นให้เกิดการปลดปล่อยพลังงาน ทำให้สภาวะความเครียดของแรงในบริเวณนั้นเปลี่ยนแปลงไป รวมทั้งทำให้แรงดันของน้ำเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้เกิดพลังงานต้านทานที่สะสมตัวในชั้นหิน เรียกแผ่นดินไหวลักษณะนี้ว่า แผ่นดินไหวท้องถิ่น ส่วนมากจะมีศูนย์กลางอยู่ที่ระดับความลึก 5-10 กิโลเมตร ขนาดและความถี่ของการเกิดแผ่นดินไหวจะลดลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งเข้าสู่ภาวะปกติ รายงานการเกิดแผ่นดินไหวในลักษณะเช่นนี้เคยมีที่ เขื่อนฮูเวอร์ ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อ พ.ศ. 2488 แต่มีความรุนแรงเพียงเล็กน้อย เขื่อนการิบา ประเทศซิมบับเว เมื่อ พ.ศ. 2502 เขื่อนครีมัสต้า ประเทศกรีซ เมื่อ พ.ศ. 2506 และครั้งที่มีความรุนแรงครั้งหนึ่งเกิดจากเขื่อนคอยน่า ในประเทศอินเดีย เมื่อ พ.ศ. 2508 ซึ่งมีขนาดถึง 6.5 ริกเตอร์ ทำให้มีผู้เสียชีวิตกว่า 180 คน[1]
  • การทำเหมืองในระดับลึก ซึ่งในการทำเหมืองจะมีการระเบิดหิน ซึ่งอาจทำให้เกิดแรงสั่นสะเทือนขึ้นได้
  • การสูบน้ำใต้ดิน การสูบน้ำใต้ดินขึ้นมาใช้มากเกินไป รวมถึงการสูบน้ำมันและแก๊สธรรมชาติ ซึ่งอาจทำให้ชั้นหินที่รองรับเกิดการเคลื่อนตัวได้
  • การทดลองระเบิดนิวเคลียร์ใต้ดิน ก่อให้เกิดความสั่นสะเทือนจากการทดลองระเบิด ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดผลกระทบต่อชั้นหินที่อยู่ใต้เปลือกโลกได้
 

ขนาดของแผ่นดินไหว หมายถึง จำนวนหรือปริมาณของพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวในแต่ละครั้ง การหาค่าขนาดของแผ่นดินไหวทำได้โดยวัดความสูงของคลื่นแผ่นดินไหวที่บันทึกได้ด้วยเครื่องตรวดวัดแผ่นดินไหว แล้วคำนวณจากสูตรการหาขนาด ซึ่งคิดค้นโดย ชาลส์ ฟรานซิส ริกเตอร์ และนิยมใช้หน่วยวัดขนาดของแผ่นดินไหวคือ “ริกเตอร์” โดยสูตรการคำนวณมีดังนี้

M = logA - logA_\mathrm{0}\

กำหนดให้

M = ขนาดของแผ่นดินไหว (ริกเตอร์)
A = ความสูงของคลื่นแผ่นดินไหวที่สูงที่สุด
A_\mathrm{0}\  = ความสูงของคลื่นแผ่นดินไหวที่ระดับศูนย์

โดยขนาดของแผ่นดินไหว ในแต่ละระดับจะปล่อยพลังงานมากกว่า 30 เท่าของขนาดก่อนหน้า เช่น 4 กับ 5 ริกเตอร์ แผ่นดินไหวขนาด 5 ริกเตอร์จะปล่อยพลังงานออกมามากกว่า 4 ริกเตอร์ 30 เท่า, แผ่นดินไหวขนาด 7 ริกเตอร์จะปล่อยพลังงานออกมามากกว่า 5 ริกเตอร์ = 30×30 = 900 เท่า เป็นต้น

ความรุนแรงของแผ่นดินไหว (อังกฤษ: Intensity) ที่เกิดขึ้นในแต่ละครั้งนั้นขึ้นอยู่กับความรุนแรงที่รู้สึกได้มากน้อยเพียงใด และขึ้นอยู่กับระยะทางจากศูนย์กลางแผ่นดินไหว ความเสียหายจะเกิดขึ้นในบริเวณใกล้เคียงกับศูนย์กลางแผ่นดินไหว และจะลดหลั่นลงไปตามระยะทางที่ห่างออกไป ดังนั้น การสูญเสียจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความรุนแรงของแผ่นดินไหวโดยตรง สำหรับการวัดขนาดของแผ่นดินไหวมีหลายวิธี เช่น มาตราวัดขนาดของแผ่นดินไหวแบบริกเตอร์ และแบบเมอร์แคลลี่

มาตราริกเตอร์

 

ขนาดและความสัมพันธ์ของขนาดโดยประมาณกับความสั่นสะเทือนใกล้ศูนย์กลาง

ริกเตอร์ ความรุนแรง ลักษณะที่ปรากฏ
1 – 2.9 เกิดการสั่นไหวเล็กน้อย ผู้คนเริ่มรู้สึกถึงการมาของคลื่น มีอาการวิงเวียนเพียงเล็กน้อยในบางคน
3 – 3.9 เกิดการสั่นไหวเล็กน้อย ผู้คนที่อยู่ในอาคารรู้สึกเหมือนมีอะไรมาเขย่าอาคารให้สั่นสะเทือน
4 – 4.9 เกิดการสั่นไหวปานกลาง ผู้ที่อาศัยอยู่ทั้งภายในอาคาร และนอกอาคาร รู้สึกถึงการ สั่นสะเทือน วัตถุห้อยแขวนแกว่งไกว
5 – 5.9 เกิดการสั่นไหวรุนแรง เครื่องเรือน และวัตถุมีการเคลื่อนที่
6 – 6.9 เกิดการสั่นไหวรุนแรงมาก อาคารเริ่มเสียหาย พังทลาย
7.0 ขึ้นไป เกิดการสั่นไหวร้ายแรง เกิดการสั่นสะเทือนอย่างมากมาย ส่งผลทำให้อาคารและสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ เสียหายอย่างรุนแรง แผ่นดินแยก วัตถุบนพื้นถูกเหวี่ยงกระเด็น

มาตราเมร์กัลลี

 

อันดับที่และลักษณะความรุนแรงโดยเปรียบเทียบ

เมร์กัลลี ลักษณะที่ปรากฏ
I. อ่อนมาก ผู้คนไม่รู้สึก ต้องทำการตรวจวัดด้วยเครื่องมือเฉพาะทางเท่านั้น
II. คนที่อยู่ในตึกสูง ๆ เริ่มรู้สึกเพียงเล็กน้อย
III. คนในบ้านเริ่มรู้สึก แต่คนส่วนใหญ่ยังไม่รู้สึก
IV. ผู้อยู่ในบ้านรู้สึกว่ามีอะไรบางอย่างมาทำให้บ้านสั่นเบา ๆ
V. คนส่วนใหญ่รู้สึก ของเบาในบ้านเริ่มแกว่งไกว
VI. คนส่วนใหญ่รู้สึก ของหนักในบ้านเริ่มแกว่งไหว
VII. คนตกใจ สิ่งก่อสร้างเริ่มมีรอยร้าว
VIII. อาคารธรรมดาเสียหายอย่างมาก
IX. สิ่งก่อสร้างที่ออกแบบไว้อย่างดีตามหลักวิศวกรรม เสียหายมาก
X. อาคารพัง รางรถไฟงอเสียหาย
XI. อาคารสิ่งก่อสร้างพังทลายเกือบทั้งหมด ผิวโลกปูดนูนและเลื่อนเป็นคลื่นบน พื้นดินอ่อน
XII. ทำลายหมดทุกอย่าง มองเห็นเป็นคลื่นบนแผ่นดิน

การพยากรณ์แผ่นดินไหว[แก้]

ความเสียหายของถนนจากแผ่นดินไหวในจูเอ็ทสึ พ.ศ. 2547

คลื่นสึนามิที่เกิดจากแผ่นดินไหว ที่อ่าวนาง จังหวัดกระบี่ เมื่อ พ.ศ. 2547

แผ่นดินไหวเป็นภัยธรรมชาติที่ยังไม่สามารถพยากรณ์ได้อย่างแม่นยำ ทั้งตำแหน่ง ขนาด และเวลาเกิด แม้ว่าในปัจจุบันจะมีเทคโนโลยี เครื่องมือตรวจวัดที่ทันสมัย แต่อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์พยายามศึกษา วิเคราะห์ถึงลักษณะต่าง ๆ ของแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว โดยอาศัยจากการสังเกตสิ่งต่อไปนี้

  • ลักษณะทางกายภาพของเปลือกโลก เป็นสิ่งที่เปลี่ยนแปลงจากสภาพปกติก่อนการเกิดแผ่นดินไหว เช่น
    1. แรงเครียดในเปลือกโลกเพิ่มขึ้น โดยใต้ผิวโลกจะมีความร้อนสูงกว่าบนผิวโลก จึงทำให้เปลือกโลกเกิดการขยายตัว หดตัวไม่สม่ำเสมอ โดยที่เปลือกโลกส่วนล่างจะมีการขยายตัวมากกว่า
    2. การเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก และแรงโน้มถ่วงของโลก
    3. การเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก
    4. น้ำใต้ดินมีการเปลี่ยนแปลง เนื่องจากมีการเคลื่อนไหวและการขยายตัวของเปลือกโลกใต้ชั้นหินรองรับน้ำ
    5. ปริมาณแก๊สเรดอนเพิ่มขึ้น
  • การสังเกตพฤติกรรมของสัตว์ สัตว์หลายชนิดมีการรับรู้และมักแสดงท่าทางออกมาก่อนเกิดแผ่นดินไหว อาจจะรู้ล่วงหน้าเป็นชั่วโมงหรือเป็นวันก็ได้ เช่น
    1. สัตว์เลี้ยง สัตว์บ้านทั่วไปตื่นตกใจ เช่น สุนัข เป็ด ไก่ หมู หมี
    2. แมลงสาบจำนวนมากวิ่งเพ่นพ่าน
    3. หนู งู วิ่งออกมาจากที่อาศัย ถึงแม้ในบางครั้งจะเป็นช่วงฤดูจำศีลของพวกมัน
    4. ปลากระโดดขึ้นมาจากผิวน้ำ
  • บริเวณที่เกิดแผ่นดินไหว ถ้าบริเวณใดเกิดแผ่นดินไหวบ่อยครั้ง โอกาสเกิดแผ่นดินไหวก็มีตามมาอีก และถ้าสถานที่นั้นเคยเกิดแผ่นดินไหวขนาดรุนแรง ก็มีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวซ้ำขึ้นอีกเช่นกัน นอกจากนี้บริเวณที่มีภูเขาไฟระเบิดมักจะเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวขึ้นก่อนหรือหลังภูเขาไฟระเบิดได้

ผลกระทบ[แก้]

ผลกระทบจากแผ่นดินไหว มีทั้งทางตรงและทางอ้อม เช่น ทำให้เกิดพื้นดินแตกแยก ภูเขาไฟระเบิด อาคารสิ่งก่อสร้างพังทลาย ไฟไหม้ แก๊สรั่ว ท่อระบายน้ำและท่อประปาแตก คลื่นสึนามิ แผ่นดินถล่ม เส้นทางการคมนาคมเสียหายและถูกตัดขาด ถนนและทางรถไฟบิดเบี้ยวโค้งงอ เกิดโรคระบาด ปัญหาด้านสุขภาพจิตของผู้ประสบภัย ความสูญเสียในชีวิตและทรัพย์สิน รวมถึงทางเศรษฐกิจ เช่น การสื่อสารโทรคมนาคมขาดช่วง ระบบคอมพิวเตอร์ขัดข้อง การคมนาคมทั้งทางบก ทางน้ำ ทางอากาศหยุดชะงัก ประชาชนตื่นตระหนก ซึ่งมีผลต่อการลงทุน การประกันภัย และในกรณีที่แผ่นดินไหวมีความรุนแรงมาก เมืองทั้งเมืองอาจถูกทำลายหมด และมีผู้เสียชีวิตเป็นจำนวนมาก

ถ้าแผ่นดินไหวเกิดขึ้นใต้ทะเล แรงสั่นสะเทือนอาจจะทำให้เกิดเป็นคลื่นขนาดใหญ่ที่เรียกว่า “สึนามิ” (ญี่ปุ่น: 津波, Tsunami) มีความเร็วคลื่น 600-800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในทะเลเปิด ส่วนใหญ่คลื่นจะมีความสูงไม่เกิน 1 เมตร และสังเกตได้ยาก แต่จะมีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อเคลื่อนถึงใกล้ชายฝั่ง โดยอาจมีความสูงถึง 60 เมตร สามารถก่อให้เกิดน้ำท่วม สร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงกับสิ่งก่อสร้างที่ติดอยู่ชายฝั่งทะเล

การป้องกันความเสียหาย

ที่ว่างกลางเมืองซัปโปโร ประเทศญี่ปุ่นสามารถใช้หลบภัยจากแผ่นดินไหว และการพังถล่มของตึก

ในปัจจุบันมีการสร้างอาคาร ตึกระฟ้าใหม่ ๆ บนหินแข็งในเขตแผ่นดินไหว อาคารเหล่านั้นจะใช้โครงสร้างเหล็กกล้าที่แข็งแรงและขยับเขยื้อนได้ มีประตูและหน้าต่างน้อยแห่ง บางแห่งก็มุงหลังคาด้วยแผ่นยางหรือพลาสติกแทนกระเบื้อง ป้องกันการตกลงมาของกระเบื้องแข็งทำให้ผู้คนบาดเจ็บ ถนนมักจะสร้างให้กว้างเพื่อว่าเมื่อเวลาตึกพังลงมาจะได้ไม่กีดขวางทางจราจร และยังมีการสร้างที่ว่างต่าง ๆ ในเมือง เช่น สวนสาธารณะ ซึ่งผู้คนสามารถจะไปหลบภัยให้พ้นจากการถล่มของอาคารบ้านเรือนได้