โลกร้อนอาจเร่งแผ่นดินไหว วิจัยชี้น้ำทะเลสูง-พายุแรง เพิ่มแรงกดดันใต้เปลือกโลก

การเพิ่มขึ้นหรือลดลงของกิจกรรมแผ่นดินไหวในช่วงเวลาสั้น ๆ ถือเป็นความผันผวนตามธรรมชาติของอัตราการเกิดแผ่นดินไหวทั่วโลก จึงไม่อาจใช้เป็นสัญญาณชี้ชัดว่าจะเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ในอนาคตอันใกล้ได้ แม้ฐานข้อมูลแผ่นดินไหว ComCat จะบันทึกจำนวนเหตุการณ์เพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่สาเหตุหลักไม่ได้มาจากโลกเกิดแผ่นดินไหวบ่อยขึ้น หากเกิดจากการเพิ่มจำนวนสถานีตรวจวัดและการพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับที่มีความแม่นยำสูงขึ้น ทำให้สามารถบันทึกแผ่นดินไหวขนาดเล็กได้มากกว่าในอดีต

ศูนย์ข้อมูลแผ่นดินไหวแห่งชาติ (National Earthquake Information Center) สามารถตรวจจับแผ่นดินไหวได้ราว 20,000 ครั้งต่อปี หรือเฉลี่ยประมาณ 55 ครั้งต่อวัน อีกทั้งความก้าวหน้าด้านการสื่อสารยังทำให้ข้อมูลข่าวสารเกี่ยวกับแผ่นดินไหวถูกเผยแพร่สู่สาธารณะได้รวดเร็วกว่าที่เคย

จากสถิติระยะยาวตั้งแต่ราวปี ค.ศ. 1900 พบว่า ในแต่ละปีโลกจะเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่เฉลี่ยประมาณ 16 ครั้ง แบ่งเป็นแผ่นดินไหวขนาดแมกนิจูด 7 ราว 15 ครั้ง และขนาด 8.0 หรือมากกว่าอีก 1 ครั้ง อย่างไรก็ตาม ในช่วง 40-50 ปีที่ผ่านมา มีหลายปีที่จำนวนแผ่นดินไหวขนาดใหญ่สูงกว่าค่าเฉลี่ยดังกล่าว โดยปี 2010 ถือเป็นปีที่มีจำนวนมากที่สุดถึง 23 ครั้ง สำหรับแผ่นดินไหวขนาดตั้งแต่แมกนิจูด 7.0 ขึ้นไป ขณะที่บางปีมีจำนวนต่ำกว่าค่าเฉลี่ยอย่างชัดเจน เช่น ปี 1989 ที่เกิดเพียง 6 ครั้ง และปี 1988 ที่เกิด 7 ครั้ง สะท้อนให้เห็นว่าความถี่ของแผ่นดินไหวขนาดใหญ่สามารถเปลี่ยนแปลงขึ้นลงได้ตามธรรมชาติในแต่ละช่วงเวลา

อะไรคือปัจจัยเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก?

แผ่นดินไหวเกิดจากการเคลื่อนตัวอย่างฉับพลันตามแนวรอยเลื่อนภายในโลก ซึ่งเป็นกระบวนการที่ปลดปล่อยพลังงานจาก “ความเครียดเชิงยืดหยุ่น” ที่สะสมอยู่ใต้เปลือกโลกออกมาในรูปของคลื่นไหวสะเทือน คลื่นดังกล่าวจะแพร่กระจายผ่านชั้นหินและทำให้พื้นผิวโลกเกิดการสั่นสะเทือน โดยการเคลื่อนตัวตามรอยเลื่อนนี้มักเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเปลือกโลกและการสะสมของความเครียดอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน

ใต้แผ่นเปลือกโลกคือ “ชั้นแอสเทโนสเฟียร์” ซึ่งเป็นชั้นหินร้อนในแมนเทิลตอนบนที่มีพฤติกรรมคล้ายของไหลเมื่อพิจารณาในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่ยาวนาน นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอหลายทฤษฎีเพื่ออธิบายกลไกที่ทำให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ โดยมีแรงสำคัญ 3 ประการที่เชื่อว่าเป็นตัวขับเคลื่อนหลัก ได้แก่

• กระแสการพาความร้อนในชั้นแมนเทิล (Mantle Convection) ความร้อนจากภายในโลกทำให้เกิดการหมุนเวียนของเนื้อโลกในชั้นแมนเทิล คล้ายกระแสพาความร้อน กระแสดังกล่าวสามารถพัดพาและขับเคลื่อนแผ่นเปลือกโลกให้เคลื่อนที่ไปอย่างช้า ๆ เปรียบเสมือนสายพานลำเลียงขนาดมหึมาใต้พื้นโลก
• แรงดันจากสันเขากลางมหาสมุทร (Ridge Push) บริเวณสันเขากลางมหาสมุทรเป็นพื้นที่ที่เกิดแผ่นเปลือกโลกใหม่ ซึ่งยังมีอุณหภูมิสูงและมีความหนาแน่นต่ำ จึงยกตัวสูงกว่าแผ่นเปลือกโลกที่เก่าและเย็นกว่า แรงโน้มถ่วงจึงผลักดันให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัวออกจากแนวสันเขา
• แรงดึงจากแผ่นเปลือกโลกมุดตัว (Slab Pull) เมื่อแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรมีอายุมากขึ้น จะเย็นตัวลงและมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ส่งผลให้จมลงสู่ชั้นแมนเทิลบริเวณเขตมุดตัว การจมตัวนี้จะดึงส่วนที่เหลือของแผ่นเปลือกโลกให้เคลื่อนตามไปด้วย

งานวิจัยจำนวนมากชี้ว่า “แรงดึงจากแผ่นเปลือกโลกมุดตัว” หรือ Slab Pull เป็นกลไกสำคัญที่สุดในการขับเคลื่อนแผ่นเปลือกโลก เนื่องจากแผ่นที่มีแนวมุดตัวขนาดใหญ่มีแนวโน้มเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าชนิดอื่น อย่างไรก็ตาม งานศึกษาสมัยใหม่ยังพบว่า “แรงดันจากสันเขา” หรือ Ridge Push ก็มีบทบาทสำคัญในการช่วยผลักดันการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเช่นกัน

ภาวะโลกร้อนอาจเร่งความเสี่ยงแผ่นดินไหวทั่วโลก

นักวิจัยจากศูนย์วิจัยธรณีศาสตร์ GFZ ของเยอรมนี และมหาวิทยาลัยเซาท์เทิร์นแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ระบุว่า ภาวะโลกร้อนอาจทำให้แผ่นดินไหวเกิดบ่อยขึ้น และในบางกรณีอาจมีความรุนแรงมากขึ้นทั่วโลก ผลการศึกษา Global Warming Will Increase Earthquake Hazards through Rising Sea Levels and Cascading Effects ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Seismological Research Letters เมื่อ 29 พฤษภาคม 2024 ชี้ว่า ปัจจัยสำคัญมาจากระดับน้ำทะเลที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง และสภาพอากาศสุดขั้ว เช่น พายุรุนแรง ที่เกิดถี่ขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอันเป็นผลจากกิจกรรมของมนุษย์

ทั้งสองปัจจัยนี้ส่งผลให้แรงดันน้ำใต้ดินหรือแรงดันไฮโดรสแตติกเพิ่มขึ้น จนรบกวน “วัฏจักรแผ่นดินไหว” และอาจกระตุ้นให้รอยเลื่อนบางแห่งปลดปล่อยพลังงานเร็วกว่าปกติ พร้อมเพิ่มความเสี่ยงของภัยต่อเนื่อง เช่น ดินถล่ม สึนามิ และปรากฏการณ์ดินเหลว โดยเฉพาะในพื้นที่ชายฝั่งทั่วโลก

โดยธรรมชาติ แผ่นดินไหวเกิดจากการเคลื่อนตัวอย่างฉับพลันของมวลหินตามแนวรอยเลื่อน ซึ่งปลดปล่อยพลังงานที่สะสมมาเป็นเวลานานจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก พลังงานดังกล่าวจะสะสมต่อเนื่องจนเกินขีดจำกัดความแข็งแรงของหิน ก่อนเกิดการเลื่อนตัวและปล่อยคลื่นไหวสะเทือนออกมา กระบวนการนี้เกิดซ้ำเป็นวงจรที่เรียกว่าวัฏจักรแผ่นดินไหว ซึ่งอาจกินเวลาตั้งแต่หลายปีไปจนถึงหลายศตวรรษ ขึ้นอยู่กับสภาพธรณีวิทยาในแต่ละพื้นที่

น้ำทะเลสูงขึ้น-พายุรุนแรง กระตุ้นแรงดันใต้เปลือกโลก

นักวิจัยอธิบายว่า การละลายของน้ำแข็งบนบกจากภาวะโลกร้อน โดยเฉพาะในกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกา ทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ข้อมูลของ IPCC ระบุว่า อัตราการเพิ่มของระดับน้ำทะเลเร่งตัวขึ้นอย่างชัดเจน จากเฉลี่ย 1.4 มิลลิเมตรต่อปีในช่วงปี 1901-1990 เป็น 3.6 มิลลิเมตรต่อปีในช่วงปี 2006-2015 และคาดว่า ภายในปี 2100 ระดับน้ำทะเลอาจสูงขึ้นอีก 0.43-0.84 เมตร เมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยในช่วงปี 1986-2000 แม้โลกจะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างจริงจัง ผลกระทบดังกล่าวก็ยังอาจดำเนินต่อไปอีกหลายศตวรรษ

งานวิจัย Global Warming Will Increase Earthquake Hazards through Rising Sea Levels and Cascading Effects ระบุว่า การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลและเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วสามารถเพิ่มแรงกดดันต่อรอยเลื่อนใต้ดินได้ แม้จะเป็นการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย แต่ก็อาจเพียงพอที่จะเร่งให้เกิดแผ่นดินไหวในรอยเลื่อนที่ใกล้ถึงจุดปลดปล่อยพลังงาน

"ศ.มาร์โค บอนฮอฟฟ์" หัวหน้าทีมวิจัยจาก GFZ ระบุว่า การเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลเพียงไม่กี่เดซิเมตร ก็อาจเพียงพอที่จะกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหวได้ โดยอ้างอิงจากหลักฐานทั้งในกรณีแผ่นดินไหวที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การฉีดน้ำใต้ดินเพื่อผลิตพลังงาน และการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมแผ่นดินไหวจากอิทธิพลของน้ำขึ้นน้ำลงและอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่

พื้นที่ชายฝั่งทั่วโลกเผชิญความเสี่ยงสูง

นักวิจัยเตือนว่า พื้นที่ชายฝั่งทั่วโลกอาจได้รับผลกระทบมากที่สุด เนื่องจากเป็นบริเวณที่มีรอยเลื่อนสำคัญและเขตมุดตัวของแผ่นเปลือกโลกจำนวนมาก อีกทั้งยังเป็นที่อยู่อาศัยของประชากรราว 40% ของโลก โดยเฉพาะมหานครขนาดใหญ่ที่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว เช่น ซานฟรานซิสโก ลอสแอนเจลิส อิสตันบูล และโตเกียว-โยโกฮามา รวมถึงเมืองชายฝั่งในประเทศกำลังพัฒนาอีกจำนวนมาก

ความเสี่ยงสำคัญอยู่ที่รอยเลื่อนบางแห่งอาจอยู่ในช่วงปลายของวัฏจักรแผ่นดินไหวอยู่แล้ว ทำให้แรงกดดันเพิ่มเติมเพียงเล็กน้อยจากระดับน้ำทะเลหรือพายุรุนแรง สามารถเร่งให้เกิดแผ่นดินไหวเร็วกว่าธรรมชาติได้ อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันยังไม่สามารถระบุได้อย่างชัดเจนว่ารอยเลื่อนใดอยู่ในภาวะวิกฤติ

เรียกร้องเพิ่มการเฝ้าระวังและปรับแผนรับมือภัยพิบัติ

ผู้วิจัยเสนอให้มีการศึกษาและติดตามผลกระทบดังกล่าวอย่างเป็นระบบมากขึ้น โดยเฉพาะในพื้นที่ที่เกิดการละลายของน้ำแข็งอย่างรวดเร็ว เช่น กรีนแลนด์ และพื้นที่ชายฝั่งที่มีความเสี่ยงสูง พร้อมเสนอให้ปรับปรุงแบบจำลองความเสี่ยงแผ่นดินไหวในอนาคตให้รวมผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเข้าไปด้วย

นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังเตือนว่า แผ่นดินไหวที่อาจถูกกระตุ้นจากภาวะโลกร้อน ไม่ได้สร้างผลกระทบเฉพาะแรงสั่นสะเทือนเท่านั้น แต่ยังอาจก่อให้เกิดภัยพิบัติต่อเนื่อง เช่น ดินถล่ม สึนามิ และปรากฏการณ์ดินเหลว ซึ่งจะยิ่งเพิ่มความเสียหายต่อเมืองชายฝั่งและโครงสร้างพื้นฐานสำคัญทั่วโลก

ดังนั้น การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การลงทุนในระบบเฝ้าระวังแผ่นดินไหว และการออกแบบโครงสร้างพื้นฐานที่ทนทานต่อภัยพิบัติ จึงถูกมองว่าเป็นมาตรการสำคัญในการลดความเสี่ยงระยะยาวจากโลกที่ร้อนขึ้นอย่างต่อเนื่อง

 

 

อ้างอิง : GeoScienceWorld, BGS, USGS