งานและพลังงาน

งาน(work)

 

          ในชีวิตประจำวันเมื่อเราทำงานบ้าน ปัด กวาด เช็ด ถู โดยความหมายของคนทั่วๆไป ถือว่าเป็นการทำงาน แต่ในการออกกำลังกายเช่น การวิ่ง หรือหารเล่นกีฬาโดยความหมายของคนทั่วๆไป ไม่ถือว่าเป็นการทำงาน แต่โดยความหมายทางฟิสิกส์ถือว่าการวิ่ง การเล่นกีฬา เป็นการทำงาน ส่วนการทำงานบ้านไม่เป็นการทำงาน ดังนั้น งานตามความหมายในวิชาฟิสิกส์ จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อ มีแรงมากระทำ ต่อวัตถุแล้วทำให้วัตถุมีการกระจัด โดยปริมาณงานที่ทำจะขึ้นกับแรงและการ

คนยกของจากพื้นไปไว้ที่รถกระบะ คนหลายคนช่วยกันเข็นรถที่ติดหล่ม

          นัก เรียนคงได้ยินคำว่า “งาน” มาแล้ว เช่น คุณทำงานหรือยัง งานหนักไหม ? ทำงานบ้านกันเถอะ เหล่านี้เป็นต้น แต่การทำงานเหล่านี้ในทางวิทยาศาสตร์ไม่ถือว่าเป็นงาน การทำงานในทางวิทยาศาสตร์เป็นงานที่ได้จากการออกแรงเพื่อทำให้วัตถุเคลื่อน ที่ในทิศทางของแรงที่กระทำกับวัตถุนั้น

          เพราะฉะนั้น งาน หมายถึง การออกแรงกระทำกับวัตถุเพื่อใช้วัตถุนั้น เคลื่อนที่ไปทิศทางเดียวกับแรงที่กระทำกับวัตถุนั้น เราเขียนความหมายของงานในรูปสมการ ได้ดังนี้

                                  W = F x S   หรือ  W = F x S cos θ
เมื่ื่อกำหนดให้

  •  W เป็น งานที่ทำให้มีหน่วยเป็นจูล (Joule : J) หรือนิวตัน – เมตร(Newton – metre : N.m)
  • F เป็นแรงที่กระทำกับวัตถุมีหน่วยเป็นนิวตัน (Newton : N)
  • S เป็นระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปตามทางของแรงที่กระทำกับวัตถุมีหน่วยเป็นเมตร(Metre : m)
  • θ เป็นมุมทระหว่างทิศทางของแรงกระทำกับแนวการเคลื่อนที่
Advertisements

ภูเขาไฟ

ภูเขาไฟระเบิด
ภูเขาเกิดจากการเปลี่ยนแปลงลักษณะของเปลือกโลก ซึ่งแผ่นธรณีทวีปดันกันทำให้ชั้นหินคดโค้ง (Fold) เป็นรูปประทุนคว่ำและประทุนหงายสลับกัน ภูเขาที่มียอดแบนราบอาจเกิดจากการยกตัวของเปลือกโลกตามบริเวณรอยเลื่อน (Fault) แต่ภูเขาไฟ (Volcano) มีกำเนิดแตกต่างจากภูเขาทั่วไป ภูเขาไฟเกิดจากการยกตัวของแมกมาใต้เปลือกโลก

ภาพที่ 1 โครงสร้างของภูเขาไฟ

กำเนิดแมกมา
เมื่อแผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่เข้าหากัน หรือปะทะกับแผ่นธรณีทวีป แผ่นธรณีมหาสมุทรซึ่งมีความหนาแน่นกว่าจะจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค และหลอมละลายกลายเป็นแมกมา (Magma) โดยมีปัจจัยที่เร่งให้เกิดการหลอมละลาย ดังนี้
ความร้อน: เมื่อแผ่นธรณีปะทะกันและจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค แรงเสียดทานซึ่งเกิดจากการที่แผ่นธรณีทั้งสองเสียดสีกันจะทำให้เกิดความร้อน เร่งให้ผิวชั้นบนของเปลือกโลกมหาสมุทรที่จมตัวลง หลอมละลายกลายเป็นแมกมาได้ง่ายขึ้น
น้ำในชั้นฐานธรณีภาค: หินเปียก (Wet rock) มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าหินแห้ง (Dry rock) เมื่อหินในเปลือกแผ่นมหาสมุทรจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค โมเลกุลของน้ำซึ่งเปลี่ยนสถานะเป็นไอน้ำจะช่วยเร่งปฏิกริยาให้หินเกิดการหลอมเหลวได้ง่ายขึ้น
การลดความกดดัน: ตามปกติหินใต้เปลือกโลกจะหลอมละลายยากกว่าหินบนเปลือกโลก เนื่องจากความกดดันสูงป้องกันหินไม่ให้เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว อย่างไรก็ตามอุณหภูมิสูงของชั้นฐานฐรณีภาค ทำให้หินหลอมละลายและขยายตัวออก แล้วยกตัวลอยตัวสูงขึ้น เมื่อหินหนืดร้อนขยายตัวความกดดันก็จะลดลง 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) แต่เมื่อแมกมาบะซอลต์ลอยตัวสูงขึ้นดันเปลือกโลกทวีปซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็นหินแกรนิต ก็จะหลอมละลายกลายเป็นแมกมาแกรนิต (Granitic magma) แต่เนื่องจากหินแกรนิตซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็น ซิลิกา มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าหินบะซอลต์ 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)

ภูเขาไฟรูปโล่ (Shield volcano): เกิดขึ้นจากแมกมาบะซอลต์ที่มีความหนืดสูง ไหลออกมาฟอร์มตัวเป็นที่ราบสูงลาวา แต่ความหนืดทำให้แมกมาก่อตัวเป็นภูเขาไฟขนาดใหญ่และอาจสูงได้ถึง 9,000 เมตร แต่มีลาดชันเพียง 6 – 12 องศา ภูเขาไฟรูปโล่มักเกิดขึ้นจากแมกมาซึ่งยกตัวขึ้นจากจุดร้อน (Hotspot) ในเนื้อโลกชั้นล่าง (Lower mantle) ตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟมอนาคีบนเกาะฮาวาย ที่กลางมหาสมุทรแปซิฟิก (ภาพที่ 6)

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
เมื่อภูเขาไฟระเบิดใกล้ชุมชนทำให้เกิดมหันตภัยครั้งยิ่งใหญ่ แผ่นดินไหวทำให้อาคารพังพินาศ ถนนขาด และไฟไหม้เนื่องจากท่อแก๊สถูกทำลาย ธารลาวา กรวดและเถ้าภูเขาไฟที่ไหลลงมา (Pyroclastic flow) สามารถทับถมหมู่บ้านและเมืองที่อยู่รอบข้าง ถ้าภูเขาไฟอยู่ชายทะเล แรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวจะทำให้เกิดคลื่นสึนามิขนาดยักษ์กระจายตัวออกไปได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตร ฝุ่นและเถ้าภูเขาไฟสามารถปลิวไปตามกระแสลมเป็นอุปสรรคต่อการจราจรทางอากาศ แต่อย่างไรก็ตามภูเขาไฟระเบิดหนึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรธรณีแปรสัณฐาน ซึ่งหมุนเวียนธาตุอาหารให้แก่ผิวโลก ดินที่เกิดจากการสลายตัวของหินภูเขาไฟ มีความอุดมสมบูรณ์สูงใช้ปลูกพืชพรรณได้งอกงาม ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งปล่อยออกมาจากปล่องภูเขาไฟ ทำให้พืชสามารถสังเคราะห์ธาตุอาหารด้วยแสง แมกมาใต้เปลือกนำแร่ธาตุและอัญมณีที่หายาก เช่น เพชร พลอย ขึ้นมา เป็นต้น

This slideshow requires JavaScript.

แผ่นดินไหวในประเทศไทย

รอยเลื่อน คือ ผลจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก ซึ่งจะมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา บางแผ่นเคลื่อนตัวเข้าหากันและมุดซ้อนเกยกัน และบางแผ่นแยกออกจากกัน ขณะที่บางแผ่นเคลื่อนเฉียดกัน ทำให้เกิดแรงเครียดสะสมไว้ภายในเปลือกโลก เมื่อรอยเลื่อนขยับตัวก็จะมีการปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของการสั่นไหวทำให้เกิดแผ่นดินไหว จึงเรียกว่า รอยเลื่อนมีพลัง ซึ่งรอยเลื่อนนี้เองที่เป็นแหล่งกำเนิดของแผ่นดินไหว

ปัจจุบันพบว่ารอยเลื่อนมีพลังในประเทศไทย เคยเกิดขึ้นแล้ว 9 แห่งด้วยกัน คือ

แหล่งกำเนิดของแผ่นดินไหวนั้นมาจากรอยเลื่อนที่มีพลัง ซึ่งรอยเลื่อนมีพลังในประเทศไทย เคยเกิดขึ้นแล้ว 9 แห่งด้วยกัน และจากการรายงานของกรมทรัพยากรธรณีวิทยา ซึ่งได้รวบรวมข้อมูลกลุ่มรอยเลื่อนล่าสุดเมื่อเดือนมีนาคมที่ผ่านมา พบว่า ปัจจุบันประเทศไทยมีรอยเลื่อนที่มีพลังทั้งหมด 14 รอยเลื่อน โดยกระจายอยู่ใน 22 จังหวัด ได้แก่

1. รอยเลื่อนแม่จัน พาดผ่านอำเภอฝาง อำเภอแม่อาย จังหวัดเชียงใหม่ อำเภอแม่จัน อำเภอเชียงแสน และอำเภอเชียงของ จังหวัดเชียงราย ในแนวทิศตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ มีความยาวประมาณ 101 กิโลเมตร

2. รอยเลื่อนแม่อิง พาดผ่านอำเภอเทิง อำเภอขุนตาล และอำเภอเชียงของ จังหวัดเชียงราย ในแนวทิศตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ มีความยาวประมาณ 57 กิโลเมตร

3. รอยเลื่อนแม่ฮ่องสอน พาดผ่านอำเภอเมืองแม่ฮ่องสอน จังหวัดแม่ฮ่องสอน ในแนวทิศเหนือ-ใต้ มีความยาวประมาณ 29 กิโลเมตร

4. รอยเลื่อนเมย-อุทัยธานี วางตัวในแนวตะวันตกเฉียงเหนือ พาดผ่านตั้งต้นจากลำน้ำเมย ชายแดนพม่า ต่อไปยังห้วยแม่ท้อ ลำน้ำปิง จังหวัดตาก ไปถึงจังหวัดกำแพงเพชร นครสวรรค์ และสิ้นสุดที่จังหวัดอุทัยธานี ในแนวทิศตะวันตกเฉียงเหนือ มีความยาวประมาณ 250 กิโลเมตร

5. รอยเลื่อนแม่ทา พาดผ่านอำเภอแม่ทา จังหวัดลำพูน และอำเภอแม่ออน จังหวัดเชียงใหม่ ในแนวโค้งไปทางทิศตะวันออก มีความยาวประมาณ 61 กิโลเมตร

6. รอยเลื่อนเถิน พาดผ่านอำเภอแม่พริก อำเภอเถิน จังหวัดลำปาง และอำเภอวังชิ้น จังหวัดแพร่ ในแนวโค้งในไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ มีความยาวประมาณ 103 กิโลเมตร

7. รอยเลื่อนพะเยา พาดผ่านอำเภองาว จังหวัดลำปาง และอำเภอเมือง จังหวัดพะเยา ในแนวทิศตะวันตกเฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียงใต้ ทางด้านทิศเหนือของรอยเลื่อนท่าสี มีความยาวประมาณ 23 กิโลเมตร

8. รอยเลื่อนปัว พาดผ่านพื้นที่อำเภอสันติสุข อำเภอท่าวังผา อำเภอปัว อำเภอเชียงกลาง และอำเภอทุ่งช้าง ของจังหวัดน่านในแนวเหนือ-ใต้ ด้วยความยาวประมาณ 130 กิโลเมตร

9. รอยเลื่อนอุตรดิตถ์ พาดผ่านอำเภอเมือง อำเภอท่าปลา จังหวัดอุตรดิตถ์ อำเภอนาหมื่น อำเภอนาน้อย อำเภอเวียงสา และอำเภอแม่จริม จังหวัดน่าน ในแนวทิศตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ มีความยาวประมาณ 150 กิโลเมตร

10. รอยเลื่อนเจดีย์สามองค์ พาดผ่านอำเภอทองผาภูมิ และอำเภอสังขละบุรี จังหวัดกาญจนบุรี ในแนวทิศตะวันตกเฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียงใต้ มีความยาวประมาณ 60 กิโลเมตร

11. รอยเลื่อนศรีสวัสดิ์ พาดผ่านอำเภอบ้านไร่ จังหวัดอุทัยธานี อำเภอศรีสวัสดิ์ และอำเภอหนองปรือ จังหวัดกาญจนบุรี ในแนวโค้งเล็กน้อยไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ มีความยาวประมาณ 62 กิโลเมตร

12. รอยเลื่อนเพชรบูรณ์ พาดผ่านอำเภอหนองไผ่ อำเภอเมือง อำเภอหล่มสัก และอำเภอหล่มเก่า จังหวัดเพชรบูรณ์ ประกอบด้วยรอยเลื่อนบริวารในแนวทิศตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ กับแนวทิศตะวันตกเฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียงใต้สลับกัน มีความยาวประมาณ 110 กิโลเมตร

13. รอยเลื่อนระนอง พาดผ่านพื้นที่ตั้งแต่ จังหวัดระนอง ชุมพร ประจวบ คีรีขันธ์ และพังงา มีความยาวประมาณ 270 กิโลเมตร

14. รอยเลื่อนคลองมะรุ่ย พาดผ่านอำเภอบ้านตาขุน อำเภอพนม จังหวัดสุราษฎร์ธานี อำเภอทับปุด อำเภอเมือง จังหวัดพังงา พาดผ่านไปตามทะเลอันดามัน ระหว่างอำเภอเมือง จังหวัดภูเก็ต กับอำเภอเกาะยาว จังหวัดพังงา ในแนวทิศตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ มีความยาวประมาณ 148 กิโลเมตร

นอกจาก 14 รอยเลื่อนที่กรมทัพยากรธรณีได้ประกาศออกมาอย่างเป็นทางการแล้ว สำนักข่าวบางแห่งยังเผยว่า รอยเลื่อนมะยม ก็เป็นอีกหนึ่งรอยเลื่อนที่มีพลัง โดยรอยเลื่อนดังกล่าว จะพาดผ่านอำเภอสอง จังหวัดแพร่ และอำเภอเชียงม่วน จังหวัดพะเยา ในแนวทิศตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ มีความยาวประมาณ 22 กิโลเมตร ดังนั้น ทุกภาคส่วนจึงควรติดตามสถานการณ์ความเคลื่อนไหวของทั้ง 15 รอยเลื่อนดังกล่าวอย่างใกล้ชิด

อย่างไรก็ตาม รอยเลื่อนที่ต้องจับตา และเฝ้าระวังมากที่สุดในขณะนี้ คือ รอยเลื่อนระนอง และรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย ซึ่งถือเป็นรอยเลื่อนที่มีพลังรุนแรง และอาจส่งผลกระทบกับภาคใต้ในหลายจังหวัด อาทิ จังหวัดชุมพร ระนอง และสุราษฎร์ธานี

แผ่นดินทรุด และแยกเป็นทางยาว ดอยแม่สลอง เชียงราย

สึนามิ

คลื่นสึนามิ
คลื่นสึนามิ (Tsunami) เป็นคลื่นที่เกิดขึ้นจากแผ่นดินไหว แต่คลื่นผิวน้ำที่เรารู้จักกันทั่วไปเกิดจากแรงลมพัด พลังงานจลน์จากอากาศถูกถ่ายทอดสู่ผิวน้ำทำให้เกิดคลื่น ขนาดของคลื่นจึงขึ้นอยู่กับความเร็วลม หากสภาพอากาศไม่ดีมีลมพายุพัด คลื่นก็จะมีขนาดใหญ่ตามไปด้วย ในสภาพปกติคลื่นในมหาสมุทรจะมีความสูงประมาณ 1 – 3 เมตร แต่คลื่นสึนามิเป็นคลื่นยักษ์มีขนาดใหญ่กว่าคลื่นผิวน้ำหลายสิบเท่า พลังงานจลน์จากแผ่นดินไหวใต้มหาสมุทรถูกถ่ายทอดจากใต้เปลือกโลกถูกถ่ายทอดขึ้นสู่ผิวน้ำ แล้วขยายตัวทุกทิศทุกทางเข้าสู่ชายฝั่ง คำว่า “สึ” เป็นภาษาญี่ปุ่นแปลว่าท่าเรือ “นามิ” แปลว่าคลื่น ที่เรียกเช่นนี้เป็นเพราะ ชาวประมงญี่ปุ่นออกไปหาปลา พอกลับมาก็เห็นคลื่นขนาดยักษ์พัดทำลายชายฝั่งพังพินาศ

จุดกำเนิดคลื่นสึนามิ
คลื่นสึนามิมีจุดกำเนิดจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหวบริเวณเขตมุดตัว (Subduction zone) ซึ่งอยู่บริเวณรอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent plate boundary) เมื่อแผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนปะทะกัน หรือชนเข้ากับแผ่นธรณีทวีป แผ่นมหาสมุทรซึ่งมีความหนาแน่นจะจมตัวลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค ทำให้เกิดแผ่นดินไหวอย่างรุนแรงที่ระดับลึกดังภาพที่ 1

ภาพที่ 1 แผ่นธรณีมหาสมุทรปะทะกัน

เมื่อเปลือกโลกใต้มหาสมุทร ยุบตัวลงเป็นร่องลึกก้นสมุทร (Oceanic trench) น้ำทะเลที่อยู่ด้านบนก็จะไหลยุบตามลงไปด้วยดังภาพที่ 2 น้ำทะเลในบริเวณข้างเคียงมีระดับสูงกว่า จะไหลเข้ามาแทนที่แล้วปะทะกัน ทำให้เกิดคลื่นสะท้อนกลับในทุกทิศทุกทาง (เหมือนกับการที่เราขว้างก้อนหินลงน้ำ) ดังภาพที่ 2

ภาพที่ 2 การเกิดคลื่นสึนามิ

นอกจากสาเหตุจากแผ่นดินไหวแล้ว คลื่นสึนามิอาจเกิดขึ้นจากภูเขาไฟระเบิด ภูเขาใต้ทะเลถล่ม หรืออุกกาบาตพุ่งชนมหาสมุทร แรงสั่นสะเทือนเช่นนี้ทำให้เกิดคลื่นขนาดยักษ์ที่มีฐานกว้าง 100 กิโลเมตร แต่สูงเพียง 1 เมตร เคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 700 – 800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เมื่อคลื่นเดินทางเข้าใกล้ชายฝั่ง สภาพท้องทะเลที่ตื้นเขินทำให้คลื่นลดความเร็วและอัดตัวจนมีฐานกว้าง 2 – 3 กิโลเมตร แต่สูงถึง 10 – 30 เมตร ดังภาพที่ 3 เมื่อคลื่นสึนามิกระทบเข้ากับชายฝั่งจึงทำให้เกิดภัยพิบัติมหาศาล เป็นสาเหตุการตายของผู้คนจำนวนมาก เนื่องมาจากก่อนเกิดคลื่นสึนามิเพียงชั่วครู่ น้ำทะเลจะลดลงอย่างรวดเร็ว ผู้คนบนชายหาดประหลาดใจจึงเดินลงไปดู หลังจากนั้นไม่นาน คลื่นยักษ์ก็จะถาโถมสู่ชายฝั่ง ทำให้ผู้คนเหล่านั้นหนีไม่ทัน

ภาพที่ 3 ขนาดของคลื่นสึนามิ

คลื่นสึนามิบริเวณประเทศไทย

สถิติที่ประวัติศาสตร์บันทึกไว้ จะมีการเกิดคลื่นสึนามิขนาดใหญ่โดยเฉลี่ยทุกๆ 15 – 20 ปี แต่โดยส่วนมากแล้วจะเกิดขึ้นในมหาสมุทรแปซิฟิก เนื่องจากเป็นมหาสมุทรที่ใหญ่ที่สุดในโลกมีอาณาเขตปกคลุมครึ่งหนึ่งของเปลือกโลก จึงมีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวได้มากที่สุด คลื่นสึนามิที่มีขนาดใหญ่ที่สุด มีขนาดสูงถึง 35 เมตร ที่เกาะสุมาตรา เกิดขึ้นจากแรงสั่นสะเทือนจากการระเบิดของภูเขาไฟกรากาตัว เมื่อวันที่ 27 สิงหาคม พ.ศ.2426

คลื่นสึนามิที่เกิดขึ้นในประเทศไทย เมื่อวันที่ 26 ธันวาคม พ.ศ. 2547 เนื่องจากการเกิดแผ่นดินไหวบริเวณร่องลึกซุนดรา (Sundra trench) ซึ่งมีการยุบตัวของเปลือกโลกบริเวณรอยต่อของแผ่นธรณีอินเดีย (India plate)​ กับแผ่นธรณีพม่า (Burma microplate) ทำให้เกิดแรงสั่นสะเทือน 9.1 ริกเตอร์ โดยมีจุดเหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหวอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือของเกาะสุมาตรา ดังภาพที่ 4 ในเหตุการณ์นี้มีคนตายทั้งสิ้นมากกว่า 226,000 คน ตามชายฝั่งของมหาสมุทรอินเดีย ในจำนวนนี้เป็นคนไทยไม่น้อยกว่า 5,300 คน

ภาพที่ 4 จุดกำเนิดคลื่นสึนามิ เมื่อวันที่ 26 ธ.ค.47

ระบบแจ้งเตือนคลื่นสึนามิ


การตรวจจับคลื่นสึนามิไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากขณะเกิดขึ้นกลางมหาสมุทร คลื่นสึนามิมีฐานกว้างถึง 100 กิโลเมตร แต่สูงเพียง 1 เมตร อีกทั้งยังมีคลื่นผิวน้ำซึ่งเกิดจากกระแสลม อยู่วางซ้อนข้างบนอีก ดังนั้นการสังเกตการณ์จากเครื่องบินหรือดาวเทียมจึงไม่สามาถพิสูจน์ทราบได้ การตรวจจับคลื่นสึนามิจึงทำได้จากการตรวจจับสัญญาณจากทุ่นลอยและเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนเท่านั้น 

ระบบแจ้งเตือนคลื่นสึนามิระบบแรกของโลกถูกจัดตั้งขึ้นหลังจากอุบัติภัยที่หมู่เกาะฮาวาย ในปี พ.ศ.2489 ประเทศสหรัฐอเมริกาจัดตั้ง “ศูนย์แจ้งเตือนคลื่นสึนามิแปซิฟิก” (Pacific Tsunami Warning Center) หรือ PTWC โดยมีติดตั้งสถานีตรวจวัดแผ่นดินไหวจำนวน 50 แห่ง รอบมหาสมุทรแปซิฟิก ระบบทำงาน
โดยการตรวจจับคลื่นไหวสั่นสะเทือน ซึ่งเดินทางรวดเร็วกว่าคลื่นสึนามิ 
15 เท่า ข้อมูลที่ตรวจวัดได้จากทุกสถานีถูกนำรวมกัน เพื่อพยากรณ์หาตำแหน่งที่มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดคลื่นสึนามิ เมื่อคลื่นสึนามิถูกตรวจพบ ระบบจะแจ้งเตือนเมืองที่อยู่ชายฝั่ง รวมทั้งประมาณเวลาสถานการณ์ที่คลื่นจะเข้าถึงชายฝั่ง เพื่อที่จะอพยพประชาชนไปอยู่ที่สูง และให้เรือที่จอดอยู่ชายฝั่งเดินทางสู่ท้องทะเลลึก ณ ที่ซึ่งคลื่นสึนาส่งไม่ส่งผลกระทบอันใด อย่างไรก็ตามระบบเตือนภัยนี้สามารถทำการแจ้งเตือนล่วงหน้าเพียงไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น การอพยพผู้คนมักทำได้ไม่ทันท่วงทีเนื่องจากคลื่นสึนามิเดินทางเร็วมาก


ภาพที่ 5 ระบบแจ้งเตือน DART

ระบบเตือนภัยยุคใหม่ซึ่งพัฒนาโดย องค์การบริหารบรรยากาศและมหาสมุทร (NOAA) ประเทศสหรัฐอเมริกา ชื่อ DART (ย่อมาจาก Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis) ติดตั้งเซนเซอร์วัดแรงสั่นสะเทือนไว้ที่ท้องมหาสมุทร เซนเซอร์เก็บข้อมูลแผ่นดินไหวและส่งสัญญานไปยังทุ่นลอยซึ่งอยู่บนผิวน้ำ เพื่อรีเลย์สัญญาณไปยังดาวเทียม GOES และส่งกลับลงบนสถานีภาคพื้นอีกทีหนึ่ง (ภาพที่ 5) นักวิทยาศาสตร์จะนำข้อมูลที่ได้มาสร้างแบบจำลองด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ เพื่อพยากรณ์แนวโน้มการเกิดคลื่นสึนามิ หากผลการจำลองและวิเคราะห์ว่ามีโอกาสความเป็นไปได้จะเกิดคลื่นยักษ์ ก็จะแจ้งเตือนไปยังศูนย์ชายฝั่ง เพื่อให้ประชาชนและชาวประมงในพื้นที่ให้รีบอพยพออกจากบริเวณที่อันตราย

สึนามิในไทย 24 ธันวาคม 2547 ขนาด 9.0 ริกเตอร์

สึนามิในญี่ปุ่น 11 มีนาคม 2554 ขนาด 8.9 ริกเตอร์

แผ่นดินไหว

สึนามิในญี่ปุ่นแผ่นดินไหว
แผ่นดินไหวคืออะไร
แผ่นดินไหว (Earthquake) เป็นปรากฏารณ์ธรรมชาติซึ่งเกี่ยวเนื่องกับกระบวนธรณีแปรสัณฐาน (Plate Tectionics) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อหินเปลือกโลกเคลื่อนที่หรือสั่นสะเทือนและคายพลังงานออกมา ซึ่ง สามารถอุปมาอุปมัยได้เหมือนกับการดัดไม้บรรทัด เมื่อเราใช้มือจับปลายไม้บรรทัดทั้งสองข้างแล้วดัดให้โค้งงออย่างช้าๆ จนเกิดความเค้น (Stress) ไม้บรรทัดจะเกิดความเครียด (Strain) ภายใน แม้ว่าจะอ่อนตัวให้โค้งตามแรงที่เราดัด แต่ก็จะคืนตัวทันทีที่เราปล่อยมือ และถ้าหากเราออกแรงดัดมากเกินไป พลังงานซึ่งสะสมอยู่ภายในจะเค้นให้ไม้บรรทัดนั้นหัก และปลดปล่อยพลังงานอย่างฉับพลัน ทำให้เกิดแรงสั่นสะเทือนและเสียง หินในเปลือกโลกก็มีคุณสมบัติดังเช่นไม้บรรทัด เมื่อแผ่นธรณีกระทบกัน แรงกดดันหรือแรงเสียดทานจะทำให้หินที่บริเวณขอบของแผ่นธรณีเกิดความเค้นและความเครียด สะสมพลังงานไว้ภายใน เมื่อหินแตกหรือหักก็จะปลดปล่อยพลังงานออกมา ทำให้ให้เกิดการสั่นสะเทือนเป็นแผ่นดินไหว

ภาพที่ 1 แผ่นดินไหว
แผ่นดินไหวมักเกิดขึ้นที่ใด
แผ่นดินไหวมักเกิดขึ้นในบริเวณรอยต่อของแผ่นธรณี เนื่องจากเป็นบริเวณที่เกิดกระบวนการธรณีแปรสัณฐาน 3 ลักษณะ ดังภาพที่ 2

ภาพที่ 2 รอยต่อของแผ่นธรณี

แผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน (Divergent boundaries) แมกมาจากชั้นฐานธรณีภาคดันให้แผ่นธรณีโก่งตัวอย่างช้าๆ จนแตกเป็นหุบเขาทรุด (Rift valley) หรือสันเขาใต้สมุทร (Oceanic Ridge) ทำให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดเบาที่ระดับตื้น (ลึกจากพื้นผิวน้อยกว่า 70 กิโลเมตร) เช่นบริเวณกลางมหาสมุทรแอตแลนติก
แผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent boundaries) การชนกันของแผ่นธรณีสองแผ่นในแนวมุดตัว (Subduction zone) ทำให้แผ่นที่มีความหนาแน่นมากกว่าจมตัวลงตัวสู่ชั้นฐานธรณีภาค การปะทะกันเช่นนี้ทำให้เกิดแผ่นดินไหวอย่างรุนแรงที่ระดับลึก (300 – 700 กิโลเมตร) และหากเกิดขึ้นในมหาสมุทรก็จะทำให้เกิดคลื่นสึนามิ เช่น สันเขาใต้สมุทรใกล้เกาะสุมาตรา และ เกาะฮอนชู ประเทศญี่ปุ่น
แผ่นธรณีเคลื่อนที่ผ่านกัน (Transform fault) ทำให้เกิดแรงเสียดทานของหินเปลือกโลก แม้ว่าแผ่นธรณีจะเคลื่อนที่ผ่านกันด้วยความเร็วเพียงปีละประมาณ 3 – 6 เซนติเมตร แต่เมื่อเวลาผ่านไป 100 ปี ก็จะเคลื่อนที่ได้ระยะทาง 3 – 6 เมตร ซึ่งถ้าหากหินคืนตัว ก็จะสามารถปลดปล่อยพลังงานมหาศาลได้ ดังเช่นรอยเลื่อนซานแอนเดรียส์ก็เคยทำลายเมืองซานฟรานซิสโก ประเทศสหรัฐอเมริกา จนประสบความเสียหายหนักเมื่อปี พ.ศ.2449
นอกจากบริเวณรอยต่อของแผ่นธรณีแล้ว แผ่นดินไหวยังเกิดขึ้นที่บริเวณจุดร้อน (Hot spot) ที่ซึ่งแมกมาลอยตัวขึ้นจากเนื้อโลกตอนล่างแล้วทะลุเปลือกโลกขึ้นมากลายเป็นภูเขาไฟรูปโล่ เช่น เกาะฮาวาย ที่กลางมหาสมุทรแปซิฟิก และ เกาะไอซ์แลนด์ ที่ตอนบนของมหาสมุทรแอตแลนติก

ภาพที่ 3 แผนที่แสดงความลึกของจุดศูนย์เกิดแผ่นดินไหว

เมื่อพิจารณาแผนที่ในภาพที่ 3 จะเห็นได้ว่า แผ่นดินไหวส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่บริเวณรอยต่อของแผ่นเปลือกโลก โดยบริเวณที่แผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกันและแผ่นธรณีเคลื่อนที่ผ่านกันจะเกิดแผ่นดินไหวในระดับตื้น ส่วนบริเวณที่แผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากันเช่น เขตมุดตัวในวงแหวนไฟ (Ring of fire) รอบมหาสมุทรแปซิฟิก บริเวณหมู่เกาะญี่ปุ่น หมู่เกาะฟิลิปปินส์ หมู่เกาะแปซิฟิกใต้ และชายฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ จะเกิดแผ่นดินไหวในระดับลึก ซึ่งมักเป็นตัวการทำให้เกิดคลื่นสินามิ ทั้งนี้ท่านสามารถติดตามการเกิดแผ่นดินไหวของครั้งล่าสุดของโลกได้ที่USGS Lastest Earthquakes in the World

ผลกระทบของแผ่นดินไหว ก่อให้เกิดสึนามิ

แผ่นดินไหวในญี่ปุ่น

This slideshow requires JavaScript.