เวลา 07.58 นาฬิกาของวันที่ 26 ธันวาคม ปี 2004 แผ่นเปลือกโลกบริเวณทิศตะวันตกเฉียงเหนือของเกาะสุมาตราเกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงจากแผ่นดินไหวขนาด 9.1 ที่ความลึก 30 กิโลเมตร การขยับตัวของผืนธรณีเป็นระยะทางยาว 1,300 กิโลเมตรในครั้งนั้น ทำให้เกิดคลื่นยักษ์ที่มีความสูงระหว่าง 15-51 เมตร ถาโถมเข้าสู่ชายฝั่งทั่วมหาสมุทรอินเดีย ส่งผลให้มีผู้ได้รับบาดเจ็บ เสียชีวิต และสูญหายมากมายเหลือคณานับ วันนั้นเองที่คนไทยส่วนใหญ่ได้รู้จักกับภัยพิบัติทางธรรมชาติที่เรียกว่า ‘สึนามิ’
บทความนี้ ผมจะพาผู้อ่านไปเรียนรู้เกี่ยวกับ ‘วิทยาศาสตร์ของสึนามิ’ โดยจะพยายามอธิบายด้วยภาษาที่เข้าใจง่าย ไม่มีสมการทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน และครอบคลุมประเด็นสำคัญที่ควรรู้อย่างครบถ้วนครับ
ความหมายของสึนามิ
สึนามิวิทยา (tsunamiology) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการเกิด ลักษณะ ผลกระทบ การรับมือ การตรวจวัด และการเตือนภัยสึนามิ แรกเริ่มเดิมที ‘สึนามิ’ (tsunami) เป็นคำภาษาญี่ปุ่นที่มีความหมายว่า ‘คลื่นท่าเรือ’ (harbor wave) ซึ่งอาจสื่อถึงคลื่นขนาดใหญ่ที่สร้างความเสียหายแก่ท่าเรือ ชายฝั่ง หรืออ่าว
ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์จำแนกสึนามิเป็นคลื่นน้ำตื้น (shallow water wave) เนื่องจากสึนามิมีความยาวคลื่น (wave length) มากกว่าความลึกของน้ำ (water depth) เป็นอย่างมาก
ความจริงแล้ว ปรากฏการณ์เกี่ยวกับคลื่นน้ำที่มีรูปร่างหน้าตาคล้ายสึนามิมีอยู่หลายอย่าง เช่น คลื่นพายุซัดฝั่ง (storm surge) ที่เกิดจากพายุหมุนเขตร้อน คลื่นน้ำหนุน (tidal bore) ที่เกิดบริเวณรอยต่อของแม่น้ำกับทะเลในช่วงน้ำขึ้น คลื่นเซชไหวสะเทือน (seismic seiche) ที่เกิดจากแรงกระทำของแผ่นดินไหวทำให้มวลน้ำกระฉอกไปมา และคลื่นอันธพาล (rogue wave) ซึ่งเป็นคลื่นทะเลขนาดใหญ่ที่ปรากฏออกมาอย่างปุบปับและยังไม่มีคำตอบที่ชัดเจนว่าเกิดจากอะไร
การเกิดสึนามิ
สึนามิเกิดจากปรากฏการณ์ที่รุนแรงและฉับพลันที่ถ่ายโอนพลังงานไปสู่มวลน้ำปริมาณมหาศาลในทะเลสาบ ทะเล และมหาสมุทร เช่น แผ่นดินไหว ดิน-หิน-ธารน้ำแข็งถล่ม ภูเขาไฟปะทุ ลมฟ้าอากาศแปรปรวน อุกกาบาตตก หรือการทดลองระเบิดนิวเคลียร์
นักวิทยาศาสตร์พบว่า ‘วงแหวนแห่งไฟ’ (ring of fire) รอบมหาสมุทรแปซิฟิกเป็นบริเวณที่มีโอกาสเกิดสึนามิมากที่สุด รองลงมาคือมหาสมุทรแอตแลนติกกับทะเลแคริบเบียน ทะเลเมดิเตอเรเนียน มหาสมุทรอินเดีย และทะเลอื่นๆ โดยสึนามิขนาดเล็กจะเกิดบ่อยกว่าสึนามิขนาดใหญ่ เพราะแผ่นดินไหวขนาดเล็กเกิดบ่อยกว่าแผ่นดินไหวขนาดใหญ่นั่นเอง
แม้สาเหตุของการเกิดสึนามิจะมีหลายประการ แต่นักวิทยาศาสตร์พบว่า สึนามิส่วนใหญ่เกิดจากแผ่นดินไหวในทะเลหรือใกล้ทะเล โดยแผ่นดินไหวต้องมีขนาดมากกว่า 6.5 และพื้นทะเลที่ความลึกไม่เกิน 100 กิโลเมตร เกิดการเลื่อนตำแหน่งในแนวตั้งหรือแนวเฉียงอย่างฉับพลัน
กลไกการเกิดสึนามิยังมีอีกหลายแง่มุมที่น่าสนใจ เช่น เมื่อลมฟ้าอากาศเหนือแหล่งน้ำแปรปรวนอย่างฉับพลันจนมวลน้ำกระเพื่อมอย่างรุนแรง หรือภูเขาไฟกลางทะเลระเบิดจนเกิดคลื่นกระแทก (shockwave) ที่ผลักมวลน้ำออกไปเป็นวงกลม มวลน้ำดังกล่าวจะกลายเป็น ‘เมทีโอสึนามิ’ (meteotsunami) หรือสึนามิที่เกิดจากปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยา
กรณีที่ความเร็วของเมทีโอสึนามิมีค่าเท่ากับความเร็วของลมที่เกิดจากคลื่นกระแทก เมทีโอสึนามิจะถูก ‘ขยาย’ ให้มีขนาดใหญ่ขึ้น เรียกว่า การสั่นพ้องแบบพราวด์แมน (Proudman resonance) และเมื่อสึนามิดังกล่าวเคลื่อนที่เข้าใกล้ชายฝั่งจะเกิดการสั่นพ้องกับภูมิประเทศ (topographic resonance) อีกหลายรูปแบบ เช่น การสั่นพ้องแบบกรีนสแปน (Greenspan resonance) การสั่นพ้องกับไหล่ทวีป (shelf resonance) และการสั่นพ้องกับอ่าว (harbor resonance) ซึ่งผมจะขอละเว้นการอธิบายรายละเอียดของการสั่นพ้องแต่ละรูปแบบ เพราะจำเป็นต้องอาศัยสมการทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนครับ
สิ่งที่ควรรู้คือ แม้จะมีสาเหตุที่ทำให้เกิดสึนามิ แต่ถ้าการถ่ายโอนพลังงานไปยังมวลน้ำมีค่าน้อย สึนามิที่เกิดขึ้นจะมีขนาดพอๆ กับคลื่นทะเลทั่วไป ดังนั้นสึนามิจึงไม่จำเป็นต้องถูกเรียกว่า ‘คลื่นยักษ์’ เสมอไป
ส่วนสึนามิที่มีความสูงหลายสิบหรือหลายร้อยเมตรจะเรียกว่า ‘เมกะสึนามิ’ (megatsunami) ตัวอย่างคือ สึนามิที่เกิดจากอุกกาบาตขนาดประมาณ 10 กิโลเมตร ที่พุ่งชนโลกเมื่อ 66 ล้านปีก่อนจนไดโนเสาร์สูญพันธุ์ ถูกจัดเป็นเมกะสึนามิที่สร้างความเสียหายต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมมากที่สุด
ลักษณะของสึนามิ
เมื่อสึนามิอยู่กลางทะเลลึก คลื่นจะมีความสูงน้อย เคลื่อนที่เร็ว และมีระยะห่างระหว่างคลื่นแต่ละลูกมาก สึนามิจึงสูญเสียพลังงานไปกับการเสียดสีบนพื้นทะเลค่อนข้างน้อยและสามารถเคลื่อนที่เป็นระยะทางไกล ลักษณะดังกล่าวสอดคล้องกับทฤษฎีทางคณิตศาสตร์และปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า คลื่นเดี่ยว (solitary wave) หรือโซลิตอน (soliton)
เมื่อสึนามิเคลื่อนที่เข้ามาใกล้ชายฝั่ง ความสูงของคลื่นจะเพิ่มขึ้น เคลื่อนที่ช้าลง และมีระยะห่างระหว่างคลื่นแต่ละลูกน้อยลง เรียกว่า ผลกระทบจากเขตน้ำตื้น (shoaling effect) ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณอย่างคร่าวๆ ได้ว่า ความเร็วของสึนามิจะแปรผันตามความลึกของน้ำและความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก
ความจริงแล้ว ลักษณะการขยับตัวของแผ่นธรณี ทิศทางการวางตัวของชายฝั่ง และวัตถุบนชายฝั่ง ล้วนมีผลต่อความสูงของสึนามิที่เข้ากระทบชายฝั่งและการไหลท่วมบนแผ่นดิน (inundation) เช่น อ่าวรูปตัววีหรือตัวยูจะสามารถ ‘บีบ’ สึนามิให้มีความสูงเพิ่มขึ้นมากกว่าอ่าวที่เป็นเส้นตรง ชายฝั่งที่แบนราบจะทำให้สึนามิไหลท่วมบนแผ่นดินไกลกว่าชายฝั่งที่สูงชัน และชายฝั่งที่มีสิ่งกีดขวาง เช่น กลุ่มโขดหิน แนวปะการัง ป่าชายเลน จะต้านทานการไหลของสึนามิได้ดีกว่าชายฝั่งที่โล่งเตียน
สิ่งสำคัญที่เราต้องรู้คือ สึนามิอาจมีหลายระลอก และคลื่นลูกแรกอาจไม่ใช่คลื่นลูกที่ใหญ่ที่สุดเสมอไป
ผลกระทบของสึนามิ
เมื่อสึนามิเคลื่อนตัวขึ้นฝั่งจะสร้างความเสียหายแก่สิ่งมีชีวิต ทรัพย์สิน สิ่งแวดล้อม และสัณฐานของพื้นผิวโลกเป็นบริเวณกว้าง เช่น คนและสัตว์เสียชีวิตหรือไร้ที่อยู่อาศัย พืชพรรณล้มระเนระนาด สิ่งก่อสร้างเสียหาย การคมนาคมเป็นอัมพาต การสื่อสารถูกตัดขาด เพลิงไหม้ ไฟฟ้าดับ น้ำไม่ไหล ก๊าซและสารเคมีรั่ว โรคบางชนิดแพร่ระบาด ดินถล่ม ชายฝั่งถูกกัดเซาะ น้ำเค็มปนเปื้อนบนพื้นผิวดินและน้ำบาดาล
สึนามิที่ไหลเข้าสู่ปากแม่น้ำสามารถผลักให้น้ำบางส่วนไหลย้อนกลับและเกิดน้ำท่วมตลอดแนวตลิ่ง ซึ่งการไหลไป-กลับของสึนามิจะทิ้งร่องรอยการกัดเซาะดิน การคัดขนาดตะกอน รอยริ้วคลื่น และวัตถุต่างๆ เอาไว้บนชายฝั่ง หลักฐานเหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุขนาด ทิศทาง ความเร็ว รูปแบบการไหลของน้ำ และช่วงเวลาที่เกิดสึนามิได้
แม้สึนามิจะเป็นตัวแทนของพลังอำนาจแห่งการทำลายล้าง แต่สึนามิก็เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่มีบทบาทในการพัดพาธาตุอาหารจากทะเลลึกขึ้นมายังเขตน้ำตื้น ขนย้ายวัตถุที่กีดขวางการไหลของน้ำ และอาจปรับเปลี่ยนภูมิทัศน์ของชายฝั่งไปอย่างสิ้นเชิง
การรับมือกับสึนามิ
สึนามิขนาดใหญ่เป็นภัยพิบัติทางธรรมชาติที่สร้างความเสียหายเป็นวงกว้าง มาตรการรับมือกับสึนามิจึงจำเป็นต้องถูกขับเคลื่อนโดยภาครัฐและต้องได้รับความร่วมมือจากภาคประชาชน ดังนี้
มาตรการของภาครัฐ
- สนับสนุนการวิจัยและพัฒนาองค์ความรู้ด้านภัยพิบัติ
- บรรจุรายวิชาเกี่ยวกับภัยพิบัติลงในหลักสูตรการศึกษา
- ประชาสัมพันธ์และจัดการฝึกซ้อมหนีภัยพิบัติเป็นประจำ เพื่อให้ประชาชนทั่วไปมีความรู้เกี่ยวกับการรับมือภัยพิบัติ
- ติดตั้งป้ายบอกเส้นทางหนีภัย สัญญาณเตือนภัย และลำโพงกระจายเสียง รวมถึงจัดเตรียมเสื้อชูชีพ ห่วงยาง หรือเรือ ให้พร้อมใช้งานอยู่เสมอ
- บริหารจัดการพื้นที่ เช่น กำหนดว่าพื้นที่ใดเป็นเขตอนุรักษ์ เขตท่องเที่ยว เขตชุมชน เขตอุตสาหกรรม หรือเขตเสี่ยงภัยพิบัติ โดยหลีกเลี่ยงการสร้างแหล่งชุมชนในบริเวณที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดภัยพิบัติ
- ออกแบบสิ่งก่อสร้างและผังเมืองให้เหมาะสม เช่น สร้างเส้นทางหนีภัย อาคารหลบภัย กำแพงป้องกันภัย และศูนย์ฟื้นฟูสุขภาพของผู้ประสบภัย โดยอาศัยความรู้ทางวิศวกรรมสึนามิ (tsunami engineering) แต่จะต้องคำนึงถึงการมีส่วนร่วมของประชาชน ความยั่งยืนทางเศรษฐกิจ และคุณค่าของระบบนิเวศ เป็นสำคัญ
การปฏิบัติตนของภาคประชาชน
- ศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับพื้นที่ที่ตนเองอาศัยอยู่หรือสถานที่ที่กำลังจะเดินทางไปท่องเที่ยว ว่ามีความเสี่ยงต่อภัยพิบัติหรือไม่
- จัดเตรียมไฟฉาย วิทยุสื่อสาร ยารักษาโรค หรือสิ่งของจำเป็นในยามฉุกเฉิน ให้พร้อมใช้งาน
- ติดตามข่าวสารเกี่ยวกับภัยพิบัติจากแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถืออยู่เสมอ
- หากทราบว่าเกิดแผ่นดินไหวในทะเล สังเกตเห็นระดับน้ำทะเลสูงขึ้นหรือต่ำลงอย่างรวดเร็วผิดปกติ สัตว์น้ำหนีกระเจิง หรือแนวคลื่นขนาดใหญ่ ให้รีบหนีไปยังสถานที่ปลอดภัยที่ไกลจากชายฝั่งหรือหนีขึ้นที่สูง โดยไม่ต้องรอการประกาศจากหน่วยงานรัฐ
- ไม่ควรอยู่ใกล้เนินเขาที่สูงชันและแม่น้ำ เพราะแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวอาจทำให้เกิดดินถล่ม และสึนามิสามารถไหลเข้าสู่แม่น้ำจนน้ำล้นตลิ่งได้
- ถ้าอยู่บนเรือกลางทะเลที่ค่อนข้างไกลจากชายฝั่งและหนีขึ้นฝั่งไม่ทัน ให้รออยู่กลางทะเล เพราะสึนามิที่อยู่ไกลจากชายฝั่งจะมีขนาดเล็ก
- ห้ามยืนดูสึนามิ เพราะสึนามิที่มีความสูงเพียง 1 เมตร ก็สามารถทำให้คนล้ม จมน้ำ หรือถูกพัดปลิวไปตามคลื่นได้
- กรณีที่ถูกคลื่นซัด ให้พยายามลอยตัว แล้วคว้าจับวัตถุที่สามารถยึดเกาะหรือพยุงร่างไม่ให้จมน้ำ
- ระวังอันตรายจากวัตถุต่างๆ ที่ถูกพัดมาพร้อมกับสึนามิ
- สึนามิแต่ละครั้งอาจมีคลื่นหลายระลอก ดังนั้นจึงควรรอดูสถานการณ์อยู่ในสถานที่ปลอดภัย ไม่ควรรีบลงมาที่พื้นราบ
การตรวจวัดและเตือนภัยสึนามิ
นักวิทยาศาสตร์จำแนกสึนามิโดยอาศัยระยะห่างระหว่าง ‘จุดกำเนิด’ กับ ‘ชายฝั่ง’ ออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่
- สึนามิท้องถิ่น (local tsunami) มีระยะห่างระหว่างจุดกำเนิดกับชายฝั่งน้อยกว่า 100 กิโลเมตร
- สึนามิภูมิภาค (regional tsunami) มีระยะห่างระหว่างจุดกำเนิดกับชายฝั่งน้อยกว่า 1,000 กิโลเมตร
- สึนามิระยะไกล (teletsunami) มีระยะห่างระหว่างจุดกำเนิดกับชายฝั่งมากกว่า 1,000 กิโลเมตร
จากเกณฑ์ข้างต้น เราจะพบว่ายิ่งสึนามิอยู่ใกล้ชายฝั่งมากเท่าไร สึนามิจะยิ่งเดินทางมาถึงเร็ว และทำให้เรามีเวลาในการ ‘หนี’ น้อยเท่านั้น หมายความว่าถ้าเราสามารถแจ้งเตือนภัยล่วงหน้าได้เร็ว ความเสียหายก็จะน้อยลง
ระบบเตือนภัยสึนามิล่วงหน้า (tsunami early warning system) ประกอบด้วยอุปกรณ์ตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำและความดันน้ำ แล้วส่งสัญญาณไปยังดาวเทียมและศูนย์เตือนภัยพิบัติ โดยแบ่งออกเป็น 2 ระบบ คือ
- เครือข่ายมาตรวัดระดับน้ำทะเลตามแนวชายฝั่ง (Global Sea Level Observing System หรือ GLOSS) มีลักษณะเป็นมาตรวัดระดับน้ำทะเล (sea level gauge) ที่ติดตั้งอยู่บริเวณชายฝั่ง
- ระบบประเมินและรายงานสึนามิในมหาสมุทรลึก (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis หรือ DART) ประกอบด้วยทุ่นตรวจวัดคลื่นบนผิวน้ำทะเล (surface buoy) และเครื่องตรวจวัดสึนามิบนพื้นทะเล (tsunameter)
อุปกรณ์ตรวจวัดสึนามิมีอายุการใช้งานที่จำกัด เนื่องจากการเสื่อมสภาพเพราะแรงกระทำของคลื่นลม ความซุกซนของสัตว์ทะเล และการถูกคนร้ายลักขโมย ปัญหาเหล่านี้ทำให้หลายคนมีคำถามว่า ถ้าอุปกรณ์ตรวจวัดสึนามิพังเสียหาย เราจะแจ้งเตือนภัยสึนามิได้ไหม?
คำตอบคือ “ได้ครับ” เพราะสึนามิส่วนใหญ่เกิดจากแผ่นดินไหว ซึ่งคลื่นไหวสะเทือน (seismic wave) จะเคลื่อนที่เร็วกว่าสึนามิเป็นอย่างมาก เมื่อคลื่นไหวสะเทือนเดินทางมาถึงสถานีตรวจวัดแผ่นดินไหว โปรแกรมอัตโนมัติจะทำการวิเคราะห์ข้อมูลและประมวลผลเพื่อคำนวณหาขนาดของแผ่นดินไหวและโอกาสที่จะเกิดสึนามิ ส่วนอุปกรณ์ตรวจวัดสึนามิจะมีหน้าที่ยืนยันว่าสึนามิ ‘เกิด’ หรือ ‘ไม่เกิด’ และคลื่นที่เกิดขึ้นจริงมีความสูงเท่าไร
ตัวอย่างคือ ถ้าเกิดแผ่นดินไหวใกล้ทะเลอันดามัน สึนามิจะเดินทางมาถึงประเทศไทยภายในเวลาประมาณ 1 ชั่วโมงเท่านั้น การแจ้งเตือนภัยล่วงหน้าจึงต้องรีบทำอย่างเร่งด่วนภายในไม่กี่นาทีหลังตรวจพบแผ่นดินไหว
เรื่องน่ารู้คือ นอกจากคลื่นปฐมภูมิ (primary wave) กับคลื่นทุติยภูมิ (secondary wave) ยังมีคลื่นไหวสะเทือนอีกชนิดหนึ่งที่เดินทางผ่านทะเลและมักถูกตรวจพบที่สถานีตรวจวัดแผ่นดินไหวใกล้ชายฝั่ง เรียกว่า คลื่นตติยภูมิ (tertiary wave) อีกด้วย
ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถจับตาดูสึนามิด้วยวิธีการที่หลากหลาย เช่น ดาวเทียมบนอวกาศ เส้นใยนำแสงใต้ทะเล การเปลี่ยนแปลงของอิเล็กตรอนในบรรยากาศ สนามแม่เหล็กโลก สนามความโน้มถ่วง ไปจนถึงจำนวนของอนุภาคมิวออน (muon) ที่มาจากอวกาศ
มาตราขนาดและความรุนแรงของสึนามิ
สึนามิเหมือนกับแผ่นดินไหว เพราะมี ‘มาตรา’ (scale) สำหรับคำนวณขนาดและความรุนแรงของสึนามิออกมาเป็นตัวเลข ซึ่งมีอยู่หลายแบบพอสมควร โดยมาตราขนาดของสึนามิแบบดั้งเดิมมีชื่อว่า มาตราอิมะมูระ-อิดะ (Imamura-Iida scale) ซึ่งคำนวณจากความสูงที่มากที่สุดขณะสึนามิเคลื่อนที่เข้าสู่ชายฝั่ง ส่วนมาตราความรุนแรงของสึนามิ (tsunami intensity scale) จะแปรผันตามความสูงเฉลี่ยของสึนามิที่เดินทางมายังชายฝั่ง
พูดง่ายๆ คือ ถ้าสึนามิมีความสูงมาก ขนาดและความรุนแรงของสึนามิก็จะมากตามไปด้วยนั่นเอง
ในอดีต ความรุนแรงของสึนามิถูกแบ่งแบบหยาบๆ ออกเป็น 6 ระดับ แต่ปัจจุบันถูกแบ่งอย่างละเอียดออกเป็น 12 ระดับ ไล่เลียงจากเบาที่สุดคือ ไม่รู้สึกถึงความผิดปกติ ไปจนถึงแรงที่สุดคือ ทุกสิ่งทุกอย่างถูกคลื่นซัดจนราบเป็นหน้ากลอง นักวิทยาศาสตร์เรียกวิธีการประเมินโอกาสที่สิ่งต่างๆ จะเกิดความเสียหายจากสึนามิว่า ความเปราะบางจากสึนามิ (tsunami fragility)
ความเสียหายของสิ่งต่างๆ เนื่องจากสึนามิเข้าข่าย ‘ยิ่งใกล้ยิ่งเจ็บ’ กล่าวคือ สมัยที่เทคโนโลยียังไม่พัฒนา บริเวณที่มีความรุนแรงของสึนามิมากที่สุดจะถูกนำมาตีกรอบเพื่อค้นหาจุดกำเนิดของสึนามิที่อาจอยู่ใกล้ๆ แต่ปัจจุบันเราสามารถระบุจุดกำเนิดของสึนามิได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำภายในชั่วอึดใจด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัย
การตามหาสึนามิในอดีต
สึนามิเป็นภัยพิบัติที่อยู่คู่กับโลกมานานหลายพันล้านปีนับตั้งแต่มหาสมุทรถือกำเนิด การศึกษาเกี่ยวกับสึนามิที่เคยเกิดขึ้นในอดีตเรียกว่า บรรพสึนามิวิทยา (paleotsunamiology) โดยนักวิทยาศาสตร์จะอาศัยหลักฐานที่หลงเหลืออยู่ เช่น การเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา ชั้นตะกอน ซากดึกดำบรรพ์ หลักฐานทางโบราณคดี และบันทึกทางประวัติศาสตร์
ตัวอย่างคือ เมื่อสึนามิถาโถมเข้าหาชายฝั่ง คลื่นจะหอบเอาสิ่งมีชีวิตและตะกอนในทะเลที่อยู่ไกลจากชายฝั่งขึ้นมาทับถมบนแผ่นดิน นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถนำซากสิ่งมีชีวิตและตะกอนมาคำนวณหาช่วงเวลาที่เกิดสึนามิด้วยวิธีการวิเคราะห์ธาตุคาร์บอน-14 (carbon-14 dating) และวิธีการเปล่งแสงของแร่ (luminescence dating)
ข้อควรระวังคือ ซากสิ่งมีชีวิตและตะกอนที่ทับถมอยู่บนแผ่นดินอาจถูกคลื่นพายุซัดฝั่ง คลื่นน้ำหนุน คลื่นเซชไหวสะเทือน หรือคลื่นอันธพาล หอบขึ้นมาก็ได้ ดังนั้นการวิเคราะห์ซากสิ่งมีชีวิตและตะกอนว่ามาจากบริเวณใกล้ชายฝั่งหรือไกลชายฝั่งจึงเป็นสิ่งสำคัญ โดยตะกอนบนชายฝั่งมักจะเป็นดินสีเข้ม ส่วนตะกอนสึนามิมักจะเป็นทรายสีอ่อน
ก่อนปี 2004 ประเทศไทยไม่เคยมีบันทึกทางประวัติศาสตร์หรือคำบอกเล่าจากคนเฒ่าคนแก่เกี่ยวกับสึนามิมาก่อน แต่ความจริงแล้วเหตุการณ์นั้นไม่ใช่ ‘ครั้งแรก’ ที่เกิดสึนามิในพื้นที่ดังกล่าว เพราะผลการศึกษาชั้นตะกอนสึนามิบริเวณชายฝั่งทะเลอันดามัน โดยคณะวิจัยของ อ.ดร.เครือวัลย์ จันทร์แก้ว (ตำแหน่งทางวิชาการในขณะนั้น) แห่งภาควิชาธรณีวิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย พบว่าพื้นที่นั้นเคยเกิดสึนามิมาแล้วหลายครั้ง แต่ครั้งก่อนหน้าเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 600 ปีก่อน!
ถ้าถามว่าสึนามิที่เกิดขึ้นในวันนั้นจะเป็น ‘ครั้งสุดท้าย’ หรือไม่ คำตอบคือ “อาจจะไม่” ส่วนสึนามิครั้งถัดไปจะเกิดขึ้นในวันและเวลาไหน ยังไม่มีคำตอบที่แน่ชัด แต่คงไม่ใช่อนาคตอันใกล้ เพราะแผ่นธรณีต้องใช้เวลาสะสมพลังงานนานหลายสิบปีหรือหลายร้อยปีจึงจะสามารถทำให้เกิดสึนามิที่มีขนาดใกล้เคียงกันได้อีกครั้ง
การทำนายสึนามิในอนาคต
หลายปีที่ผ่านมา นักคิดบางกลุ่มพยายามเชื่อมโยงการเกิดสึนามิกับเมฆบนท้องฟ้า เรียกว่า เมฆสึนามิ (tsunami cloud) เช่น เมฆสีรุ้ง (iridescent cloud) เมฆสเตรตัสที่เกิดจากภูเขา (orographic stratus cloud) เมฆอาร์คัส (arcus cloud) เมฆเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์ (Kelvin-Helmholtz cloud) เมฆแมมมาตัส (mammatus cloud)
แต่คนที่เคยเรียนวิชาเมฆาวิทยา (nephology) จะทราบดีว่า เมฆบางชนิดปรากฏให้เราเห็นบ่อย แต่สึนามิไม่ได้เกิดบ่อย และยังไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่พิสูจน์ว่าเมฆเหล่านี้เชื่อมโยงกับสึนามิ การนำปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นบ่อยไปเชื่อมโยงกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นนานทีปีหนจึงไม่มีน้ำหนักทางวิทยาศาสตร์เท่าไรนัก ด้วยเหตุนี้ สึนามิจึงเป็นภัยพิบัติทางธรรมชาติที่ยังไม่สามารถทำนายการเกิดล่วงหน้าได้ แม้ปัจจุบันจะมีการนำปัญญาประดิษฐ์ (artificial intelligence) เข้ามาช่วยค้นหาคำตอบแล้วก็ตาม
ตลอดหลายสิบปีที่ผ่านมา ผมพบว่าประเทศไทยยังมี ‘นักเดา’ ที่ชอบทำนายทายทักว่า อ่าวไทยจะเกิดสึนามิ ทำให้ประชาชนบางส่วนหวาดกลัว การท่องเที่ยวซบเซา และชาวบ้านสูญเสียรายได้ แต่ต้องบอกตามตรงว่า นักวิทยาศาสตร์ยังไม่พบสาเหตุที่จะทำให้เกิดสึนามิในอ่าวไทยเลย!
ความเป็นไปได้ที่ใกล้เคียงที่สุดคือ สึนามิสามารถเกิดจากการขยับตัวของแผ่นธรณีบริเวณประเทศฟิลิปปินส์ แล้วเคลื่อนที่มายังอ่าวไทย แต่ระดับน้ำทะเลฝั่งอ่าวไทยตื้นมาก สึนามิจึงมีขนาดเล็ก เคลื่อนที่ช้า และอาจสลายตัวไปจนหมดก่อนจะเดินทางมาถึงจุดหมาย โดยเราจะมีเวลาแจ้งเตือนภัยล่วงหน้าประมาณ 9 ชั่วโมง
สำหรับอนาคตอันใกล้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ (climate change) จะเข้ามามีบทบาทต่อการเกิดสึนามิ เช่น น้ำแข็งที่แทรกอยู่ภายในดินจะละลาย แล้วทำให้เกิดดินถล่มลงสู่ทะเล ธารน้ำแข็งจะปริแตกอย่างรวดเร็ว แล้วทำให้เกิดคลื่นขนาดใหญ่ พายุที่รุนแรงจะทำให้เกิดเมทีโอสึนามิบ่อยขึ้น ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นจะทำให้ความรุนแรงของสึนามิเพิ่มขึ้น ฯลฯ
ปัจจุบัน คำว่า ‘สึนามิ’ ไม่ได้ถูกจำกัดการเรียกเฉพาะกับคลื่นน้ำเท่านั้น แต่ยังถูกนำไปเรียกการเคลื่อนที่ของสสารคราวละมากๆ เช่น สึนามิโคลน (mud tsunami) สึนามิน้ำแข็ง (ice tsunami) สึนามิลาวา (lava tsunami) ไปจนถึงสึนามิสุริยะ (solar tsunami) หรือ ‘คลื่นมอร์ตัน-แรมซีย์’ (Moreton-Ramsey wave) ซึ่งเป็นคลื่นกระแทกขนาดใหญ่ที่เกิดจากการปะทุของเปลวสุริยะ (solar flare) ผ่านบรรยากาศของดวงอาทิตย์
ตอนนี้ ผู้อ่านคงจะเต็มอิ่มกับคำว่า ‘สึนามิ’ แล้วใช่ไหมครับ แต่วิชาสึนามิวิทยายังมีหัวข้อ รายละเอียด และข้อมูลอีกมากมายที่ผมไม่ได้นำมาเล่า ถ้าใครสนใจก็สามารถค้นคว้าเพิ่มเติมด้วยตนเองได้ที่แหล่งอ้างอิง
เหตุการณ์หายนะเมื่อวันที่ 26 ธันวาคม ปี 2004 ได้สร้างบาดแผลและความทรงจำอันเลวร้ายเอาไว้มากมาย แม้บางสิ่งจะสามารถเรียกคืนกลับมาได้ แต่ยังมีอีกหลายอย่างที่ถูกพรากไปตลอดกาล ซึ่งผมหวังว่าภาครัฐจะเล็งเห็นความสำคัญของการศึกษา การวิจัย และการพัฒนาเทคโนโลยี เพื่อป้องกันหรือบรรเทาภัยพิบัติให้มากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน
ใช่หรือไม่ว่า การที่ผู้คนจำนวนมากพยายามยื่นมือเข้ามาประคับประคองซึ่งกันและกันในยามที่ต้องเผชิญกับภัยพิบัติร้ายแรง คือหลักฐานอันแจ่มชัดที่แสดงให้เห็นว่า ‘มนุษย์ยังรักกัน’
อ้างอิง:
- สมาธิ ธรรมศร. 2015. รู้วิทย์ พิชิตภัยพิบัติ.
- ไพบูลย์ นวลนิล. 2012. แผ่นดินไหว พิบัติภัยที่คนไทยต้องพร้อมรับมือ.
- ปกรณ์ สุวานิช. 2009. ธรณีพิบัติภัย: การเรียนรู้และจัดการ.
- นพพร แซ่เหล่ม. 2006. การจำลองสึนามิที่มีผลต่อบริเวณอ่าวไทย.
- Hiroo Kanamori and Gerald Schubert. 2015. Treatise on Geophysics Volume 4.
- Boris Levin and Mikhail Nosov. 2009. Physics of Tsunamis.
- Gerassimos A. PAPADOPOULOS. 2007. Quantification of Tsunamis: The New 12-Point Tsunami Intensity Scale.
- แผ่นดินไหววิทยา 101: เรื่องราวของโลกที่กำลังไหวสะเทือน
- 10 ปี การศึกษาสึนามิในประเทศไทย – BOXING DAY TSUNAMI 10 YEARS LATER
- Are meteotsunamis an underrated hazard?
- Cosmic rays reveal tsunamis and waves
- Gravity signals could detect earthquakes at the speed of light
- The generation of T waves by earthquakes
- Tsunamis’ magnetic fields are detectable before sea level change
- Tsunami detection by GPS-derived ionospheric total electron content
- These underwater cables can improve tsunami detection
