เดือนกรกฎาคมที่ผ่านมา นักวิชาการ หมอดู และสื่อหลายสำนัก ได้ออกมาประโคมข่าวว่า ‘ภูเขาไฟใต้ทะเลอันดามันกำลังจะระเบิดและทำให้เกิดสึนามิขนาดใหญ่กว่าปี 2547 ซัดทำลายชายฝั่ง’ คำทำนายนี้สร้างความหวาดกลัวแก่ประชาชนในพื้นที่จนเศรษฐกิจซบเซาลงหลายวัน และถึงแม้ว่าเวลาจะล่วงเลยมานานนับเดือนโดยไม่มีภูเขาไฟลูกใดแผลงฤทธิ์ แต่บรรยากาศยังคงอบอวลไปด้วยความวิตกกังวล
บทความนี้ ผมอยากชวนผู้อ่านมาเรียนรู้เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์พื้นฐานของภูเขาไฟ พร้อมตอบคำถามว่าประเทศไทยจะมีภูเขาไฟระเบิดหรือไม่
กำเนิดภูเขาไฟ
การตอบคำถามว่าภูเขาไฟเกิดขึ้นได้อย่างไร เราต้องย้อนกลับไปหลายพันล้านปีสมัยที่โลกยังเป็นก้อนหินร้อนฉ่าลอยเท้งเต้งอยู่กลางอวกาศ เพราะความร้อนที่หลงเหลือจากการก่อตัวและการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี (radioactive decay) ภายในแก่นโลก (core) จะทำหน้าที่ ‘ต้ม’ เครื่องในของโลก จากนั้นจึงส่งพลังงานความร้อนมายังหินภายในเนื้อโลก (mantle) ที่อยู่ใต้เท้าของเรา พอหินเหล่านั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้นก็จะหลอมละลายแล้วลอยหนีมายังเปลือกโลก (crust) ที่เย็นกว่า เราเรียกหินหลอมเหลวใต้พื้นโลกว่า แมกมา (magma)
หลังจากแมกมาลอยขึ้นมาใกล้พื้นผิวโลก แมกมาส่วนใหญ่จะถูกชั้นหินกดทับเอาไว้จนหาทางออกไม่เจอ แต่แมกมาอีกส่วนหนึ่งที่หาทางออกพบจะเอ่อล้นหรือพวยพุ่งออกมาจากรอยแยก แล้วกลายเป็น ลาวา (lava) หลังจากนั้นลาวาจะกองทับถมกัน เย็นตัวลง แข็งเป็นหินอัคนี (igneous rock) และกลายเป็นภูเขาไฟ
ธารลาวาที่กำลังเย็นและแข็งตัวกลายเป็นหินอัคนี / photo: USGS
เมื่อมองดูร่างกายภายนอกของภูเขาไฟ เราจะพบว่าภูเขาไฟส่วนใหญ่มีลักษณะคล้ายกรวยที่มี ช่องเปิด (vent) ให้ลาวาไหลออกมา พื้นที่รอบช่องเปิดจะถูกเรียกว่า ปล่อง (crater) ซึ่งบางปล่องอาจยุบตัวลงกลายเป็น แอ่ง (caldera) ที่มีขนาดใหญ่ ทั้งนี้ ภูเขาไฟบางลูกอาจมีผนังด้านข้างที่ไม่แกร่งเท่าไรนัก ลาวาจึงสามารถทะลักออกมา แล้วกลายเป็นรอยแตกย่อยหรือปล่องขนาดเล็กได้เช่นกัน
ปล่องภูเขาไฟไดมอนด์เฮด (Diamond Head) หมู่เกาะฮาวาย ประเทศสหรัฐอเมริกา / photo: Brian Snelson
คราวนี้ ผู้อ่านลองจินตนาการว่ากำลังยืนอยู่บนปล่องภูเขาไฟ แล้วมองลงไป เราจะพบว่าภายในเรือนร่างของภูเขาไฟมีลักษณะเป็น ท่อ (conduit) ที่เชื่อมต่อไปยังโถงใต้ดินขนาดใหญ่ที่มีแมกมามหาศาลสะสมอยู่ เรียกว่า ห้องแมกมา (magma chamber)
ปล่อง ท่อ และห้องแมกมา ภายในภูเขาไฟ
สิ่งน่าสนใจคือ ถ้าห้องแมกมามีความร้อนมาหล่อเลี้ยงไม่เพียงพอ แมกมาจะค่อยๆ เย็นลง แล้วแข็งตัวกลายเป็นพลูตอน (pluton) ซึ่งมีขนาดและรูปร่างที่หลากหลาย และเมื่อใดที่หินเปลือกนอกผุกร่อนไป แท่งหินยักษ์สูงตระหง่านที่ซ่อนอยู่ภายในจะเผยโฉมออกมา เรียกว่า ปลั๊กภูเขาไฟ (volcanic plug)
หอคอยปีศาจ (Devils Tower) ประเทศสหรัฐอเมริกา อาจเกิดจากการก่อตัวของปลั๊กภูเขาไฟ / photo: U.S. National Park Service
กว่านักวิทยาศาสตร์จะรู้ว่าภูเขาไฟมาจากไหน มีกี่ประเภท ด้านในหน้าตาเป็นอย่างไร และแสดงอิทธิฤทธิ์ได้มากเพียงใด ก็ต้องอาศัยการสังเกต จดบันทึก และค้นคว้าอยู่นานหลายชั่วอายุคน ดังนั้นการระบุว่า ‘ใคร’ เป็นผู้ที่ริเริ่มการศึกษาภูเขาไฟจึงบอกได้ยาก เพราะนักปราชญ์ชาวกรีก-โรมันโบราณอย่างเพลโต (Plato) พลินี (Pliny) และท่านอื่นๆ ได้บันทึกคำบอกเล่าเกี่ยวกับภูเขาไฟไว้มากมาย แต่ ฮาวเวล วิลเลียมส์ (Howel Williams) คือนักวิทยาศาสตร์คนสำคัญที่ศึกษาภูเขาไฟอย่างเป็นระบบจนถูกยกย่องว่าเป็นบิดาแห่งวิชาภูเขาไฟวิทยายุคใหม่ (father of modern volcanology)
ฮาวเวล วิลเลียมส์ / photo: UC Berkeley
ประเภทของภูเขาไฟ
นักภูเขาไฟวิทยามีเกณฑ์ 2 แบบสำหรับจำแนกประเภทของภูเขาไฟ เกณฑ์แรกคือ ‘ประวัติการปะทุ’ ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม
1.ภูเขาไฟมีพลัง (active volcano) หมายถึง ภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ในปัจจุบัน หรือเคยมีการปะทุในช่วงเวลาไม่เกิน 10,000 ปีที่ผ่านมา
2.ภูเขาไฟสงบ (dormant volcano) หมายถึง ภูเขาไฟที่นิ่งเงียบมานานกว่า 10,000 ปี แต่มีโอกาสปะทุในอนาคต
3.ภูเขาไฟดับสนิท (extinct volcano) หมายถึง ภูเขาไฟที่สงบนิ่งมาเป็นเวลานานนับแสนปีหรือล้านปี และไม่มีกิจกรรมของภูเขาไฟแล้ว
อีกเกณฑ์คือ ‘รูปร่างหน้าตา’ แบ่งออกเป็น 3 กลุ่มเช่นกัน
1.ภูเขาไฟรูปโล่ (shield volcano) มีลักษณะเตี้ย ฐานแผ่กว้าง และมีความลาดชันน้อย เกิดจากการปะทุของลาวาที่มีความหนืดน้อย ทำให้ไหลได้ไกลก่อนจะแข็งตัว
ภูเขาไฟเมานาโลอา (Mauna Loa) หมู่เกาะฮาวาย ประเทศสหรัฐอเมริกา เป็นภูเขาไฟรูปโล่ / photo: NASA
2.ภูเขาไฟกรวยกรวด (cinder cone volcano) มีลักษณะเป็นกรวยขนาดเล็ก สูงไม่มาก และมีความลาดชันปานกลางถึงสูง เกิดจากเศษหินภูเขาไฟที่ถูกพ่นออกมา แล้วตกลงมาทับถมรอบปากปล่อง
ภูเขาไฟปาริคูติน (Parícutin) ประเทศเม็กซิโก เป็นภูเขาไฟกรวยกรวด / photo: sevennaturalwonders
3.ภูเขาไฟสลับชั้น (stratovolcano) หรือ ภูเขาไฟประกอบ (composite volcano) มีลักษณะเป็นกรวยสูงชันที่ค่อนข้างสมมาตร เกิดจากการปะทุซ้ำๆ ของลาวาที่มีความหนืดปานกลางถึงสูง สลับกับการทับถมของเศษหินและเถ้าภูเขาไฟ
ภูเขาไฟฟุจิ (Fuji) ประเทศญี่ปุ่น เป็นภูเขาไฟสลับชั้น / photo: Suicasmo
น่ารู้ด้วยว่า ภูเขาไฟบางลูกอาจมีลักษณะก้ำกึ่งจนแยกประเภทได้ยาก และบางลูกยังมีหน้าตาไม่ตรงปก ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือ ช่องเปิดแยก (fissure vent) ที่เกิดจากแผ่นธรณีแยกตัวออกจากกันและมีลาวาปะทุออกมา ซึ่งรูปร่างของมันไม่เหมือน ‘ภูเขา’ เลยสักนิด!!
ภูเขาไฟอยู่ตรงไหนบ้าง
ภูเขาไฟกระจายตัวอยู่ทั่วโลก ไม่ว่าจะเป็นบนแผ่นดิน เกาะกลางทะเล ใต้มหาสมุทร ไปจนถึงใต้ธารน้ำแข็ง แต่ วงแหวนแห่งไฟ (ring of fire) รอบมหาสมุทรแปซิฟิกจะเป็นบริเวณที่ภูเขาไฟกระจุกตัวอยู่รวมกันมากที่สุด เนื่องจากเป็นเขตแดนที่มีการแปรสัณฐานของแผ่นธรณี(plate tectonics) ซึ่งแผ่นธรณีขยับตัวอย่างแข็งขัน
วงแหวนแห่งไฟ / photo: USGS
ความจริงแล้ว โลกไม่ใช่ดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีภูเขาไฟหรอกครับ เพราะดาวศุกร์มีภูเขาไฟมากกว่า 85,000 ลูก ดาวอังคารมีภูเขาไฟรูปโล่ที่ใหญ่ที่สุดชื่อว่า โอลิมปัส มอนส์ (Olympus Mons) ส่วนดวงจันทร์บริวารของดาวพฤหัสบดีอย่างไอโอ (Io) ก็เป็นดินแดนที่มีภูเขาไฟปะทุมากที่สุด ยังไม่นับรวมดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์แคระ และดวงจันทร์บริวารอื่นๆ ที่ในอดีตเคยมีกิจกรรมทางภูเขาไฟคึกคัก แต่ปัจจุบันสงบเงียบลงเกือบหมดแล้ว
ภูเขาไฟปะทุหลายลีลา
ทั่วโลกมีภูเขาไฟปะทุเป็นประจำทุกวัน แต่การปะทุส่วนใหญ่มีขนาดเล็ก นานทีปีหนจึงจะเกิดการปะทุที่รุนแรงจนรับรู้เป็นวงกว้างสักครั้ง กลไกการปะทุของภูเขาไฟสามารถอธิบายสั้นๆ ได้ว่า เมื่อแมกมาใต้โลกที่ถูกโอบกอดด้วยแรงดันสูงลอยขึ้นมาใกล้พื้นผิวโลกที่มีแรงดันต่ำกว่า ก๊าซที่ละลายอยู่ในแมกมาจะขยายตัว แล้วสะสมอยู่ภายในห้องแมกมา เมื่อถึงเวลาที่เหมาะสม แมกมาที่มีความหนืดและแรงดันน้อยจะปะทุแบบเบาๆ ส่วนแมกมาที่มีความหนืดและแรงดันมากจะปะทุแบบตูมตาม
การปะทุของภูเขาไฟแบบง่ายจำแนกเป็น 2 รูปแบบ
1.การปะทุแบบเอ่อล้น (effusive eruption) หมายถึง การที่ลาวาค่อยๆ ไหลออกมาอย่างต่อเนื่อง โดยไม่มีการระเบิดที่รุนแรง ส่วนใหญ่เกิดจากลาวาที่มีความหนืดต่ำ เมื่อลาวาเย็นลงจะแข็งตัวกลายเป็นที่ราบสูงบะซอลต์ (basalt plateau) ซึ่งมีลักษณะเป็นเนินแผ่กว้าง
2.การปะทุแบบระเบิด (explosive eruption) หมายถึง การที่ภูเขาไฟพ่นสสารต่างๆ ออกมาอย่างรุนแรง ส่วนใหญ่เกิดจากลาวาที่มีความหนืดสูง อาจเรียกสั้นๆ ว่า ‘ภูเขาไฟระเบิด’ ซึ่งบางครั้งการปะทุก็รุนแรงมากจนทำให้ผนังหินรอบภูเขาไฟปริแตก เรียกว่า การปะทุด้านข้าง (lateral eruption)
สิ่งที่ควรรู้คือ ภูเขาไฟบางลูกที่มีการปะทุแบบเอ่อล้น ลาวาจะปิดทับปากปล่องและแข็งตัวกลายเป็นโดมลาวา (lava dome) พลังงานจึงถูกสะสมเอาไว้ภายในจนอาจนำไปสู่การระเบิดที่รุนแรงในอนาคตได้
มาต่อกันที่การปะทุของภูเขาไฟแบบยาก ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่
1.การปะทุแบบแมกมาติก (magmatic eruption) หมายถึง การที่ลาวาถูกดันออกมาพร้อมกับก๊าซและเศษหิน แบ่งออกเป็น 6 รูปแบบย่อย ดังนี้
- การปะทุแบบไอซ์แลนดิก (Icelandic eruption) เป็นการปะทุตามแนวรอยแยกบนพื้นผิวโลก ลาวาที่มีความหนืดน้อยจะไหลเอ่อเป็นทางยาว จึงเป็นการปะทุที่ไม่รุนแรง แต่การปะทุอาจคงอยู่เป็นเวลานาน พบบ่อยในประเทศไอซ์แลนด์
- การปะทุแบบฮาวายเอียน (Hawaiian eruption) เป็นการปะทุของลาวาออกจากปล่องภูเขาไฟที่ไม่รุนแรงเท่าไรนัก เนื่องจากลาวามีความหนืดน้อยและไหลอย่างรวดเร็ว
- การปะทุแบบสตรอมโบเลียน (Strombolian eruption) เป็นการปะทุที่รุนแรงกว่าแบบฮาวายเอียน โดยการปะทุจะเกิดขึ้นเป็นช่วงๆ เนื่องจากมีการระเบิดของฟองก๊าซขนาดใหญ่ในลาวา
- การปะทุแบบวัลแคเนียน (Vulcanian eruption) เป็นการปะทุที่มีลักษณะคล้ายกับแบบสตรอมโบเลียน แต่รุนแรงกว่า เนื่องจากลาวามีความหนืดสูงและแข็งตัวปิดทับปล่องภูเขาไฟ ทำให้สามารถกักเก็บก๊าซปริมาณมากเอาไว้จนสร้างแรงดันมหาศาล
- การปะทุแบบพีเลียน (Peléan eruption) เป็นการปะทุที่มีความรุนแรงมาก เกิดจากลาวาที่มีความหนืดสูงทับถมบริเวณปล่องภูเขาไฟและสะสมแรงดันมหาศาลเอาไว้ เมื่อเพดานหินทนรับแรงดันไม่ไหวก็จะแตกออกหรือยุบตัว แล้วปลดปล่อยพลังงานออกมา
- การปะทุแบบพลิเนียน (Plinian eruption) เป็นการปะทุที่รุนแรงมากที่สุด เกิดจากลาวาที่มีความหนืดสูงมาก ซึ่งการปะทุแต่ละครั้งสามารถสร้างกลุ่มควันสูงเสียดฟ้าจนถึงบรรยากาศระดับสูง
การปะทุแบบแมกมาติกบนเกาะฮาวาย / photo: USGS
2.การปะทุแบบฟรีอาโตแมกมาติก (phreatomagmatic eruption) หมายถึง การที่ลาวาภายในภูเขาไฟทำปฏิกิริยากับน้ำจากภายนอก ผลลัพธ์คือน้ำจะกลายเป็นไอน้ำและขยายตัวอย่างรวดเร็ว ส่วนลาวาจะหดตัวลงอย่างฉับพลันแล้วแตกออกเป็นชิ้นๆ จากนั้นไอน้ำและเศษลาวาจะระเบิดออกมาจากปล่องภูเขาไฟ แบ่งออกเป็น 3 รูปแบบย่อย ดังนี้
- การปะทุแบบเซิร์ตซียัน (Surtseyan eruption) เป็นการปะทุที่เกิดจากลาวาทำปฏิกิริยากับน้ำจากแหล่งน้ำตื้น ซึ่งอาจทำให้เกิดการก่อตัวของเกาะภูเขาไฟ (volcanic island)
- การปะทุใต้ทะเล (submarine eruption) เป็นการปะทุของภูเขาไฟใต้ทะเล มวลน้ำจึงกดทับแรงปะทุเอาไว้ ซึ่งอาจทำให้เกิดการก่อตัวของปล่องน้ำร้อนใต้ทะเล (hydrothermal vent)
- การปะทุใต้ธารน้ำแข็ง (subglacial eruption) เป็นการปะทุของภูเขาไฟใต้ธารน้ำแข็ง น้ำแข็งจึงละลายกลายเป็นน้ำ จากนั้นไอน้ำที่ขยายตัวจะผสมกับเศษลาวาที่เย็นตัวลงแล้วปะทุออกมา
การปะทุแบบฟรีอาโตแมกมาติกบนเกาะฮาวาย / photo: USGS
3.การปะทุแบบฟรีอาติก (phreatic eruption) หมายถึง การที่น้ำจากแหล่งน้ำภายนอกไหลเข้ามาสัมผัสกับลาวาหรือหินร้อนอย่างรวดเร็ว น้ำจึงถูกต้มและระเหยกลายเป็นไอน้ำ แล้วระเบิดออกมาพร้อมกับเศษหิน แต่ไม่มีลาวาปะทุออกมาด้วย
การปะทุแบบฟรีอาติกที่รัฐอะแลสกา / photo: Lanny Simpson
นอกจากนี้ยังมี การปะทุแบบลิมนิก (limnic eruption) ซึ่งเกิดจากภูเขาไฟไปกระตุ้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากที่ละลายอยู่ในแหล่งน้ำ ก๊าซเหล่านั้นจึงพุ่งขึ้นสู่ผิวน้ำแล้วทะลักออกมา เหตุการณ์ที่รู้จักกันดีเกิดขึ้นในปี 1984-1986 ที่ทะเลสาบโมโนอัน (Lake Monoun) และทะเลสาบไนออส (Lake Nyos) ประเทศแคเมอรูน การไหลทะลักของก๊าซพิษส่งผลให้ชาวบ้านเสียชีวิตประมาณ 1,800 คน และปศุสัตว์ตายไปกว่า 3,500 ตัว!!
ภูเขาไฟพ่นอะไรออกมาบ้าง
การปะทุของภูเขาไฟจะปล่อยสสารต่างๆ ออกมา ไม่ว่าจะเป็นก๊าซ ลาวา และวัตถุแข็งที่เรียกว่า เทฟรา (tephra) ซึ่งแบ่งออกเป็นหลายประเภท ดังนี้
1.เถ้าภูเขาไฟ (volcanic ash) หมายถึง ของแข็งที่มีขนาดเล็กกว่า 2 มิลลิเมตร มีเนื้อคล้ายแก้วผิวขรุขระ
2.ลาพิลลี (lapilli) หมายถึง เศษลาวากึ่งแข็งกึ่งเหลวที่พุ่งขึ้นไปในอากาศ แข็งตัวเป็นก้อน แล้วตกลงมา มีขนาด 2-64 มิลลิเมตร ถ้ามีรูพรุนจำนวนมากจะเรียกว่า ซินเดอร์ (cinder)
3.บอมบ์ (bomb) หมายถึง เศษลาวาที่ถูกพ่นขึ้นไปในอากาศแล้วเย็นตัวลงก่อนตกลงมา มีรูปร่างกลมมน และมีขนาดใหญ่กว่า 64 มิลลิเมตร
4.บล็อก (block) หมายถึง เศษหินเก่าในปล่องภูเขาไฟที่พุ่งขึ้นไปในอากาศ แล้วตกลงมา มีลักษณะเหลี่ยมคม และมีขนาดใหญ่กว่า 64 มิลลิเมตร
การตกทับถมของเทฟราจากการปะทุของภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์ / photo: U.S. Forest Service
เทฟราที่ถูกพ่นออกมาจะมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว เมื่อเทฟราทับถมรวมกันเป็นหินแข็งจะเรียกว่า ทัฟฟ์(tuff) ซึ่งเทฟราและทัฟฟ์เหล่านี้สามารถนำไปคำนวณหาอายุของวัตถุทางธรณีวิทยาและโบราณคดี เพื่อศึกษาการปะทุของภูเขาไฟและลักษณะของสิ่งแวดล้อมในอดีต นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถ ‘อ่าน’ เรื่องราวของโลกและประวัติศาสตร์ของอารยธรรมมนุษย์ได้
วิธีวัดขนาดการปะทุของภูเขาไฟ
ภูขาไฟก็เหมือนกับแผ่นดินไหว สึนามิ และภัยพิบัติอื่นๆ ที่จำเป็นต้องมีมาตรา(scale) สำหรับคำนวณและรายงานขนาด(magnitude) ของเหตุการณ์ออกมาเป็นตัวเลข โดยขนาดการปะทุของภูเขาไฟจะนิยมรายงานด้วย ดัชนีการระเบิดของภูเขาไฟ (volcanic explosivity index) ที่ประเมินจากปริมาตรของวัตถุที่ถูกพ่นออกมา ความสูงของกลุ่มควัน และระยะเวลาที่ภูเขาไฟปะทุ โดยจะมีขนาดตั้งแต่ 0 (เล็กที่สุด) ไปจนถึง 8 (ใหญ่ที่สุด)
ดัชนีการระเบิดของภูเขาไฟและตัวอย่างเหตุการณ์ / photo: USGS
อย่างไรก็ตาม ดัชนีการระเบิดของภูเขาไฟยังมีข้อจำกัดบางอย่าง เพราะวิธีการดังกล่าวนิยมใช้กับการปะทุแบบระเบิดเท่านั้น แต่ถ้าลาวาไหลออกมาเป็นจำนวนมากโดยไม่มีการระเบิด ตัวเลขที่รายงานจะมีค่าต่ำกว่าความเป็นจริง แม้ว่าความรุนแรง (intensity) จากผลกระทบของการปะทุจะปรากฏเป็นวงกว้างก็ตาม ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือการปะทุของภูเขาไฟลากิ (Laki) ประเทศไอซ์แลนด์ ปี 1783-1784 ที่มีการปะทุไม่รุนแรง แต่กินเวลานานถึง 8 เดือน ทำให้แดนสวรรค์ถูกเปลี่ยนเป็นขุมนรกด้วยพลังของมวลมหาลาวา ฝุ่นควัน และก๊าซพิษ
บางครั้ง เทฟราที่ภูเขาไฟพ่นออกมาอาจเต็มไปด้วย ‘รูพรุน’ ทำให้กลุ่มก้อนของเทฟราเหล่านั้นมีขนาดใหญ่กว่าที่ควรจะเป็น ยกตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟลูกหนึ่งพ่น หินพัมมิซ (pumice) ที่มีปริมาตร 10 หน่วยออกมา แต่เนื่องจากหินพัมมิซเต็มไปด้วยรูพรุน ถ้าเราตัดรูพรุนออกไป ปริมาตรที่แท้จริงของหินพัมมิซอาจเหลืออยู่เพียง 6 หน่วยเท่านั้น นักภูเขาไฟวิทยาจึงคิดค้น ความหนาแน่นหินเทียบเท่า(dense-rock equivalent) ซึ่งเป็นการหาปริมาตรที่แท้จริงของเทฟราโดยไม่นำรูพรุนมาคิด เพื่อทำให้การประเมินดัชนีการระเบิดของภูเขาไฟแม่นยำมากขึ้น
ความจริงแล้ว การบอกว่าภูเขาไฟพ่นวัตถุอะไรออกมาเท่าไรก็อาจไม่เพียงพอ เพราะเทฟราขนาดเล็กสามารถถูก ‘ลม’ พัดปลิวไป นักภูเขาไฟวิทยาจึงต้องคำนึงถึง ดัชนีการแพร่กระจาย (dispersal index) เพื่อประเมินว่าเทฟรากระจายตัวไปในทิศทางใดและไกลเท่าไร พูดง่ายๆ คือ ถ้าภูเขาไฟปะทุรุนแรง เทฟราถูกพ่นออกมามาก กระแสลมเป็นใจ และความหนาแน่นของอากาศมีค่าต่ำ เทฟราก็จะปลิวออกไปเป็นระยะทางไกลนั่นเองครับ
ฝุ่นควันที่ภูเขาไฟพ่นออกมาเป็นมลภาวะทางอากาศ (air pollution) / photo: Cyrus Read, USGS
รู้ได้อย่างไรว่าภูเขาไฟกำลังจะปะทุ
ไม่มีใครบอกได้ว่าภูเขาไฟจะปะทุตอนไหนและมีขนาดเท่าไร แต่ภูเขาไฟส่วนใหญ่มักจะส่ง สัญญาณบอกเหตุ(precursor) ออกมาล่วงหน้า ซึ่งการแจ้งเตือนมีหลายรูปแบบ เช่น
- เสียงอื้ออึง เสียงหวีดแหลม หรือคลื่นใต้เสียง (infrasound)
- จำนวน ขนาด และความลึกของจุดศูนย์เกิดแผ่นดินไหวใกล้ภูเขาไฟเปลี่ยนแปลงไป
- พื้นดินรอบภูเขาไฟปูดโปน แตกร้าว หรือยุบตัวลง
- อุณหภูมิรอบภูเขาไฟเพิ่มขึ้นจากค่าเฉลี่ยอย่างมีนัยสำคัญ
- หิมะหรือธารน้ำแข็งรอบภูเขาไฟละลายอย่างรวดเร็ว
- ปริมาณสารละลาย ค่า pH การนำไฟฟ้า ความขุ่น อุณหภูมิ และแรงดันของน้ำรอบภูเขาไฟผันผวน
- ปริมาณและองค์ประกอบของก๊าซที่ภูเขาไฟพ่นออกมาผิดเพี้ยนไป
- เหนือปล่องภูเขาไฟเกิดฟ้าแลบ-ฟ้าผ่าอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน
- สนามโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็กรอบภูเขาไฟแปรปรวน
- พืชพรรณเหี่ยวแห้ง สัตว์ที่อาศัยอยู่รอบภูเขาไฟป่วย ล้มตาย หรืออพยพหนีไป
ด้วยเหตุนี้ นักภูเขาไฟวิทยาจึงพัฒนา ระบบติดตามภูเขาไฟ (volcanic monitoring system) ซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์ตรวจวัดเสียง การสั่นสะเทือน ความร้อน ก๊าซ ความโน้มถ่วง และสนามแม่เหล็ก รวมถึงภาพถ่ายดาวเทียม เพื่อจับตาดูการเปลี่ยนแปลงของภูเขาไฟ เพราะการเฝ้าดูความผิดปกติเหล่านี้จะทำให้สามารถวิเคราะห์ คาดการณ์ และแจ้งเตือนประชาชนในพื้นที่ ให้เตรียมรับมือการปะทุที่อาจเกิดขึ้นได้ทันท่วงที
ภูเขาไฟในฐานะผู้สรรค์สร้างและทำลายล้าง
กวีหลายท่านเปรียบภูเขาไฟเป็นทั้งพระเจ้าและมัจจุราช เพราะก๊าซที่ภูเขาไฟยุคแรกพ่นออกมามีส่วนสำคัญในการสร้างชั้นบรรยากาศและมหาสมุทรบรรพกาลที่คอยฟูมฟักสิ่งมีชีวิต แต่ขณะเดียวกัน ภูเขาไฟก็อยู่เบื้องหลัง การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่(mass extinction) ที่ล้างบางสรรพชีวิตไปค่อนโลก!!
ตัวอย่างการปะทุของภูเขาไฟครั้งมโหฬารที่ส่งผลกระทบร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อมมีดังนี้
ผลกระทบต่อบรรยากาศ
การปะทุของภูเขาไฟตัมโบรา(Tambora) ประเทศอินโดนีเซีย ปี 1815 พ่นเถ้าฝุ่นจำนวนมากออกมาปิดกั้นแสงอาทิตย์จนเกิดปรากฏการณ์ฤดูหนาวภูเขาไฟ (volcanic winter) ทำให้ในปีถัดมา ทวีปเอเชีย ยุโรป และอเมริกา กลายเป็น ‘ปีที่ไร้ฤดูร้อน’
การปะทุของภูเขาไฟพินาตูโบ (Pinatubo) ประเทศฟิลิปปินส์ ปี 1991 พ่นธาตุในกลุ่มฮาโลเจน (halogen) เช่น ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ที่สามารถสร้างฝนกรด (acid rain) ในบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ (troposphere) และทำให้เกิดการทำลายก๊าซโอโซน (ozone depletion) ในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ (stratosphere)
การปะทุของภูเขาไฟฮุงกา ตองกา-ฮุงกา ฮาอาปาย (Hunga Tonga-Hunga Haʻapai) ประเทศตองกา ปี 2022 ปล่อยคลื่นความดันบรรยากาศ (atmospheric pressure wave) พุ่งกระแทกบรรยากาศระดับสูง ผลลัพธ์คือความหนาแน่นของอนุภาคมีประจุไฟฟ้าในบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ (ionosphere) แปรปรวนชั่วขณะ ระบบสื่อสารไร้สายจึงทำงานผิดปกติชั่วคราว
ผลกระทบต่อแผ่นดิน
การปะทุของภูเขาไฟเวซูเวียส (Vesuvius) ประเทศอิตาลี ปี 79 ทำให้เกิดตะกอนภูเขาไฟไหลหลาก (pyroclastic flow) ฝังกลบเมืองปอมเปอี (Pompeii) และมนุษย์หลายหมื่นร่างไว้ใต้ชั้นธุลีหนา
การปะทุของภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์ (Mount St. Helens) ประเทศสหรัฐอเมริกา ปี 1980 เถ้าภูเขาไฟปริมาณมหาศาลได้ผสมคลุกเคล้ากับน้ำ แล้วกลายเป็นโคลนเถ้าภูเขาไฟ (lahar) หลากท่วมแผ่นดิน
ผลกระทบต่อแหล่งน้ำ
แรงระเบิดจากการปะทุของภูเขาไฟที่อยู่กลางทะเลสามารถ ‘ผลัก’ มวลน้ำให้กระจายออกไปรอบทิศทาง แล้วกลายเป็นสึนามิที่เกิดจากภูเขาไฟ (volcanic tsunami) นอกจากนี้ แร่ธาตุกับก๊าซจากภูเขาไฟที่ปนเปื้อนในแหล่งน้ำยังเป็นสาเหตุของปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่ง (algal bloom) ภาวะออกซิเจนต่ำในมหาสมุทร (ocean anoxia) และมหาสมุทรเป็นกรด (ocean acidification)
ผลกระทบต่อธารน้ำแข็ง
ฝุ่นควันจากภูเขาไฟสามารถลอยไปตามลมเป็นระยะทางไกลจนถึงแถบขั้วโลกที่ปกคลุมด้วยธารน้ำแข็ง ฝุ่นควันเหล่านี้จะทำให้ธารน้ำแข็งเปลี่ยนสีจากขาวสว่างเป็นเทาคล้ำ ธารน้ำแข็งจึงอุ่นและละลายเร็วขึ้น
ผลกระทบต่อระบบนิเวศ
ฝุ่นควันจากภูเขาไฟสามารถบดบังแสงอาทิตย์เป็นเวลานาน ทำให้พืชสังเคราะห์ด้วยแสงได้น้อยลง และลาวาที่ไหลออกมาจะแผดเผาผืนป่าจนมอดไหม้ อย่างไรก็ตาม แม้การปะทุของภูเขาไฟจะสร้างหายนะมหาศาล แต่พวกมันก็มีประโยชณ์มากมายเช่นกัน เพราะธาตุอาหารในเถ้าภูเขาไฟจะทำหน้าที่เป็น ‘ปุ๋ยธรรมชาติ’ ที่ช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์แก่ผืนดินและมหาสมุทร
ผลกระทบต่ออารยธรรมมนุษย์
การปะทุของภูเขาไฟมีส่วนเกี่ยวข้องกับการล่มสลายของอารยธรรมโบราณหลายแห่ง ไม่ว่าจะเป็นราชวงศ์ปโตเลมีแห่งอียิปต์ อารยธรรมมายาในทวีปอเมริกา และราชวงศ์หมิงของจีน ฝุ่นควันจากภูเขาไฟบางลูกยังเป็นสาเหตุของยุคน้ำแข็งน้อย (little ice age) ที่ทำให้คนยุคกลางเข้าใจผิดว่าเภทภัยต่างๆ เป็นฝีมือของพวกนอกศาสนาจนนำไปสู่การล่าแม่มด – นี่คือด้านมืดที่เกิดจากผลพวงของภูเขาไฟ
แต่ก็เช่นเดียวกับอีกหลายเรื่องที่มีสองด้าน เพราะธาตุอาหารจากภูเขาไฟเอตนา (Mount Etna) ได้เนรมิตให้ดินในแคว้นซิซิลี (Sicily) ประเทศอิตาลี มีความอุดมสมบูรณ์จนกลายเป็นแหล่งผลิตไวน์ที่สำคัญของโลก ส่วนความมืดครึ้ม หนาวเหน็บ และแห้งแล้ง ที่เกิดจากฝุ่นเถ้าของภูเขาไฟตัมโบราก็กลายเป็นแรงบันดาลใจให้จอห์น วิลเลียม โพลิโดริ (John William Polidori) แต่งเรื่องสั้นชื่อ ‘เดอะแวมไพร์’ (The Vampyre) แมรี เชลลีย์ (Mary Shelley) แต่งนิยายเรื่อง ‘แฟรงเกนสไตน์’ (Frankenstein) รวมถึงผลักดันให้คาร์ล ฟอน ไดรส์ (Karl von Drais) ประดิษฐ์ ‘จักรยาน’ คันแรกเพื่อใช้ขี่แทนม้าที่ล้มตายจากภาวะอดอยากอีกด้วย
ปัจจุบัน ภูเขาไฟหลายแห่งกลายเป็นเหมืองแร่ แหล่งอัญมณี โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ สถานที่ท่องเที่ยวภูเขาไฟ (volcano tourism) รวมถึงเป็นต้นกำเนิดของดินเบนโทไนต์ (bentonite) ซึ่งเป็นส่วนผสมหลักของทรายแมวบางยี่ห้อ ที่ทาสอย่างเราต้องหมั่นเติมเช้าตักเย็นเพื่อเอาใจเจ้านายนั่นแหละครับ!!
เตรียมตัวอย่างไรก่อนภูเขาไฟปะทุ
การรับมือภัยพิบัติจากภูเขาไฟเป็นเรื่องที่จำเป็นต้องอาศัยการเตรียมพร้อมตั้งแต่ระดับบุคคล ชุมชน ไปจนถึงประเทศ โดยเราสามารถแบ่งแนวทางการรับมือออกเป็น 3 ระยะ
1.ก่อนเกิดเหตุ
เมื่อทราบว่าตนเองอยู่ใกล้ภูเขาไฟ สิ่งแรกที่เราควรทำคือศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับภูเขาไฟ เช่น ปะทุบ่อยแค่ไหน ลักษณะการปะทุเป็นอย่างไร ผลกระทบมีอะไรบ้าง พื้นที่ใดมีโอกาสได้รับอันตราย จากนั้นจึงวางแผนรับมือภัยพิบัติล่วงหน้า โดยการสร้างสถานที่หลบภัย เส้นทางหนีภัย สัญญาณเตือนภัย จัดเตรียมของใช้จำเป็น และติดตามข่าวสารจากหน่วยงานที่น่าเชื่อถือเป็นประจำ
2.ขณะเกิดเหตุ
เมื่อภูเขาไฟเริ่มปะทุ คนส่วนใหญ่จะตระหนกตกใจ อันดับแรกเราจึงต้องรีบตั้งสติ แล้วปฏิบัติตามแผนรับมือที่เตรียมไว้อย่างเคร่งครัด ระวังอันตรายจากภัยพิบัติ ช่วยเหลือผู้อื่นเท่าที่พอทำได้ และพาตนเองไปยังสถานที่ปลอดภัย
3.หลังเกิดเหตุ
เมื่อภูเขาไฟสงบลง เราต้องตรวจสอบว่าตนเองและคนรอบข้างบาดเจ็บหรือไม่ สถานที่หลบภัยยังปลอดภัยอยู่ไหม ช่วยเหลือตนเองและผู้อื่นตามความเหมาะสม รวบรวมสิ่งของที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต รอการช่วยเหลือจากหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง และห้ามกลับเข้าไปในพื้นที่เสี่ยงภัยจนกว่าจะแน่ใจว่าปลอดภัยแล้ว
ประเทศไทยกับภูเขาไฟที่ (ยัง) ไม่ระเบิด
ประเทศไทยมีภูเขาไฟกระจายตัวอยู่ในหลายจังหวัด เช่น ลำปาง เลย บุรีรัมย์ ศรีสะเกษ ลพบุรี จันทบุรี แต่โชคดีที่ภูเขาไฟทุกลูกสิ้นฤทธิ์ไปหมดแล้ว เหลือเพียงแหล่งหินร้อนที่เป็นต้นกำเนิดของน้ำพุร้อนเท่านั้น
สำหรับประเด็นแผ่นดินไหวในทะเลอันดามันที่เชื่อกันว่าเป็นสัญญาณบอกเหตุก่อนภูเขาไฟใต้ทะเลปะทุ จากการตรวจสอบตำแหน่งของ กลุ่มแผ่นดินไหว (earthquake swarm) พบว่า สาเหตุของแผ่นดินไหวขนาดเล็ก-ขนาดกลางเหล่านั้นเกิดจากการไหลของแมกมาและการเคลื่อนที่ในแนวราบของพื้นทะเล ซึ่งไม่สามารถทำให้เกิดสึนามิ และยังอยู่ไกลจากแนว ภูเขาไฟใต้ทะเล (submarine volcano) ประมาณ 200 กิโลเมตรอีกด้วย
กลุ่มแผ่นดินไหว (วงกลมสีแดง) และแนวภูเขาไฟใต้ทะเล (เส้นสีเหลือง) ในทะเลอันดามัน ส่วนทะเลอ่าวไทยไม่พบภูเขาไฟ
พูดกันตามตรง การที่ภูเขาไฟใต้ทะเลอันดามันจะปะทุอย่างรุนแรงจนทำให้เกิดสึนามิขนาดยักษ์ มีโอกาสเป็นจริงน้อยมากครับ เพราะเหตุการณ์ดังกล่าวจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อพื้นที่แถบนั้นมีภูเขาไฟที่ยังตื่นอยู่ และภูเขาไฟลูกนั้นต้องโผล่พ้นน้ำหรือจมอยู่ใต้น้ำที่ไม่ลึกนัก แต่ทะเลอันดามันมีความลึกเฉลี่ยประมาณ 1 กิโลเมตร ซึ่งถือว่าลึกพอสมควรที่จะกดทับแรงระเบิดให้เบาลง ส่วนภูเขาไฟบนเกาะบาร์เรน (Barren island) ที่ขึ้นชื่อว่าเป็น ‘ตัวเต็ง’ เนื่องจากมีการปะทุเป็นครั้งคราวมาตลอดหลายร้อยปี ก็ไม่พบหลักฐานว่าเคยปะทุจนทำให้เกิดสึนามิที่รุนแรงแม้แต่ครั้งเดียว
ถ้าขยับออกไปอีกนิด บริเวณช่องแคบซุนดาของประเทศอินโดนีเซีย เราจะพบภูเขาไฟกรากะตัว (Krakatoa) ซึ่งเคยปะทุครั้งใหญ่เมื่อปี 1883 การปะทุในตอนนั้นได้สร้าง ‘เสียงที่ดังที่สุดในโลก’ ที่ได้ยินไปไกลถึงทวีปยุโรป ผลลัพธ์คือปล่องภูเขาไฟยุบตัวลง ดินถล่มลงทะเล เกิดสึนามิขนาดใหญ่ และพ่นเถ้าถ่านปิดกั้นแสงอาทิตย์นานหลายปี แต่ผลกระทบต่อประเทศไทยมีเพียง ‘คลื่นขนาดเล็กซัดฝั่ง’ เท่านั้น
พออ่านมาถึงบรรทัดนี้ ท่านใดที่อาศัยอยู่ทางฝั่งอันดามันน่าจะเบาใจลงเยอะแล้วว่า โอกาสที่จะเกิดภูเขาไฟระเบิดครั้งใหญ่และสร้างสึนามิขนาดยักษ์ถาโถมทำลายบ้านของท่านมีค่าเกือบเป็นศูนย์
แต่เชื่อไหมครับว่า การโหมกระพือข่าวลือเกี่ยวกับภูเขาไฟระเบิดในประเทศไทยเมื่อเดือนกรกฎาคมที่ผ่านมานั้นไม่ใช่ครั้งแรก และจะไม่ใช่ครั้งสุดท้ายอย่างแน่นอน ผมจึงมีคำถามว่า ภาครัฐควรทำอย่างไรกับเหล่า ‘นักเดาภัยพิบัติ’ ที่ขยันสร้างความหวาดกลัวด้วยข้อมูลที่ไม่น่าเชื่อถือ และไม่เคยรับผิดชอบคำพูดของตนเองเลยสักครั้ง
เอกสารและสิ่งอ้างอิง
Haraldur Sigurdsson and et al. (2015). The Encyclopedia of Volcanoes.
Elisabeth A. Parfitt and Lionel Wilson. (2008). Fundamentals of Physical Volcanology.
Joan Mart ‘ and Gerald Ernst. (2005). Volcanoes and the Environment.
Jelle Zeilinga de Boer and et al. (2004). Volcanoes in Human History: The Far-Reaching Effects of Major Eruptions.
โตมร ศุขปรีชา. (2566). หินบนฟ้า ลาวาใต้สมุทร.
สมาธิ ธรรมศร. (2558). รู้วิทย์ พิชิตภัยพิบัติ.
https://www.worldatlas.com/lakes/limnic-eruptions-when-lakes-explode.html
https://www.nature.com/articles/s41598-023-33603-3
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772467022000227
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2024AcGeo..72.3289C/abstract
