รู้จัก ‘เมอร์คัลลี’ มาตราวัดระดับแผ่นดินไหว ระดับสากล
แผ่นดินไหวมีกี่ระดับ? The Thaiger ขอพาไปทำความรู้จักกับ “มาตราเมอร์คัลลี” หรือ Mercalli Scale มาตราที่ใช้วัดระดับความรุนแรงของเหตุการณ์แผ่นดินไหว ที่หลายคนอาจจำสับสนกับมาตราวัดขนาดของแผ่นดินไหวอย่าง “ริกเตอร์” หรือ Richter ทั้ง 2 มาตราวัดแตกต่างกันอย่างไร ที่นี่มีคำตอบ
หลังจากเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวล่าสุด จุดศูนย์กลางอยู่ที่ประเทศเมียนมา 8.2 แมกนิจูด กระทบถึงประเทศไทย หลายคนสังเกตว่า ปัจจุบันไม่มีการรายงานหน่วยด้วยคำวา ริกเตอร์แล้ว ทั้งที่สมัยสึนามิ 2547 เป็นคำคุ้นชินของคนไทย
จากการรายงานของทางกรมอุตุนิยมวิทยา และจากสำนักข่าวไทยหลาย ๆ สำนัก อาจทำให้หลายคนเกิดความสงสัยว่าทำไมการรายงานเหตุแผ่นดินไหวในครั้งนี้ถึงไม่มีการใช้หน่วยวัด “ริกเตอร์” ต่อท้ายตัวเลขแผ่นดินไหวอย่างที่เคยใช้กันในอดีต แต่กลับเป็นการบอกตัวเลขขนาดแผ่นดินไหวโดด ๆ โดยไม่มีหน่วยต่อท้าย
วันนี้ทาง The Thaiger จะขอพาทุกคนไปทำความรู้จักกับ “มาตราวัดระดับแผ่นดินไหว” และแก้ไขความเข้าใจในข้อเท็จจริงที่ว่า “คนไทยใช้หน่วยวัดแผ่นดินไหวผิดมาโดยตลอด” เพราะน้อยคนที่จะรู้ว่าการวัดขนาดแผ่นดินไหวไม่ได้มีแค่ “มาตราริกเตอร์” เพียงอย่างเดียว
แผ่นดินไหวมีกี่ระดับ ทำความเข้าใจกับ ‘มาตราวัดระดับแผ่นดินไหว’ ที่ถูกใช้กันในระดับสากล
แผ่นดินไหว เป็นการสั่นสะเทือนของแผ่นดินที่เกิดจากการขยับเขยื่อนของเปลือกโลก สามารถวัดระดับได้ 2 แบบ คือ การวัดระดับความรุนแรงของแผ่นดินไหว (Intensity) และ การวัดขนาดของแผ่นดินไหว (Magnitude) ซึ่งการวัดค่าแผ่นดินไหวทั้งสองแบบนั้นจะใช้การคำนวณที่ต่างกัน
การวัดระดับความรุนแรงของแผ่นดินไหว (Intensity)
สำหรับการวัดค่าความรุนแรงของแผ่นดินไหวจะวัดจากความเสียหายที่เกิดขึ้น ณ ผิวโลก โดยมาตราวัดที่นิยมใช้คือมาตราความรุนแรงเมอร์คัลลี (Mercalli Intensity Scale ซึ่งภายหลังถูกปรับปรุงเป็น The Modified Mercalli Scale) ที่ถูกเสนอโดย Guiseppe Mercalli นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาเลียน ผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหวและภูเขาไฟ
การใช้มาตราวัดความรุนแรงของแผ่นดินไหวแบบเมอร์คัลลีนั้น จะกำหนดได้จากการตอบสนองของผู้คนในพื้นที่เกิดแผ่นดินไหว การสั่นไหวของเครื่องเรือน หรือความเสียหายที่เกิดกับอาคารบ้านเรือนต่าง ๆ โดยจะมีระดับความรุนแรงทั้งหมด 12 ระดับ และใช้หน่วนระดับเป็นตัวเลขโรมัน I-XII
ระดับความรุนแรงของแผ่นดินไหวทั้ง 12 ระดับ
มาตราเมอร์คัลลีที่คนส่วนใหญ่นิยิมใช้มากที่สุดคือเวอร์ชันฉบับปรับปรุงแล้ว เมื่อปี ค.ศ. 1931 โดยนักวิชาการแผ่นดินชาวอมเริกัน 2 คน คือ Harry Wood และ Frank Neumann ซึ่งค่าความรุนแรงแต่ละระดับส่งผลให้เกิดความเสียหายดังนี้
– ระดับ I มีความรุนแรงน้อยมาก มนุษย์สัมผัสไม่ได้ ตรวจวัดได้โดยเครื่องตรวจแผ่นดินไหวเท่านั้น
– ระดับ II (อ่อน) คนที่มีความรู้สึกไวหรือคนที่อยู่นิ่งจะสัมผัสถึงการสั่นไหวได้ เครื่องเรือนบางชิ้นที่มีลักษณะบอบบางอาจ
– ระดับ III (เบา) คนที่อยู่ในอาคารอาจสัมผัสได้ โดยเฉพาะคนที่อยู่ในตึกสูง เป็นการสั่นสะเทือนคล้ายกับกรณีที่รถบรรทุกวิ่งผ่าน
– ระดับ IV (พอประมาณ) ถ้าเกิดในเวลากลางวันน้อยคนที่จะสัมผัสได้ ถ้าเป็นเกิดในเวลากลางคืนคนที่นอนหลับอยู่อาจรู้สึกถึงแรงสะเทือนและตกใจตื่นได้ เครื่องเรือน รวมถึงรถยนต์ที่จอดอยู่จะมีการสั่นไหวอย่างเห็นได้ชัด
– ระดับ V (ค่อนข้างแรง) เครื่องเรือนรวมถึงบางส่วนของอาคารบ้านเรือนได้รับความเสียหาย ผู้คนส่วนใหญ่สามารถรับรู้ถึงแรงสะเทือนของแผ่นดินไหวได้
– ระดับ VI (แรง) สามารถรับรู้การเกิดแผ่นดินไหวได้ทุกคน เฟอร์นิเจอร์บางชิ้นที่มีน้ำหนักมาอาจเกิดการเคลื่อนที่ แต่ตัวอาคารยังไม่ได้รับความเสียหาย
– ระดับ VII (แรงมาก) สำหรับอาคารที่มีการออกแบบมาเพื่อรองรับกรณีการเกิดแผ่นดินไหวก็จะได้รับความเสียหายค่อนข้างน้อย ส่วนอาคารที่ก่อสร้างในระดับมาตรฐานจะได้รับความเสียหายปานกลาง ส่วนอาคารที่ออกแบบมาไม่ดีจะได้รับความเสียหายค่อนข้างมาก
– ระดับ VIII (ทำลาย) สำหรับอาคารบ้านเรือนที่ออกแบบมาไม่ดี รวมไปถึงกำแพง หรืออนุสาวรีย์ต่าง ๆ จะได้รับความเสียหายอย่างมาก
– ระดับ IX (ทำลายสูญเสีย) แม้แต่สิ่งก่อสร้างที่ออกแบบมาเพื่อรองรับสถานการณ์แผ่นดินก็ยังได้รับความเสียหายมาก ตัวอาคารมีการพังทลายลงมา
– ระดับ X (วินาศภัย) ฐานรากและโครงสร้างของสิ่งก่อสร้างพังทลาย รางรถไฟบิดงอ แผ่นดินอาจมีการแตกอ้าเกิดขึ้น
– ระดับ XI (วินาศภัยใหญ่) ตึกถล่ม สะพานขาด สิ่งก่อสร้างรวมถึงระบบสาธารณูปโภคได้รับความเสียหาย และอาจเกิดแผ่นดินถล่มหรือน้ำท่วมได้
– ระดับ XII (มหาวิบัติ) ทุกสิ่งทุกอย่างบนพื้นดินในบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวเสียหายโดยสิ้นเชิง
การวัดขนาดของแผ่นดินไหว (Magnitude)
สำหรับการวัดขนาดแผ่นดินไหวนั้น มาตราที่คนส่วนใหญ่รู้จักมี 2 มาตรา ได้แก่ มาตราริกเตอร์ และ มาตราโมเมนต์แมกนิจูด โดยมาตราริกเตอร์จะค่อนข้างคุ้นหูคนไทยมากกว่า แต่รู้หรือไม่ว่าในระดับสากลนั้น ส่วนใหญ่แล้วจะวัดขนาดของแผ่นดินไหวด้วยมาตราโมเมนต์แมกนิจูด แต่อย่างไรก็ตามมาตราวัดทั้งสองแบบก็ไม่ได้เป็นตัวบ่งชี้ผลของความเสียหายที่เกิดจากแผ่นดินไหว
มาตราริกเตอร์ (The Richter Magnitude Scale)
สำหรับมาตราวัดแผ่นดินไหวริกเตอร์ เป็นมาตราที่คนไทยคุ้นชินมากที่สุด ถูกนำเสนอโดย Charles F. Richter นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหว โดยการวัดด้วยมาตราริกเตอร์นั้นจะเป็นการวัดค่าแผ่นดินไหวจาก “พลังงานจลน์” ที่เกิดขึ้นขณะเกิดแผ่นดินไหว มาจากค่าความสูงของคลื่นแผ่นดินไหว (Amplitude) ซึ่งเป็นค่าที่ได้จากบันทึกของเครื่องวัดแผ่นดินไหว (Seismograph)
แต่อย่างไรก็ตาม การวัดค่าด้วยมาตราริกเตอร์นั้นกลับไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากการวัดค่าด้วยมาตราดังกล่าว เป็นการวัดขนาดแผ่นดินไหวแบบท้องถิ่น (Local Magnitude) ที่เกิดขึ้นในพื้นที่บริเวณแคลิฟอร์เนีย ดังนั้นการนำมาตรฐานดังกล่าวไปวัดค่าแผ่นดินไหวบริเวณอื่นอาจทำให้เกิดความผิดเพี้ยนได้
มาตราโมเมนต์แมกนิจูด (Moment Magnitude Scale)
อย่างที่กล่าวไปแล้วว่ามาตราวัดแบบริกเตอร์ไม่เป็นที่นิยมในระดับสากลเนื่องจากมีข้อจำกัดเรื่องขนาดพื้นที่ที่เกิดแผ่นดินไหว ดังนั้นในปี ค.ศ. 1977 นักฟิสิกส์ชาวญี่ปุ่นชื่อว่า Hiroo Kanamori จึงเสนอวิธีวัดขนาดแผ่นดินไหวจากพลังงานโดยตรง ซึ่งเป็นค่าที่ได้มาจากเครื่องบันทึกแผ่นดินไหวเช่นเดียวกับการวัดแบบริกเตอร์แต่มีความแม่นยำกว่า จึงทำให้มาตราวัดดังกล่าวเป็นที่นิยมในการวัดขนาดแผ่นดินไหวทั่วโลก
มาตราวัดขนาดแผ่นดินไหวทั้งแบบ ริกเตอร์ และ โมเมนต์แมกนิจูด แม้ว่าจะมีสูตรการคำนวณที่แตกต่างกัน แต่ค่าที่คำนวณออกมาได้นั้นยังคงมีความใกล้เคียงกันอยู่เมื่อใช้วัดค่าของขนาดแผ่นดินไหวในระดับกลาง (3-6) แต่อย่างไรก็ตาม เมื่อขนาดของแผ่นดินไหวมีระดับที่มากขึ้น ค่าความต่างของทั้งสองมาตราวัดก็อาจแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด
การเปรียบเทียบ ความรุนแรงกับ ขนาด ของแผ่นดินไหว
แม้เราจะรู้ข้อมูลการวัดระดับความรุนแรงของแผ่นดินไหวทั้ง 12 ระดับแล้ว แต่เวลาที่สำนักข่าวหรือหน่วยงานที่เกี่ยวข้องกับภัยพิบัติรายงานสถานการณ์เหตุแผ่นดินไหวมักบอกเพียงค่าของขนาดแผ่นดินไหวเท่านั้น ซึ่งโดยปกติแล้วคนส่วนมากจะเข้าใจว่าขนาดของแผ่นดินไหวที่เกิน 5 ตามมาตราวัดริกเตอร์ คือระดับที่เริ่มรุนแรงแล้ว แล้วถ้าค่าที่วัดได้เกินกว่า 5 จะมีความรุนแรงระดับเท่าใดบ้าง ลองดูการเปรียบเทียบระหว่างขนาดของแผ่นดินไหว (ที่วัดด้วยค่าริกเตอร์) กับความรุนแรงของแผ่นดินไหว (ที่วัดด้วยค่าเมอร์คัลลี) ด้านล่างนี้ได้เลย
- ขนาด น้อยกว่า 3.0 = ความรุนแรงระดับ I-II
- ขนาด 3.0-3.9 = ความรุนแรงระดับ III
- ขนาด 4.0-4.9 = ความรุนแรงระดับ IV-V
- ขนาด 5.0-5.9 = ความรุนแรงระดับ VI-VII
- ขนาด 6.0-6.9 = ความรุนแรงระดับ VII-VIII
- ขนาด 7.0-7.9 = ความรุนแรงระดับ IX-X
- ขนาด มากกว่า 8.0 = ความรุนแรงระดับ XI-XII
ประวัติศาสตร์ของการเกิดแผ่นดินไหว
ในประวัติศาสตร์โลกได้มีการบันทึกแผ่นดินไหวที่รุนแรงที่สุดไว้ ซึ่งเกิดเมื่อราว ๆ 3,800 ปีก่อน ณ บริเวณชายฝั่งทางตอนเหนือของประเทศชิลี โดยขนาดของแผ่นดินไหวในครั้งนั้นมากถึง 9.5 ตามมาตราวัดขนาดโมเมนต์แมกนิจูด ทำให้เกิดสึนามิสูง 20 เมตร เข้าถล่มบริเวณดังกล่าว ซึ่งการเกิดแผ่นดินไหวในครั้งนั้นเองก็ทำให้ผู้คนในพื้นที่อพยพไปตั้งถิ่นฐาน ณ ดินแดนอื่น และไม่กลับไปที่ถิ่นเดิมนานถึง 1,000 ปี
ส่วนในประเทศไทยแผ่นดินไหวที่มีระดับรุนแรงที่สุดที่เคยเกิดขึ้น คือขนาด 6.3 ตามมาตราวัดริกเตอร์ โดยเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 5 พฤษภาคม 2557 มีจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวอยู่ที่ อ.พาน จ.เชียงราย ซึ่งเป็นเหตุแผ่นดินไหวที่ทำให้อาคารบ้านเรือนได้รับความเสียหาย รวมถึงคนที่อยู่บนตึกในกรุงเทพมหานครก็สามารถรับรู้แรงสะเทือนได้เช่นเดียวกัน
การวัดค่าระดับขนาดและความรุนแรงของแผ่นดินไว้นั้น มีประโยชน์ต่อมนุษยชาติอย่างมาก เนื่องจากทำให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้องสามารถใช้สถิติการเกิดแผ่นดินไหวในแต่ละครั้งมาประมวลผลและคำนวณการเกิดแผ่นดินในครั้งต่อ ๆ ไปได้ เพื่อเป็นแนวทางในการสร้างวิธีป้องกันภัยพิบัติที่อาจเกิดขึ้นโดยไม่คาดฝัน