252 การแปรสัณฐานทางธรณีวิทยา

คําถาม...

อยางไรเรียกวาคล่ืนสึนามิ และการเกิดคล่ืนสึนามิเกิดจากรอยเล่ือนท่ีเปนรอยเล่ือนปกติ (normal fault) และรอยเล่ือนดานขาง (strike-slip fault) ไดหรือไม

483160100-7

คลื่นสึนามิ 253

คําตอบ…

อยางไรเรียกวาคลื่นสึนามิ คล่ืนสึนามิเปนคล่ืนท่ีจัดอยูในประเภทท่ีเดินทางโดยอาศัยตัวกลาง และตัวกลางนั้นคือ “น้ํา” ดังนั้น คล่ืนสึนามิจึงมีลักษณะทางกายภาพคลายกับคล่ืนน้ําท่ัวไปๆ แตกตางท่ีคล่ืนสึนามิมีความยาว

คล่ืน (wavelength, λ) และเวลาของรอบของการเคล่ือนท่ีในหนึ่งลูกคล่ืน (period, T) มากกวาคล่ืนน้ําท่ัวๆ ไป โดยท่ีคล่ืนสึนามิมีความยาวคล่ืนหลายสิบหรือหลายรอยกิโลเมตร และเวลาของรอบของการเคล่ือนท่ีในหนึ่งลูกคล่ืนหลายนาทีถึงช่ัวโมง ขณะท่ีคล่ืนน้ํา ในท่ีนี้ผูเขียนขอหมายถึงน้ําทะเลท่ัวๆ ไป มีความยาวคล่ืนโดยประมาณเมตรหรือหลายสิบเมตร และเวลาของรอบของการเคล่ือนท่ีในหนึ่งลูกคล่ืนประมาณหน่ึงถึงสิบวินาที คําในภาษาไทยเรียกคลื่นสึนามิวา “คล่ืนยักษ” ผู เขียนเห็นวาเหมาะสม และทําใหเกิดภาพลักษณ คล่ืนสึนามิหรือคล่ืนยักษใชแทนกันได เพราะการท่ีจะเปน “คล่ืนยักษ” ไดจะตองแตกตางจากคล่ืนน้ําปกติท่ัวๆ ไป และจะตองแตกตางจากคล่ืนน้ําท่ีเกิดขณะมีพายุลมแรงดวยเชนกัน คล่ืนน้ําทะเลท่ีเกิดขณะมีพายุจะมีความยาวคล่ืนประมาณ 100–200 เมตร และเวลาของรอบของการเคล่ือนท่ีในหนึ่งลูกคล่ืนประมาณ 10–20 วินาที

จากสมการความสัมพันธระหวาง ความเร็วคล่ืน (V) ความถ่ี (f) ความยาวคล่ืน (λ) และคาบ (T) ท่ีผูเขียนเชื่อวาทุกคนยังคงจดจําไดอยางข้ึนใจ นั่นคือ /V f Tλ λ= = สมมุติคล่ืนสึนามิมีความยาวคล่ืน 100 กิโลเมตร และเวลาของรอบของการเคล่ือนท่ีในหน่ึงลูกคล่ืนประมาณ 8 นาที ดังนั้นเราสามารถคํานวณหาความเร็วของคล่ืนสึนามิได นั่นคือ ความเร็วคล่ืนจะเทากับ 750 กิโลเมตรตอช่ัวโมง ความเร็วของคลื่นสึนามิท่ีเกิดข้ึนพบวามีความเร็วประมาณ 500-1,000 กิโลเมตรตอช่ัวโมง (ความเร็วของคล่ืนเสียงเดินทางในอากาศประมาณ 1,260 กิโลเมตรตอช่ัวโมง ความเร็วของรถยนตท่ัวไป 60-100 กิโลเมตรตอช่ัวโมง) คล่ืนสึนามิเม่ือเกิดในทะเลลึก จะมีความสูงของคล่ืนไมกี่เซนติเมตร ถึง 5 – 10 เมตร แตเม่ือเคล่ือนเขาสูฝงจะมีความสูงของแอมพิจูดมากข้ึน ทําใหเกิดลูกคล่ืนขนาดใหญ เคล่ือนเขาสูฝง ทําใหเกิดความเสียหายแกชีวิตและทรัพยสิน ดังเหตุการณท่ีเกิดข้ึนในวันท่ี 26 ธันวาคม ค.ศ. 2004 (พ.ศ. 2547) คล่ืนสึนามิแตกตางจากคล่ืนส่ันสะเทือน แมวาจะเปนประเภทที่เดินทางโดยอาศัยตัวกลางเชนเดียวกันก็ตาม และคล่ืนส่ันสะเทือนจัดเปนคล่ืนยืดหยุน (elastic wave) ท่ีพลังงานคล่ืนสวนใหญเกิด

254 การแปรสัณฐานทางธรณีวิทยา จากการอัดหรือเฉือน และพลังงานนั้นสงผานอนุภาคหนึ่งไปยังอนุภาคอีกอนุภาคหนึ่งของตัวกลาง โดยไมมีการเคล่ือนท่ีอยางถาวร (permanent translation) ของอนุภาค นั่นคือไมมีการสงถายอนุภาค แตจะมีการเคล่ือนท่ีไป-กลับของอนุภาค สวนคล่ืนสึนามิจัดเปนคล่ืนแรงโนมถวง (gravity wave) ซ่ึงเปนคล่ืนท่ีเกิดในของเหลว โดยท่ีพลังงานท่ีทําใหเกิดคล่ืนรอยละ 95 คือ พลังงานท่ีมาจากสนามความโนมถวง (gravitational energy) ท่ีเหลือเปนพลังงานท่ีมาจากการอัด (compressitional energy) ของน้ํา (compressible water) และพลังงานท่ีมาจากการอัดและการเฉือน (compressitional and shear energy) จากหินท่ีอยูทองน้ํา ( underlying rocks) คลื่นสึนามิเกิดไดอยางไร คล่ืนสึนามิเกิดจากการเคล่ือนตัวของมวลน้ําขนาดใหญหรือเกิดเม่ือมวลน้ําขนาดใหญเสียความสมดุล เราโยนกอนหินลงในน้ํา มวลน้ําบริเวณท่ีเราโยนกอนหินลงไปเสียสมดุล เกิดคล่ืนน้ําขนาดเล็กแพรกระจายเปนวง แตไมถือวาคล่ืนท่ีเกิดจากการเสียสมดุลของมวลน้ําท่ีเกิดจากการที่เราโยนกอนหินลงน้ํา เปนคล่ืนสึนามิ เพราะคล่ืนน้ําท่ีเกิดมีขนาดเล็ก ความยาวคล่ืนไมถึงเมตร และเวลาของรอบของการเคล่ือนท่ีในหนึ่งลูกคล่ืนไมถึงนาที ตัวการสําคัญๆ ท่ีทําใหเกิดคล่ืนสึนามิ คือ (1) การแตกและเล่ือนตัวของแผนหิน (faulting) ใต

พื้นน้ําขนาดใหญ ท่ีทําใหเกิดแผนดินไหววัดขนาด MW ไดมากกวา 7.0 ข้ึนไป หรือ (2) การทําใหเกิดการระเบิดใตพื้นน้ํา (explosions) ดวยแรงระเบิดขนาดใหญ หรือ (3) การระเบิดของภูเขาไฟใตน้ํา (volcanic eruptions) ชนิดรุนแรง หรือ (4) การเล่ือนไถลของมวลดิน-หินขนาดใหญในทองน้ําหรือเคล่ือนลงสูทองน้ํา หรือ (5) อุกาบาตขนาดใหญตกกระแทก (meteorite impacts) ลงในพื้นน้ํา ผูเขียนใชคําวาขนาดใหญ หรือขนาดรุนแรง เช่ือวาทุกคนอาจจินตนาการขนาดแตกตางกันไป ดังนั้นเพื่อใหเกิดภาพลักษณ ขนาดของตัวการท่ีสามารถทําใหเกิดคล่ืนสึนามิได เราสามารถเทียบสัดสวนกับขนาดของ

พลังงาน โดยพลังงานท่ีทําใหเกิดแผนดินไหวไดขนาด MW = 7.0 หรือมากกวา มีคาประมาณ

11.8 1.5 SLogE M= + และแมวา MS และ MW นั้นมีวิธีการวิเคราะหตางกัน ในท่ีนี้ผูเขียนขอสมมุติใหเทากัน เราสามารถคํานวณหาพลังงานได ซ่ึงเทากับ 2.0 x 1022 Joule เทากับแรงระเบิดทีเอ็นที (TNT) 1,800 ลาน กิโลกรัม (ผูเขียนไดอธิบายไวแลวในเร่ืองแผนดินไหว) เม่ือมวลน้ํามีการถูกทําใหเคล่ือนตัวดวยแรงจากภายนอก ท่ีอาจเกิดจากตัวการภายนอกขนาดใหญท้ัง 5 ประเภทท่ีกลาวมาขางตน สงผลใหมวลน้ําขนาดใหญขาดความสมดุล มวลน้ําจึงจําเปนตอง

คลื่นสึนามิ 255

ปรับตัวเพื่อใหเกิดสมดุล ดวยการขยับข้ึนหรือลงของมวลนํ้าขนาดใหญในแนวด่ิงไปมา ทําใหเกิดเปน “คล่ืน” ดังแสดงในรูปท่ี 1

รูปท่ี 1 ลักษณะของการเกิดคล่ืนสึนามิ (ก) สภาพของผิวนํ้าเรียบกอนเกิดรอยเลื่อนใตพ้ืนนํ้า (ข) `เมื่อเกิดรอยเล่ือนยอน (thrust fault) ทําใหพ้ืนทะเลเคล่ือนตัวขึ้น มวลนํ้าบริเวณที่มีการเล่ือนของพ้ืนทะเล ขยับตัว ทําใหมวลนํ้าขาดความสมดุล (ค) และ (ง) มวลนํ้าทําการปรับตัวดวยการขยับขึ้น-ลง ไป-มา ทําใหเกิดการแกวง-ไกว (oscillation) เพ่ือทําใหผิวนํ้าเรียบหรือสมดุล จึงทําใหเกิดคล่ืนว่ิงออกกระจายออกไปทุกทิศทุกทางในผืนนํ้า ภาพวาดโดยไมไดคํานึงถึงมาตราสวนที่เปนจริง (true scale) (ภาพปรับปรุงตอจาก Plummer et al., 2007)

256 การแปรสัณฐานทางธรณีวิทยา จากหลักธรรมชาติ เม่ือมีแรงกระทํากับวัตถุจนกระท่ังทําใหวัตถุเสียสมดุล การที่วัตถุจะปรับใหเกิดความสมดุลได วัตถุนั้นจะตองหาแรงมาตานเพ่ือหักลางแรงกระทํา ในกรณีของน้ําท่ีถูกแรงกระทํา วิธีการปรับตัวของน้ําเพื่อใหเกิดความสมดุลดวยการหาแรงมาตาน “น้ํา” กระทําโดยใชแรงจากสนามความโนมถวงหรือแรงดึงดูดของโลก มาเปนแรงตานเพ่ือทําใหการทําใหเกิดความสมดุล ตัวอยางเชน น้ําทะเลบริเวณท่ีมีแผนดินใตพื้นทะเลมีการเล่ือน ทําใหมวลน้ําขนาดใหญมีการขยับตัว เกิดการเสียสมดุลข้ึน มวลน้ําบริเวณท่ีเสียสมดุลจึงขยับข้ึน-ลงในแนวด่ิง ท่ีควบคุมภายใตการควบคุมของสนามแรงดึงดูดของโลก การขยับข้ึน-ลง ไป-มา ของนํ้าเพื่อปรับเขาสูการสมดุล สงผลใหเกิด การเคล่ือนท่ีแบบแกวง-ไกว (oscillation) นั่นคือเกิดเปน “คล่ืน” และคล่ืนท่ีเกิดจัดเปน “คล่ืนแรงโนมถวง (gravity

wave)” และเม่ือคล่ืนแรงโนมถวงมีขนาดใหญมากๆ ดังไดกลาวมาแลว จะเรียกวา “คล่ืนสึนามิ

(Tsunami) หรือคล่ืนยักษ (Giant wave)” พลังงานของคล่ืนสึนามิสวนใหญ คือ พลังงานท่ีมาจากสนามความโนมถวง และสมการการเคล่ือนท่ีของคล่ืนสึนามิ (Lee and Wallace, 1995) เขียนไดดังนี้ คือ

2

2 .( )h g d ht

∂= ∇ ∇

∂ (1)

เม่ือ g คือ ความเรงโนมถวง d คือ ความลึกของน้ํา h คือ ความสูงของคล่ืน t คือ เวลาการเดนิทาง

สวนคล่ืนส่ันสะเทือนท่ีทําใหเกิดแผนดนิไหว เปนคล่ืนยืดหยุน (elastic wave) สมการของคล่ืนส่ันสะเทือนแบบ 1 มิติ ท่ีเคล่ือนท่ีในวตัถุท่ีมีความเปนเนื้อเดยีวและมีคุณสมบัติยดืหยุนแบบสมบูรณ (perfect elastic property) คือ

2 2 2

2 2 2 2

1u u ux E t V t

ρ∂ ∂ ∂= =

∂ ∂ ∂ (2)

เม่ือ /V E ρ= V คือ ความเร็ว คล่ืน E คือโมดูลัสของยัง

ρ คือ ความหนาแนน

คลื่นสึนามิ 257

เม่ือเปรียบเทียบระหวางสมการท่ี 1 และ 2 จะเห็นความแตกตางอยางชัดเจน ระหวางคล่ืนสึนามิและคล่ืนยดืหยุน คล่ืนส่ันสะเทือนมีคุณสมบัติข้ึนอยูกบัคุณสมบัติการยืดหยุนของตัวกลาง สวนคล่ืน สึนามิมีคุณสมบัติสัมพันธกบัคาความเรงโนมถวง (g)

จากสมการท่ี 1 คุณสมบัติท่ีสําคัญนอกจากคาความเรงโนมถวง คือ ความลึกของน้ํา และถา

ความยาวคล่ืน (λ) มากกวาความลึกของน้าํ หรือเรียกวา คล่ืนน้ําต้ืน (shallow-water wave) สมการท่ี 1 เขียนใหมไดเปน

2

2 22

h V ht

∂= ∇

∂ (3)

โดยท่ี V gd= คล่ืนสึนามิจะมีการเคล่ือนออกรอบขาง 360 องศา จากจุดกําเนิด ถาความยาวคลื่นนอยกวาความลึก เรียกวา “คล่ืนน้ําลึก (deep-water wave)” คาของความเร็วคล่ืน คํานวณไดจาก / 2V gλ π= และคล่ืนจะมีการกระจายและสลายตัวแบบ exponential ไปตามความลึก ซ่ึงสลายตัวคอนขางเร็ว ตัวอยาง สมมุติใหบริเวณมหาสมุทรตรงตําแหนงท่ีจุดกําเนิดของคล่ืนสึนามิมีความลึก 4,500 เมตร การแกวง-ไกว เพื่อปรับตัวสูสมดุลของมวลน้ํา ทําใหเกิดความยาวคล่ืนมากสุด 10 กิโลเมตร ในกรณีนี้เราสามารถคํานวณหาความเร็วสูงสุดของคล่ืนสึนามิ ณ จุดท่ีเกิด โดยใชสมการความเร็วของคล่ืนน้ําต้ืน (shallow wave equation) เพราะความยาวคล่ืนมากกวาความลึกของมหาสมุทร จะได V gd= นั่นคือ 4500 9.8V = × = 210 เมตรตอวินาที หรือ 756 กิโลเมตรตอช่ัวโมง เม่ือคล่ืนเคล่ือนใกลฝง สมมุติคํานวณท่ีความลึก 20 เมตร ความเร็วคล่ืน ณ ความลึก 20 เมตร คือ 9.8 20V gd= = × = 14 เมตรตอวินาที หรือ 50 กิโลเมตรตอช่ัวโมง เปนตน คล่ืนสึนามิสวนใหญเปนคล่ืนน้ําต้ืน เพราะความยาวคล่ืนพบวามีคามากกวาความลึกของน้ําทะเล ดังนั้นความเร็วของคล่ืนคํานวณไดจาก สมการ V gd=

จากตัวอยางท่ีกลาวมาขางตน จะเห็นวาความเร็วคล่ืนสึนามิเปล่ียนแปลงตามความลึก นั่นคือจะลดลงเร่ือยๆ เม่ือคล่ืนเคล่ือนเขาหาฝง แตเพราะวาการไหลของพลังงานหรือฟลักซของพลังงาน (energy flux) ท่ีเคล่ือนท่ีผานพื้นท่ีในหนึ่งหนวยเวลาเทากัน มีคาคงท่ีโดยประมาณ (หรืออาจมีการสูญเสียไปกับการเสียดสีกับพื้นทะเลและชายฝง พลังงานท่ีสูญเสียไปถือวาไมมากนัก) เม่ือความเร็วคล่ืนลดลงขณะท่ีฟลักซของพลังงานมีคาคงท่ี จะสงผลใหความสูงของคล่ืน (h) เพิ่มมากข้ึน เม่ือความเร็วคล่ืน

258 การแปรสัณฐานทางธรณีวิทยา ลดลง ดังนั้นเราจึงเห็นขนาดของความสูงของคล่ืนสึนามิเม่ือเคล่ือนเขาสูฝงขยายตัวเพิ่มมากข้ึน แมวา ณ จุดกําเนิดคล่ืน อาจมีความสูงเพียง 1-2 เมตร แตเม่ือเคล่ือนเขาสูฝงคล่ืนอาจมีความสูงมากสุดถึง 30-40 เมตร

สมการคํานวณหาพลังงานของคล่ืนแรงโนมถวง อยางคราวๆ คือ 418

E ghρ= เม่ือ ρ คือ คา

ความหนาแนนของน้ําทะเลซ่ึงมีคาประมาณ 1,030 kg/m3 ถาสมมุติใหความสูงของคล่ืนสึนามิเม่ือ

เคล่ือนเขาสูฝง 40 เมตร พลังงานของคล่ืนจะได 411030 9.8 408

E = × × = 3.2 x 109 Joule

การสูญเสียพลังงานของคล่ืนสึนามิขณะเดินทางในแนวระนาบ (horizontal) จะแปรผกผันกับ

ความยาวคล่ืน ( 1Eαλ

) ทําใหมีการสูญเสียพลังงานคอนขางนอย คล่ืนจึงเดินทางไดไกล ซ่ึงจาก

เหตุการณเม่ือ ป ค.ศ. 1960 (พ.ศ. 2503) คล่ืนสึนามิเกิดท่ีชิลี สามารถเดินทางมายังฝงตรงขามของมหาสมุทรแปซิฟกดวยระยะทางกวา 17,000 กิโลเมตร โดยใชเวลาประมาณ 22 ช่ัวโมง หรือเม่ือป ค.ศ. 2004 (พ.ศ. 2547) คล่ืนสึนามิเดินทางจากบริเวณเกาะสุมาตรา ในมหาสมุทรอินเดีย ไปยังชายฝงของประเทศตางๆ เชน อินโดนีเซีย ไทย พมา บังคลาเทศ ศรีลังกา อินเดีย โซมาเลีย แคนยา และแทนซาเนีย ท้ังนี้เพราะคล่ืนนี้มีคุณสมบัติของการสูญเสียพลังงานนอย เม่ือเดินทางในแนวราบ ตรงกันขามกับการเดินทางในแนวดิ่งหรือตามความลึกของน้ํา ท่ีลดลงดวยอัตราสวนแบบ exponential

ขอมูลของการเกิดคล่ืนสึนามิในชวงป ค.ศ. 1500-2006 ท่ีสงผลกระทบตอชายฝงทะเล รวมท้ังขนาดของแผนดินไหว และความลึกของจุดกําเนิดแผนดิน แสดงในตารางท่ี 1

ตารางท่ี 1 แสดงขอมูลของการเกิดคล่ืนสึนามิ ที่สงผลกระทบตอชายฝงทะเล รวมทั้งขนาดของแผนดินไหว และความลึกของจุดกําเนิดแผนดิน ในชวงป ค.ศ. 1500-2006 (Lay and Wallace, 1995; USGS, 2007)

วัน ความลึก ตําแหนง MS MW ประเภทรอยเล่ือน/ความสูงของคล่ืน

1500 ภูเขาไฟระเบิด Mediterranean - - - 1755 11 01 - Lisbon, Portugal - - คล่ืนสูง 16 เมตร 1837 11 07 - Chile 8.0 - - 1841 05 17 30 Kamchatka 8.3 - - 1868 04 02 - Hawaii - - - 1868 08 13 25 Peru and Chile 9.0 - - 1877 05 10 40 Chile 8.5 - คล่ืนสูง 24 เมตร 1883 08 27 ภูเขาไฟระเบิด Indonesia - - คล่ืนสูง 40 เมตร

คลื่นสึนามิ 259

1896 06 15 - Japan 7.6 คล่ืนสูง 30 เมตร 1906 01 31 25 Ecuador 8.7 8.8 - 1908 12 28 8 Messine 7.5 - - 1918 10 07 25 Kuril 8.3 - - 1922 11 11 25 Chile 8.3 8.0 - 1923 02 03 40 Kamchatka 8.3 8.5 - 1929 11 18 - Grand Banks, Canada 7.2 - 1933 03 02 25 Sanriku, Japan 8.5 8.4 - 1946 04 01 50 Aleutian Islands 7.4 - คล่ืนสูง 30 เมตร 1952 11 04 40 Kamchatka 8.2 9.0 - 1957 03 09 33 Aleutian Islands 8.1 9.1 คล่ืนสูง 550 เมตร จากผลแผนดินถลม 1960 05 23 200 Chile 8.5 9.5 รอยเล่ือนยอน 1964 03 28 23 Alaska 8.4 9.2 - 1965 02 04 36 Aleutian Islands 8.2 8.7 - 1975 11 29 5 Hawaii - 7.2 - 1992 09 02 40 Nicaragua - 7.2 คล่ืนสูง 30 เมตร 1992 12 12 28 Flore Island - 7.5 คล่ืนสูง 26 เมตร 1993 07 12 17 Okushiri Japan - 7.7 คล่ืนสูง 31 เมตร 1994 06 02 18 East Java - 7.8 คล่ืนสูง 14 เมตร 1994 11 14 32 Mindoro Island - 7.1 คล่ืนสูง 7 เมตร 1995 10 09 33 Jalisco, Mexico - 8.0 คล่ืนสูง 11 เมตร 1996 01 01 24 Irian Java - 7.9 คล่ืนสูง 7.7 เมตร 1996 02 21 10 Peru - 7.5 คล่ืนสูง 5 เมตร 1998 07 17 10 Papau New Guinea - 7.0 รอยเล่ือนยอน/คล่ืนสูง 15 เมตร 2004 12 26 38 Sumatra, Indonesia - 9.0 รอยเล่ือนยอน/คล่ืนสูง 16 เมตร

หมายเหตุ: ตัวเลขขนาดแผนดินไหว ความลึก ความสูงของคล่ืน ฐานขอมูลของ USGS (2007),

Lay and Wallace (1995), Monroe et al. (2007) และ Plummer et al.( 2007) ขอมูลบางสวนไมสอดคลองกัน โดยเฉพาะความสูงของคล่ืนและขนาดของแผนดินไหว ซ่ึงไมใชเร่ืองแปลก ผูเขียนไดอธิบายไวแลวในเร่ืองแผนดินไหว อยางไรก็ดีตัวเลขเหลานี้สามารถใชเพื่อการเปรียบเทียบได

260 การแปรสัณฐานทางธรณีวิทยา รอยเลื่อนทีท่ําใหเกิดคลื่นสึนาม ิ รอยเล่ือนทําใหเกิดคล่ืนสึนามิได ตอเม่ือรอยเล่ือนขนาดใหญนั้นเกิดในทะเล และจะตองทําใหพื้นทะเล (seafloor) มีการเล่ือนตัว โดยการเล่ือนข้ึนแบบรอยเล่ือนยอน (thrust fault) หรือเล่ือนลงแบบรอยเล่ือนปกติ (normal fault) การเล่ือน (slip) จะทําใหพื้นน้ําทะเลมีการเคล่ือนตัวในแนวดิ่ง (นักศึกษาอยาสับสนกับระนาบรอยเล่ือน) ระนาบรอยเล่ือนยอนมีมุมเท 5-15 องศา หรือระนาบรอยเล่ือนปกติมีมุมเท 40-65 องศา การเล่ือนของระนาบเล่ือนจะเปนไปตามแรงเฉือน สวนการเคล่ือนตัวของมวลน้ําเพื่อปรับตัวใหเกิดความสมดุล (ปรับตัวข้ึน-ลง ไป-มา หรือกระเพ่ือมไป-มา) จะมีการเคล่ือนตัวในแนวดิ่งตามสนามแรงดึงดูดของโลก ดังนั้นไมวาจะเปนรอยเล่ือนยอนหรือรอยเล่ือนปกติใตทองทะเล หากมีระยะการเล่ือนและทําใหมวลน้ํามีการเคล่ือนตัวเกิดข้ึนหรือมวลน้ําเกิดการรบกวนใหเสียสมดุล มวลน้ําจะปรับตัวดวยการขยับข้ึน-ลง ภายใตสนามแรงดึงดูดของโลก ทําใหเกิดการกระเพื่อมเปนลูกคล่ืน เคล่ือนตัวออกจากจุดกําเนิด (รูปท่ี 1) การเคล่ือนท่ีของมวลน้ํา ณ จุดเร่ิมตน กรณีเกิดจากผลของรอยเล่ือนยอน มวลน้ําถูกรบกวนดวยการยกตัวใหสูงข้ึนแนวดิ่งและทําใหขาดความสมดุล ตรงกันขามกับกรณีเกิดจากผลของรอยเล่ือนปกติ มวลน้ําถูกรบกวนดวยการยุบตัวตํ่าลงแนวดิ่งและทําใหขาดความสมดุล ดังนั้นมวลของน้ําจะขยับข้ึนลงแนวดิ่งในลักษณะท่ีตางกัน (รูปท่ี 1) เม่ือคล่ืนเคล่ือนออกจะไดยอดคล่ืนเดินทางกอนทองคล่ืน หรือทองคล่ืนเดินทางกอนยอดคล่ืน และท่ีสําคัญลูกคล่ืนขนาดเล็กจะเดินทางมาถึงฝงกอนเสมอ ขอใหสังเกตการวาดรูปการลดระดับของน้ํา ในรูปท่ี 1 (ข) มวลน้ํามีการยุบตัวลง แตตรงบริเวณขอบจะมียกตัวสูงข้ึนเพื่อตอตาน เปนลักษณะการปรับตัวของธรรมชาติ ผูเขียนจงใจสเกตภาพดวยการขยาย เพื่อใหเห็นความแตกตาง ประโยชนจากการทราบลักษณะของลูกคล่ืนท่ีจะเดินทางเขาสูฝง ดังแสดงในรูปท่ี 1 (ง) ดังนั้นเม่ือใดท่ีเกิดคล่ืนสึนามิจะมี ลูกคล่ืนขนาดเล็กเดินทางมากอน ถาลูกคล่ืนท่ีเดินทางมากอนเหลานี้มีขนาดใหญพอท่ีจะทําใหเราสังเกตความผิดปกติ เราอาจสามารถคาดการณวาคล่ืนลูกขนาดใหญจะตองเดินทางตามมาในไมชา และสามารถวิ่งหนีไปยังท่ีท่ีปลอดภัยได เม่ือเราอยูท่ีฝงการสังเกตเห็นน้ําทะเลขยับเออสูงข้ึนตามลําดับ หรือลดตํ่าลงกวาปกติ นั่นคืออาการแสดงของคล่ืนขนาดเล็กท่ีเคล่ือนเขาสูฝง และคงอีกไมนานจะมีคล่ืนขนาดใหญตามมาภายหลัง กรณีของแผนดินไหวขนาดรุนแรงท่ีสุดตามบันทึก เกิดท่ีประเทศชิลี ป ค.ศ. 1960 เปนรอยเล่ือนยอน (thrust fault) ยาว 1,000 กิโลเมตร เกิดท่ีความลึก 200 กิโลเมตร ระยะการเล่ือน 24 เมตร และ

มี Moment magnitude (MW) = 9.5 และเกิดคล่ืนสึนามิ หรือกรณีคล่ืนสึนามิเกิดเม่ือ 26 ธันวาคม ค.ศ.

คลื่นสึนามิ 261

2004 (พ.ศ. 2547) ท่ีเกิดจากรอยเล่ือนยอน มีความยาว 1,200 กิโลเมตร ลึก 38 กิโลเมตรใตพื้นทะเล มี

ระยะการเล่ือน 10 เมตร มีขนาด MW = 9.0 ทําใหเกิดคล่ืนสึนามิ เชนกัน จุดท่ีเกิดคล่ืนสึนามิในทะเลลึก ผู ท่ีอยูในเรือเดินสมุทร ณ จุดท่ีเกิดคล่ืนจะไมสามารถสังเกตเห็นไดดวยตาเปลา และคล่ืนสึนามิจะไมทําใหเกิดความเสียหายตอเรือเดินสมุทรท่ีอยูหางจากฝงดวยระยะทางไกลๆ แตเม่ือคล่ืนเดินทางเขาใกลฝง จนกระท่ังความสูงของคล่ืนสูงมากข้ึนตามลําดับ จะทําใหเกิดความเสียหาย และจากรายงานของการเกิดคล่ืนสึนามิดังแสดงในตารางท่ี 1 ความสูงของคล่ืนสึนามิมีรายงานวาสูงมากสุดถึง 550 เมตร โดยคล่ืนนี้เกิดท่ีอลาสกา ป ค.ศ. 1957 เปนการเกิดแผนดินไหวท่ีสงผลใหเกิดแผนดินถลม (landslides) ลงในไปทะเล ทําใหเกิดคล่ืนสึนามิท่ีมีความสูงกวา 550 เมตร หรือกรณีของคล่ืนสึนามิท่ีเกิดในป ค.ศ. 1883 ท่ีอินโดนีเซีย เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ กระกาตัว (Krakatau) ทําใหมีคล่ืนสึนามิสูงประมาณ 40 เมตร สรุป (1) รอยเล่ือนท่ีทําใหเกิดคล่ืนสึนามิ คือ รอยเล่ือนท่ีสามารถทําใหมวลน้ําขนาดใหญเสียสมดุล และทําใหน้ํามีการปรับตัวดวยการขยับข้ึน-ลง ไป-มา เกิดเปนลูกคล่ืนท่ีจะตองมีความยาวคล่ืนหลายสิบกิโลเมตร ในชวงเวลาหลายๆ นาที และ (2) จากขอมูลในตารางท่ี 1 พบวา รอยเล่ือนท่ีทําใหเกดิคล่ืนสึนามิ จะเปน รอยเล่ือนยอน (thrust fault) รอยเล่ือนปกติ (normal fault) และตําแหนงท่ีเกิด จะเกิดในบริเวณท่ีมีการมุดตัวของแผนเปลือกโลก กรณีของรอยเล่ือนแยกดานขาง (strike-slip fault) หากมีการหมุน หรือหากสามารถทําใหมวลน้ําเสียสมดุล จะสามารถทําใหเกิดคล่ืนสึนามิได แตจากขอมูลในตารางท่ี 1 แสดงใหเห็นวา คล่ืนสึนามิท่ีเกิดข้ึนเกิดไดเฉพาะกับรอยเล่ือนยอน และรอยเล่ือนปกติ ไมมีตําแหนงใด ท่ีเกิดในบริเวณท่ีแผนเปลือกโลกมีการเคล่ือนตัวดานขาง หรือในบริเวณขอบของแผนเปลือกโลกเล่ือนตัวดานขาง (transform plate boundary) คําถามกลับ

(1) ความลึกของรอยเล่ือน ท่ีอยูใกลผิวดิน หรืออยูหางจากผิวดินมากๆ มีผลตอการเกิดคล่ืนสึนามิอยางไร อธิบาย

(2) ประเมินความรุนแรงมากสุดของคล่ืนสึนามิ ท่ีอาจมีผลกระทบบริเวณฝงอันดามัน และฝงอาวไทย (นักศึกษา จะตอบคําถามนี้ได ตองสังเกตการมุดตัวของแผนเปลือกโลก ท้ัง

บริเวณฝงอันดามันและฝงอาวไทย และประเมินหา moment magnitude หรือ MW มากสุดใหไดกอน พรอมใหเหตุผลวาทําไมจึงประเมินไดคานั้น)