วิทยาศาสตร์ระดับประถม สารบัญ


ธรณีพิบัติภัย (Geohazard)

ภัยธรรมชาติที่เกิดจากกระบวนการทางธรณีวิทยา เช่น

  • แผ่นดินไหว
  • สึนามิ
  • ดินถล่ม
  • หลุมยุบ
  • ภูเขาไฟระเบิด
  • หิมะถล่ม



แผ่นดินไหว

ความหมาย

ความหมาย

เป็นภัยพิบัติธรรมชาติที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของพื้นดิน อันเนื่องมาจากการปลดปล่อยพลังงานเพื่อลดความเครียดที่สะสมไว้ภายในโลกออกมา

สาเหตุ
  • เกิดจากการกระทำของมนุษย์ เ่น การทดลองระเบิดปรมาณู การระเบิดเหมือง
  • เกิดตามธรรมชาติจากการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก

    โลกแบ่งตามโครงสร้างภายในได้เป็น 5 ส่วน ได้แก่

    • ธรณีภาค(lithosphere) ประกอบด้วย
      • เปลือกโลก (Crust)
        • เปลือกทวีป (Continental crust) ประกอบด้วยหินแกรนิตเป็นส่วนใหญ่
        • เปลือกสมุทร (Oceanic crust) ประกอบด้วยหินบะซอลต์เป็นส่วนใหญ่
      • ชั้นแมนเทิลด้านบน (Uppermost mantle เป็นวัตถุแข็งรองรับเปลือกทวีปและเปลือกสมุทร
    • ชั้นแมนเทิลส่วนล่าง (Upper Mantle) จะมีอุณหภูมิต่ำกว่าแมนเทิลส่วนล่าง ทำให้หินชั้นนี้ค่อนข้างเปราะมากเมื่อมีแรงมากระทำทำให้เกิดแผ่นดินไหวได้
    • ชั้นแมนเทิลส่วนล่าง (Lower Mantle) ชั้นนี้อุณหภูมิสูงกว่า หินจะเริ่มมีคุณสมบัติความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิสูงเกิน 1,300 0C ทำให้สามารถไหลได้เหมือนของเหลว แต่ยังเป็นของแข็งอยู่
    • แกนโลกชั้นนอก (Outer core) ประกอบด้วยเหล็กและนิกเกิล หลอมละลาย อุณหภูมิที่ชั้นนี้อยู่ระหว่าง 1,000-3,500 0C เป็นชั้นที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก
    • แกนโลกชั้นใน(Inner core) ประกอบด้วยเหล้กนิกเกิลในสถานะของแข็งแม้ว่าอุณหภูมิของชั้นนี้อยู่ที่ 5,000 0C แต่ที่ไม่หลอมละลายและอยู่ในสถานะของแข็งเนื่องจากความกดดันที่สูงทำให้อะตอมเรียงชิดกันคงสภาพความเป็นของแข็งไว้ได้
    Earth cutaway schematic-en
ส่วนของเปลือกโลกไม่ได้ต่อเป็นผืนเดียวจะคล้ายกับจิกซอว์ เรียกว่า แผ่นเปลือกโลก หรือเพลต ( plates) ซึ่งประกอบด้วย 7 แผ่นใหญ่ ได้แก่ แผ่นแปซิฟิก, แผ่นอเมริกาเหนือ, แผ่นอเมริกาใต้, แผ่นยูเรเชีย, แผ่นแอฟริกา, แผ่นแอนตา์รกติก, แผ่นออสเตรเลีย Plates tect2 en

และยังมีแผ่นเปลือกย่อย การเคลื่อนตัวของวัสดุในชั้นแอสทีโนสเฟียร์(asthenosphere) ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก โดยมีทฤษฏีารแปรสัณฐานแผ่นเปลือกโลก (Plate tectonics)ที่อธิบายการเคลื่อนที่ของปลือกโลก รอยต่อของขอบแผ่นจะมีโอกาสเคลื่อนมาชนกัน โดยมีลักษณะการชนกันแบบ 3 แบบ

  • แผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน (Divergent plate boundary)
    ขอบรอยต่อเคลื่อนที่ออกจากกัน เกิดจากแรงดันในชั้นแอสทีโนสเฟรีย์ดันตัวขึ้นทำให้แผ่นดินโก่งเกิดรอยต่อ แมกมาดันตัวออก ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แยกออกจากกัน
    แผ่นดินไหวแบบนี้ไม่ค่อยรุนแรง และศูนย์กลางอยู่ในระดับตื้น
  • แผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent plate boundary)
    เป็นการเคลื่อนที่เข้าหากันของแผ่นเปลือกโลก ทำให้เกิดการปะทะกัน
    มักจะเกิดแผ่นดินไหวรุนแรง และจุดศูนยืกลางแผ่นดินไหวอยู่ในระดับลึก โดยหากแนวปะทะอยู่ในมหาสมุทร อาจจะทำให้เกิดคลื่นสึนามิ
  • แผ่นธรณีเคลื่อนที่ผ่านกัน (Transform plate boundary)
    เป็นการเคลื่อนที่ผ่านกันของแผ่นเปลือกโลก มักจะกิดบริเวณแอ่งมหาสมุทรและบริเวณชายฝั่ง
    ความรุนแรงของแผ่นดินไหวประเภทนี้อยู่ที่ระดับปานกลาง
Continental-continental constructive plate boundary
Divergent Plate Boundary
Author: domdomegg [CC BY 4.0], from Wikimedia Commons
Continental-continental destructive plate boundary
Convergent Plate Boundary
Author: domdomegg [CC BY 4.0], from Wikimedia Commons
Continental-continental conservative plate boundary opposite directions
Transform Plate Boundary
Author: domdomegg [CC BY 4.0], from Wikimedia Commons

แหล่งของมูล วิชาการธรณีไทย, Lesa,USGS

ระดับความรุนแรง

บอกระดับความรุนแรงของแผ่นดินไหว

  • มาตราเมอร์คัลลี (Mercalli scale)
    ขนาด ความรู้สึกหรือการตอบสนองของผู้คน
    I ไม่รู้สึก
    II รู้สึกสั่นไหวเล็กน้อยและรู้สึกไดเฉพาะผู้ที่อยู่กับที่
    III คนในบ้านรู้สึกเหมือนรถบรรทุกแล่นผ่าน
    IV คนส่วนใหญ่รู้สึกเหมือนรถบรรทุกแล่นผ่าน
    V ทุกคนรู้สึกว่าสิ่งของขนาดเล็กเคลื่อนที่
    VI คนเดินเซ สิ่งของขนาดใหญ่เคลื่อนที่
    VII คนยืนนิ่งไม่ได้ อาคารเสียหายเล็กน้อย
    VIII อาคารเสียหายปานกลาง
    IX อาคารเสียหายมาก
    X อาคารถูกทำลายพร้อมฐานราก
    XI แผ่นดินแยก สะพานขาด
    XII สิ่งปลูกสร้างถูกทำลาย พื้นดินเป็นลอนคลื่น
  • มาตราริกเตอร์ (The Richter Magnitude Scale)
    ขนาด (ริกเตอร์) ประเภท
    <3.0 แผ่นดินไหวขนาดเล็กมาก (Micro)
    3.0-3.9 แผ่นดินไหวขนาดเล็ก (Minor)
    4.0-4.9 แผ่นดินไหวขนาดค่อนข้างเล็ก (Light)
    5.0-5.9 แผ่นดินไหวขนาดปานกลาง (Moderate)
    6.0-6.9 แผ่นดินไหวขนาดค่อนข้างใหญ่ (Strong)
    7.0-7.9 แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ (Major)
    >8.0 แผ่นดินไหวใหญ่มาก (Great)
ข้อควรปฏิบัตเวลาเกิดแผ่นดินไหว

คลื่นสึนามิ (Tsunami)


ความหมาย

เป็นการเคลื่อนย้ายของกลุ่มคลื่นน้ำปริมาณมาก โดยสึนามิเป็นภาษาญี่ปุ่นมาจากคำว่า สึ(Tsu)ที่มีความหมายว่าท่าเรือ และนามิ(nami)ที่แปลว่าคลื่น ชื่อนี้มาจากการที่ชาวประมงญี่ปุ่นกลับเข้าฝั่งหลังจากออกหาปลาและพบคลื่นขนาดใหญ่เข้าทำลายท่าเรือ

ร้อยละ 80 ของสึนามิเกิดบริเวณวงแหวนแห่งไฟ (Ring of fire) คลื่นสึนามิเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 700-800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และด้วยความยาวคลื่นที่ยาวทำให้คลื่นสึนามิสูญเสียพลังงานน้อย ขณะที่อยู่ห่างจากชายฝั่งความสูงคลื่นอาจจะสูงเพียง 1 ฟุตหรือมากกว่า แต่เมื่อมาใกล้ชายฝั่งจะเริ่มเคลื่อนที่ช้าลงและเริ่มสะสมพลังงาน รวมถึงเพิ่มความสูง ส่วนบนจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าส่วนล่าง ทำให้สูงชันเร็ว
สาเหตุ
  • เกิดจากการกระทำของมนุษย์
    เช่น การทดลองระเบิดปรมาณูใต้น้ำ
  • เกิดตามธรรมชาติ
    เช่น แผ่นดินไหว การปะทุของภูเขาไฟใต้น้ำ ดินถล่ม อุกกาบาตตกลงในมหาสมุทร

    ถ้าเกิดจากแผ่นดินไหว จะเป็นแผ่นดินไหวประเภทแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent Plate Boundary)

ระบบการแจ้งเตือน

การตรวจจับสึนามิจะใช้อุปกรณ์ตรวจจับสัญญาณที่เป็นทุ่นลอยและเครื่องวัดคลื่นสั่นไหว เซนเซอร์ของอุปกรณ์ใต้ทะเลจะส่งผลการวัดการเปลี่ยนแปลงของความดันน้ำไปยังทุ่นลอยซึ่งจะส่งข้อมูลไปยังดาวเทียมและข้อมูลจากดาวเทียมส่งต่อไปยังศูนย์เตือนภัยสึนามิ ระบบจะมี 2 แบบคือ ระบบในสภาวะปกติและระบบในกรณีมีเหตุการณ์ ซึ่งโดยทั่วไปจะทำงานในระบบสภาวะปกติ แต่ทุ่นลอยจะเปลี่ยนเป็นภาวะมีเหตุการณ์ถ้าพบการสั่นไหวที่เร็วผิดปกติ นักวิทยาศาสตร์จะนำข้อมูลไปวิเคราะห์โอกาสความเป็นไปได้ในการเกิดสึนามิ และแจ้งเตือนไปยังศูนย์ชายฝั่งเพื่อให้ประชาชนอพยพ

ระบบเตือนภัยที่ใช้ในปัจจุบันพัฒนาโดยองค์การบริหารบรรยากาศและมหาสมุทร (NOAA) ประเทศสหรัฐอเมริกา ชื่อ DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis)

ทดสอบระบบการทำงาน D.A.R.T. II

ท่านสามารถของกด Trigger Mode และ Request Mode เพื่อดูการทำงานของ D.A.R.T. II

แหล่งข้อมูล : National Oceanic and Atmospheric Administration

ข้อควรปฏบัตเวลาเกิดสึนามิ
  • หากอยู่ในบ้านให้ติดตามประกาศเตือน แต่หากอยู่ในเขตที่ต้องอพยพให้ออกจากบ้านทันที และปฏิบัติตามคำแนะนำของหน่วยฉุกเฉินในท้องถิ่น
  • หากอยู่ในโรงเรียน ให้ปฏิบัติตามคำแนะนำของครูหรือเจ้าหน้าที่ของโรงเรียน
  • หากอยู่ที่ชายหาดหรือใกล้มหาสมุทร, ใกล้แม่น้ำลำธาร ให้ย้ายไปยังพื้นที่สูงถ้าท่านรู้สึกว่าแผ่นดินสั่นสะเทือนโดยไม่ต้องรอเสียงประกาศเตือนภัย
  • หากอยู่ในรถ ให้หยุดรถและรีบออกจากรถไปยังพื้นที่สูง
  • หากอยู่ในเรือ ให้เรือออกห่างจากชายฝั่ง เพราะบริเวณชายฝั่งเป็นจุดที่อันตราย และติดตามฟังข่าวสารจากหน่วยงานราชการ
  • ข้อสังเกต หากระดับน้ำทะเลแห้งอย่างรวดเร็ว อย่าวิ่งลงทะเลแต่ให้รีบวิ่งขึ้นที่สูง

แหล่งข้อมูล: กรมทรัพยากรธรณี

ดินถล่ม


ความหมาย

คือการเคลื่อนที่ของมวลดินหรือหินตามแรงโน้มถ่วงของโลก ดินถล่มในเมืองไทยโดยมากจะมีสาเหตุมาจากน้ำ น้ำจะลดแรงต้านทานและทำให้เกิดการเลื่อนไหล มีโอกาสเกิดมากบริเวณภูเขาที่มีความลาดชัน

สาเหตุ
  • สภาพธรณีวิทยา
    ชนิดของหินในแต่ละท้องถิ่น หินแต่ละชนิดมีอัตราการผุพังต่างกัน ทำให้แต่ละที่มีความเสี่ยงในการเกิดดินถล่มแตกต่างกัน โดยบริวเณที่มีอัตราการผุพังสูงจะมีโอกาสเกิดดินถล่มได้สูงกว่า
  • ลักษณะภูมิประเทศ สถานที่มีความลาดชันมีโอกาศเกิดดินถล่ม บริวเณที่มีการรับน้ำฝนจะโอกาสเกิดการเคลื่อนตัวและถล่มได้มากกว่า
  • ปริมาณน้ำฝนฝนตกที่หนักต่อเนื่องทำให้ดินไม่สามารถอุ้มน้ำได้ เนื่องจากความดันของน้ำในดินเพิ่มขึ้น และยังทำให้แรงยึดระหว่างดินลดลง ทำให้ดินเคลื่อนตัวได้ง่าย คณะสำรวจพื้นที่เกิดเหตุถล่มภาคเหนือตอนล่าง, 2550 พบว่า
    ถ้าปริมาณน้ำฝนมากกว่า 90 มิลลิเมตรในเวลา 1 วันจะเกิดน้ำป่าไหลหลาก
    ถ้าปริมาณน้ำฝนมากกว่า 150 มิลลิเมตร อาจจะเกิดดินไหลหรือดินถล่ม
  • สภาพสิ่งแวดล้อม
    คณะทรัพยากรธรรมชาติ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ (2540) รายงานผลการศึกษาสาเหตุการเกิดดินถล่ม ที่บ้านกระทูนเหนือ ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพผืนป่าเป็นสวนยาง โดยเฉพาะต้นยางที่มีขนาดเล็ก
    ต้นไม้มีรากที่ช่วยยึดหน้าดิน รวมถึงรากพืชยังดูดซึมน้ำช่วยชะลอการอิ่มตัว
ข้อควรปฏบัตเวลาเกิดดินถล่ม
  • หนีขึ้นที่สูง และหลีกเลี่ยงเส้นทางที่เป็นบริเวณร่องรอยดินไหล
  • ถ้าตกลงไปในน้ำ อย่าพยายามว่ายทวนให้หาท่อนไม้เกาะและพยายามหาต้นไม้ปีนให้พ้นน้ำ
  • ข้อพึงสังเกตว่าอาจจะเกิดดินโคลนถล่ม
    • มีฝนตกมากกว่า 100 มิลลิลิตรต่อวัน
    • ระดับน้ำในห้วยสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และสีน้ำเปลี่ยนเป็นสีดิน
    • มีเสียงดังมาจากในป่า ลำห้วย

แหล่งข้อมูล: กรมทรัพยากรธรณี

หลุมยุบ

ความหมาย

เป็นธรณีพิบัติภัยประเภทหนึ่ง พบได้ในภูมิประเทศที่ใต้ผิวดินเป็นหินปูน หินโดโลไมต์ และหินอ่อนซึ่งหินเหล่านี้ละลายได้ในน้ำใต้ดิน ทำให้เกิดโพรงหรือถ้ำใต้ดิน และเมื่อมีสิ่งที่มีน้ำหนักมากมากดทับทำให้เกิดการพังกลายเป็นหลุมยุบ

ภาพหลุบยุบที่เมืองกัวเตมาลา
แหล่งที่มาของภาพ: Paulo Raquec/Guatamalan government

ในปีพ.ศ. 2553 หลังจากที่เมืองกัวเตมาลาถูกพายุอะกาธาพัดถล่มเป็นเวลาหลายวัน ผลที่ตามมาคือหลุมยักษ์ขนาดใหญ่ ตามรายงานข่าวไม่มีผู้ใดได้รับบาดเจ็บหรือเสียชีวิตจากการเกิดหลุมยักษ์ หลุมยักษ์นี้ต่างกับหลุมยุบทั่วไปเพราะโดยปกติหลุบยุบจะเกิดจากการละลายของหินปูนแต่เมืองกัวเตมาลาส่วนใหญ่จะอยู่บนหินภูเขาไฟ ประเภทหินพัมมิสซึ่งเป็นหินที่ง่ายต่อการกร่อน

สาเหตุ
  • เกิดจากการกระทำของมนุษย์
    เช่น การสูบน้ำบาดาล การวางท่อใต้ดิน
  • เกิดตามธรรมชาติ
    เช่น แผ่นดินไหว สึนามิ
  • ปัจจัยทำให้เกิดหลุมยุบ
    • บริเวณที่มีหินปูนเป็นองค์ประกอบ
    • มีโพรงหรือถ้ำใต้ดิน
    • มีตะกอนดินปิดบาง (ไม่เกิน50 เมตร)
    • ระดับน้ำใต้ดินมีการเปลี่ยนแปลง
ข้อควรปฏบัตเวลาเกิดหลุมยุบ
  • ล้อมรั้วบริเวณห่างจากขอบหลุมไม่ต่ำกว่า 15 เมตร เพื่อป้องกันไม่ให้คนหรือสัตว์ตกหลุม พร้อมทั้ติดป้ายห้ามเข้า
  • แจ้งให้หน่วยงานราชการระดับทอ้งที่และกรมทรัพยากรธรณี มาตรวจสอบพื้นที่
  • ข้อพึงสังเกตว่าอาจจะเกิดหลุมยุบ
    • มีการทรุดตัวของกำแพง รั้ว เสาบ้านโดยไม่พบสิ่งผิดปกติ
    • ประตูหน้าต่างบิดเบี้ยว ปิดยาก มีรอยปริแตกบนกำแพง
    • ต้นไม้เกิดการเหี่ยวเฉาเป็นบริเวณแคบๆ
    • เกิดแอ่งน้ำขนาดเล็ก
    • น้ำในบ่อหรือสระขุ่นโดยไม่มีสาเหตุ

ภูเขาไฟระเบิด

สาเหตุ

เกิดจากการที่หินหนืดที่เรียกว่า"แมกมา"ภายใต้เปลือกโลกได้รับแรงดันทำให้เกิดการแทรกตัวตามรอยแตกออกมาสู่ภายนอก โดยมีแรงปะทุ สิ่งที่ออกมาประกอบด้วย หินหนืดเมื่ออกมาเรียกว่า "ลาวา", ไอน้ำ, ฝุ่นละออง, ขี้เถ้า, แก๊สต่างๆเ่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และคาร์บอนไดออกไซด์

บริเวณที่พบ

ร้อยละ 90 ของภูเขาไฟตั้งอยู่ที่"วงแหวนแห่งไฟ (Ring of Fire)" รอบๆ มหาสมุทรแปซิฟิกมีลักษณะเป็นเกือกม้า ประเทศที่ตั้งหรือมีพื้นที่บางส่วนอยู่ในแนววงแหวนไฟ ได้แก่ ประเทศเบลีซ โบลิเวีย บราซิล แคนาดา โคลอมเบีย ชิลี คอสตาริกา เอกวาดอร์ ติมอร์-เลสเต เอลซัลวาดอร์ ไมโครนีเซีย ฟิจิ กัวเตมาลา ฮอนดูรัส อินโดนีเซีย ญี่ปุ่น คิริบาส เม็กซิโก นิวซีแลนด์ นิการากัว ปาเลา ปาปัวนิวกินี ปานามา เปรู ฟิลิปปินส์ รัสเซีย ซามัว หมู่เกาะโซโลมอน ตองกา ตูวาลู และสหรัฐอเมริกา ร้อยละ 80 ของแผ่นดินไหวใหญ่เกิดที่บริเวณวงแหวนแห่งไฟ

ภูเขาไฟทั่วโลกประมาณ 1,900 ลูกที่จัดเป็นภูเขาไฟมีพลัง(Active Volcano)

สำหรับประเทศไทยไม่พบภูเขาไฟที่ยังมีพลังแต่พบภูเขาไฟที่ดับสนิทแล้ว ได้แก่ ภูเขาไฟหินพนมรุ้ง ภูเขาไฟหินหลุบ ภูเขาไฟคอก ภูเขาไฟอังคาร ภูเขาไฟกระโดง ภูเขาไฟไบรบัด ภูเขาไฟดอยผาดอกจำปาแดด ภูเขาไฟดอยหินคอกผาฟู

Pacific Ring of Fire

ข้อควรปฏิบัตเวลาเกิดการระเบิดของภูเขาไฟ
  • อพยพตามคำแนะนำของหน่วยงานราชการ
  • หลีกเลี่ยงแม่น้ำและพื้นที่ต่ำ
  • ก่อนออกจากบบ้าน ให้ใส่เสื้อแขนยาว กางเกงขายาว ใส่แว่น สวมหน้ากากอนามัย และเตรียมผ้าเปียก
  • ถ้าอยู่ภายในบ้านไม่ได้อพยพ ให้ปิดหน้าต่างและประตูและช่องต่างๆเพื่อปองกันเถ้าที่จะเข้ามาภายในตัวบ้าน