แผ่นดินไหวที่ลดหลั่นกัน: เหตุใดตอนกลางของอิตาลีจึงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวครั้งใหญ่

เกิดแผ่นดินไหวรุนแรงอีกหลายครั้งในตอนกลางของอิตาลี โดยมีโรงเรียนและรถไฟใต้ดินอพยพออกจากกรุงโรม เกิดแผ่นดินไหวอย่างน้อย 4 ครั้งซึ่งมีขนาดมากกว่า 5 ครั้งในไม่กี่ชั่วโมง โดยมีศูนย์กลางของแผ่นดินไหวอยู่ใกล้เมือง Amatrice

โชคดีที่ไม่มีรายงานผู้เสียชีวิต แต่การเกิดแผ่นดินไหวต่อเนื่องครั้งนี้ทำให้แผ่นดินไหวเกิดขึ้นในบริเวณเดียวกันในช่วงปีที่ผ่านมา และทำให้ชาวอิตาลีจำนวนมากรู้สึกหมดหนทางและบอบช้ำทาง จิตใจ

เมื่อวันที่ 24 สิงหาคม 2016 เกิดแผ่นดินไหวรุนแรงขนาด 6.1ที่อิตาลีตอนกลางตอนกลางของคืน มันคร่าชีวิตผู้คนไป 300 คน และทำลายเมืองอมาทริซ เกือบทั้งหมด สองเดือนต่อมา เมื่อวันที่ 26 ตุลาคมเกิดแผ่นดินไหวขนาด 5.5 และ 5.9 ครั้งใหม่สองครั้งที่บริเวณเดียวกัน – ในพื้นที่นอร์เซีย – ผู้อยู่อาศัยที่น่าสะพรึงกลัวอีกครั้ง

สี่วันต่อมาความสั่นสะเทือนที่รุนแรงยิ่งขึ้นถึงขนาด 6.5 ได้เกิดขึ้นกับประชากรที่บอบช้ำอีกครั้ง อย่างน่าอัศจรรย์ไม่มีเหยื่อ – แต่ความเสียหายนั้นมหาศาล

เกิดอะไรขึ้น เหตุใดเครื่องจักรของโลกจึงโดดเด่นในพื้นที่ที่สวยงามและเงียบสงบของอิตาลีตอนกลางครั้งแล้วครั้งเล่า

แผ่นดินไหวซ้อน

เราทราบมานานแล้วว่าแผ่นดินไหวใดๆ ที่ก่อให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็กติดต่อกันเป็นเวลานาน ซึ่งเรียกว่าอาฟเตอร์ช็อก แต่ในกรณีนี้ เราไม่ได้เผชิญกับอาฟเตอร์ช็อก สิ่งเหล่านี้คือแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ครั้งใหม่ที่เกิดจากความผิดพลาดครั้งใหม่

ในภูมิภาค Amatrice-Norcia ดูเหมือนว่าแผ่นดินไหวจะลดหลั่นไปตามระบบรอยเลื่อนขนาดใหญ่ทางตะวันตกของภูเขา Bove, Vettore และ Gorzano ความยาวประมาณ 70 กม. ระบบความผิดปกตินี้ – ชื่อ “Amatrice-Monte Vettore” – เป็นหนึ่งในระบบที่ใหญ่ที่สุดในอิตาลี และหนึ่งในนั้นที่เปลือกโลกเหยียดออกจากกัน

ภาพความผิดปกติในภูมิภาค Amatrice-Norcia ประเทศอิตาลี Isabelle Manighetti/GéoAzur/Nice, France , ผู้แต่งให้ ไว้

การตรวจสอบระบบความผิดพลาดของ Amatrice-Monte Vettore อย่างใกล้ชิดแสดงให้เห็นว่าจริง ๆ แล้วมันถูกแบ่งออกเป็นสี่ส่วนหลัก ยาว 10 ถึง 20 กม. เรียกว่า “ส่วน” (ดูรูป) ทั้งสี่ส่วนนี้คั่นด้วยช่องว่างไม่กี่กิโลเมตรหรือโดยโค้งเด่นชัด การติดตามข้อบกพร่อง Amatrice-Monte Vettore จึงกระตุกจากส่วนใดส่วนหนึ่งไปยังส่วนถัดไป

เข้าใจความผิดพลาด

เมื่อเร็วๆ นี้ได้มีการวิเคราะห์คลื่นลูกและการหยุดชะงักของความผิดปกติแบบแบ่งส่วน ไม่ขึ้นกับขนาดและตำแหน่งทั่วโลกข้อบกพร่องส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นส่วนหลักจำนวนใกล้เคียงกัน โดยทั่วไปสามถึงสี่

เซ็กเมนต์เหล่านี้แยกจากกันด้วยโซนเฉพาะ – ซึ่งผู้เชี่ยวชาญด้านข้อผิดพลาดเรียกว่า “ระหว่างเซกเมนต์” คุณสมบัติทางกลของพวกมันแตกต่างจากของส่วนต่างๆ ทว่าคุณสมบัติทางกลของส่วนต่างๆ ระหว่างส่วนนั้นได้รับการแก้ไขเมื่อจำนวนแผ่นดินไหวที่เกิดจากความผิดปกติโดยรวมเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป

เมื่อข้อบกพร่องยังไม่บรรลุนิติภาวะนั่นคือ ทำให้เกิดแผ่นดินไหวน้อยกว่าสองสามล้านปี ส่วนต่างๆ ของมันจะถูกตัดการเชื่อมต่ออย่างชัดเจน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะเกิดรอยแยกของแผ่นดินไหวจากส่วนใดส่วนหนึ่งไปยังส่วนถัดไป แต่เมื่อความผิดพลาดทำให้เกิดแผ่นดินไหวมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป และด้วยเหตุนี้จึงกลายเป็น “ผู้ใหญ่” มากขึ้น ส่วนต่างๆ ของมันก็เชื่อมต่อถึงกันและกันมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อการเชื่อมต่อเซ็กเมนต์สมบูรณ์มากขึ้น การแตกใหม่สามารถดำเนินไปข้างหน้าได้ง่ายขึ้นตามข้อบกพร่อง

ความผิด Amatrice-Monte Vettore ยังไม่บรรลุนิติภาวะเช่นเดียวกับข้อผิดพลาดส่วนใหญ่ในอิตาลี มีแนวโน้มว่าการแบ่งส่วนและความไม่บรรลุนิติภาวะเป็นสาเหตุสำคัญของแผ่นดินไหวที่ลดหลั่นกันเป็นชั้นๆ

เมื่อวันที่ 24 สิงหาคม แผ่นดินไหวรุนแรงครั้งแรกได้ทำลายส่วนตรงกลางของรอยเลื่อนนี้ การแตกร้าวเพียงส่วนเดียวที่มีพลังนี้มีแนวโน้มว่าจะกระตุ้นการแตกของอีกสองส่วนที่เหลือไปทางเหนือ

ภายในวันที่ 30 ตุลาคม ส่วนหนึ่งทางตอนใต้ยังคงไม่ขาดหาย ส่วนทางใต้นี้ดูเหมือนจะหักไปแล้วในวันนี้ อย่างน้อยก็บางส่วน เนื่องจากแผ่นดินไหวรุนแรง 4 ครั้งที่เพิ่งเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 18 มกราคม มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ทางใต้ของระบบ ทางทิศตะวันตกของส่วนทางใต้ของรอยเลื่อน Amatrice-Monte Vettore

ความผิดพลาดของ Amatrice-Monte Vettore ในตอนนี้อาจถูกทำลายอย่างสมบูรณ์หรือเกือบสมบูรณ์แล้ว เมื่อสามศตวรรษก่อน ในปี 1703 แผ่นดินไหวที่คล้ายกับแผ่นดินไหวในปัจจุบันได้เกิดขึ้นและพังทลายลง ใน 19 วัน ระบบความผิดพลาดของ Amatrice-Monte Vettore คร่าชีวิตผู้คนไปประมาณ 10,000 คนในขณะนั้น

เราควรกังวลเกี่ยวกับการแตกหักของความผิด Amatrice-Monte Vettore หรือข้อผิดพลาดในบริเวณใกล้เคียงหรือไม่? แผ่นดินไหวยุคก่อนประวัติศาสตร์อาจถือเป็นส่วนหนึ่งของคำตอบ

คำเตือนจากประวัติศาสตร์

มีวิธีการหลายวิธีในการกู้คืนข้อมูลเกี่ยวกับแผ่นดินไหวล่าสุดก่อนประวัติศาสตร์ ซึ่งเป็นแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นทั่วโลกก่อนที่เราจะไปถึงที่นั่นเพื่อสัมผัส

เราได้พัฒนาและประยุกต์ใช้วิธีใดวิธีหนึ่งเหล่านี้กับรอยเลื่อนประมาณ 10 จุดในพื้นที่ Fucino ทางใต้ของภูมิภาค Amatrice ที่นั่น แผ่นดินไหวในเมือง Avezzano คร่า ชีวิตผู้คน ไป30,000 คนในปี 1915

ผลลัพธ์ที่น่าทึ่งคือ แผ่นดินไหวขนาดใหญ่มากกว่า 30 ครั้งซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 6 ถึง 6.7 ได้ทำลายรอยเลื่อน Fucino ในช่วง 15,000 ปีที่ผ่านมา “แผ่นดินไหว” ขนาดใหญ่แต่ละรายการที่ระบุโดยวิธีการนี้ แท้จริงแล้วไม่ใช่เหตุการณ์เดียว แต่เป็นการเกิดแผ่นดินไหวที่รุนแรงหลายครั้งซึ่งตามมาด้วยความผิดพลาด อาจใช้เวลาสองสามปีหรือหลายทศวรรษที่จะทำลายมันทั้งหมด น้ำตกเหล่านี้จำได้ว่าเราเห็นอยู่ในปัจจุบัน

การเคลื่อนตัวในแนวดิ่งที่เกิดจากแผ่นดินไหวยุคก่อนประวัติศาสตร์นั้นสูงถึง 2-3 เมตร เช่นเดียวกับที่เกิดจากแผ่นดินไหวที่รุนแรงที่สุดในวันที่ 30 ตุลาคมของน้ำตกในปี 2559-2560 (ดูภาพด้านล่าง)

ภาพที่ถ่ายโดยทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสและอิตาลีแสดงให้เห็นส่วนข้อบกพร่องของ Monte Vettore ใน Norcia ซึ่งแตกออกเมื่อวันที่ 30 ตุลาคม 2016 Frédérique Leclerc/CNRS- INSU /Géoazur Nice ประเทศฝรั่งเศส

ภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าความผิดพลาดของ Monte Vettore ได้สร้างหน้าผาสูงชันเมื่อเวลาผ่านไปอย่างไร ระนาบรอยเลื่อนลงไปใต้พื้นผิวลึกประมาณ 10-15 กม. อยู่ในระดับความลึกซึ่งโดยทั่วไปแล้วแผ่นดินไหวขนาดใหญ่จะเริ่มต้นขึ้น เมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ จะทำให้หินเลื่อนในแนวตั้งที่ด้านใดด้านหนึ่งของระนาบรอยเลื่อน ด้านซ้ายของภาพ ด้านหนึ่งขยับขึ้นอย่างไร้ความปราณี และส่วนที่ตื้นที่สุดถูกดึงขึ้นจากพื้นโลก เกิดเป็นกำแพงสูง 2 เมตร (ที่ซึ่งผู้คนยืน)

ตามรอยเลื่อนแต่ละอัน น้ำตกแต่ละแห่งของแผ่นดินไหวยุคก่อนประวัติศาสตร์ตามมาด้วยหนึ่งหรือสองน้ำตกที่คล้ายคลึงกันซึ่งทำให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงในช่วงสองสามร้อยปี

ข้อผิดพลาดทั้งสิบข้อที่เราวิเคราะห์แตกเป็นเสี่ยง ๆ ในการเกิดแผ่นดินไหวซ้ำหลายครั้งในช่วงเวลาเดียวกัน : 11,000 ปีก่อน จากนั้น 4,500 ปีก่อน และเมื่อเร็ว ๆ นี้ประมาณศตวรรษที่ห้า

ผลลัพธ์เหล่านี้เปลี่ยนความคิดของเราเกี่ยวกับแผ่นดินไหวอย่างเห็นได้ชัด เราเชื่อมานานแล้วว่าการเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ครั้งหนึ่งในภูมิภาคหนึ่งๆ เป็นตัวแทนของการผ่อนคลายของโลก และด้วยเหตุนี้ จึงเป็นคำมั่นสัญญาของช่วงเวลาแห่งความสงบที่ตามมา

สิ่งนี้อาจไม่ถูกต้อง: แผ่นดินไหวขนาดใหญ่สามารถตามมาด้วยแรงกระแทกที่รุนแรง เรียงซ้อนตามรอยเลื่อนจนกว่าพวกเขาจะทำลายมันได้สำเร็จ น้ำตกเหล่านี้สามารถอยู่ได้นานหลายวันถึงหลายปี พวกเขายังสามารถทำซ้ำได้ตลอดหลายศตวรรษ สิ่งเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ในเวลาเดียวกันกับการเรียงซ้อนของความผิดพลาดที่แตกต่างกัน

ข้อบกพร่องที่มีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดแผ่นดินไหวที่ลดหลั่นกันมีอยู่มากมายในอิตาลีเช่นเดียวกับในภูมิภาคอื่นๆ ทั่วโลก อันตรายจากแผ่นดินไหวจึงสูงในพื้นที่ส่วนใหญ่ของอิตาลี และยังคงมีความรุนแรงในภูมิภาค Amatrice-Norcia และพื้นที่ใกล้เคียง ดังที่เหตุการณ์ล่าสุดแสดงให้เห็น

ส่วนทางใต้ของรอยเลื่อน Amatrice-Monte Vettore อาจหักในวันนี้ อาจทำให้ระบบทั้งหมดแตกได้ แต่อันตรายยังไม่จบสิ้นเพราะมีข้อผิดพลาดอื่นๆ เกิดขึ้นรอบๆ ระบบ Amatrice-Monte Vettore: ทางตอนเหนือ รอยตำหนิหลายจุดไม่ได้แตกร้าวมานานหลายศตวรรษ ทางทิศตะวันตกซึ่งมีข้อบกพร่องอื่นๆ ที่อาจเชื่อมโยงทางกลไกกับระบบ Amatrice-Monte Vettore และทางตอนใต้ซึ่งระบบความผิดปรกติของ Gran Sasso ขนาดใหญ่ไม่ได้แตกร้าวมานานหลายศตวรรษ

เราไม่สามารถทำอะไรเพื่อหยุดแผ่นดินไหวที่ลดหลั่นได้ แต่สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักว่าอาจเกิดขึ้นในอิตาลีและที่อื่นๆ

ผู้เขียนทำแผนที่ข้อบกพร่องในบทความนี้โดยอิงจากเอกสารที่มีอยู่และการวิเคราะห์เพิ่มเติมของภาพถ่ายดาวเทียมGoogle Earthและข้อมูลภูมิประเทศ SRTM การแตกร้าวของส่วนต่างๆ อนุมานได้จากข้อมูลการสังเกตการณ์แผ่นดินไหว ธรณีวิทยา และข้อมูลการสังเกตการณ์ภาคสนามที่รายงานโดยINGV Italy , CNRS FranceและCOMET UKเป็นหลัก เสริมด้วยการวิเคราะห์เบื้องต้นของภาพถ่ายดาวเทียมกลุ่มดาวลูกไก่ การทำแผนที่แบบแยกส่วนจะได้รับการปรับปรุงในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า ขณะที่การวิเคราะห์ข้อมูลจะเสร็จสิ้น