ดาวเทียม SAR เผยเหตุผลที่การปะทุของภูเขาไฟ Kilauea ปี 2018 ใน Hawaii รุนแรงที่สุดในรอบ 200 ปี

ดาวเทียม SAR เผยเหตุผลที่การปะทุของภูเขาไฟ Kilauea ปี 2018 ใน Hawaii รุนแรงที่สุดในรอบ 200 ปี

ภูเขาไฟ Kilauea ที่ Hawaii นั้นเป็นที่ยังคุกรุ่นที่สุดในโลกอันหนึ่ง ด้วยสภาพทางธรณีวิทยาของภูเขาไฟ Kilauea ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ง่าย ทำให้มีหน่วยงานต่าง ๆ เป็นจำนวนมากนำอุปกรณ์สำรวจต่าง ๆ เข้าไปติดตั้งในบริเวณภูเขาไฟเพื่อวัดการเคลื่อนไหวของลาวา แมกมา และการเกิดแผ่นดินไหว รวมถึงการใช้ดาวเทียม SAR หรือ Synthetic Aperture Radar ในการเฝ้าระวังด้วย

ภูเขาไฟ Kilauea ปะทุขึ้นล่าสุดเมื่อปี 2018 ซึ่งเป็นการปะทุที่ใหญ่ที่สุดในรอบ 200 ปีของภูเขาไฟ Kilauea จึงเป็นโอกาสดีที่นักวิทยาศาสตร์จะสำรวจและเก็บข้อมูลการปะทุแบบนี้เพื่อนำไปศึกษาต่อเนื่องจากการปะทุของภูเขาไฟขนาดใหญ่แบบนี้มีน้อยมากและกว่าจะเกิดที่อาจต้องรอเป็น 100 ปีหรืออาจนานถึง 1,000 ปีก็ได้

การปะทุของภูเขาไฟ Kilauea เมื่อปี 2018 ซึ่งทำลายทุกสิ่งบนพื้นผิวบริเวณตะวันออกเฉียงใต้ของเกาะ Hawaii – ที่มา USGS

อย่างไรก็ตามผลการวิเคราะห์ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์พอจะสันนิษฐานได้แล้วว่าเหตุใดการปะทุรอบนี้จึงรุนแรงกว่าครั้งที่ผ่าน ๆ มาถึงขั้นที่ลาวาไหลลงทะเลและแข็งตัวกลายเป็นหินเกิดเป็นแผ่นดินเพิ่มเป็นพื้นที่กว่า 3.54 ตารางกิโลเมตร

การปะทุของภูเขาไฟ Kilauea เมื่อปี 2018 ซึ่งใหญ่ที่สุดในรอบ 200 ปี ระดับที่ลาวาเป็นจำนวนมากครอบคลุมชายฝั่งของเกาะ Hawaii และไหลลงทะเล – ที่มา USGS

อ้างอิงจากงานวิจัย Dynamics of large effusive eruptions driven by caldera collapse นั้น นักวิทยาศาสตร์พบว่าการปะทุอย่างรุนแรงของแมกมาหิน Basalt ที่ภูเขาไฟ Kilauea นั้นเกิดจากการเลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก (Quasi-periodic ground displacement) อย่างรุนแรงบริเวณภูเขาไฟจากแผ่นดินไหวแมกนิจูดกลาง ซึ่งตอนนี้ยังไม่ทราบสาเหตุว่าแผ่นดินไหวดังกล่าวมีหลักการเกิดอย่างไร

แผ่นดินไหวและการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกระหว่างการปะทุ (Topography-generated pressure) ทำให้เกิดความเครียดในหินจนแอ่งหยุบ (Caldera) โดยการหยุบตัวของ Caldera ไม่ได้ทำให้การปะทุรุนแรงขึ้นโดยตรง เพียงแต่มันมีผลโดยทางอ้อม

ภาพแสดงปากปล่องของภูเขาไฟ – ที่มา IRIS

จากการใช้ Synthetic Aperture Radar (SAR) ในการหาพื้นที่ที่เกิดการเปลี่ยนแปลงของแผ่นเปลือกโลกบริเวณภูเขาไฟพบว่าเกิดแผ่นดินไหวระดับกลางเป็นจำนวนมากรอบ ๆ ภูเขาไฟและนำไปสู่การเคลื่อนตัวออกของแผ่นเปลือกโลกในหลาย ๆ บริเวณอย่างรุนแรง ซึ่งการเคลื่อนตัวนี้อยู่ในระดับเซนติเมตรแต่ถือเป็นการเคลื่อนตัวที่รุนแรงมากในนิยามของการแปรธรณีสันฐาน

ผลการวิเคราะห์ Synthetic Aperture Radar ของการปะทุของภูเขาไฟ Kilauea เมื่อปี 2021 – ที่มา NASA/JPL-Caltech

ผลจากการวิเคราะห์ SAR ด้านบนนี้พบว่าการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกบริเวณภูเขาไฟเริ่มต้นในเดือน พฤษภาคม 2018 ต่อมาในช่วงเดือน มิถุนายน 2018 นั้น บริเวณ Caldera ของภูเขาไฟ Kilauea ได้ถล่มลงมา จากวิดีโอแสดงการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกจะเห็นว่าแผนที่สีของภูเขาไฟซึ่งเป็นแผนที่ที่แทนที่การเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกนั้น เคลื่อนตัวเป็นกลุ่มก้อนของลูกคลื่นอย่างรุนแรงโดยเฉพาะบริเวณด้านซ้าบล่างของภูเขาไฟ ซึ่งเป็นผลทางอ้อมมาจากการถล่มของ Caldera

นักวิทยาศาสตร์พบว่าแมกมาจำนวนมากที่ไหลออกมาครอบคลุมพื้นที่โดยรอบของภูเขาไฟนั้นไม่ได้มาจากปากปล่องอย่างเดียว แต่มาจาก “Vent” หรือ “Secondary Vent” ซึ่งเป็นช่องว่างที่ทำหน้าที่เป็นเหมือนท่อบริเวณรอบ ๆ ภูเขาไฟเป็นจำนวนมาก โดยเกิดจากแมกมาในปล่องหลัก (Main Vent) ภูเขาไฟที่จะค่อย ๆ เซาะผนังข้างภูเขาไฟไปเรื่อย ๆ เกิดเป็นท่อขึ้นมานั่นเอง

ภาพจำลองโครงสร้างของภูเขาไฟ

เมื่อแมกมายิงกัดเซาะผนังข้างเกิดเป็นท่อ Secondary Vent ใหม่ขึ้นเรื่อย ๆ แต่แมกมาในปล่องยังมีปริมาณเท่าเดิม หมายความว่าแมกมาที่อยู่เหนือสุดซึ่งก็คือบริเวณปากปล่องก็จะลดลง และถ้ามันลดลงมากเกินไป นั้นหมายความว่าบริเวณแอ่งยุบตรงปากปล่อง (Caldera) จะไม่มีแมกมามารองรับน้ำหนักทำให้ในที่สุด Caldera ก็จะถล่มลงมา

ภาพปริมาณของลาวาเหนือพื้นผิวของภูเขาไฟ Kilauea ในการปะทุเมื่อปี 2018 ก่อนที่ Caldera จะถล่ม – ที่มา NASA/JPL-Caltech

เมื่อ Caldera ถล่มลงมามันก็จะสไลด์เอาผิวของภูเขาไฟบริเวณปากปล่องลงไปในปล่องภูเขาไฟด้วย เมื่อหินมหาศาลจากปากปล่องตกลงไปในปล่องภูเขาไฟมันจะไม่จมเหมือนที่เราคิดกันไว้แต่มันจะลอยเพราะแมกมานั้นมีความหนาแน่นสูงมาก แต่หินพวกนี้จะสร้างแรงดันกดลงไปที่แมกมาแทนซึ่งแรงดันที่เพิ่มขึ้นของแมกมานี่เองที่ไปดันผิวของภูเขาไฟบริเวณที่มี Secondary Vent อยู่จนมันแยกตัวออกเกิดเป็นลาวาไหลออกมาจากผิวภูเขาไฟ

ภาพปริมาณของลาวาเหนือพื้นผิวของภูเขาไฟ Kilauea ในการปะทุเมื่อปี 2018 หลัง Caldera ถล่ม – ที่มา NASA/JPL-Caltech

หลังจากที่ Caldera ถล่มนั้นเกิดการไหลของลาวาเป็นจำนวนมากจากบริเวณที่เป็นนอกเหนือจากบริเวณของปากปล่องเนื่องจากการปะทุส่วนใหญ่เมื่อปี 2018 ของ Kilauea นั้นเกิดจากการปะทุของ Secondary Vent แบบ Effusive (ลาวาค่อย ๆ ไหลออกจากภูเขาไฟอย่างช้า ๆ และอย่างต่อเนื่อง) เป็นส่วนใหญ่โดยเฉพาะบริเวณ Rift Zone ทางฝั่งตะวันออกของภูเขาไฟที่ถูกปกคลุมด้วยลาวาทั้งหมดจนลาวาไหลลงทะเล ทำลายสิ่งปลูกสร้างทั้งหมดรอบ ๆ ทิศตะวันออกของเกาะ Hawaii

Animation แสดงการไหลของลาวาระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ Kalauea เมื่อปี 2018 – ที่มา WikiCommons

เมื่อนำข้อมูลการไหลของลาวาไปทำการเปรียบเทียบกับการปะทุคล้าย ๆ กันในภูเขาไฟลูกอื่นที่มีการถล่มของ Caldera ก็พบว่าการไหลของลาวานั้นมีแนวโน้มเช่นเดิม คือปะทุออกมาจาก Secondary Vent ครอบคลุมพื้นที่รอบ ๆ ภูเขาไฟ

ซึ่งก็ค้นพบความเกี่ยวข้องของการถล่มของปากปล่องกับการไหลของลาวานั้นจะทำให้เราสามารถสร้างแบบจำลองการปะทุของภูเขาไฟในอนาคตได้เพื่อประมาณการความรุนแรงของการปะทุได้ร่วมกับการใช้ SAR ในการ Monitor การเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกเพื่อเฝ้าระวังการปะทุจาก Secondart Vent อย่างไรก็ตามโมเดลเหล่านี้จะยังไม่สามารถทำนายการปะทุของภูเขาไฟล่วงหน้าได้ ทำได้เพียงเฝ้าระวังอย่างใกล้ชิดเพื่อเตือนการปะทุอย่างรุนแรงเท่านั้น

สามารถอ่านบทความเกี่ยวกับ Synthetic Aperture Radar ได้ที่นี่ – เจาะลึก InSAR เทคโนโลยีการเตือนแผ่นดินไหวจากอวกาศ

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

Caldera Collapse Increases the Size and Duration of Volcanic Eruptions

Dynamics of large effusive eruptions driven by caldera collapse

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

Allow All
Manage Consent Preferences
  • Always Active

Save