| ประเด็นความรู้จากข่าว จากข่าวการประทุของภูเขาไฟในไอซ์แลนด์แม้ว่าจะไม่คร่าชีวิตผู้คนโดยตรง แต่ได้สร้างความเดือดร้อนไปทั่วโลก โดยเฉพาะการสัญจรทางอากาศในยุโรปต้องหยุดชะงักลง เนื่องจากเถ้าถ่านที่พวยพุ่งออกมาอาจสร้างความเสียหายต่อเครื่องบินได้ หากแต่ภัยพิบัติทางธรรมชาตินี้ยังส่งสัญญาณเตือนให้คนเราเตรียมรับมือได้ทัน
เราไม่อาจคาดการณ์แผ่นดินไหวได้ล่วงหน้า แต่สำหรับภูเขาไฟแล้ว ความคุกรุ่นที่ก่อตัวอยู่ภายในได้ส่งสัญญาณให้เรารู้ล่วงหน้า ว่าจะเกิดการระเบิดขึ้นหรือไม่ บางครั้งความเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงได้เกิดขึ้นล่วงหน้านานเป็นปี ซึ่งเพียงพอที่จะอพยพผู้คนให้หลบออกมาอยู่ในสถานที่อันปลอดภัย โดยวิธีกว้างๆ ในการเฝ้าระวังการระทุของภูเขาไฟ คือการตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยารอบๆ ภูเขาไฟดังนี้
แรงสั่นสะเทือนสัญญาณเตือนภูเขาไฟระเบิด
การสั่นสะเทือนรอบภูเขาไฟนั้น มักเกิดขึ้นเมื่อภูเขาไฟตื่นจากความสงบและเตรียมที่จะปะทุ ภูเขาไฟบางลูกมีการสั่นสะเทือนเล็กน้อยเป็นปกติ แต่การสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้นนั้นอาจเป็นสัญญาณของการระเบิดที่รุนแรง อีกทั้งประเภทของแผ่นดินไหว จุดกำเนิดกับจุดสุดท้ายของแผ่นดินไหวยังเป็นสัญญาณบ่งบอกการประทุของภูเขาไฟเช่นกัน
ทั้งนี้ การสั่นสะเทือนของภูเขาไฟนั้นมี 3 รูปแบบหลักๆ คือ
1. แผ่นดินไหวคาบสั้น (short-period earthquake) ซึ่งคล้ายกับแผ่นดินไหวทั่วไปที่เกิดการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก โดยการสั่นสะเทือนนี้เกิดจากการแตกหักของหินเปราะเนื่องจากการเคลื่อนตัวสู่ด้านบนของหินหนืดแมกมา (magma) และยังเป็นสัญญาณบ่งชี้ถึงการขยายตัวของแมกมาใกล้ๆ พื้นผิวโลก
2. แผ่นดินไหวคาบยาว (long-period earthquake) เชื่อว่าเป็นสัญญาณบ่งชี้ถึงแรงดันก๊าซที่เพิ่มขึ้นในปล่องภูเขาไฟ ซึ่งการสั่นนี้เทียบเท่ากับการสั่นไหวของเสียงในปล่องที่เต็มไปด้วยแมกมา และ
3.แผ่นดินไหวแบบสอดประสาน (harmonic tremor) ซึ่งมักเกิดจากแมกมาดันหินจำนวนมากที่อยู่ใต้พื้นผิวโลก และบางครั้งการสั่นสะเทือนนั้นรุนแรงพอที่คนและสัตว์จะได้ยินเสียงฮัมหรือเสียงหึ่งๆ
แม้รูปแบบของการสั่นสะเทือนจะซับซ้อน และบางครั้งอธิบายได้ยาก แต่การสั่นสะเทือนที่มากขึ้นนั้นเป็นสัญญาณที่ดีในการบ่งชี้ถึงความเสี่ยงที่ภูเขาไฟจะระเบิดมากขึ้น โดยเฉพาะหากเกิดการสั่นสะเทือนแบบแผ่นไหวคาบยาว อย่างเด่นชัดและมีแผ่นดินไหวแบบสอดประสานร่วมด้วย
วัดการปลดปล่อย “ซัลเฟอร์ไดออกไซด์”
การปลดปล่อยของก๊าซบางชนิด ยังเป็นสัญญาณเตือนก่อนภูเขาไฟระเบิด เนื่องจากเมื่อแมกมาเข้าใกล้พื้นผิวโลกมากขึ้นจะมีก๊าซออกมา ซึ่งก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (sulphur dioxide) เป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญของก๊าซภูเขาไฟ และเป็นสัญญาณการเพิ่มขึ้นของแมกมาใกล้ๆ พื้นผิว
ตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟพินาตูโบ (Mount Pinatubo) ในฟิลิปปินส์ ได้เริ่มปลดปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์เพิ่มขึ้นเมื่อวันที่ 13 พ.ค.1991 จากนั้นอีกเพียง 2 สัปดาห์ปริมาณก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาได้เพิ่มขึ้นเป็น 5,000 ตัน หรือ 10 เท่าของปริมาณที่ปลดปล่อยออกมาในช่วงแรก และในวันที่ 12 มิ.ย.ปีเดียวกันภูเขาไฟจริงระเบิดออกมา
อย่างไรก็ดี ยังมีหลักฐานหลายครั้งที่แสดงให้เห็นว่า ปริมาณซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ลดลงนั้นป็นสัญญาณก่อนที่ภูเขาไฟจะระเบิด เช่น กรณีการระเบิดของภูเขาไฟกาเลรัส (Galeras) ในโคลัมเบีย เมื่อปี 1993 โดยนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่าปริมาณก๊าซที่ลดลงนั้นมีสาเหตุจากแมกมาที่แข็งตัวกักเส้นทางออกของก๊าซไว้ และทำให้ความดันปล่องภูเขาไฟเพิ่มขึ้นจนนำไปสู่การระเบิดที่รุนแรง
นอกจากการตรวจวัดแผ่นดินไหวและการเฝ้าสังเกตก๊าซที่ถูกพ่นออกมาแล้ว ยังมีการตรวจวัดอื่นๆ ที่นำไปสู่การพยากรณ์การระเบิดของภูเขาไฟ เช่น การศึกษาการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของภูเขาไฟ ทั้งการพองตัวขึ้นหรือการยุบตัวลง การศึกษาทางอุทกวิทยา โดยตรวจวัดการไหลของลาฮาร์ (lahar) ซึ่งเป็นของเหลวและโคลนที่ไหลมาตามความลาดชันของภูเขาไฟ เป็นต้น.
ประเด็นปัญหา : นักเรียนคิดว่าภูเขาไฟมีจริงหรือไม่
กิจกรรมบูรณาการ
1. ให้นักเรียนศึกษาเรื่องมลพิษทางอากาศที่เกิดจากการเกิดภูเขาไฟระเบิด
2. ให้นักเรียนหาคุณสมบัติของก๊าซที่เกิดจากภูเขาไฟระเบิดว่ามีประโยชน์และโทษอย่างไรความรู้จากข่าว
3. ให้นักเรียนทดลองว่าภูเขาไฟระเบิดเพราะปริมาณกาซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ลดลงจริงหรือไม่
4. ให้สร้างสถานการณ์จำลองภูเขาไฟระเบิด เพื่อศึกษา แมกมา กับลาวา
ประเด็นสรุป แม้ว่าในประเทศไทยจะไม่เกิดภูเขาไฟระเบิดแต่สิ่งที่จะเกิดได้ก็คือ การเกิดแผ่นดินไหว และคลื่นยักษ์ เนื่องจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก แม้ว่าการสั่นสะเทือนจะซับซ้อน และบางครั้งอธิบายได้ยาก แต่การสั่นสะเทือนที่มากขึ้นนั้นเป็นสัญญาณที่ดีในการบ่งชี้ถึงความเสี่ยงที่ภูเขาไฟจะระเบิดมากขึ้น โดยเฉพาะหากเกิดการสั่นสะเทือนแบบแผ่นไหวคาบยาว อย่างเด่นชัดและมีแผ่นดินไหวแบบสอดประสานร่วมด้วย
| 