การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสามารถนำไปสู่แผ่นดินไหวได้อย่างไร

(SeaPRwire) –   การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสร้างความเสียหายในหลายๆ ด้าน—ก่อให้เกิดพายุเฮอริเคน คลื่นความร้อน น้ำท่วม ภัยแล้ง และไฟป่า และตอนนี้เพิ่มเข้าไปในรายการนั้นคือแผ่นดินไหว การแยกตัวของทวีป—หรือการแตกแยก—และการผลิตหินหนืด นั่นคือข้อสรุปของงานวิจัยที่ตีพิมพ์ใน Scientific Reports ซึ่งเป็นการสนับสนุนข้อตกลงที่เพิ่มขึ้นในหมู่นักวิทยาศาสตร์ว่ากระบวนการในชั้นบรรยากาศของโลกสามารถส่งผลกระทบต่อกระบวนการทางธรณีวิทยาได้อย่างน่าประหลาดใจ

“ท้ายที่สุดแล้ว แรงทางธรณีแปรสัณฐานมีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนการแยกตัวของทวีป” James Muirhead นักธรณีวิทยาและอาจารย์อาวุโสจาก University of Auckland ประเทศนิวซีแลนด์ และผู้เขียนหลักของบทความกล่าว “อย่างไรก็ตาม การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าสภาพภูมิอากาศมีบทบาทสำคัญในการควบคุมอัตราการแยกตัวของทวีป ซึ่งสามารถกระตุ้นให้เกิดช่วงเวลาของแผ่นดินไหวหรือกิจกรรมภูเขาไฟที่รุนแรงขึ้นได้”

Muirhead และเพื่อนร่วมงานได้ข้อสรุปจากการศึกษาที่พวกเขาดำเนินการกับทะเลสาบ Turkana ซึ่งเป็นแหล่งน้ำที่มีความยาว 155 ไมล์ และกว้าง 18 ไมล์ ตั้งอยู่ในทางตอนเหนือของเคนยา ส่วนนั้นของประเทศตั้งอยู่ในส่วนหนึ่งของทวีปที่รู้จักกันในชื่อ East African Rift Valley ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีทะเลสาบลึกและรอยเลื่อนทางธรณีแปรสัณฐานจำนวนมาก นักวิจัยได้รวบรวมข้อมูลแผ่นดินไหวจากรอยเลื่อน 27 แห่งใต้ทะเลสาบ Turkana โดยย้อนกลับไปในช่วง 10,000 ปีที่ผ่านมา ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ East Africa มีการเปลี่ยนแปลงมากมาย

เริ่มต้นเมื่อประมาณ 9,600 ปีที่แล้วและต่อเนื่องไปจนถึง 5,300 ปีที่แล้ว ทวีปนี้ประสบกับสภาพภูมิอากาศที่เรียกว่า African Humid Period ตั้งแต่ 5,300 ปีที่แล้วจนถึงปัจจุบัน เป็นช่วงเวลาของ post-African Humid Period ตามชื่อที่บ่งบอก ช่วงแรกจากสองช่วงนี้เป็นช่วงที่ทวีปอบอุ่นและเปียกชื้น มีฝนตกชุกและน้ำท่วม ส่วนช่วงที่สองมีสภาพอากาศที่แห้งแล้งขึ้นและเกิดทะเลทรายบางส่วน ทะเลสาบในท้องถิ่นก็มีการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกัน

“ระดับน้ำในทะเลสาบ Turkana สะท้อนถึง ‘hydroclimate’ ในภูมิภาค” Chris Scholz ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์โลกและผู้ร่วมเขียนงานวิจัยกล่าว ซึ่งเป็นคำกล่าวที่มาพร้อมกับการเผยแพร่งานวิจัย “ในช่วงที่มีฝนตกชุกมากขึ้นเมื่อประมาณ 9,600 ถึง 5,300 ปีที่แล้ว ระดับน้ำในทะเลสาบสูงกว่าปัจจุบันหลายร้อยฟุต”

สิ่งนั้นก็ส่งผลกระทบต่อพื้นดินใต้ทะเลสาบ น้ำมีน้ำหนักมาก ซึ่งรวมตัวกันอย่างรวดเร็วในทะเลสาบขนาด Turkana น้ำหนักของน้ำทั้งหมดนี้สร้างแรงกดลงอย่างต่อเนื่อง ยับยั้งการแยกตัวและการไหลของหินหนืด และทำให้พื้นที่ใต้ดินค่อนข้างสงบ อย่างน้อยนั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อทะเลสาบเต็ม แต่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นและปริมาณน้ำฝนลดลง ระดับน้ำลดลงมากถึง 450 ฟุตในช่วงหนึ่งหรือสองสามศตวรรษ ซึ่งช่วยลดแรงกดดันนั้นได้มาก และทำให้พื้นดินเริ่มเคลื่อนไหว

“เราพบว่ารอยเลื่อนเคลื่อนที่เร็วขึ้นและมีการผลิตหินหนืดมากขึ้น…เมื่อระดับน้ำในทะเลสาบต่ำลง” Scholz กล่าว กิจกรรมที่เพิ่มขึ้นเช่นนี้ใต้ทะเลสาบอื่นๆ ที่ประสบกับภาวะแห้งแล้งก็อาจมีบทบาทในการเกิดรอยแตกใต้ดินที่เป็นลักษณะเฉพาะของ East African Rift Valley ทั้งหมด

Africa ไม่ใช่ที่เดียวที่ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้น Muirhead, Scholz และเพื่อนร่วมงานชี้ให้เห็นถึงประวัติศาสตร์ที่คล้ายคลึงกันของการขึ้นลงของระดับน้ำที่นำไปสู่การลดลงและเพิ่มขึ้นของกิจกรรมแผ่นดินไหวในไอซ์แลนด์และภูมิภาคเยลโลว์สโตนทางตะวันตกของสหรัฐฯ การละลายของแผ่นน้ำแข็งที่ปกคลุมละติจูดเหนือส่วนใหญ่ของโลกในช่วงปลายยุคน้ำแข็งสุดท้ายก็อาจปลดปล่อยแรงทางธรณีแปรสัณฐานอันทรงพลังออกมาในลักษณะเดียวกัน

“การศึกษาจำนวนมากได้แสดงให้เห็นว่าการถอยร่นของธารน้ำแข็ง…ส่งผลให้กิจกรรมตามรอยเลื่อนใน North America และ Europe เพิ่มขึ้น” Muirhead กล่าว “ในทำนองเดียวกัน การผลิตหินหนืดที่รอยแยกกลางมหาสมุทรของโลกได้ถูกตั้งสมมติฐานว่าจะเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลในช่วงยุคน้ำแข็งและช่วงระหว่างยุคน้ำแข็งบนโลก”

แตกต่างจากกระบวนการทางธรณีวิทยาส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในระยะเวลานับล้านปี การขึ้นลงของระดับน้ำเกิดขึ้นค่อนข้างรวดเร็ว “การลดลงของระดับน้ำในทะเลสาบในขนาดนี้อาจเกิดขึ้นได้ในระยะเวลาหลายร้อยปี และการเปลี่ยนแปลงของความเค้นที่เกี่ยวข้องกับการลดลงของน้ำหนักบรรทุกของน้ำในทะเลสาบจะถูกรับรู้โดยรอยเลื่อนทั่วทะเลสาบ Turkana แทบจะในทันที ซึ่งเพิ่มโอกาสในการเกิดรอยเลื่อน” Muirhead กล่าว “ระบบหินหนืดน่าจะใช้เวลานานกว่าเล็กน้อยในการตอบสนองต่อการลดลงของความดันนี้ โดยประมาณอยู่ในหลักพันปี”

ในระยะสั้น สิ่งนี้อาจไม่ก่อให้เกิดปัญหา—อย่างน้อยก็ในส่วนที่เกี่ยวกับทะเลสาบ Turkana นักวิจัยอ้างอิงแบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่แสดงให้เห็นปริมาณน้ำฝนที่เพิ่มขึ้นทั่วภูมิภาคในช่วงสองทศวรรษข้างหน้า สิ่งนั้นอาจทำให้เกิดน้ำท่วมในท้องถิ่น—ซึ่งสามารถนำไปสู่ความเสียหายในแบบของตัวเองได้—แต่ก็จะเติมน้ำในทะเลสาบให้เต็ม เพิ่มปริมาณน้ำและยับยั้งแรงทางธรณีแปรสัณฐาน

และผลกระทบเหล่านี้จะไม่เกิดขึ้นจากฝนตกครั้งหนึ่งไปยังอีกครั้งหนึ่ง หรือจากฤดูหนึ่งไปยังอีกฤดูหนึ่ง แต่จะเกิดขึ้นเป็นทศวรรษต่อทศวรรษหรือศตวรรษต่อศตวรรษ ถึงกระนั้น ช่วงเวลาเหล่านั้นก็เป็นช่วงเวลาที่ค่อนข้างแคบเมื่อพิจารณาถึงพลวัตของโลก และนั่นมีนัยสำคัญสำหรับผู้กำหนดนโยบาย นักพัฒนา และบริษัทประกันภัย ที่จะต้องนำกิจกรรมแผ่นดินไหวมาพิจารณาในการวางแผนระยะยาว

“หากผมกำลังทำการประเมินอันตรายสำหรับรอยเลื่อนในรอยแยกทวีปอย่าง Turkana” Muirhead กล่าว “ผมจะต้องพิจารณาว่าอัตรากิจกรรมของมันและความน่าจะเป็นของการเกิดแผ่นดินไหวได้รับผลกระทบอย่างไรจากสภาพภูมิอากาศปัจจุบันและปริมาณน้ำในทะเลสาบที่เกี่ยวข้อง”