มนุษย์ติดตามแผ่นดินไหวในช่วง 2,000 ปีที่ผ่านมาได้อย่างไร?

ตามรายงานของสำนักงานสำรวจธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา (USGS) แผ่นดินไหวที่ได้รับการบันทึกไว้ครั้งแรกสุดในประวัติศาสตร์เกิดขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2374 ที่มณฑลซานตง ประเทศจีน

อย่างไรก็ตาม ในเวลานั้น มนุษย์ยังไม่มีอุปกรณ์วัดขนาดหรือความรุนแรงของแผ่นดินไหวทางธรณีวิทยา นักวิชาการสมัยโบราณจึงต้องอาศัยการสังเกตความเสียหาย การเปลี่ยนแปลงของภูมิประเทศ หรือเรื่องเล่าปากต่อปาก เพื่อคาดการณ์ความรุนแรงของแผ่นดินไหว

ก่อนที่จะมีเทคโนโลยีการวัดสมัยใหม่ นักวิจัยต้องประเมินความรุนแรงของแผ่นดินไหวโดยพิจารณาจากผลกระทบที่เกิดขึ้น เช่น ความเสียหายของโครงสร้าง รอยเลื่อนบนเปลือกโลก หรือการตอบสนองของผู้คนในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ การประเมินนี้ค่อนข้างเป็นอัตวิสัยและไม่สามารถนำมาเปรียบเทียบกันในแต่ละภูมิภาคหรือช่วงเวลาได้

เครื่องวัดแผ่นดินไหว: อุปกรณ์ "บันทึกการเคลื่อนที่" เครื่องแรกในประวัติศาสตร์

เหตุการณ์สำคัญประการหนึ่งในยุคแรกๆ ของการวัดแผ่นดินไหว คือ การปรากฏของอุปกรณ์ที่เรียกว่า เครื่องวัดแผ่นดินไหว ซึ่งประดิษฐ์ขึ้นในประเทศจีนเมื่อประมาณปี ค.ศ. 132 โดยนักวิชาการจางเหิง

เครื่องวัดแผ่นดินไหวไม่ได้บันทึกข้อมูลเพื่อการวิเคราะห์เหมือนอุปกรณ์สมัยใหม่ แต่มีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจจับว่าเกิดแผ่นดินไหวหรือไม่ และระบุทิศทางการสั่นสะเทือนของพื้นดิน อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยภาชนะทองแดงทรงกลมขนาดใหญ่บรรจุลูกตุ้มที่ไวต่อการเคลื่อนไหว เมื่อเกิดแผ่นดินไหว ลูกตุ้มจะแกว่งและปล่อยลูกบอลโลหะเข้าไปในปากกบทองแดงที่อยู่ด้านนอก เพื่อระบุทิศทางการสั่นสะเทือน

แม้ว่าอุปกรณ์นี้จะไม่ได้ระบุขนาดหรือเวลาที่แน่ชัด แต่ก็ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาด้านแผ่นดินไหว แสดงให้เห็นถึงการคิด เชิงวิทยาศาสตร์ และนวัตกรรมที่เหนือกาลเวลา

กำเนิดของเครื่องวัดแผ่นดินไหวและมาตราวัดแผ่นดินไหว

จนกระทั่งปลายศตวรรษที่ 19 วิทยาศาสตร์แผ่นดินไหวจึงได้มีเครื่องมือที่ก้าวล้ำอย่างแท้จริง นั่นคือ เครื่องวัดแผ่นดินไหว อุปกรณ์นี้ช่วยให้สามารถบันทึกการเคลื่อนที่ของพื้นดินที่เกิดจากแผ่นดินไหวลงในกราฟเชิงเส้น จากข้อมูลนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถวิเคราะห์ช่วงเวลา แอมพลิจูด และลักษณะของแผ่นดินไหวได้อย่างแม่นยำ

ในปี พ.ศ. 2478 ชาร์ลส์ ริกเตอร์ นักแผ่นดินไหววิทยาชาวอเมริกัน ได้พัฒนามาตราริกเตอร์ ซึ่งเป็นระบบเชิงปริมาณที่อาศัยแอมพลิจูดของคลื่นไหวสะเทือนเพื่อกำหนดขนาดของแผ่นดินไหว นับเป็นก้าวสำคัญ เพราะเป็นครั้งแรกที่มนุษย์มีมาตราวัดที่เป็นมาตรฐานเดียวกันและนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในการเปรียบเทียบแผ่นดินไหว

อย่างไรก็ตาม มาตราริกเตอร์มีข้อจำกัดบางประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นดินไหวขนาดใหญ่และลึก ดังนั้น ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์จึงใช้มาตราโมเมนต์แมกนิจูด (Mw) ซึ่งเป็นมาตราลอการิทึมที่อ้างอิงตามพลังงานจริงที่ปลดปล่อยลงสู่พื้นดิน

มาตรา Mw ไม่เพียงแต่มีความแม่นยำมากขึ้นสำหรับแผ่นดินไหวขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังสามารถวัดแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในพื้นที่ห่างไกลหรือใต้ทะเลลึกได้ดีขึ้นอีกด้วย

จากอดีตสู่อนาคต

ตั้งแต่เครื่องวัดแผ่นดินไหวโบราณไปจนถึงเครื่องวัดแผ่นดินไหวสมัยใหม่ จากการสังเกตผลที่ตามมาไปจนถึงการวิเคราะห์คลื่นไหวสะเทือนด้วยคอมพิวเตอร์ การเดินทางของการวัดแผ่นดินไหวเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์และสติปัญญาของมนุษย์

เครื่องมือวัดเหล่านี้ไม่เพียงช่วยให้เราเข้าใจพฤติกรรมของโลกได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญในการพยากรณ์ เตือนภัยล่วงหน้า และลดความเสียหายที่เกิดจากภัยธรรมชาติให้เหลือน้อยที่สุดอีกด้วย

ในปัจจุบัน ด้วยการสนับสนุนของเซ็นเซอร์ตรวจจับแผ่นดินไหวทั่วโลก ดาวเทียม และปัญญาประดิษฐ์ มนุษย์กำลังเข้าใกล้เป้าหมายในการทำความเข้าใจและตอบสนองต่อปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่รุนแรงได้ดีขึ้น รวมถึงแผ่นดินไหวด้วย