หมุดหลักฐานในโครงข่ายหลักทางยีออเดซีของประเทศไทยได้มี สำรวจด้วยวิธีการรังวัดสัญญาณดาวเทียม GPS มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1994 ภายใต้โครงการวิจัยร่วมระหว่างสหภาพยุโรปและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (EU-Asian Project) เช่น โครงการ GEODYSSEA, SEAMERGES และ GEO2TECDI โดยมีการรังวัดโยงยึดเข้ากับกรอบพิกัดอ้างอิงค่าพิกัดสากลของโลก International Terrestrial Reference Frame (ITRF) หลังจากการเกิดแผ่นดินไหวสุมาตราอันดามัน ที่มีขนาดโมเมนต์แผ่นดินไหว (Mw) 9.2 เมื่อวันที่ 26 ธันวาคม 2004 พบว่ามีการเคลื่อนตัวทางราบด้วยขนาดที่ไม่เท่ากัน ในหลายประเทศ (เช่น ประเทศสิงคโปร์, ประเทศมาเลเซีย, ประเทศไทย) การเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ครั้งนี้ ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวทางราบขณะที่เกิดแผ่นดินไหวอย่างมีนัยสำคัญ เป็นระยะที่ไกลจากศูนย์กลางการเกิดแผ่นดินไหวนับพันกิโลเมตร โครงข่ายทางยีออเดซีของประเทศไทยก็ได้รับผลกระทบนี้เช่นกันและยังคงได้รับผล กระทบที่เกิดจากการเคลื่อนตัวภายหลังการเกิดแผ่นดินไหวต่อเนื่องอีกหลายปี โดยมีขนาดในระดับเซนติเมตรถึงนับสิบเซนติเมตร การเคลื่อนตัวขณะเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ (Co-seismic Motion) ตรวจพบในบริเวณพื้นที่ภาคใต้ของประเทศไทย รองลงมาตรวจพบในบริเวณภาคกลาง และขนาดเล็กในบริเวณพื้นที่ภาคเหนือของประเทศไทย อาจกล่าวได้ว่าประเทศไทยมีลักษณะถูกดึงในทิศทาง NE-SW และมีขนาดการเคลื่อนตัวแปรผกผันกับระยะทางจากศูนย์กลางการเกิดแผ่นดิน ไหวสุมาตรา-อันดามัน ที่มีระยะทางห่างจากจังหวัดภูเก็ตไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้เป็นระยะทางประมาณ 600 กิโลเมตร ภายหลังการเกิดแผ่นดินไหวยังคงมีการเคลื่อนตัว (Post-seismic Motion) อย่างต่อเนื่อง แม้ว่าจะมีแผ่นดินไหวขนาดใหญ่เกิดขึ้น เมื่อวันที่ 28 มีนาคม 2005 ที่มีชื่อเรียกว่า แผ่นดินไหวนิแอส (Mw 8.6) และแผ่นดินไหวเบงกูลู (Mw 8.5) เมื่อวันที่ 12 กันยายน 2007 ก็ตาม ลักษณะการเคลื่อนตัวภายในประเทศไทยดูเหมือนว่าจะยังคงเป็นอิทธิพลของการเกิด แผ่นดินไหวครั้งแรกที่มีขนาดโมเมนต์แผ่นดินไหวสุมาตรา-อันดามัน 9.2 มากกว่าเหตุการณ์อื่น

นอกจากการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในทางราบแล้ว จากผลการวิจัยในโครงการ GEO2TECDI โดยใช้ข้อมูลจากสถานีฐานแบบถาวรของ NICT ประเทศญี่ปุ่น (ที่ จ. ชุมพรและ จ. ภูเก็ต) พบว่าแผ่นเปลือกโลกในประเทศไทยมีการลดระดับในทางดิ่งในอัตราเฉลี่ยประมาณ 10-15 มมต่อปี ภายหลังเหตุแผ่นดินไหวครั้งใหญ่เมื่อปี 2004 ในขณะที่ข้อมูลจากสถานี CGPS ที่ติดตั้ง ณ สถานีวัดระดับน้ำเกาะมัตโพนในจังหวัดชุมพร และสถานีวัดระดับสัตหีบจังหวัดชลบุรี บ่งชี้ว่าแผ่นเปลือกโลกในบริเวณดังกล่าวกำลังลดระดับลงด้วยอัตราประมาณ 10 มม/ปี

เป็นที่ทราบกันดีว่ากรุงเทพมหานครและจังหวัดชายฝั่งใกล้เคียงได้แก่ สมุทรสาคร สมุทรปราการ และฉะเชิงเทรา ประสบกับปัญหาแผ่นดินทรุดที่ค่อนข้างรุนแรง และได้มีการศึกษาติดตามอัตราการทรุดตัวต่อเนื่องมาเป็นระยะเวลาประมาณ 30 ปีแล้วด้วยเทคนิคการทำระดับ (Differential Leveling Technique) อย่างไรก็ตามอัตราการทรุดตัวของแผ่นดินซึ่งเป็นอัตราของชั้นดิน/ทราย (ซึ่งในบริเวณกรุงเทพมหานครมีความหนาประมาณ 2 กิโลเมตร) ในช่วงประมาณ 15 ปีหลังซึ่งอยู่ในช่วงประมาณ 4 – 24 มม/ปี แล้วแต่พื้นที่เป็นอัตราสัมพัทธ์กับการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกที่รองรับอยู่ ข้อเท็จจริงนี้ยังไม่เป็นที่ตระหนักกันในวงกว้างและในขณะเดียวกันก็ยังไม่ เคยมีการศึกษาอย่างเป็นระบบเพื่อหาทิศทางและอัตราที่แน่ชัดของการเคลื่อนตัว ทางดิ่งของเปลือกโลกในบริเวณกรุงเทพมหานคร ทั้งนี้เนื่องจากความหนาของชั้นดิน/ทรายทำให้เป็นอุปสรรคที่ยากลำบากยิ่งใน การติดตั้งสถานีตรวจวัดที่มีโครงสร้างลึกลงไปประมาณ 2 กิโลเมตรเพื่อให้อยู่บนแผ่นเปลือกโลกที่เป็นชั้นหิน

ในช่วงก่อนเหตุการณ์แผ่นดินไหวสุมาตรา-อันดามันปี 2004 การยกตัวของเปลือกโลกจะชดเชยการทรุดตัวของแผ่นดินให้มีอัตราลดลง (เมื่อเทียบกับระดับน้ำทะเลปานกลางที่เกาะหลักที่เป็นค่าอ้างอิงความสูงของ ประเทศไทยและถือว่าคงที่) ในทางตรงข้าม ข้อมูล CGPS ที่จังหวัดชุมพรและสัตหีบข้างต้น ชี้ให้เห็นว่าหลังแผ่นดินไหวเป็นต้นมา เปลือกโลกในทั้งสองพื้นที่มีการลดระดับลงอย่างรวดเร็วโดยมีค่าอยู่ที่ประมาณ 10 มม/ปี ขนาดของการเคลื่อนตัวทางดิ่งที่เปลี่ยนไปนี้ใหญ่เกินกว่าที่จะละเลยหรือไม่ นำมาร่วมพิจารณาในการศึกษาและประเมินผลเกี่ยวกับการทรุดตัวของแผ่นดิน การลดระดับของเปลือกโลกจะไปเสริมอัตราการทรุดตัวของแผ่นดิน ทำให้การทรุดตัวสุทธิมีขนาดใหญ่ขึ้นกว่าที่บ่งชี้โดยข้อมูลการทรุดตัวเพียง อย่างเดียว และทำให้ผลกระทบต่าง ๆ ตลอดจนปัญหาที่เป็นผลพวงจากการทรุดตัวของแผ่นดินและการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำ ทะเลเฉลี่ยทวีความรุนแรงขึ้น

ทิศทางการเคลื่อนตัวทางดิ่งหลังแผ่นดินไหวของเปลือกโลกที่เกิดขึ้นในขณะนี้ ส่งผลให้อัตราการทรุดตัวของแผ่นดินที่ตรวจวัดได้จากการทำระดับเป็นตัวเลขที่ ต่ำเกินจริง (Underestimate) การประเมินผลกระทบที่เกิดขึ้นจากแผ่นดินทรุดและการหาแนวทางแก้ไขปัญหาจะไม่ สามารถได้คำตอบที่ถูกต้องและน่าเชื่อถือหากไม่นำค่าการเคลื่อนตัวทางดิ่งของ เปลือกโลกมาร่วมในการพิจารณา การหาอัตราที่แน่ชัดของการลดระดับของเปลือกโลกในบริเวณที่ราบลุ่มปากแม่น้ำ เจ้าพระยา-ท่าจีนและบริเวณใกล้เคียงจึงเป็นประเด็นศึกษาที่สำคัญยิ่งและควร ได้รับการดำเนินการโดยเร่งด่วน

อัตราการลดระดับของเปลือกโลก ณ ปัจจุบันที่จะได้จาก CGPS และอัตราในอนาคตที่จะได้จากการที่นักวิจัยไทยและนักธรณีฟิสิกส์ผู้เชี่ยวชาญ จากต่างประเทศจะร่วมมือกันปรับปรุงแบบจำลองระดับภูมิภาค จะเป็นข้อมูลสำคัญที่หน่วยงานของรัฐที่เกี่ยวข้อง เช่น กรมทรัพยากรธรณี กรมอุตุนิยมวิทยา กรุงเทพมหานคร กรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง ศูนย์การจัดการความรู้ด้านการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ (CCKM, ซึ่งเป็นหน่วยงานภายใต้ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ หรือ NECTEC) ตลอดจนนักวิชาการที่เกี่ยวข้องสามารถนำไปใช้ศึกษาทางด้านธรณีฟิสิกส์และธรณี พิบัติภัยจากแผ่นดินไหว รวมทั้งการประเมินผลกระทบ ความรุนแรง เพื่อการวางแผนป้องกันหรือแก้ไขปัญหาน้ำท่วมในอนาคตในบริเวณกรุงเทพมหานคร และปริมณฑล โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลกระทบที่จากการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลซึ่งเป็นผลพวง ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลกตามบริเวณชายฝั่งที่จะรุนแรงขึ้นจาก การที่เปลือกโลกลดระดับลง

วัตถุ ประสงค์ของโครงการ

1. เพื่อให้ได้ค่าพิกัดทางดิ่งความเที่ยงตรงสูงโดยการประมวลผลแบบ PPP จากข้อมูลสัญญาณดาวเทียมที่ได้จาก CGPS และ Campaign GPS

2. เพื่อให้ได้อัตราการเคลื่อนตัวทางดิ่ง ณ ปัจจุบันของแผ่นเปลือกโลกในบริเวณที่ราบลุ่มปากแม่น้ำเจ้าพระยา-ท่าจีนและ บริเวณใกล้เคียง

3. เพื่อให้ได้ภาพจำลองการเคลื่อนตัวทางดิ่งของชั้นเปลือกโลกในระดับประเทศ สำหรับใช้ประโยชน์ในการพยากรณ์อัตราและทิศทางการเคลื่อนตัวในอนาคต

บท คัดย่อ

การทรุด ตัวสุทธิของแผ่นดินบนผิวดินของกรุงเทพมหานครและปริมณฑลเกิดจากปัจจัยหลัก 2 ประการ ได้แก่ 1) การเคลื่อนตัวทางดิ่งของแผ่นเปลือกโลกที่เป็นชั้นหิน 2) การเคลื่อนตัวทางดิ่งที่เกิดขึ้นในชั้นตะกอนต่าง ๆ บนแผ่นเปลือกโลก ที่ผ่านมาการประเมินผลกระทบทางกายภาพและสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากน้ำท่วม การกัดเซาะชายฝั่ง การรุกล้ำของน้ำเค็ม ฯลฯ พิจารณาเฉพาะปัจจัยที่ 2 เพียงอย่างเดียว โดยมีสมมติฐานว่าแผ่นเปลือกโลกที่เป็นชั้นหินบริเวณกรุงเทพมหานครมี เสถียรภาพและไม่มีการเคลื่อนตัว อย่างไรก็ตาม ข้อมูลจากการรังวัดยีออเดติก (ความเที่ยงตรงสูง) โดยใช้สัญญาณดาวเทียมจีพีเอสในบางตำแหน่งของประเทศไทยบ่งชี้อย่างชัดเจนว่า สมมติฐานนี้ไม่สอดคล้องกับข้อเท็จจริงทางธรณีฟิสิกส์หลังจากการเกิดแผ่นดิน ไหวสุมาตรา- อันดามัน และแบบจำลองทางธรณีฟิสิกส์ Elastic Slip Dislocation คาดการณ์ว่าการเคลื่อนตัวหลังแผ่นดินไหวในบริเวณที่เป็น Subduction Trench แผ่นเปลือกโลกในบริเวณห่างออกมา (Far Field) ของแผ่นเปลือกโลกที่ขี่อยู่ (Overiding Plate) ซึ่งในกรณีนี้คือบริเวณประเทศไทยและประเทศใกล้เคียงน่าจะมีการลดระดับลง ข้อมูลจากสถานีรังวัดจีพีเอสต่อเนื่อง (Continuous GPS Station, CGPS) ที่สถานีวัดระดับน้ำสัตหีบ จ.ชลบุรีที่ติดตั้งเมื่อเดือนมกราคม 2551 และที่สถานีวัดระดับน้ำเกาะมัตโพน จ.ชุมพร เมื่อเดือนมีนาคม 2552 แสดงให้เห็นแนวโน้มการลดระดับลงของแผ่นดินในบริเวณดังกล่าวอย่างชัดเจนเช่น กัน แนวทางการดำเนินงานที่เสนอในงานวิจัยนี้ เป็นการประมวลผลด้วยสัญญาณดาวเทียมจีพีเอสแบบจุดเดี่ยวความเที่ยงตรงสูง (Precise Point Positioning, PPP) ที่จะได้จากการรังวัดเป็นระยะๆ (Campaign GPS) ในบริเวณที่เป็นหินโผล่ (Outcrop) รอบ ๆ กรุงเทพมหานครเพื่อสร้างอนุกรมเวลาของค่าพิกัดทางดิ่งสำหรับการประมาณในช่วง (Interpolation) เข้าหาพื้นที่กรุงเทพมหานคร ควบคู่ไปกับการรังวัดแบบต่อเนื่อง (Continuous GPS, CGPS) โดยการติดตั้ง CGPS ในจังหวัดใกล้เคียงกรุงเทพมหานครหรือพื้นที่อื่นที่เหมาะสมซึ่งจะนำข้อมูลมา ประมวลผลด้วยสัญญาณดาวเทียมจีพีเอสแบบ PPP เช่นเดียวกัน ข้อมูลทั้งหมดจะนำมาวิเคราะห์เพื่อให้ได้คำตอบที่แน่ชัดเกี่ยวกับอัตราการ ทรุดตัวของแผ่นเปลือกโลกในปัจจุบันตลอดจนการคาดการณ์แนวโน้มในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเด็นที่ว่าเมื่อไรการลดระดับของเปลือกโลกในบริเวณนี้จะ หยุดลง

ระยะ เวลาดำเนินโครงการ : 24 กุมภาพันธ์ พ.ศ.2554 ถึง 23 กุมภาพันธ์ พ.ศ.2556

คณะผู้ วิจัย
หัวหน้าโครงการ :     รศ.ดร.อิทธิ ตริสิริสัตยวงศ์
ผู้ร่วมวิจัย :     ศ.ดร.เฉลิมชนม์ สถิระพจน์