ทำไมสึนามิจึงเกิดตามหลังแผ่นดินไหว และพื้นทะเลเกี่ยวข้องอย่างไร

เวลามองภาพสึนามิ หลายคนอาจสงสัยว่าทำไมแผ่นดินไหวซึ่งเกิดอยู่ใต้พื้นโลก จึงทำให้น้ำทะเลที่อยู่ห่างออกไปเกิดเป็นคลื่นขนาดมหึมาได้ เรื่องนี้ไม่ได้เกิดจากแรงสั่นสะเทือนเพียงอย่างเดียว แต่เกี่ยวข้องกับการขยับตัวของแผ่นเปลือกโลก และการที่พื้นทะเลดันน้ำทั้งมวลขึ้นพร้อมกัน

ลองนึกภาพอ่างน้ำที่มีน้ำเต็มอยู่ หากยกก้นอ่างขึ้นอย่างรวดเร็ว น้ำทั้งก้อนจะถูกดันให้เคลื่อนตัวและกระเพื่อมออกไปหลายทิศทาง พื้นทะเลก็ทำงานคล้ายกัน เมื่อเกิดแผ่นดินไหวใต้ทะเลแล้วแผ่นเปลือกโลกบางส่วนยกตัวหรือลดตัวในแนวดิ่ง น้ำทะเลที่อยู่เหนือบริเวณนั้นจะถูกผลักขึ้นหรือลากลงทันที จากนั้นพลังงานจะกระจายออกเป็นระลอกคลื่นขนาดใหญ่

จุดสำคัญจึงไม่ใช่แค่แผ่นดินไหวแรง แต่ต้องมีการเคลื่อนตัวของพื้นทะเลในแนวดิ่งมากพอ หากแผ่นดินไหวทำให้พื้นดินเลื่อนผ่านกันในแนวนอนเป็นหลัก น้ำทะเลอาจไม่ได้ถูกยกขึ้นมากพอที่จะสร้างสึนามิ แม้แผ่นดินไหวนั้นจะมีขนาดใหญ่ก็ตาม

แผ่นดินไหวที่มีโอกาสทำให้เกิดสึนามิสูง มักเกิดบริเวณเขตมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก แผ่นหนึ่งมุดลงไปใต้แผ่นหนึ่ง เมื่อแรงเสียดทานสะสมจนรอยเลื่อนปลดปล่อยพลังงาน พื้นทะเลบริเวณกว้างอาจดีดตัวขึ้นอย่างฉับพลัน เหตุการณ์ลักษณะนี้สามารถผลักน้ำทะเลปริมาณมหาศาลให้เคลื่อนออกจากจุดกำเนิด

หลังจากนั้นคลื่นจะไม่ได้เดินทางเหมือนคลื่นชายหาดทั่วไป คลื่นจากลมมักกระทบเฉพาะผิวน้ำ แต่สึนามิทำให้น้ำตั้งแต่ผิวน้ำลงไปถึงพื้นทะเลเคลื่อนที่เป็นมวลขนาดใหญ่ จึงมีพลังงานสูงและเดินทางได้ไกลมาก ในทะเลลึก คลื่นอาจมีความสูงไม่มากจนเรือกลางทะเลแทบไม่รู้สึกถึงความผิดปกติ แต่ความยาวคลื่นยาวมากและมีพลังงานสะสมอยู่ในระบบน้ำทั้งก้อน

ความเร็วของสึนามิขึ้นอยู่กับความลึกของน้ำ ทะเลที่ลึกทำให้คลื่นเดินทางได้เร็วมาก ส่วนบริเวณน้ำตื้นใกล้ชายฝั่ง คลื่นจะเคลื่อนที่ช้าลง แต่พลังงานที่มีอยู่ยังคงเดินทางต่อ ทำให้มวลน้ำถูกบีบอัดและยกตัวสูงขึ้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การตื้นเขินของคลื่น จึงเป็นเหตุผลที่สึนามิซึ่งดูไม่สูงมากในทะเลเปิด สามารถกลายเป็นคลื่นน้ำที่ไหลบ่าเข้าฝั่งได้

สึนามิไม่ใช่คลื่นลูกเดียว แต่เป็นชุดของคลื่นที่อาจเดินทางเข้าฝั่งหลายระลอก และระลอกแรกไม่จำเป็นต้องใหญ่ที่สุด

คำว่าแผ่นดินไหวกับสึนามิจึงไม่ได้หมายความว่าจะเกิดคู่กันทุกครั้ง แผ่นดินไหวบนบกไม่ทำให้เกิดสึนามิโดยตรง แผ่นดินไหวใต้ทะเลที่อยู่ลึกมากหรือขยับในแนวนอนเป็นหลักก็อาจไม่ทำให้เกิดคลื่นรุนแรง ส่วนแผ่นดินไหวขนาดไม่ใหญ่มากก็อาจทำให้เกิดสึนามิได้ หากทำให้ดินใต้น้ำหรือภูเขาไฟใต้ทะเลถล่มลงไปอย่างฉับพลัน

นอกจากการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนแล้ว สึนามิยังเกิดจากดินถล่มใต้ทะเล การพังทลายของภูเขาไฟ การระเบิดของภูเขาไฟใต้น้ำ หรือวัตถุขนาดใหญ่ตกลงในทะเลได้ เพียงแต่สึนามิที่เกิดจากแผ่นดินไหวบริเวณเขตมุดตัวมักมีขอบเขตกว้างและเดินทางได้ไกลกว่าสึนามิจากดินถล่มเฉพาะจุด

สัญญาณธรรมชาติที่คนริมทะเลควรจำไว้มีหลายอย่าง หากรู้สึกถึงแผ่นดินไหวที่แรงมากหรือสั่นอยู่นานจนยืนลำบาก ควรรีบออกจากชายฝั่งไปยังพื้นที่สูงหรือไกลจากทะเลทันที ไม่ควรรอประกาศเตือนภัย หากทะเลลดระดับลงอย่างรวดเร็วผิดธรรมชาติ หรือได้ยินเสียงคำรามจากทะเล ก็ถือเป็นสัญญาณอันตราย แต่การที่น้ำทะเลไม่ลดก็ไม่ได้แปลว่าปลอดภัย เพราะบางครั้งคลื่นลูกแรกอาจมาในรูปของระดับน้ำที่สูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

• แผ่นดินไหวใต้ทะเลอาจทำให้พื้นทะเลยกตัวหรือลดตัว

• พื้นทะเลที่ขยับจะผลักน้ำทะเลทั้งมวลให้เคลื่อนที่

• คลื่นเดินทางเร็วในทะเลลึกและสูงขึ้นเมื่อเข้าสู่น้ำตื้น

• สึนามิมักมาเป็นหลายระลอกและอาจกินเวลาหลายชั่วโมง

• แผ่นดินไหวทุกครั้งไม่ได้ทำให้เกิดสึนามิ

เหตุผลที่ต้องอพยพขึ้นที่สูงโดยเร็วหลังแผ่นดินไหว จึงไม่ใช่เพราะคลื่นจะมาถึงทันทีทุกครั้ง แต่เพราะระยะเวลาเตือนอาจสั้นมาก โดยเฉพาะเมื่อจุดกำเนิดอยู่ใกล้ชายฝั่ง การกลับลงไปดูทะเลหรือเดินเก็บของหลังคลื่นลูกแรกผ่านไปก็ยังมีความเสี่ยง เพราะระลอกถัดมาอาจสูงกว่าและมีกระแสน้ำรุนแรงกว่า

สรุปให้เห็นภาพง่ายที่สุด แผ่นดินไหวทำหน้าที่เป็นตัวปลดปล่อยพลังงาน ส่วนการยกหรือทรุดตัวของพื้นทะเลเป็นกลไกที่ผลักน้ำให้เกิดคลื่น เมื่อคลื่นเคลื่อนจากทะเลลึกเข้าสู่ชายฝั่ง พลังงานเดิมจะถูกบีบให้อยู่ในพื้นที่ตื้นและแคบลง จึงทำให้ระดับน้ำสูงขึ้นอย่างน่ากลัว สึนามิจึงไม่ได้เกิดเพราะพื้นดินสั่นเพียงอย่างเดียว แต่เกิดจากการที่พื้นทะเลเปลี่ยนตำแหน่งอย่างฉับพลัน แล้วส่งแรงกระเพื่อมผ่านมหาสมุทรออกไป