ไม่บ่อยที่เราจะได้เห็นการทำงานของ “นักธรณีฟิสิกส์” และไม่บ่อยที่เราจะได้สัมผัสเครื่องมือเครื่องใช้ของพวกเขา และในจำนวนนั้นมีส่วนช่วยให้เราเข้าใจปัจจัยการเกิดแผ่นดินไหวได้มากขึ้น
SuperSci สัปดาห์นี้ พามาเปิดห้องทำงานนักธรณีฟิสิกส์มือทอง ผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหวของประเทศไทย กับ ผศ.ดร.ภาสกร ปนานนท์ หัวหน้าศูนย์เชี่ยวชาญเฉพาะด้านแผ่นดินไหวและธรณีแปรสัณฐานของโลก (SEIS-SCOPE) ภาควิชาวิทยาศาสตร์พื้นพิภพ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ที่จะมาแนะนำตัวอย่างอุปกรณ์ภาคสนามทางธรณีฟิสิกส์ชิ้นสำคัญให้ทุกคนได้รู้จัก
ผศ.ดร.ภาสกร ปนานนท์ กล่าวว่า งานภาคสนามสำหรับนักธรณีฟิสิกส์ คือการออกไปสำรวจโครงสร้างทางธรณีวิทยาด้านต่างๆ โดยใช้ความรู้ทางฟิสิกส์ช่วยวิเคราะห์ประเมินผล ซึ่งการสำรวจโครงสร้างทางธรณีวิทยาระดับตื้นคือ การศึกษาโครงสร้างต่างๆ ใต้พื้นดิน เพื่อดูการวางตัวของวัตถุหรือการเรียงชั้นของดิน ส่วนการศึกษาเชิงโครงสร้างระดับลึก คือ การศึกษาโครงสร้างต่างๆ ของโลก รวมไปถึงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม
“งานของนักธรณีฟิสิกส์มีเยอะ เพราะขอบข่ายการศึกษาค่อนข้างกว้าง เครื่องมือทางธรณีฟิสิกส์จึงมีค่อนข้างเยอะเช่นกัน แต่สำหรับผมเน้นไปที่ด้านแผ่นดินไหว เครื่องมือที่นิยมใช้เป็นส่วนใหญ่จึงเป็นเครื่องมือสำหรับการสำรวจคลื่นไหวสะเทือน ที่เป็นการส่งพลังงานสั่นสะเทือนลงไปใต้พื้นดิน ให้สะท้อนกลับเข้ามายังอุปกรณ์ตรวจวัด แล้วนำค่าที่ได้มาแปลความหมายให้อยู่ในรูปแบบภาคตัดขวางของชั้นพื้นดิน เพื่อนำมาใช้กับการวิเคราะห์ผลในรูปแบบต่างๆ” ผศ.ดร.ภาสกร เผยถึงหลักการทำงานของเครื่องมือ
ด้วยเหตุนี้ภายในห้องทำงานของเขาจึงเต็มไปด้วยเครื่องมือหน้าตาแปลกประหลาด ที่เพิ่งนำกลับมาจากการสำรวจภาคสนาม ซึ่งผศ.ดร.ภาสกร ได้โชว์ตัวอย่างเครื่องมือสำรวจคลื่นไหวสะเทือนแก่ทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV-ผู้จัดการออนไลน์ถึง 4 ชนิดด้วยกัน อันได้แก่ ค้อนปอนด์, จีโอโฟน, สายไฟ และสายอากาศแทรกซึมพื้นดิน
อุปกรณ์สำรวจคลื่นไหวสะเทือนชิ้นแรก คือ “ค้อนปอนด์” อุปกรณ์หน้าตาบ้านๆ น้ำหนักกว่า 10 กิโลกรัม ที่มักเห็นตามงานก่อสร้าง แต่ถูกนำมาใช้ในงานสำรวจธรณีวิทยาในฐานะอุปกรณ์กำเนิดคลื่นไหวสะเทือน ซึ่งคลื่นดังกล่าวจะเกิดขึ้นจากการออกแรงใช้ค้อนทุบพื้นดินของใช้นักวิจัย เพื่อให้เกิดคลื่นไหวสะเทือนที่จะเคลื่อนลงไปในชั้นดินแล้วสะท้อนกลับมายังอุปกรณ์ตัวรับ
อุปกรณ์ชิ้นต่อมา คือ หัววัดการสั่นสะเทือน หรือ จีโอโฟน (GEOPHONE) อุปกรณ์ตรวจวัดการสั่นสะเทือนของพื้นดิน รูปร่างแปลกตา ที่มีทั้งส่วนที่ทำจากพลาสติกและส่วนที่เป็นโลหะเกาะเกี่ยวเป็นสายพะรุงพะรัง ที่ ผศ.ดร.ภาสกร แนะนำว่าเวลาใช้งาน จะต้องนำปลายโลหะแหลมปักลงไปในดินเพื่อรับคลื่นสั่นสะเทือนจากค้อนปอนด์ ซึ่งจีโอโฟนนี้จะถูกต่อกับสายไฟที่มีความยาวนับร้อยๆ เมตรอีกทอดเพื่อส่งสัญญาณไปยังเครื่องรับสัญญาณคลื่นสั่นสะเทือน
ต่อมาในส่วนของอุปกรณ์ชิ้นที่ 3 คือ “สายไฟ” อุปกรณ์หน้าตาธรรมดาแต่ไม่ธรรมดา เพราะมีความหนาและรูปร่างหน้าตาไม่เหมือนสายไฟตามบ้านที่เราคุ้นเคย แต่เป็นสายไฟขนาดใหญ่ที่รวมสายไฟขนาดเล็กจำนวน 4 สายให้อยู่ในมัดเดียวกัน ซึ่งส่วนปลายของสายไฟด้านหนึ่งจะถูกต่อเข้ากับจีโอโฟนเพื่อทำหน้าที่ส่งสัญญาณไปยังเครื่องรับสัญญาณแล้วบันทึกข้อมูล ก่อนจะนำไปประมวลผลด้วยโปรแกรมทางคอมพิวเตอร์ให้เกิดเป็นภาพตัดขวางใต้พื้นดินก่อนจะนำมาตีความโดยผู้เชี่ยวชาญทางด้านธรณีฟิสิกส์
อุปกรณชิ้นสุดท้ายที่ ผศ.ดร.ภาสกร นำมาโชว์ให้ได้ชม คือ เรดาห์ทะลุพื้นดิน หรือที่นักธรณีฟิสิกส์เรียกกันจนติดปากว่า เครื่องจีพีอาร์ (Ground Penetrating Radar: GPR) กล่องอุปกรณ์สีส้มทรงสี่เหลี่ยมขนาดใหญ่ ที่ถูกใช้เพื่อการสำรวจในระยะตื้นระดับ 5 เมตร สำหรับการดูโครงสร้างในชั้นรายละเอียดที่อยู่ลึกลงไปเช่น โพรงหรือลักษณะของชั้นดิน ที่ทำงานด้วยการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นวิทยุลงไปใต้พื้นดิน คลื่นจะถูกส่งออกไปแล้วสะท้อนกลับมาหาตัวเครื่อง ซึ่งนักธรณีฟิสิกส์จะวางกล่องนี้ไว้บนพื้นดินแล้วลากตามแนวลูกศร ซึ่งจะให้เป็นภาพตัดขวางข้างใต้พื้นดิน
*******************************
