เรียบเรียงจาก https://science.nasa.gov/earth/climate-change/can-climate-affect-earthquakes-or-are-the-connections-shaky/ โดย Alan Buis, NASA's Jet Propulsion Laboratory
รถบรรทุกสแกนเลเซอร์เคลื่อนที่ของศูนย์วิทยาศาสตร์แผ่นดินไหว USGS กำลังสแกนรอยแยกบนพื้นดินใกล้บริเวณที่เกิดการเลื่อนตัวของพื้นผิวมากที่สุด จากแผ่นดินไหวขนาด 7.1 ที่เซียร์เลสแวลลีย์ ซึ่งเกิดขึ้นในพื้นที่ริจเครสต์ รัฐแคลิฟอร์เนีย. USGS / Ben Brooks

แผ่นดินไหวขนาด 6.4 และ 7.1 ที่เกิดขึ้นติดต่อกันในพื้นที่ริจเครสต์ บริเวณทะเลทรายโมฮาวีของรัฐแคลิฟอร์เนีย ทางตะวันออกเฉียงเหนือของลอสแอนเจลิส เมื่อวันที่ 4 และ 5 กรกฎาคม 2019 ตามลำดับ สร้างแรงสั่นสะเทือนที่รับรู้ได้ถึง 30 ล้านคนในรัฐแคลิฟอร์เนีย เนวาดา แอริโซนา และบาฮาแคลิฟอร์เนีย ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต บาดเจ็บ ความเสียหายนับพันล้านดอลลาร์ และสร้างความตื่นตระหนกอย่างมาก แม้ว่าการเกิดแผ่นดินไหวในพื้นที่ห่างไกลจะช่วยลดผลกระทบลงได้ แต่เหตุการณ์ครั้งนี้ก็เป็นสัญญาณเตือนสำหรับชาวแคลิฟอร์เนียที่เริ่มชะล่าใจว่า พวกเขาอาศัยอยู่ใน “ดินแดนแผ่นดินไหว” และควรเตรียมพร้อมรับมือกับ “แผ่นดินไหวใหญ่” ที่นักวิทยาศาสตร์ยืนยันว่าจะต้องเกิดขึ้นอย่างแน่นอน เหตุการณ์นี้ยังทำให้เกิดการพูดคุยถึงทุกแง่มุมของแผ่นดินไหวอีกด้วย.

มีความเชื่อผิด ๆ มากมายเกี่ยวกับแผ่นดินไหว หนึ่งในความเชื่อที่พบบ่อยคือแนวคิดเรื่อง “อากาศแผ่นดินไหว” — กล่าวคือ สภาพอากาศบางประเภท เช่น ร้อนและแห้ง หรือแห้งและมีเมฆมาก มักเกิดขึ้นก่อนแผ่นดินไหว ความเชื่อนี้มีที่มาจากนักปรัชญาชาวกรีก อริสโตเติล ซึ่งเสนอทฤษฎีในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสตกาลว่า แผ่นดินไหวเกิดจากลมที่ถูกกักขังอยู่ในถ้ำใต้ดินและพยายามพัดออกมา เขาเชื่อว่าปริมาณอากาศจำนวนมากที่กักอยู่ใต้พื้นดินจะทำให้สภาพอากาศบนพื้นผิวโลกร้อนและสงบก่อนเกิดแผ่นดินไหว

ด้วยการเกิดขึ้นของวิชาวิทยาแผ่นดินไหว — หรือการศึกษาว่าด้วยแผ่นดินไหว — เราจึงทราบในปัจจุบันว่า แผ่นดินไหวส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการทางแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก (tectonic processes) ซึ่งเป็นแรงภายในโลกชั้นแข็งที่ทำให้โครงสร้างของเปลือกโลกเปลี่ยนแปลง โดยเฉพาะการแตกร้าวของมวลหินใต้ดินตามแนวรอยเลื่อน (บริเวณแนวยืดหยุ่นที่เปราะบาง) นอกจากนี้ เรายังรู้ว่าแผ่นดินไหวส่วนใหญ่เกิดขึ้นลึกลงไปใต้พื้นผิวโลก ในระดับที่ห่างไกลจากอิทธิพลของอุณหภูมิหรือสภาพอากาศบนพื้นผิวโลก และสุดท้ายคือ การกระจายตัวของแผ่นดินไหวเมื่อพิจารณาทางสถิตินั้น พบว่าเกิดขึ้นอย่างเท่าเทียมกันในทุกสภาพอากาศ สรุปว่า… ความเชื่อเรื่อง “อากาศแผ่นดินไหว” นั้นเป็นแค่ตำนาน

ในความเป็นจริง ตามข้อมูลของสำนักงานสำรวจธรณีวิทยาสหรัฐฯ (USGS) ความเชื่อมโยงเพียงอย่างเดียวที่เคยถูกบันทึกไว้ระหว่างแผ่นดินไหวกับสภาพอากาศก็คือ การเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศอย่างรุนแรงจากพายุขนาดใหญ่ เช่น เฮอริเคน อาจกระตุ้นให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า “แผ่นดินไหวช้า” (slow earthquakes) ซึ่งเป็นการปลดปล่อยพลังงานที่เกิดขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปในช่วงเวลานาน และไม่ทำให้เกิดแรงสั่นสะเทือนของพื้นดินเหมือนแผ่นดินไหวแบบทั่วไป ทั้งนี้ USGS ระบุว่า แม้การเปลี่ยนแปลงความกดอากาศต่ำอย่างรุนแรงเช่นนี้อาจมีส่วนกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหวที่สร้างความเสียหายได้ แต่ “จำนวนเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นมีน้อยมาก และไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ”

แล้วภูมิอากาศล่ะ? มีความเชื่อมโยงใดระหว่างปรากฏการณ์ทางภูมิอากาศกับแผ่นดินไหวหรือไม่? เราได้สอบถาม พอล ลุนด์เกรน นักธรณีฟิสิกส์จากห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนด้วยไอพ่น (Jet Propulsion Laboratory) ของนาซา ในเมืองพาซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย ให้ช่วยวิเคราะห์เรื่องนี้อย่างเป็นวิทยาศาสตร์

ชั่งน้ำหนักผลกระทบของน้ำต่อแผ่นดินไหว

ในการที่จะเชื่อมโยงระหว่างภูมิอากาศกับแผ่นดินไหว พอล ลุนด์เกรนกล่าวว่า ก่อนอื่นต้องพิจารณาว่ากระบวนการแปรสัณฐานแบบใดที่อาจเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางภูมิอากาศ นักวิทยาศาสตร์ทราบว่า แผ่นดินไหวสามารถถูกกระตุ้นหรือยับยั้งได้จากการเปลี่ยนแปลงของแรงเค้น (stress) ที่กระทำต่อรอยเลื่อน โดยตัวแปรด้านภูมิอากาศที่ส่งผลต่อแรงเค้นรอยเลื่อนมากที่สุดคือ “น้ำบนพื้นผิวโลก” ในรูปของฝนและหิมะ ลุนด์เกรนกล่าวว่ามีงานวิจัยหลายชิ้นที่สนับสนุนความเชื่อมโยงนี้ แต่ก็มีข้อแม้บางอย่าง

“โดยทั่วไปแล้ว ความเชื่อมโยงแบบนี้มักพบในกรณีของแผ่นดินไหวขนาดเล็กมาก หรือที่เรียกว่า microseismicity — คือแผ่นดินไหวที่มีขนาดต่ำกว่าศูนย์ ซึ่งเล็กเกินกว่าที่มนุษย์จะรับรู้ได้” เขากล่าว “แผ่นดินไหวลักษณะนี้เกิดขึ้นบ่อยครั้งมาก”

ลุนด์เกรนยกตัวอย่างงานวิจัยของ ฌอง-ฟิลิปป์ อาวัวก์ จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย (Caltech) และนักวิจัยคนอื่น ๆ ซึ่งพบความเชื่อมโยงระหว่างจำนวนแผ่นดินไหวขนาดเล็กในเทือกเขาหิมาลัยกับฤดูมรสุมประจำปี ในช่วงฤดูร้อน มีปริมาณน้ำฝนตกลงมาอย่างมากในบริเวณที่ราบอินโด-คงคา ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ทางตอนเหนือของอนุทวีปอินเดีย ส่งผลให้แรงเค้นบนเปลือกโลกในบริเวณนั้นเพิ่มขึ้น และทำให้ระดับของแผ่นดินไหวขนาดเล็กในเทือกเขาหิมาลัยที่อยู่ติดกันลดลง ในช่วงฤดูแล้งฤดูหนาว ซึ่งน้ำหนักของน้ำบนเปลือกโลกในที่ราบลดลง ระดับของแผ่นดินไหวขนาดเล็กในหิมาลัยกลับเพิ่มขึ้นถึงจุดสูงสุด

Advancing monsoon clouds and showers in Aralvaimozhy, near Nagercoil, India
กลุ่มเมฆและฝนจากมรสุมที่เคลื่อนตัวเข้ามาในเขตอารัลไวโมซีย์ ใกล้นาเกอร์โคอิล ประเทศอินเดีย ปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในช่วงฤดูมรสุมประจำปีบริเวณที่ราบอินโด-คงคา จะเพิ่มแรงเค้นบนเปลือกโลกในพื้นที่นั้น และทำให้จำนวนแผ่นดินไหวขนาดเล็กในเทือกเขาหิมาลัยที่อยู่ติดกันลดลง ในทางกลับกัน ช่วงฤดูแล้งที่น้ำหนักของน้ำบนเปลือกโลกในที่ราบลดลง จะทำให้แผ่นดินไหวขนาดเล็กในหิมาลัยเพิ่มขึ้นถึงระดับสูงสุด w:user:PlaneMad [CC BY-SA 3.0]

อย่างไรก็ตาม ลุนด์เกรนกล่าวว่า การสรุปความเชื่อมโยงในลักษณะนี้กับแผ่นดินไหวขนาดใหญ่เป็นเรื่องที่ยากกว่ามาก

“เราพบว่า การเปลี่ยนแปลงแรงเค้นเพียงเล็กน้อยที่เกิดจากปัจจัยคล้ายภูมิอากาศสามารถส่งผลต่อแผ่นดินไหวขนาดเล็กได้” เขากล่าว “รอยร้าวขนาดเล็กจำนวนมากในเปลือกโลกอยู่ในสภาวะไม่เสถียร เราเห็นด้วยว่าแรงจากกระแสน้ำขึ้นลง (tides) ก็สามารถกระตุ้นให้เกิดการสั่นสะเทือนเบา ๆ ของโลกที่เรียกว่าไมโครซีสม์ (microseisms) ได้ แต่ปัญหาที่แท้จริงคือการนำความรู้เกี่ยวกับแผ่นดินไหวขนาดเล็กมาขยายขอบเขตเพื่ออธิบายแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ หรือแม้แต่แผ่นดินไหวที่มนุษย์สามารถรู้สึกได้” การเปลี่ยนแปลงแรงเค้นที่เกี่ยวข้องกับภูมิอากาศอาจกระตุ้นหรือไม่กระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหวก็ได้ แต่เรายังไม่มีวิธีที่จะรู้ได้ว่ามันส่งผลมากน้อยแค่ไหน

“เราไม่สามารถรู้ได้ว่าเมื่อใดรอยเลื่อนจะอยู่ในจุดวิกฤตที่แรงกระตุ้นซึ่งไม่ใช่จากกระบวนการแปรสัณฐาน แต่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางภูมิอากาศ จะกลายเป็นฟางเส้นสุดท้ายที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ขึ้นมา แล้วทำไมถึงเกิดตอนนั้น ไม่ใช่ก่อนหน้านั้น?” เขากล่าว “ในตอนนี้ เรายังไม่มีข้อมูลหรือความสามารถเพียงพอที่จะยืนยันได้ว่า กระบวนการทางภูมิอากาศสามารถกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ได้”

แล้วความแห้งแล้งล่ะ?

เราทราบว่าผลกระทบตามฤดูกาลสามารถทำให้รอยเลื่อนเกิดการเปลี่ยนแปลงได้ แต่แล้วปรากฏการณ์ทางภูมิอากาศที่ไม่เกิดขึ้นเป็นช่วงเวลาแน่นอน เช่น ภัยแล้งยาวนานล่ะ? สิ่งเหล่านี้อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงได้ด้วยหรือไม่?

ปรากฏว่าการเปลี่ยนแปลงของแรงเค้นที่กระทำต่อเปลือกโลกในช่วงที่เกิดภัยแล้งอาจมีความสำคัญอย่างมาก งานวิจัยของโดนัลด์ อาร์กัส นักวิทยาศาสตร์จาก JPL และคณะ ในปี 2017 ซึ่งใช้ข้อมูลจากเครือข่ายสถานี GPS ความแม่นยำสูงในรัฐแคลิฟอร์เนีย โอเรกอน และวอชิงตัน พบว่า ช่วงเวลาที่สลับกันระหว่างภัยแล้งและฝนตกหนักในเทือกเขาเซียร์ราเนวาดา ระหว่างปี 2011 ถึง 2017 ทำให้แนวเทือกเขาสูงขึ้นเกือบ 1 นิ้ว แล้วลดระดับลงประมาณครึ่งหนึ่งของระดับที่เพิ่มขึ้น ภายหลังจากที่หินภูเขาสูญเสียน้ำในช่วงภัยแล้งและกลับมาอุ้มน้ำอีกครั้งเมื่อฝนตกหนัก แม้งานวิจัยนี้จะไม่ได้ศึกษาผลกระทบต่อรอยเลื่อนโดยตรง แต่การเปลี่ยนแปลงของแรงเค้นลักษณะนี้ก็อาจส่งผลกระทบต่อรอยเลื่อนที่อยู่ในหรือใกล้กับแนวเทือกเขา

Sierra Nevada, CA
เทือกเขาเซียร์ราเนวาดาในรัฐแคลิฟอร์เนียสูงขึ้นเกือบ 1 นิ้วในช่วงปี 2011 ถึง 2015 ระหว่างที่เกิดภัยแล้ง อันเป็นผลมาจากการสูญเสียน้ำภายในหินที่มีรอยร้าว การเปลี่ยนแปลงของแรงเค้นที่กระทำต่อเปลือกโลกในลักษณะนี้ อาจส่งผลกระทบต่อรอยเลื่อนที่อยู่ในหรือใกล้กับแนวเทือกเขาได้ trailkrum, CC-BY-2.0

ในทำนองเดียวกัน การสูบน้ำบาดาลจากชั้นหินอุ้มน้ำโดยมนุษย์ซึ่งมักรุนแรงขึ้นในช่วงภัยแล้งก็พบว่ามีผลต่อรูปแบบของแรงเค้นที่กระทำต่อเปลือกโลก โดย “ลดน้ำหนัก” ที่กดทับเปลือกโลก ลุนด์เกรนชี้ถึงงานวิจัยในวารสาร Nature ปี 2014 โดย Amos และคณะ ซึ่งศึกษาผลกระทบจากการสูบน้ำบาดาลในหุบเขาเซ็นทรัลแวลลีย์ของแคลิฟอร์เนียที่มีต่อกิจกรรมแผ่นดินไหวบนรอยเลื่อนซานแอนเดรียสซึ่งอยู่ติดกัน นักวิจัยพบว่าการสูบน้ำดังกล่าวสามารถส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงเค้นด้านข้างระหว่างสองฝั่งของรอยเลื่อนซานแอนเดรียสซึ่งเคลื่อนที่ในแนวนอนสวนทางกันตามขอบของแผ่นเปลือกโลกหลักสองแผ่น สิ่งนี้อาจทำให้รอยเลื่อนหลุดออกจากการยึดตัว(unclamp) และเลื่อนไถลกันได้ ซึ่งอาจนำไปสู่การเกิดแผ่นดินไหว

Subsidence in California's San Joaquin Valley
การทรุดตัวของพื้นดินในหุบเขาซานฮัวคิน รัฐแคลิฟอร์เนีย ระหว่างวันที่ 3 พฤษภาคม 2014 ถึง 22 มกราคม 2015 ซึ่งวัดโดยดาวเทียม Radarsat-2 ของแคนาดา งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ปี 2014 พบว่า การสูบน้ำบาดาลสามารถส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงเค้นด้านข้างบนรอยเลื่อนซานแอนเดรียส ซึ่งอาจทำให้รอยเลื่อนหลุดจากการยึดตัว และนำไปสู่การเกิดแผ่นดินไหว Canadian Space Agency/NASA/JPL-Caltech

“แรงเค้นเหล่านี้แม้จะมีขนาดเล็ก แต่หากมีการสูบน้ำบาดาลต่อเนื่องเป็นเวลานาน ก็อาจส่งผลอย่างมีนัยสำคัญได้” เขากล่าว “แม้การเปลี่ยนแปลงแรงเค้นลักษณะนี้จะน้อยเมื่อเทียบกับแรงเค้นที่เกิดจากกระบวนการแปรสัณฐานตามปกติ แต่ก็อาจเร่งให้แผ่นดินไหวใหญ่ครั้งถัดไปบนรอยเลื่อนซานแอนเดรียสเกิดขึ้นเร็วขึ้น นอกจากนี้ เนื่องจากการเลื่อนไถลของรอยเลื่อนจะเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาที่ไม่มีแผ่นดินไหว จึงอาจทำให้เกิดแผ่นดินไหวที่ถี่ขึ้นแต่ขนาดเล็กลง”

อย่างไรก็ตาม ลุนด์เกรนกล่าวว่า ช่วงรอยเลื่อนซานแอนเดรียสที่ใกล้กับหุบเขาเซ็นทรัลแวลลีย์ที่สุด ซึ่งเรียกว่าช่วงฟอร์ตทีฮอน (Fort Tejon segment) เกิดการเลื่อนตัวครั้งล่าสุดในปี 1857 ดังนั้น ด้วยลักษณะที่ไม่แน่นอนของแผ่นดินไหวตามแนวรอยเลื่อนนี้ และช่วงเวลาที่แตกต่างกันมากระหว่างแต่ละเหตุการณ์ ด้วยความรู้ที่มีในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ยังห่างไกลจากการเข้าใจว่าแผ่นดินไหวใหญ่ครั้งต่อไปจะเกิดขึ้นที่ไหนและเมื่อใด

ไฟและน้ำแข็ง: ธารน้ำแข็งกับกระบวนการแปรสัณฐานของโลก

Eruption at Iceland's Holuhraun lava field
การปะทุของลาวาที่ทุ่งโฮลูฮราวน์ ประเทศไอซ์แลนด์ เมื่อวันที่ 4 กันยายน 2014 งานวิจัยในปี 2017 ที่ศึกษากิจกรรมภูเขาไฟของไอซ์แลนด์เมื่อราว 4,500 ถึง 5,500 ปีก่อน พบความเชื่อมโยงระหว่างการละลายของธารน้ำแข็งกับการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมภูเขาไฟ peterhartree [CC BY-SA 2.0]

อีกหนึ่งปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับภูมิอากาศซึ่งเชื่อกันว่ามีความเชื่อมโยงกับกระบวนการแปรสัณฐานคือการเกิดธารน้ำแข็ง การถอยร่นของธารน้ำแข็งสามารถลดแรงเค้นที่กระทำต่อเปลือกโลกใต้ธารน้ำแข็งนั้นซึ่งอาจส่งผลต่อการเคลื่อนตัวของแมกมาใต้พื้นผิว งานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร Geology ซึ่งศึกษากิจกรรมภูเขาไฟในไอซ์แลนด์เมื่อราว 4,500 ถึง 5,500 ปีก่อน ซึ่งเป็นช่วงที่โลกมีอุณหภูมิเย็นกว่าปัจจุบัน พบว่ามีความเชื่อมโยงระหว่างการละลายของธารน้ำแข็งกับการเพิ่มขึ้นของการปะทุของภูเขาไฟ ในทางกลับกัน เมื่อการปกคลุมของธารน้ำแข็งเพิ่มขึ้น การปะทุก็ลดลง

นักวิจัยยังพบว่า การเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของธารน้ำแข็งสามารถทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า “แผ่นดินไหวจากธารน้ำแข็ง” (glacial earthquakes) แผ่นดินไหวจากธารน้ำแข็งในกรีนแลนด์มักเกิดขึ้นถี่ที่สุดในช่วงฤดูร้อน และมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไปซึ่งอาจเป็นผลตอบสนองต่อภาวะโลกร้อน

การใช้น้ำของมนุษย์และการกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหว

นอกเหนือจากผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับภูมิอากาศ การจัดการและการใช้น้ำโดยมนุษย์ก็สามารถส่งผลต่อการเกิดแผ่นดินไหวได้เช่นกัน ผ่านปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “แผ่นดินไหวจากการกระตุ้น” (induced seismicity)

ตัวอย่างเช่น การเก็บกักน้ำในเขื่อนขนาดใหญ่ถูกพบว่ามีความเชื่อมโยงกับกิจกรรมแผ่นดินไหวในหลายพื้นที่ทั่วโลก แม้ผลกระทบนั้นจะเกิดขึ้นในลักษณะเฉพาะจุดก็ตาม ในปี 1975 ประมาณแปดปีหลังจากที่มีการสร้างทะเลสาบโอโรวิลล์ในแคลิฟอร์เนียตอนเหนือ ซึ่งเป็นอ่างเก็บน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้นขนาดใหญ่เป็นอันดับสองของรัฐโดยกั้นน้ำไว้หลังเขื่อนโอโรวิลล์ ได้เกิดแผ่นดินไหวหลายครั้งขึ้นใกล้บริเวณนั้น โดยแผ่นดินไหวที่ใหญ่ที่สุดมีขนาด 5.7 ไม่นานก่อนหน้านั้น ระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำถูกลดลงจนถึงระดับต่ำที่สุดนับตั้งแต่เริ่มใช้งานเพื่อซ่อมแซมช่องรับน้ำของโรงไฟฟ้าก่อนที่จะเติมน้ำกลับเข้าไปอีกครั้ง และจากนั้นแผ่นดินไหวก็เกิดขึ้น

Lake Oroville in California
ทะเลสาบโอโรวิลล์ในรัฐแคลิฟอร์เนียเป็นจุดที่เกิดแผ่นดินไหวขนาด 5.7 ในปี 1975 ซึ่งเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงของแรงเค้นบนรอยเลื่อนในพื้นที่ อันเป็นผลจากความผันผวนของระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำ Quinn Comendant [CC BY-SA 2.0]

งานวิจัยหลายชิ้นที่ศึกษาการเกิดแผ่นดินไหวในบริเวณนั้นสรุปว่าการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำ และการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักที่กระทำต่อพื้นดิน มีผลทำให้แรงเค้นบนรอยเลื่อนในพื้นที่เปลี่ยนไปจนกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหว การติดตามกิจกรรมแผ่นดินไหวในบริเวณอ่างเก็บน้ำในช่วงหลายปีหลังจากเหตุการณ์นั้น พบว่ามีความสัมพันธ์เชิงฤดูกาลระหว่างระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำกับการเกิดแผ่นดินไหวโดยกิจกรรมแผ่นดินไหวจะลดลงเมื่อระดับน้ำในอ่างเพิ่มขึ้นในช่วงฤดูหนาวและฤดูใบไม้ผลิและแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดมักเกิดขึ้นในช่วงที่ระดับน้ำลดลงในฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วง

แผ่นดินไหวจากการกระตุ้นยังสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อกิจกรรมที่มนุษย์ใช้น้ำเข้าไปเกี่ยวข้องส่งผลให้รอยเลื่อนเกิดการหล่อลื่น งานวิจัยของ USGS และสถาบันอื่น ๆ ได้เชื่อมโยงการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของกิจกรรมแผ่นดินไหวในรัฐโอคลาโฮมา รวมถึงรัฐอื่น ๆ ในแถบมิดเวสต์และตะวันออกของสหรัฐฯ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เข้ากับการเพิ่มขึ้นของการฉีดน้ำเสียลงใต้ดินจากกระบวนการสกัดปิโตรเลียม บ่อฉีดเหล่านี้จะส่งของเหลวลงไปยังชั้นหินที่มีรูพรุนใต้ดิน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในบางกรณี ของเหลวเหล่านี้อาจไหลเข้าสู่รอยเลื่อนใต้ดินที่ใกล้ถึงจุดเลื่อนแล้ว ทำให้แรงดันในรูพรุนของหิน (pore pressure) เปลี่ยนแปลง และกระตุ้นให้รอยเลื่อนเลื่อนไถลจนเกิดแผ่นดินไหว

House damage in central Oklahoma
ความเสียหายของบ้านเรือนในตอนกลางของรัฐโอคลาโฮมาจากแผ่นดินไหวขนาด 5.6 เมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน 2011 งานวิจัยที่ดำเนินการโดยเอลิซาเบธ ค็อคราน นักธรณีฟิสิกส์จาก USGS ร่วมกับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยต่าง ๆ ชี้ว่าแผ่นดินไหวครั้งนี้น่าจะเกิดจากการฉีดของเสียลงบ่อใต้ดินลึกในแหล่งน้ำมัน Wilzetta North / USGS/Brian Sherrod

มองภาพรวมของความเชื่อมโยงในระบบโลก

ลุนด์เกรนกล่าวว่า เมื่อตนเริ่มศึกษาการเกิดแผ่นดินไหวในช่วงแรก ทุกอย่างยังมุ่งเน้นอยู่ที่การทำความเข้าใจแผ่นดินไหวในบริบทของธรณีแปรสัณฐานและกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในเปลือกโลก แต่สิ่งนี้กำลังเปลี่ยนไป

“ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ด้วยการแพร่หลายของเทคโนโลยีใหม่ ๆ เช่น GPS ซึ่งมีการกระจายตัวครอบคลุมพื้นที่กว้างและมีความไวสูงมากขึ้น ผู้คนจึงเริ่มหันมาศึกษาผลกระทบในลำดับรอง — ปัจจัยอื่น ๆ ที่อาจมีอิทธิพลต่อการเกิดแผ่นดินไหว” เขากล่าว “มันน่าตื่นเต้นมากที่ได้ค้นพบความเชื่อมโยงที่เป็นไปได้ระหว่างแผ่นดินไหวกับภูมิอากาศ เช่น ความแตกต่างตามฤดูกาล แต่ความท้าทายก็คือการทำให้ความเชื่อมโยงเหล่านั้นสอดคล้องกับหลักฟิสิกส์พื้นฐาน”

“เรายังอยู่ห่างไกลจากความสามารถในการทำนายว่าแผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นเมื่อใดจากกระบวนการทางภูมิอากาศ” เขาสรุป “ถึงแม้ว่าเราจะรู้ว่ากระบวนการทางภูมิอากาศภายนอกบางอย่างอาจมีผลกระทบต่อระบบรอยเลื่อนก็ตาม แต่เพราะเราไม่รู้ว่ารอยเลื่อนนั้นอยู่ในสถานะใกล้พังมากน้อยแค่ไหน เราจึงยังไม่สามารถคาดการณ์ต่อได้ว่า ‘อ้อ อาจเกิดแผ่นดินไหวภายในหนึ่งสัปดาห์หรือหนึ่งเดือนหลังจากนี้’

สิ่งที่งานวิจัยเหล่านี้เน้นย้ำคือ ความซับซ้อนอย่างยิ่งของระบบโลกของเรา การวิจัยอย่างต่อเนื่องจะช่วยให้เราเข้าใจมากขึ้นถึงความเชื่อมโยงระหว่างองค์ประกอบต่าง ๆ ของระบบนี้ ซึ่งบางครั้งก็เชื่อมโยงกันในแบบที่คาดไม่ถึง