จากบทความเรื่อง "เมืองต่าง ๆ ทั่วโลกกำลังทรุดตัวลงเนื่องจากการลดลงของน้ำบาดาล แต่กระบวนการนี้สามารถแก้ไขให้กลับคืนสู่สภาพเดิมได้"

[บทความโดย เจสซี เคียร์ส (Jesse Kearse) นักวิจัยด้านวิทยาศาสตร์โลกเจ เฮเรนกา วากา แห่งมหาวิทยาลัยวิกตอเรียแห่งเวลลิงตัน]

เมืองหลายแห่งทั่วโลกกำลังทรุดตัวลงเนื่องจากการสูบน้ำบาดาลจากแหล่งกักเก็บใต้ดินขึ้นมาใช้ในปริมาณที่มากเกินไป

การทรุดตัวนี้ทำให้เมืองชายฝั่งเหล่านี้มีความเสี่ยงมากขึ้นต่อระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นอันเป็นผลมาจากภาวะโลกร้อน

อย่างไรก็ตาม งานวิจัยใหม่ของเราชี้ให้เห็นว่ากระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามได้ กล่าวคือ เมื่อมีการเติมน้ำกลับลงสู่แหล่งน้ำบาดาล พื้นที่เมืองก็สามารถยกตัวสูงขึ้นได้เช่นกัน

ผลการศึกษาของเรายังเผยให้เห็นเบาะแสที่คาดไม่ถึง นั่นคือแนวรอยเลื่อนมีบทบาทสำคัญในการกำหนดตำแหน่งที่เกิดการฟื้นตัวของระดับน้ำบาดาลและการยกตัวของผืนดินในอัตราที่รวดเร็วที่สุด

ปัญหาเมืองทรุดตัวทั่วโลก
การทรุดตัวของแผ่นดิน (Land subsidence) หรือการที่พื้นผิวดินค่อยๆ ลดระดับต่ำลง เป็นปัญหาที่ส่งผลกระทบต่อเมืองใหญ่หลายแห่งทั่วโลก

พื้นที่บางส่วนของกรุงจาการ์ตา เมืองหลวงของอินโดนีเซีย กำลังทรุดตัวลงในอัตรามากกว่า 10 เซนติเมตรต่อปี จนทำให้รัฐบาลต้องวางแผนย้ายเมืองหลวงไปยังพื้นที่อื่น

เมืองเทียนจินซึ่งเป็นเมืองชายฝั่งของจีนและมีประชากรอาศัยอยู่ถึง 15 ล้านคน ก็เป็นอีกหนึ่งพื้นที่ที่ประสบปัญหาการทรุดตัวอย่างรุนแรง หากการทรุดตัวยังคงดำเนินต่อไปโดยไม่มีการแก้ไข ประชากรถึงร้อยละ 15 ของเมืองนี้อาจต้องเผชิญกับภาวะน้ำท่วมจมอยู่ใต้น้ำภายในปี ค.ศ. 2120

สถานการณ์ในลักษณะเดียวกันนี้กำลังเกิดขึ้นในหลายพื้นที่ ตั้งแต่เมืองซานดิเอโกไปจนถึงเมืองใหญ่ในประเทศอิหร่าน ซึ่งล้วนเป็นพื้นที่ที่มีการสูบน้ำบาดาลขึ้นมาใช้ในอัตราที่เร็วกว่าการเติมกลับตามธรรมชาติ

ในประเทศนิวซีแลนด์ (หรือ Aotearoa New Zealand) ผลการศึกษาล่าสุดระบุว่าพื้นที่ชายฝั่งที่เป็นเขตเมืองประมาณร้อยละ 80 กำลังทรุดตัวลง โดยน้ำบาดาลอาจเป็นปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์นี้ในบางพื้นที่ รวมถึงเมืองไครสต์เชิร์ชและเวลลิงตัน

น้ำบาดาลในเขตเมืองส่งผลให้เกิดการทรุดตัวของพื้นดินได้อย่างไร
เมืองจำนวนมากถูกสร้างขึ้นบนแหล่งกักเก็บน้ำบาดาลตามธรรมชาติ (หรือที่เรียกว่า "ชั้นหินอุ้มน้ำ") และโครงสร้างของเมืองส่วนหนึ่งก็อาศัยแรงพยุงจากน้ำที่อยู่เบื้องล่างนี้ในการคงสภาพอยู่

ลองจินตนาการถึงลูกโป่งน้ำขนาดมหึมาที่อยู่ใต้ตัวเมือง โดยลูกโป่งนี้เปรียบเสมือนชั้นหินอุ้มน้ำที่เต็มไปด้วยน้ำ เมื่อมีการสูบน้ำบาดาลขึ้นมาใช้ "ลูกโป่ง" นั้นก็จะแฟบลง ส่งผลให้พื้นดินที่อยู่ด้านบนทรุดตัวต่ำลงตามไปด้วย

เรื่องนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อพื้นที่ชายฝั่ง หากแผ่นดินทรุดตัวลงในขณะที่ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น ผลกระทบทั้งสองอย่างจะรวมกัน ส่งผลให้เมืองชายฝั่งเผชิญกับระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับระดับเดิม และทำให้ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมาถึงเร็วยิ่งขึ้น

เรามีความเข้าใจเป็นอย่างดีเกี่ยวกับผลกระทบของการสูบน้ำบาดาลที่ทำให้เกิดการทรุดตัวของแผ่นดิน และมักมีการเสนอให้ปรับปรุงการบริหารจัดการน้ำบาดาลเป็นกลยุทธ์หลักในการชะลอหรือหยุดยั้งการทรุดตัวดังกล่าว

สิ่งที่ยังไม่มีความชัดเจนคือ ชั้นดินและหินใต้เมืองจะมีการตอบสนองอย่างไรเมื่อชั้นน้ำบาดาลมีการฟื้นตัวในระยะยาว พื้นดินจะยกตัวกลับขึ้นมาอย่างสม่ำเสมอเหมือนลูกโป่งที่ถูกเติมลมเข้าไปใหม่ หรือว่าการตอบสนองนั้นมีความซับซ้อนกว่านั้น?

ในการหาคำตอบสำหรับเรื่องนี้ เราจำเป็นต้องมีข้อมูลสำคัญ 2 ประการ ได้แก่ ข้อมูลระยะยาวเกี่ยวกับตำแหน่งที่มีการสะสมของน้ำในชั้นน้ำบาดาลใต้ดิน และการวัดระดับความสูงของพื้นผิวดินด้านบนอย่างแม่นยำในระดับมิลลิเมตร

โอซาก้า: ห้องปฏิบัติการทางธรรมชาติ
เมืองโอซาก้าถือเป็นสถานที่ที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาเรื่องนี้ ในช่วงทศวรรษ 1920 ถึง 1960 การสูบน้ำบาดาลในปริมาณมากทำให้ระดับน้ำใต้เมืองลดต่ำลงถึง 30 เมตร และส่งผลให้แผ่นดินทรุดตัวลงมากกว่า 2 เมตรในบางพื้นที่

สถานการณ์ดังกล่าวทำให้รัฐบาลญี่ปุ่นต้องออกมาตรการควบคุมการใช้น้ำบาดาลอย่างเข้มงวดในช่วงต้นทศวรรษ 1960 และในช่วงหลายทศวรรษหลังจากนั้น ระดับน้ำบาดาลก็ค่อยๆ ฟื้นตัวขึ้นอย่างต่อเนื่อง

เพื่อติดตามระดับน้ำบาดาล เราได้ตรวจสอบข้อมูลจากบ่อสังเกตการณ์จำนวน 44 แห่ง ซึ่งบางบ่อมีความลึกถึง 500 เมตรจากผิวดิน และมีข้อมูลย้อนหลังไปจนถึงปี ค.ศ. 1985

สำหรับการวัดการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยของระดับความสูงพื้นดิน เราใช้เทคนิคที่เรียกว่า Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) ซึ่งอาศัยการบันทึกภาพถ่ายเรดาร์จากดาวเทียมของพื้นผิวโลกซ้ำหลายครั้ง โดยนำมาเทียบกับข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำสูงจากระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก (GNSS) ที่ติดตั้งตามสถานีภาคพื้นดิน

ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าทึ่งมาก ทั่วทั้งเขตเมืองโอซาก้าและปริมณฑลซึ่งมีประชากรอาศัยอยู่ราว 15 ล้านคน พบว่าพื้นดินกำลังยกตัวสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

อัตราการยกตัวเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 4 มิลลิเมตรต่อปี และสูงถึง 12 มิลลิเมตรต่อปีในบางพื้นที่ ในขณะเดียวกัน ระดับน้ำบาดาลก็เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องเช่นกัน โดยมีอัตราการเพิ่มขึ้นสูงสุดถึง 1 เมตรต่อปี ในจุดที่ระดับน้ำเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว พื้นดินก็ยกตัวขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน

ทว่ารูปแบบการยกตัวของพื้นดินนั้นกลับมีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละพื้นที่

พื้นที่ช่วงหนึ่งของเมืองอาจกำลังยกตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว ในขณะที่พื้นที่ซึ่งห่างออกไปตามถนนไม่ถึง 100 เมตรกลับมีการยกตัวช้ากว่ามาก การเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยสุ่ม แต่ก่อตัวเป็นแนวทางแคบๆ ที่ต่อเนื่องกันพาดผ่านตัวเมือง

ในเวลาต่อมา เราก็พบสิ่งที่คาดไม่ถึง นั่นคือแนวทางเหล่านี้สอดคล้องเกือบจะสมบูรณ์แบบกับแนวรอยเลื่อนของเปลือกโลกที่มีการระบุไว้แล้ว

รอยเลื่อนทำหน้าที่เสมือนเขื่อนกั้นน้ำ
รอยเลื่อนคือรอยแตกในเปลือกโลก ซึ่งโดยทั่วไปเรามักนึกถึงในบริบทของการเกิดแผ่นดินไหว แต่เราพบว่ารอยเลื่อนยังมีบทบาทอีกประการหนึ่งในพื้นที่นี้

ลองจินตนาการว่ารอยเลื่อนเปรียบเสมือนม่านที่แขวนตัวในแนวดิ่งอยู่ใต้ดินและตัดผ่านชั้นหินอุ้มน้ำ แทนที่จะกั้นแสงสว่าง รอยเลื่อนกลับทำหน้าที่กั้นน้ำ โดยขวางกั้นการไหลของน้ำในแนวราบและทำตัวเสมือนเขื่อนใต้ดิน

ในบริเวณรอยเลื่อนอุเอมาจิ (Uemachi Fault) ของเมืองโอซาก้า ระดับน้ำบาดาลในฝั่งหนึ่งเพิ่มสูงขึ้นเร็วกว่าอีกฝั่งหนึ่งถึงสามเท่า

เราพบรูปแบบเดียวกันนี้เกิดขึ้นที่รอยเลื่อนอื่นๆ ทั่วทั้งเมือง น้ำจะถูกกักเก็บไว้ที่ฝั่ง "ต้นน้ำ" ของรอยเลื่อนเนื่องจากไม่สามารถไหลผ่านไปได้โดยง่าย ส่งผลให้ระดับน้ำบาดาลฟื้นตัวเร็วขึ้นและเกิดการยกตัวของพื้นดินเร็วขึ้นในบริเวณดังกล่าว ในขณะที่ฝั่ง "ปลายน้ำ" จะมีการเปลี่ยนแปลงที่ช้ากว่า

งานวิจัยของเราชี้ให้เห็นถึงโอกาสสำคัญสำหรับเมืองชายฝั่งที่กำลังปรับตัวรับมือกับระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น

ในพื้นที่ที่การลดลงของระดับน้ำบาดาลส่งผลให้เกิดการทรุดตัวของแผ่นดิน การลดปริมาณการสูบน้ำและปล่อยให้ชั้นหินอุ้มน้ำฟื้นตัวอาจช่วยชะลอ หรือในบางพื้นที่อาจช่วยพลิกกลับกระบวนการทรุดตัวของแผ่นดินให้กลายเป็นการยกตัวขึ้นได้

ในขณะที่ระดับน้ำทะเลยังคงสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง การป้องกันไม่ให้พื้นดินใต้เมืองชายฝั่งทรุดตัวลงอาจกลายเป็นส่วนสำคัญยิ่งขึ้นเรื่อยๆ ในการปรับตัวรับมือกับภาวะโลกร้อน

บทความนี้เผยแพร่ใน The Conversation ภายใต้ลิขสิทธิ์ Creative Commons licence

Photo - ประชาชนลุยน้ำท่วมท่ามกลางฝนที่ตกลงมาอย่างหนักในเขตบางกะปิ กรุงเทพมหานคร เมื่อวันที่ 28 กันยายน 2026 (Photo by LILLIAN SUWANRUMPHA / AFP)