“สนามบินคันไซ” กำลังจะจมทะเล ?

ท่าอากาศยานนานาชาติคันไซ คือสนามบินพาณิชย์แห่งแรกที่ก่อสร้างขึ้นเป็นเกาะเทียมกลางทะเล มันคือหนึ่งในสนามบินนานาชาติที่ดีที่สุดหลายปีซ้อน และเป็นหนึ่งในโครงการที่ใช้งบประมาณก่อสร้างมากเป็นอันดับต้น ๆ ของโลก แต่คุณรู้หรือไม่ว่าสนามบินมูลค่าหมื่นล้านเหรียญสหรัฐแห่งนี้กำลังค่อย ๆ จมลงทะเล

ในช่วงทศวรรษที่ 1960 จังหวัดโอซาก้า ประเทศญี่ปุ่น ด้วยการเติบโตของเศรษฐกิจญี่ปุ่นอย่างก้าวกระโดดในเวลาทำให้ทางจังหวัดโอซาก้าเองเล็งเห็นว่าจำเป็นที่จะต้องขยายสนามบินภายในจังหวัด คือ ท่าอากาศยานนานาชาติโอซาก้า (สนามบินอิตามิ) ให้รองรับผู้โดยสารและเครื่องบินพาณิชย์แบบเครื่องเทอร์โบเจ็ตที่มากยิ่งขึ้น แต่เนื่องจากพื้นที่ส่วนใหญ่ของจังหวัดโอซาก้าเป็นภูเขาและตัวเมืองในตอนนี้ก็ขยายจนล้อมรอบสนามบินไปหมดแล้วทำให้พวกเขาหารือถึงแนวทางในการสร้างสนามบินใหม่ภายในตัวจังหวัดโอซาก้า ซึ่งข้อสรุปในเวลานั้นจบลงด้วยการก่อสร้างสนามบินกลางทะเลในอ่าวโอซาก้า

แนวคิดการสร้างสนามบินขนาดใหญ่กลางทะเลเป็นแนวคิดที่แปลกใหม่เป็นอย่างมากเนื่องจากการถมทะเลเพื่อที่จะรองรับสิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่อย่างสนามบินไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน และมันจะใช้งบประมาณในการก่อสร้างมหาศาล โดยมันเริ่มก่อสร้างขึ้นในปี 1987 และเสร็จสิ้นพร้อมเปิดให้บริการในปี 1994 ซึ่งใช้งบประมาณก่อสร้างไปมากถึง 14,000 ล้านเหรียญสหรัฐ หรือตีเป็นมูลค่าปัจจุบันคือ 40,000 ล้านเหรียญสหรัฐ หรือแม้แต่สะพานที่เชื่อมระหว่างแผ่นดินใหญ่กับสนามบินก็ใช้งบประมาณก่อสร้างไปมากกว่า 1,000 ล้านเหรียญสหรัฐเข้าไปแล้ว

การที่จะถมทะเลเพื่อเป็นพื้นที่รองรับอาคารและโครงสร้างขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักมากหลายหมื่นตันเป็นสิ่งที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในเวลานั้น แนวคิดในการถมทะเลคือการทำให้ก้นทะเลที่เป็นดินโคลนนั้นมั่นคงด้วยการดูดซับน้ำออกจากดินโคลนให้หมด เมื่อน้ำออกไปจากดินและโคลน มันจะถูกบีบและอัดตัวแน่นกลายเป็นดินแข็งที่พร้อมรองรับโครงสร้างที่มีน้ำหนักมาก แต่การจะดูดน้ำออกจากดินที่ก้นทะเลไม่ใช่เรื่องง่าย จึงใช้แนวคิดการขุดหลุมที่ก้นทะเลคล้ายกับการขุดเสาเข็ม แล้วกรอกทรายลงไปในหลุมจนเต็ม ให้มีระยะที่ห่างกันพอดี ลึกหลุมละ 20 เมตร เป็นเหมือนเสาเข็มที่ทำจากทราย เมื่อเริ่มวางรากฐานสิ่งก่อสร้างด้านบน น้ำหนักจากสิ่งก่อสร้างจะกดทับลงไปที่ก้นทะเล น้ำที่อยู่ภายในดินและโคลนของก้นทะเลจะถูกบีบเค้นออกจากดินและไหลออกมาทางทรายที่เป็นรากฐาน ทำให้ดินโคลนที่อยู่ระหว่างหลุมทรายแข็งตัวและกลายเป็นรากฐานสำหรับสนามบิน

แนวคิดนี้มันได้ผล สนามบินถูกสร้างเสร็จเรียบร้อย แข็งแรงและทนทาน ต้านภัยธรรมชาติต่าง ๆ ทั้งพายุ คลื่นทะเล และแผ่นดินไหวได้อย่างไม่มีข้อบกพร่อง อย่างเหตุการณ์แผ่นดินครั้งใหญ่ในภูมิภาคคันไซในปี 1995 ไม่มีผู้ได้รับบาดเจ็บหรือโครงสร้างอาคารเสียหายจากแผ่นดินไหวในครั้งนั้นแม้แต่นิดเดียว แต่ทุกอย่างย่อมไม่จีรัง วิศวกรที่ออกแบบเกาะเทียมของสนามบินคันไซนี้คาดว่าการทรุดตัวของเกาะจะอยู่ที่ 8 เมตรในระยะเวลา 50 ปี แต่ในความเป็นจริงแค่ปี 1994 ปีที่เปิดทำการสนามบิน ตัวเกาะก็ทรุดตัวไปมากกว่า 8 เมตรแล้ว และในปี 2002 เกาะเทียมทรุดลงไปเป็น 12 เมตรจากระดับเริ่มต้น คำถามคือทำไมถึงเป็นเช่นนั้น ?

ถ้าพูดกันตามความจริง การวางรากฐานสร้างหลุมทรายสำหรับดูดน้ำที่ก้นทะเลนั้นตื้นเกินไป ชั้นดินที่ระดับความลึก 20 เมตรนั้นยังอยู่ในระดับชั้นโคลนของธรณีกาลปัจจุบันคือช่วงยุค Holocene ซึ่งเป็นชั้นดินที่เริ่มก่อตัวเมื่อประมาณ 11,700 ปีก่อน แต่ชั้นดินก้นทะเลมันไม่ได้ตื้น ชั้นดินที่อยู่ถัดลึกลงไปจาก Holocene คือ ชั้น Pleistocene ในชั้นนี้ก่อตัวเมื่อ 1.8 ล้านปีก่อนจนถึงช่วง 11,700 ปีก่อน ซึ่งในตอนแรกวิศวกรไม่ได้คาดว่าจะต้องขุดหลุมกรอกทรายลงไปจนถึงจุดนั้นเพราะว่ามันลึกและตัวชั้นดินน่าจะแข็งพอเนื่องจากการทับถมมาเป็นระยะเวลาที่นานกว่าหลายหมื่นถึงหลักล้านปี โคลนน่าจะแข็งตัวแล้ว

แต่ในความเป็นจริงไม่เป็นเช่นนั้น ชั้นดินจากยุค Pleistocene เป็นชั้นดินที่ยากต่อการคาดเดาชั้นต่าง ๆ ว่าเป็นโคลนหรือทรายและมีการอุ้มน้ำอยู่ที่ปริมาณเท่าใด เมื่อโคลนอุ้มน้ำนั่นหมายความว่าพื้นที่บริเวณนี้ก็ไม่ได้แข็งแรงไปกว่าชั้นด้านบนเท่าไหร่ เมื่อน้ำหนักกดทับลงมาจากด้านบนปริมาณมหาศาล การทรุดตัวของดินโคลนที่อุ้มน้ำจึงเป็นเรื่องธรรมดา

การทรุดลงของสนามบินคันไซทำให้นักวิชาการต้องออกมาคำนวณอัตราการอุ้มน้ำของก้นทะเลของชั้นดินต่าง ๆ และสมการการทรุดตัวของดินก้นทะเลกันใหม่ ซึ่งในตอนนี้สนามบินคันไซก็ยังคงทรุดตัวอยู่อย่างต่อเนื่อง เพียงแต่ในอัตราที่ช้าลงกว่าเดิมแล้ว แต่ถึงกระนั้นมันก็ยังคงทรุดอยู่ดี

ถึงแม้การทรุดตัวจะช้าลง แต่การทรุดตัวก็ส่งผลให้มันใกล้กับระดับน้ำทะเลมากขึ้น ในปี 2018 สนามบินคันไซต้องประสบกับพายุไต้ฝุ่นเชบีที่พัดถล่มภูมิภาคคันไซ ด้วยกำลังลมที่เร็วกว่า 180 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ทำให้เกิดคลื่นพายุซัดสนามบิน เกิดน้ำท่วมสนามบินเป็นวงกว้าง น้ำท่วมทะลักเข้าไปในอาคารผู้โดยสาร ทำให้เกิดความเสียหายมหาศาล ทางสนามบินจึงมีการปรับปรุงเขื่อนกั้นน้ำทะเลโดยทันทีโดยเสริมให้มีความสูงเพิ่มขึ้น 2.2 เมตรจากแนวเขื่อนเดิม และยกระดับของรันเวย์สนามบินให้สูงขึ้นอีก 1 เมตร และหลังจากนั้นจะมีการปรับปรุงเขื่อนกั้นคลื่นให้สูงขึ้นในอนาคตเพื่อรองรับสภาพอากาศที่แปรปรวนและรุนแรงขึ้นในอนาคตจากภาวะโลกร้อน

แล้วตอนนี้เราควรจะกังวลแค่ไหน สนามบินคันไซดำเนินกิจการมา 30 ปีแล้ว การทรุดตัวของก้นทะเลน่าจะหยุดลงในอีกไม่ช้า นั่นหมายความว่าการทรุดตัวน่าจะสิ้นสุดลงในไม่ช้า ความกังวลเกี่ยวกับการจมลงของสนามบินก็น่าจะหมดลงไป แต่ปัญหาเกี่ยวกับน้ำทะเลที่สูงขึ้นจากคลื่นพายุซัดฝั่งหรือการที่ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นก็เป็นเรื่องที่น่ากังวลของสนามบินคันไซอยู่เช่นกัน แต่สิ่งที่เรามั่นใจได้คือสนามบินแห่งนี้จะไม่ถูกทอดทิ้งจากรัฐบาลญี่ปุ่น เพราะมันคือประตูสู่ภูมิภาคคันไซของญี่ปุ่นและเป็นรากฐานที่สำคัญของสนามบินต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในภายหลัง ที่ปรับปรุง ถมพื้นที่ทะเล ไม่ว่าจะเป็น ท่าอากาศยานนานาชาติชูบุเซ็นแทรร์ ท่าอากาศยานโคเบะ ท่าอากาศยานนานาชาติอินช็อน ของเกาหลีใต้ หรือท่าอากาศยานนานาชาติฮ่องกง ก็ล้วนเป็นวิศวกรรมที่ต่อยอดจากองค์ความรู้ของสนามบินคันไซด้วยกันทั้งนั้น

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS  

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech