บทที่ 4 ธรณีประวัติ

            ธรณีประวัติ  คือ  ประวัติศาสตร์ทางธรณีของโลก  ที่จะบอกเล่าความเป็นมา และ สภาพเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอดีต  ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงทางภูมิศาสตร์  ตลอดจนวิวัฒนาการของ

สิ่งมีชีวิต

ข้อมูลทางธรณีวืทยา   เป็น ข้อมูลที่ใช้สำหรับศึกษาธรณีประวัติ  ได้แก่...

    

    1) อายุทางธรณีวิทยา

    

    2) ซากดึกดำบรรพ์

    3) โครงสร้างและการลำดับชั้นหิน

อายุทางธรณี   แบ่งออกเป็น 2 แบบ  คือ...

        1) อายุเทียบสำพันธ์  หรือ อายุเปรียบเทียบ

            เป็นอายุหินในเชิงเปลียบเทียบ การหาอายุหินโดยวิธีนี้  จะบอกได้เพียงช่วงอายุโดยประมาณของหิน หรือ บอกได้ว่าหินชุดใดมีอายุมากหรือน้อยกว่ากันเท่านั้น

            อายุเปรียบเทียบหาโดยอาศัยข้อมูลจาก

            -ซากดึกดำบรรพ์ที่ทราบอายุ

            -ลักษณะการลำดับของหินชนิดต่างๆ

            -ลักษณะโครงสร้างทางธรณีวืทยาของหิน

            แล้วนำมาเปรียบเทียบกับ  ช่วงเวลาธรณีวิทยส  ที่เรียกว่า  ธรณีกาล

    ก็จะสามารถบอกอายุของหินที่เราศึกษาได้ ว่า เป็นหินยุคไหน  หรือ ช่วงอายุของหินเป็นเท่าใด  

อายุสัมบูรณ์

อายุสัมบูรณ์ (Absolute age) เป็นอายุของหินที่สามารถหาได้จากธาตุไอโซโทป ที่ประกอบอยู่ในหิน และบอกอายุเป็นตัวเลขได้ การหาอายุสัมบูรณ์ใช้วิธีคำนวณจากครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสีที่มีอยู่ใน หิน หรือซากดึกดำบรรพ์ที่ต้องการศึกษาธาตุกัมมันตรังสีที่นิยมนำมาหาอายุสัมบูรณ์ได้แก่ ธาตุคาร์บอน-14 ธาตุโพแทสเซียม-40 ธาตุเรเดียม-226 และธาตุยูเรเนียม-238 เป็นต้น

ซากดึกดำบรรพ์

        ซากดึกดำบรรพ์ หรือบรรพชีวิน หรือ ฟอสซิล (fossil) คำว่า ฟอสซิล มีความหมายเดิมว่า เป็นของแปลกที่ขุดขึ้นมาได้จากพื้นดิน แต่ในปัจจุบันถูกนำมาใช้ในความหมายของซากหรือร่องรอยของสิ่งมีชีวิตดึกดำ บรรพ์ที่ถูกแปรสภาพด้วยกระบวนการเกิดซากดึกดำบรรพ์และถูกเก็บรักษาไว้ในชั้น หิน โดยอาจประกอบไปด้วยซากเหลือของสัตว์ พืช หรือกลุ่มของสิ่งมีชีวิตอื่นใดๆที่ได้รับการจัดแบ่งจำแนกไว้ทางชีววิทยา และรวมถึงร่องรอยต่างๆของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ
ซากดึกดำบรรพ์ดัชนี (index fossil)  เป็นซากดึกดำบรรพ์ที่บอกอายุได้แน่นอน เนื่องจากเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่มีวิวัฒนาการทางโครงสร้างละรูปร่างอย่างรวดเร็ว มีความแตกต่างในแต่ละช่วงอายุอย่างเห็นเด่นชัด และปรากฏให้เป็นเพียงช่วงอายุหนึ่งแล้วก็สูญพันธ์ไป 

การเกิดซากดึกดำบรรพ์

        การเปลี่ยนแปลงจากซากสิ่งมีชีวิตมาเป็นซากดึกดำบรรพ์นั้น เกิดได้ในหลายลักษณะ โดยที่เมื่อสิ่งมีชีวิตตายลง ส่วนต่างๆของสิ่งมีชีวิตจะค่อยๆถูกเปลี่ยน ช่องว่าง โพรง หรือรู ต่างๆ ในโครงสร้างอาจมีแร่เข้าไปตกผลึกทำให้แข็งขึ้น เรียกขบวนการนี้ว่าการกลายเป็นหิน (petrification) หรือ เนื้อเยื้อ ผนังเซลล์ และส่วนแข็งอื่นๆ ถูกแทนที่ด้วยแร่ โดยขบวนการแทนที่ (replacement)

        เปลือกหอยหรือสิ่งมีชีวิตที่จมอยู่ตามชั้นตะกอน เมื่อถูกละลายไปกับ น้ำบาดาล จะเกิดเป็นรอยประทับอยู่บนชั้นตะกอน ซึ่งเรียกลักษณะนี้ว่า  รอยพิมพ์ (mold) หากว่าช่องว่างนี้มีแร่เข้าไปตกผลึก จะได้ซากดึกดำบรรพ์ ในลักษณะที่เรียกว่ารูปหล่อ (cast)

        

        การเพิ่มคาร์บอน (carbonization) มักเป็นการเก็บรักษาซากดึกดำบรรพ์จำพวกใบไม้หรือสัตว์เล็กๆ ในลักษณะที่มีตะกอนเนื้อละเอียดมาปิดทับซากสิ่งมีชีวิต เมื่อเวลาผ่านไป ความดันที่เพิ่มขึ้น ทำให้ส่วนประกอบที่เป็นของเหลวและก๊าซถูกขับออกไป เหลือไว้แต่แผ่นฟิล์มบางๆของคาร์บอน หากว่าฟิล์มบางๆนี้หลุดหายไป ร่องรอยที่ยังหลงเหลืออยู่ในชั้นตะกอนเนื้อละเอียดจะเรียกว่า impression

        สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีลักษณะบอบบาง เช่น พวกแมลง การเก็บรักษาให้กลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ โดยปกติทำได้ยาก วิธีการที่เหมาะสม สำหรับสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ก็คือการเก็บไว้ในยางไม้ ซึ่งยางไม้นี้จะป้องกันสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จากการทำลายโดยธรรมชาติ

การลำดับชั้นหิน

      ลำดับชั้นหิน คือ การเรียงตัวทับถมกันของตะกอนที่ตกทับถม ณ ที่แห่งหนึ่งในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน ซึ่งมักพบว่าชนิดของตะกอนจะแตกต่างกันไปตามกาลเวลา ขึ้นกับสภาพแวดล้อมในอดีตช่วงนั้น

      อายุของหิน ก็คือช่วงเวลาที่ตะกอนหรือลาวาตกสะสมตัวหรือกำลังแข็งตัวหรือจับตัว เช่น ดินสะสมตัวในทะเลสาบเมื่อประมาณ 260 ล้านปี เมื่อจับตัวเป็นหินและคงอยู่ถึงปัจจุบัน เราก็บอกว่าหินนี้มีอายุ 260 ล้านปีที่ผ่านมา สำหรับวิธีศึกษาหาอายุก็ใช้ทั้งค่าอัตราส่วนการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี หรือซากดึกดำบรรพ์ในช่วงนั้นที่เผอิญตายพร้อมๆ กับการตกของตะกอน

ชนิดของหิน

หินอัคนี จากหินหนืดที่แข็งตัวในเปลือกโลกเรียกว่า หินอัคนีแทรกซอนเช่นหินแกรนิต และจากลาวาที่ปะทุออกมาภายนอกผิวโลกเช่นภูเขาไฟ เรียกว่า หินอัคนีพุ เช่น หินพัมมิช หินสคอเรีย

   หินชั้นหรือหินตะกอน เกิดจากการสะสมหรือทับทมของเศษหิน ดิน ทราย นานเข้าถูกกดทับอัดมีตัวเชื่อมประสานปฏิกิริยาเคมีจนกลายเป็นหินในที่สุด เช่น หินกรวดมน หินทราย หินดินดาน หินปูน

หินแปร เป็นหินที่เกิดจากการแปรสภาพอันเนื่องมาจากความร้อนและความกดดันของโลก เช่น หินไนซ์แปรสภาพมาจากหินแกรนิต หินควอร์ตไซต์แปรสภาพมาจากหินทราย หินชนวนแปรสภาพมาจากหินดินดาน หินอ่อนแปรสภาพมาจากหินปูน

วัฎจักรของหิน

วัฏจักรของหิน (Rock cycle) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของหินทั้ง 3 ชนิด จากหินชนิดหนึ่งไปเป็นอีกชนิดหนึ่งหรืออาจเปลี่ยนกลับไปเป็นหินชนิดเดิมอีก ก็ได้ กล่าวคือ เมื่อ หินหนืดเย็นตัวลงจะตกผลึกได้เป็นหินอัคนี เมื่อหินอัคนีผ่านกระบวนการผุพังอยู่กับที่และการกร่อนจนกลายเป็นตะกอนมี กระแสน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง หรือคลื่นในทะเล พัดพาไปสะสมตัวและเกิดการแข็งตัวกลายเป็นหิน อันเนื่องมาจากแรงบีบอัดหรือมีสารละลายเข้าไปประสานตะกอนเกิดเป็น หินชั้นขึ้น เมื่อหินชั้นได้รับความร้อนและแรงกดอัดสูงจะเกิดการแปรสภาพกลายเป็นหินแปร และหินแปรเมื่อได้รับความร้อนสูงมากจนหลอมละลาย ก็จะกลายสภาพเป็นหินหนืด ซึ่งเมื่อเย็นตัวลงก็จะตกผลึกเป็นหินอัคนีอีกครั้งหนึ่งวนเวียนเช่นนี้เรื่อยไป

บทที่ 3 ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

แผ่นดินไหว

     

        แผ่นดินไหว เป็นปรากฏการณ์การสั่นสะเทือนหรือเขย่าของพื้นผิวโลก เพื่อปรับตัวให้อยู่ในสภาวะสมดุล ซึ่งแผ่นดินไหวสามารถก่อให้เกิดความเสียหายและภัยพิบัติต่อบ้านเมืองที่อยู่อาศัย สิ่งมีชีวิต ส่วนสาเหตุของการเกิดแผ่นดินไหวนั้นส่วนใหญ่เกิดจากธรรมชาติโดยแผ่นดินไหวบางลักษณะสามารถเกิดจากการกระทำของมนุษย์ได้ แต่มีความรุนแรงน้อยกว่าที่เกิดขึ้นเองจากธรรมชาติ นักธรณีวิทยาประมาณ กันว่าในวันหนึ่ง ๆ จะเกิดแผ่นดินไหวประมาณ 1,000 ครั้ง ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นแผ่นดินไหวที่มีการสั่นสะเทือนเพียงเบา ๆ เท่านั้นคนทั่วไปไม่รู้สึก

แหล่งกำเนิด

     แผ่นเปลือกโลกแต่ละแผ่นจะมีความหนาต่างกัน โดยบางแผ่นมีความหนาถึง 70 กิโลเมตร ในขณะที่บางแผ่น เช่น ส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทร จะมีความหนาเพียง 6 กิโลเมตร นอกจากนี้แผ่นเปลือกโลกแต่ละแห่งยังมีส่วนประกอบทางกายภาพและทางเคมีที่แตก ต่างกัน ดังนั้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่แยกออกจากกันหรือชนกัน จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือน ที่มีความรุนแรงมากน้อยต่างกัน
     แหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวหรือบริเวณตำแหน่งศูนย์กลางแผ่นดินไหว จะอยู่ที่บริเวณขอบของแผ่นเปลือกโลก โดย 90 เปอร์เซ็นของแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้น จะเกิดรอบ ๆ มหาสมุทรแปซิฟิก หรือที่รู้จักกันในชื่อ "วงแหวนแห่งไฟ" (Ring of Fire)
     ส่วนเขตเกิดแผ่นดินไหวอื่น ๆ นอกจากแนววงแหวนแห่งไฟแล้ว มักจะเกิดในบริเวณทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ผ่านแถบประเทศแถบยุโรปตอนใต้ เช่น อิตาลี กรีซ จนถึงแถบอนาโตเลีย ซึ่งคือประเทศตุรกี ผ่านบริเวณตะวันออกกลาง จนถึงเทือกเขาหิมาลัย บริเวณประเทศอัฟกานิสถาน ปากีสถาน จีน และพม่า แต่อย่างไรก็ตาม เคยเกิดแผ่นดินไหวในประเทศอังกฤษ ซึ่งไม่ได้ตั้งอยู่ในแนวรอยเลื่อนขนาดใหญ่ แต่เป็นแผ่นดินไหวขนาดเล็ก ๆ เท่านั้น

ภูเขาไฟมายอน ประเทศฟิลิปปินส์

สาเหตุการเกิดแผ่นดินไหว

 - แผ่นดินไหวจากธรรมชาติ

    แผ่นดินไหวจากธรรมชาติเป็นธรณีพิบัติภัยชนิดหนึ่ง ส่วนมากเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของพื้นดิน อันเนื่องมาจากการปลดปล่อยพลังงานเพื่อระบายความเครียด ที่สะสมไว้ภายในโลกออกมาอย่างฉับพลันเพื่อปรับสมดุลของเปลือกโลกให้คงที่ โดยปกติเกิดจากการเคลื่อนไหวของรอยเลื่อน ภายในชั้นเปลือกโลกที่อยู่ด้านนอกสุดของโครงสร้างของโลก มีการเคลื่อนที่หรือเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ อยู่เสมอ (ดู การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก) แผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นเมื่อความเค้นอันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงมีมากเกินไป ภาวะนี้เกิดขึ้นบ่อยในบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลก ที่ที่แบ่งชั้นเปลือกโลกออกเป็นธรณีภาค (lithosphere) เรียกแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลกนี้ว่า แผ่นดินไหวระหว่างแผ่น (interplate earthquake) ซึ่งเกิดได้บ่อยและรุนแรงกว่า แผ่นดินไหวภายในแผ่น (intraplate earthquake)

- แผ่นดินไหวจากการกระทำของมนุษย์

     มีทั้งทางตรงและทางอ้อม เช่น การระเบิด การทำเหมือง สร้างอ่างเก็บน้ำหรือเขื่อนใกล้รอยเลื่อน การทำงานของเครื่องจักรกล การจราจร รวมถึงการเก็บขยะนิวเคลียร์ไว้ใต้ดิน เป็นต้น
     การสร้างเขื่อนและอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ ซึ่งอาจพบปัญหาการเกิดแผ่นดินไหว เนื่องจากน้ำหนักของน้ำในเขื่อนกระตุ้นให้เกิดการปลดปล่อยพลังงาน ทำให้สภาวะความเครียดของแรงในบริเวณนั้นเปลี่ยนแปลงไป รวมทั้งทำให้แรงดันของน้ำเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้เกิดพลังงานต้านทานที่สะสมตัวในชั้นหิน เรียกแผ่นดินไหวลักษณะนี้ว่า แผ่นดินไหวท้องถิ่น ส่วนมากจะมีศูนย์กลางอยู่ที่ระดับความลึก 5-10 กิโลเมตร ขนาดและความถี่ของการเกิดแผ่นดินไหวจะลดลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งเข้าสู่ภาวะปกติ รายงานการเกิดแผ่นดินไหวในลักษณะเช่นนี้เคยมีที่ เขื่อนฮูเวอร์ ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อ พ.ศ. 2488 แต่มีความรุนแรงเพียงเล็กน้อย เขื่อนการิบา ประเทศซิมบับเว เมื่อ พ.ศ. 2502 เขื่อนครีมัสต้า ประเทศกรีซ เมื่อ พ.ศ. 2506 และครั้งที่มีความรุนแรงครั้งหนึ่งเกิดจากเขื่อนคอยน่า ในประเทศอินเดีย เมื่อ พ.ศ. 2508 ซึ่งมีขนาดถึง 6.5 ริกเตอร์ ทำให้มีผู้เสียชีวิตกว่า 180 คน^[1]  
     การทำเหมืองในระดับลึก ซึ่งในการทำเหมืองจะมีการระเบิดหิน ซึ่งอาจทำให้เกิดแรงสั่นสะเทือนขึ้นได้  
     การสูบน้ำใต้ดิน การสูบน้ำใต้ดินขึ้นมาใช้มากเกินไป รวมถึงการสูบน้ำมันและแก๊สธรรมชาติ ซึ่งอาจทำให้ชั้นหินที่รองรับเกิดการเคลื่อนตัวได้  

     การทดลองระเบิดนิวเคลียร์ใต้ดิน ก่อให้เกิดความสั่นสะเทือนจากการทดลองระเบิด ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดผลกระทบต่อชั้นหินที่อยู่ใต้เปลือกโลกได้

ความเสียหายของอาคารจากแผ่นดินไหวที่โกเบ เมื่อ พ.ศ. 2538

คลื่นในแผ่นดินไหว

คลื่นแผ่นดินไหวถูกแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ

1. คลื่นในตัวกลาง เป็นคลื่นที่มีลักษณะแผ่กระจายเป็นวงรอบๆจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว แบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ
   1. คลื่นปฐมภูมิ (คลื่น P) คลื่นตามยาว อนุภาคของคลื่นชนิดนี้เคลื่อนที่ในแนวทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถผ่านได้ในตัวกลางทุกสถานะ
   2. คลื่นทุติยภูมิ (คลื่น S) คลื่นตามขวาง อนุภาคของคลื่นมีทิศตั้งฉากกับทิศคลื่นเคลื่อนที่ ผ่านได้ในตัวกลางสถานะของแข็ง
2. คลื่นพื้นผิว เป็นคลื่นที่แผ่จากจุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหว มี 2 ชนิด
   1. คลื่น L (Wave of Love : Love wave) เป็นคลื่นที่อนุภาคสั่นในแนวราบ มีทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น
   2. คลื่น R (Wave of Rayleigh : Rayleigh wave) อนุภาคในคลื่นนี้สั่นเป็นรูปรี ในทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เป็นสาเหตุทำให้พื้นโลกสั่นขึ้นลง

 ขนาดและความรุนแรง

      ขนาดของแผ่นดินไหว หมายถึง จำนวนหรือปริมาณของพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวในแต่ละ ครั้ง การหาค่าขนาดของแผ่นดินไหวทำได้โดยวัดความสูงของคลื่นแผ่นดินไหวที่บันทึก ได้ด้วยเครื่องตรวดวัดแผ่นดินไหว แล้วคำนวณจากสูตรการหาขนาด ซึ่งคิดค้นโดย ชาลส์ ฟรานซิส ริกเตอร์ และนิยมใช้หน่วยวัดขนาดของแผ่นดินไหวคือ "ริกเตอร์"

    ความรุนแรงของแผ่นดินไหว (อังกฤษ: Intensity) ที่เกิดขึ้นในแต่ละครั้งนั้นขึ้นอยู่กับความรุนแรงที่รู้สึกได้มากน้อยเพียง ใด และขึ้นอยู่กับระยะทางจากศูนย์กลางแผ่นดินไหว ความเสียหายจะเกิดขึ้นในบริเวณใกล้เคียงกับศูนย์กลางแผ่นดินไหว และจะลดหลั่นลงไปตามระยะทางที่ห่างออกไป ดังนั้น การสูญเสียจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความรุนแรงของแผ่นดินไหวโดยตรง สำหรับการวัดขนาดของแผ่นดินไหวมีหลายวิธี เช่น มาตราวัดขนาดของแผ่นดินไหวแบบริกเตอร์ และแบบเมอร์แคลลี่

มาตราริกเตอร์

ขนาดและความสัมพันธ์ของขนาดโดยประมาณกับความสั่นสะเทือนใกล้ศูนย์กลาง

ริกเตอร์	ความรุนแรง	ลักษณะที่ปรากฏ
1 - 2.9	เล็กน้อย	ผู้คนเริ่มรู้สึกถึงการมาของคลื่น มีอาการวิงเวียนเพียงเล็กน้อยในบางคน
3 - 3.9	เล็กน้อย	ผู้คนที่อยู่ในอาคารรู้สึกเหมือนมีอะไรมาเขย่าอาคารให้สั่นสะเทือน
4 - 4.9	ปานกลาง	ผู้ที่อาศัยอยู่ทั้งภายในอาคาร และนอกอาคาร รู้สึกถึงการ สั่นสะเทือน วัตถุห้อยแขวนแกว่งไกว
5 - 5.9	รุนแรง	เครื่องเรือน และวัตถุมีการเคลื่อนที่
6 - 6.9	รุนแรงมาก	อาคารเริ่มเสียหาย พังทลาย
7.0 ขึ้นไป	รุนแรงมาก	เกิดการสั่นสะเทือนอย่างมากมาย ส่งผลทำให้อาคารและสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ เสียหายอย่างรุนแรง แผ่นดินแยก วัตถุบนพื้น ถูกเหวี่ยงกระเด็น

มาตราเมร์กัลลี

 อันดับที่และลักษณะความรุนแรงโดยเปรียบเทียบ

เมร์กัลลี	ลักษณะที่ปรากฏ
1	อ่อนมาก ผู้คนไม่รู้สึก ต้องทำการตรวจวัดด้วยเครื่องมือเฉพาะทางเท่านั้น
2	คนที่อยู่ในตึกสูง ๆ เริ่มรู้สึกเพียงเล็กน้อย
3	คนในบ้านเริ่มรู้สึก แต่คนส่วนใหญ่ยังไม่รู้สึก
4	ผู้อยู่ในบ้านรู้สึกว่ามีอะไรบางอย่างมาทำให้บ้านสั่นเบา ๆ
5	คนส่วนใหญ่รู้สึก ของเบาในบ้านเริ่มแกว่งไกว
6	คนส่วนใหญ่รู้สึก ของหนักในบ้านเริ่มแกว่งไหว
7	คนตกใจ สิ่งก่อสร้างเริ่มมีรอยร้าว
8	อาคารธรรมดาเสียหายอย่างมาก
9	สิ่งก่อสร้างที่ออกแบบไว้อย่างดีตามหลักวิศวกรรม เสียหายมาก
10	อาคารพัง รางรถไฟงอเสียหาย
11	อาคารสิ่งก่อสร้างพังทลายเกือบทั้งหมด ผิวโลกปูดนูนและเลื่อนเป็นคลื่นบน พื้นดินอ่อน
12	ทำลายหมดทุกอย่าง มองเห็นเป็นคลื่นบนแผ่นดิน

ภูเขาไฟ 

      

        ภูเขาไฟเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ทรงพลังที่สุดของธรรมชาติ และเป็นสิ่งที่หล่อหลอมโลกของเรานับ ตั้งแต่จุดเริ่มต้น นี่คือความกราดเกรี้ยวอย่างสุดขีดของธรรมชาติภูมิประเทศทั่วทุกหนแห่งล้อมรอบไปด้วยเปลวไฟ การปะทุเพียงครั้งเดียวก็ทำให้ฟ้ามืดไปทั่วทั้งทวีป และเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศไปนานหลายร้อยปีการปะทุครั้งร้ายแรงที่สุดของภูเขาไฟ มีพลังงานมากกว่าอาวุธ นิวเคลียร์ทุกชนิดในปี 1815 เถ้าจากภูเขาไฟ แทมโบรา ได้สร้างให้เกิดภาพพระอาทิตย์ตกดินสีแดงฉานไปทั่วโลกนานถึง 3 ปี การปะทุที่ใหญ่กว่านั้นปิดกั้นลำแสงจากดวงอาทิตย์ไปนานหลายสิบปี สร้างให้เกิดความหายนะต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศโลกและทำให้สายพันธุ์สัตว์ต้องพบกับการสูญพันธุ์ 

การเกิดภูเขาไฟ!!

    เกิดจากหินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกถูกแรงดันอัดให้แทรกรอยแตกขึ้นสู่ผิวโลก โดยมีแรงปะทุหรือแรงระเบิดเกิดขึ้น

     สิ่งที่พุ่งออกมาจากภูเขาไฟเมื่อภูเขาไฟระเบิดก็คือ หินหนืด ไอน้ำ ฝุ่นละออง เศษหินและแก๊สต่างๆ โดยจะพุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟ (หินหนืดถ้าถูกพุ่งออกมาจากบนพื้นผิวโลกเรียกว่า ลาวา แต่ถ้ายังอยู่ใต้ผิวโลกเรียกว่า แมกมา)

      บริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟ แนวรอยต่อระหว่างเพลตจะเป็นบริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟได้มากที่สุด โดยเฉพาะบริเวณที่มีการมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก ใต้พื้นมหาสมุทรลงไปสู่บริเวณใต้เปลือกโลกที่เป็นส่วนของทวีป เพราะเปลือกโลกแผ่นเปลือกโลกที่มุดตัวลงไปจะถูกหลอมกลายเป็นหินหนืด จึงแทรกตัวขึ้นมาบริเวณผิวโลกได้ง่ายกว่าบริเวณอื่น บริเวณที่อยู่ห่างจากรอยต่อระหว่างเปลือกโลก ก็อาจเกิดภูเขาไฟได้เช่นกัน ซึ่งเกิดขึ้นโดยกระบวนการที่หินหนืดถูกดันขึ้นมาตามรอยแยกในชั้นหิน

      ตัวอย่างเช่น นักธรณีวิทยาพบว่า บริเวณจังหวัดลำปางและบุรีรัมย์ เคยมีบริเวณที่หินหนืดถูกดันแทรกขึ้นมาตามรอยแยกของชั้นหิน และมีบางแห่ง เกิดการปะทุแบบภูเขาไฟ แต่ไม่รุนแรงมากนัก

ประเภทของภูเขาไฟ

1. ภูเขาไฟแบบกรวยสูง (Steep cone)

    * เกิดจากลาวาที่มีความเป็นกรด หรือ Acid lava cone
    * รูปกรวยคว่ำของภูเขาไฟเกิดจากการทับถมของลาวาที่เป็นกรด เพราะประกอบด้วยธาตุซิลิกอนมากกว่าธาตุอื่นๆ
    * ลาวามีความข้นและเหนียว จึงไหลและเคลื่อนตัวไปอย่างช้าๆ แต่จะแข็งตัวเร็ว ทำให้ไหล่เขาชันมาก
    * ภูเขาไฟแบบนี้จะเกิดการระเบิดอย่างรุนแรง

  

2. ภูเขาไฟแบบโล่ (Shield Volcano)

    * เกิดจากลาวาที่มีความเป็นเบส (Basic lava volcano) เพราะประกอบด้วยแร่เหล็กและแมกนีเซียม
    * ลาวามีลักษณะเหลว ไหลได้เร็วและแข็งตัวช้า
    * การระเบิดไม่รุนแรง จะมีเถ้าถ่านและเศษหินก้อนเล็ก และควันพ่นออกมาบริเวณปากปล่อง

3. ภูเขาไฟแบบกรวยกรวด (Ash and cinder cone)

    * มีลักษณะเป็นกรวยสูงขึ้น ฐานแคบ
    * เป็นภูเขาไฟที่มีการระเบิดรุนแรงที่สุด

4. แบบสลับชั้น (Composite cone)

    * เป็นภูเขาที่มีรูปร่างสมมาตร (Symmetry)
    * กรวยของภูเขาไฟมีหลายชั้น บางชั้นประกอบด้วยลาวา และเถ้าถ่านสลับกันไป
    * ถ้ามีการระเบิดรุนแรงจะมีลาวาไหลออกมาจากด้สนข้างของไหล่เขา
    * เป็นภูเขาไฟที่มีปล่องขนาดใหญ่ และมีแอ่งปากปล่อง (Crater) ขนาดใหญ่ด้วย

โครงสร้างของภูเขาไฟ

ผลจากการเกิดภูเขาไฟระเบิด

 1. หินหนืดหรือลาวาพุ่งขึ้นมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ และไหลลงสู่บริเวณที่มีระดับต่ำกว่า สร้างความเสียหายให้แก่มนุษย์

2. เกิดแผ่นดินไหว เนื่องจากการปรับตัวระหว่างหินหนืด กับชั้นหินบริเวณข้างเคียง

3. เกิดแอ่งภูเขาไฟ

ลำดับเหตุการณ์การเกิดแอ่งภูเขาไฟ

   

     ที่เชื่อว่าเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ และการยุบตัวในบริเวณปล่องภูเขาไฟ

1. การระเบิดของภูเขาไฟ เริ่มต้นด้วยการเกิดเฟียรีคลาวด์ (Fiery clouds) และก้อนเมฆที่ประกอบด้วยฝุ่นภูเขาไฟ (dust clouds)

2. เมื่อการระเบิดดำเนินต่อไป บริเวณที่อยู่ใกล้กับปล่องภูเขาไฟจะแตก และพ่นขึ้นไปในอากาศ พร้อมกับมีลาวาไหลออกมา

3. บริเวณยอดของภูเขาไฟจะยุบตัวลงมาแทนที่หินหนืดที่ไหลออกไป การเคลื่อนที่ออกมาสู่ผิวโลกของหินหนืดในระยะหลัง จะทำให้เกิดเนินภูเขาไฟในแอ่งภูเขาไฟ

  

ประโยชน์ของการเกิดภูเขาไฟ

1.แผ่นดินขยายกว้างขึ้นหรือสูงขึ้น

2.เกิดเกาะใหม่ภายหลังที่เกิดการปะทุใต้ทะเล

3.ดินที่เกิดจากภูเขาไฟระเบิดจะอุดมสมบูรณ์ด้วยแร่ธาตุต่างๆ

4.เป็นแหล่งเกิดน้ำพุร้อน

โทษของการเกิดภูเขาไฟ

1.เมื่อภูเขาไฟระเบิดจะมีเขม่าควันและก๊าซบางชนิดซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตได้

2.การปะทุของภูเขาไฟอาจทำให้เกิดแผ่นดินไหวขึ้นได้

3.ชีวิตและทรัพย์สินที่อยู่ใกล้เคียงเป็นอันตราย

4.สภาพภูมิอากาศเกิดการเปลี่ยนอย่างเห็นได้ชัด

ภูเขาไฟในประเทศไทย

      ประเทศไทยจัดว่ามีภูเขาไฟที่ดับสนิทแล้วทั้งหมด แต่ก็อาจเกิดแผ่นดินไหวขึ้นได้ แต่จะไม่รุนแรง มากเท่าใดนัก ภูเขาไฟที่ดับสนิทแล้วในประเทศไทยมีดังนี้

1.ภูเขาไฟหินพนมรุ้ง

2.ภูเขาไฟหินหลุบ

3.ภูเขาไฟอังคาร

4.ภูเขาไฟดอยผาคอกจำปาแดด

5.ภูเขาไฟดอยหินคอกผาฟู

6.ภูเขาไฟกระโดง

7.ภูเขาไฟไบรบัด

8.ภูเขาไฟคอกฏ

บทที่ 2 โลกและการเปลี่ยนแปลง

        การแบ่งโครงสร้างภายในของโลก

โครงสร้างภายในของโลก สามารถสรุปเป็นชั้นต่างๆ สำคัญ ดังนี้

• เปลือกโลก คือ ส่วนที่อยู่ชั้นนอกสุดของโลก มีทั้งส่วนที่เป็นแผ่นดินและน้ำที่มองเห็นอยู่ภายนอกกับส่วนที่เป็นหินแข็งฝังลึกลงไป ใต้ผิวดินและผิวน้ำ เปลือกโลกนี้มีความหนาประมาณ 6- 35 กิโลเมตร
• แมนเทิล คือ ส่วนที่อยู่ถัดลงไปจากเปลือกโลกหนาประมาณ 2,900 กิโลเมตร บางส่วนของชั้นนี้มีหินเหลวหนืดและร้อนจัดประกอบด้วยธาตุต่างๆ เช่น ซิลิคอน เหล็ก อะลูมิเนียม หลอม ละลายปนกันอยู่ภายใต้ความดันและอุณหภูมิสูงมาก
• แก่นชั้นนอก คือ ส่วนที่อยู่ชั้นในของโลก มีความหนาประมาณ 2,250 กิโลเมตร ในชั้นนี้ประกอบด้วยเหล็กและนิเกิล โดยแก่นโลกชั้นนอกเป็นสารหลอมเหลว
• แก่นชั้นใน คือ ส่วนที่อยู่ชั้นในสุดของโลก มีความหนาประมาณ 1,230 กิโลเมตร ในชั้นนี้จะอยู่ลึกมาก จึงมีความกดดันและมีอุณหภูมิสูงทำให้อนุภาคของเหล็กและนิเกิลถูกอัดแน่นจนเป็นของแข็ง  

แผ่นเปลือกโลก

     เปลือกโลกมีแผ่นหลายแผ่นเรียงชิดติดกันเรียกว่า เพลต (Plate) ซึ่งมีอยู่ประมาณ 20 เพลต เพลตที่มีขนาดใหญ่ ได้แก่ เพลตแปซิฟิก เพลตอเมริกาเหนือ เพลตอเมริกาใต้ เพลตยูเรเซีย เพลตแอฟริกา เพลตอินโดออสเตรเลีย และเพลตแอนตาร์กติก เป็นต้น เพลตทุกเพลตเคลื่อนตัวเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่างอยู่ตลอดเวลา ดังแผ่นภาพแสดง แผ่นเปลือกโลก

ทวีปในอดีต

   เมื่อมองดูแผนที่โลก หากเราตัดส่วนที่เป็นพื้นมหาสมุทรออก จะพบว่าส่วนโค้งของขอบแต่ละทวีปนั้น โค้งรับกันราวกับนำมาเลื่อนต่อกันได้เสมือนเกมส์ต่อแผนภาพ (Jigsaw) นักธรณีวิทยาพบว่า ตามบริเวณแนวรอยต่อของเพลตต่างๆ มักเป็นที่ตั้งของเทือกเขาสูงและภูเขาไฟ ทั้งบนทวีปและใต้มหาสมุทร การศึกษาการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกด้วยทฤษฎีเพลตเทคโทนิคส์ ประกอบกับร่องรอยทางธรณีวิทยาในอดีตพบว่า เมื่อ 200 ล้านปีก่อน ทุกทวีปอยู่ชิดติดกันเป็นแผ่นดินขนาดใหญ่ เรียกว่า แพนเจีย (Pangaea) โดยมีดินแดนทางตอนเหนือชื่อ ลอเรเซีย (Lawresia) และดินแดนทางใต้ชื่อ กอนด์วานา (Gonwana) ซึ่งแบ่งแยกด้วยทะเลเททิส 

ภาพแสดง ทวีปในอดีตที่ทุกทวีปชิดติดกันเป็นแผ่นดินขนาดใหญ่

การเกิดแผ่นดินไหว

    ความร้อนจากแก่นโลกนอกจากจะทำให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ได้แล้ว ยังทำให้เปลือกโลกส่วนล่างขยายตัวได้มากกว่าผิวด้านบน ทั้งนี้เพราะผิวโลกมีอุณหภูมิต่ำกว่าแก่นโลกมาก นอกจากนี้บริเวณผิวโลกยังมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอยู่ตลอดเวลา สาเหตุดังกล่าวนี้ทำให้เปลือกโลกมีการขยายตัวและหดตัวไม่สม่ำเสมอ อิทธิพลนี้จะส่งผลกระทบต่อรอยแตกในชั้นหินและรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกโดยตรง คือรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกบางแห่งอาจแยกห่างออก บางแห่งเคลื่อนที่เข้าชนกัน การชนกันหรือแยกออกจากกันของเปลือกโลกอาจทำให้เปลือกโลกบางส่วนในบริเวณนั้นเกิดการเปลี่ยนแปลงโดยฉับพลัน เช่น เปลือกโลกเกิดการทรุดตัวหรือยุบตัวลง ทำให้เปลือกโลกบริเวณนนั้นเกิดการกระทบกระเทือนหือเคลื่อนที่ตามแนวระดับและจะส่งอิทธิพลของการกระทบกระแทกหรือการเคลื่อนที่ตามแนวระดับนี้ออกไปยังบริเวณรอบๆ ในรูปของคลื่น เราเรียกการเปลี่ยนแปลงเปลือกโลกที่เกิดขึ้น ในลักษณะนี้ว่า แผ่นดินไหว จากการศึกษาของนักธรณีวิทยาพบว่า บริเวณรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกนั้นมีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวมากกว่าบริเวณอื่นๆ ทั้งนี้เพราะแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา บริเวณรอยต่อจึงมีโอกาสเกิดการกระทบกระแทกได้ง่ายและถ้าการกระทบกระแทกเกิดขึ้นอย่างรุนแรงจนเป็นเหตุให้เปลือกโลกบริเวณนนั้นฉีกขาดตามแนวระดับหรือทรุดตัวลงอย่างรวดเร็วด้วยอิทธิพลของแรงดึงดูดของโลก ก็อาจทำให้อาคาร บ้านเรือนและสิ่งก่อสร้างต่างๆ พังทลายและได้รับความเสียหายได้

ภาพความเสียหายจาก เกิดแผ่นดินไหวชนาด 6.8 ริคเตอร์
ที่เมืองโกเบ ประเทศญี่ปุ่น เมื่อ 17 มกราคม พ.ศ. 2538

ภูเขาไฟ

    หินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกนั้นมีอุณหภูมิและความดันสูงมาก หินหนืดจะถูกแรงดันอัดให้แทรกรอยแตกขึ้นสู่ผิวโลกโดยมีแรงปะทุหรือแรงระเบิดเกิดขึ้น เรียกว่าการเกิดภูเขาไฟ แรงอัดที่ถูกปล่อยออกมาจะบ่งบอกถึงความรุนแรงของการระเบิดของภูเขาไฟ หินหนืดที่พุ่งขึ้นมาจากการระเบิดของภูเขาไฟนี้เรียกว่า ลาวาซึ่งจะไหลลงสู่บริเวณที่อยู่ระดับต่ำกว่าและสร้างความเสียหายให้แก่มนุษย์สิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างมากนอกจากหินหนืดที่พุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟแล้วยังมีสิ่งอื่นปะปนออกมาอีกมากมายมีทั้งไอน้ำฝุ่นละอองเศษหินและก๊าซต่างๆเช่นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แก็สไนโตรเจนเป็นต้น

นอกจากนี้นักธรณีวิทยาสังเกตพบว่าก่อนที่ภูเขาไฟจะระเบิดมักมีแผ่นดินไหวเกิดขึ้นก่อน  ทั้งนี้เพราะเปลือกโลกบริเวณนั้นอาจมีจุดอ่อน เช่น อาจมีรอยแตกหรือรอยแยกของชั้นหิน ร่องรอยเหล่านี้เมื่อได้รับแรงดันจากหินหนืดชั้นหินบริเวณนั้นจึงเคลื่อนได้ และภายหลังจากที่ภูเขาไฟ ระเบิดแล้วก็จะมีแผ่นดินไหวเกิดขึ้นเช่นเดียวกัน ซึ่งเกิดจากการปรับตัวระหว่างหินหนืดกับชั้นหินบริเวณข้างเคียง 

แนวรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกจะเป็นบริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟระเบิดมากกว่าบริเวณที่อยู่ถัดเข้าไปภายในแผ่นทวีปทั้งนี้เพราะบริเวณรอยต่อนี้จะมีขอบทวีปส่วนหนึ่งมุดจมลงไปใต้แผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่ง ส่วนที่มุดลงไปนี้จะหลอมเหลวเป็นหินหนืด มีอุณหภูมิและแรงดันสูงมาก จึงดันแทรกตัวขึ้นมาตามรอยแยกได้ง่ายกว่าบริเวณอื่น 

ภูเขาไฟที่ประเทศอินโดนีเซีย

การเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลก

แผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา และแบ่งการเคลื่อนที่ของแผ่นโลกออกเป็น 3 แบบคือการชนกัน การแยกจากกัน และแบบรอยเลื่อน ซึ่งมีผลทำให้เกิดกระบวนการทางธรณีวิทยาดังนี้

1. การคดโค้งโก่งงอ

การคดโค้งโก่งงอ เกิดจากแผ่นเปลือกโลก 2 แผ่น เคลื่อนที่ชนกันด้วยแรงดันมหาศาลทำให้ชั้นหินตรงบริเวณที่แผ่นเปลือกโลกชนกันเกิดการคดโค้งโก่งงอ แต่การเกิดรอยคดโค้งโก่งงอจะใช้เวลาเป็นพันปีและต้องได้รับพลังงานอย่างต่อเนื่อง รอยคดโค้ดโก่งงอของชั้นหินเกิดติดต่อกันเป็นบริเวณกว้างกินพื้นที่มากจะกลายเป็นเทือกเขา เช่น เทือกเขาหิมาลัยในทวีปเอเซีย เทือกเขาแอลป์ในทวีปยุโรป เทือกเขาภูพานในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย เป็นต้น

2. การยกตัวและการยุบตัว

การยกตัวและการยุบตัว เกิดจากพลังงานที่สะสมอยู่ภายในเปลือกโลก จะเริ่มแตกและแยกออกจากกันในทิศทางที่เป็นเส้นตรงหรือแนวราบ ทำให้เกิดรอยเลื่อนในลักษณะต่าง ๆ เช่น การยกตัวของแผ่นเปลือกโลกที่เกิดจากรอยเลื่อนแบบปกติเป็นภูเขา เรียกว่า Block Mountain โดยยอดเขาจะมีลักษณะราบและไหล่เขาชันมาก เช่น ภูกระดึง จังหวัดเลย และอีกแบบคือ การยุบตัวของแผ่นเปลือกโลก กลายเป็นแอ่งหรือหุบเขา เรียกว่า Rift valleys ซึ่งเกิดจากรอยเลื่อนแบบย้อน

3. การผุพังอยู่กับที่

การผุพังอยู่กับที่เป็นกระบวนการที่ทำให้วัสดุสลายออกเป็นชิ้นเล็กๆ โดยมีการเปลี่ยนแปลงขนาดและองค์ประกอบเคมีของอนุภาคที่สลายตัว ปัจจัยทำให้เกิดการผุพังอยู่กับที่ มีดังนี้

• ปัจจัยทางกายภาพ เกิดจากน้ำที่แทรกตัวเข้าไปอยู่ในชั้นหินที่มีรอยแยกหรือรอยแตกเมื่อุณหภูมิมีการเปลี่ยนแปลง เช่น ในเวลากลางคืนอากาศเย็นจัด น้ำจะกลายเป็นน้ำแข็งมีปริมาณเพิ่มขึ้น ดันรอยแยกให้ขยายตัวมากขึ้น ทำให้ชั้นหินที่อยู่ด้านล่างแตก และเมื่อถึงตอนกลางวันน้ำแข็งละลาย น้ำนะแทรกไปตามรอยแตกใหม่ จะเกิดเป็นวัฏจักรอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนในที่สุดเกิดการผุพังเกิดขึ้น
• ปัจจัยทางเคมี เกิดจากน้ำฝนที่เป็นปัจจัยสำคัญ โดยการเกิดกระบวนการปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส ปฏิกิริยาออกซิเดชัน และปฏิกิริยาคาร์บอเนชัน ที่เป็นสาเหตุของการผุพัง
• ปัจจัยชีวภาพ เกิดจากพืชเป็นตัวกลางที่ทำให้ชั้นหินเกิดการผุพัง เช่น รากพืชที่ไปชอนไชไปในรอยแตกของหิน เมื่อพืชโตขึ้นรากพืชจะทำให้หินแตกเป็นชั้น ๆ

4. การกร่อน

การกร่อน เป็นการพังทลายของชั้นหินเนื่องจากลม ฝน แม่น้ำ ลำธาร ธารน้ำแข็ง คลื่น เป็นต้น

5. การพัดพาและทับถม

ดิน หิน เมื่อเกิดการกัดกร่อน จะถูกน้ำหรือลมพัดไปสู่ที่ต่ำกว่า เกิดการทับถมเป็นลักษณะต่างๆ เช่น แม่น้ำเจ้าพระยา เกิดจากการพัดพาตะกอนไปทับถมที่ปากน้ำ เกิดเป็นดินดอนปากแม่น้ำ เป็นต้น

ที่มา : http://www.nakhamwit.ac.th/

บทที่ 1 โครงสร้างโลก

                 1.1การศึกษาโครงสร้างโลก

                         

                         

             การศึกษาโครงสร้างภายในของโลก โดยศึกษาการเดินทางของ 

        “คลื่นซิสมิค” (Seismic waves) ซึ่งมี 2 ลักษณะ คือ

       คลื่นปฐมภูมิ (P wave) เป็นคลื่นตามยาวที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางนั้นเกิดการเคลื่อนไหวแบบอัดขยายในแนวเดียวกับที่คลื่นส่งผ่านไป คลื่นนี้สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เป็นคลื่นที่สถานีวัดแรงสั่นสะเทือนสามารถรับได้ก่อนชนิดอื่น โดยมีความเร็วประมาณ 6 – 8 กิโลเมตร/วินาที คลื่นปฐมภูมิทำให้เกิดการอัดหรือขยายตัวของชั้นหิน ดังภาพที่ 3
       คลื่นทุติยภูมิ (S wave) เป็นคลื่นตามขวางที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลางโดยอนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวตั้งฉากกับทิศทางที่คลื่นผ่าน มีทั้งแนวตั้งและแนวนอน คลื่นชนิดนี้ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น ไม่สามารถเดินทางผ่านของเหลว คลื่นทุติยภูมิมีความเร็วประมาณ 3 – 4 กิโลเมตร/วินาที คลื่นทุติยภูมิทำให้ชั้นหินเกิดการคดโค้ง
  ขณะที่เกิดแผ่นดินไหว (Earthquake) จะเกิดแรงสั่นสะเทือนหรือคลื่นซิสมิคขยายแผ่จากศูนย์เกิดแผ่นดินไหวออกไปโดยรอบทุกทิศทุกทาง เนื่องจากวัสดุภายในของโลกมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน และมีสถานะต่างกัน คลื่นทั้งสองจึงมีความเร็วและทิศทางที่เปลี่ยนแปลงไปดังภาพที่ 4 คลื่นปฐมภูมิหรือ P wave สามารถเดินทางผ่านศูนย์กลางของโลกไปยังซีกโลกตรงข้ามโดยมีเขตอับ (Shadow zone) อยู่ระหว่างมุม 100 – 140 องศา แต่คลื่นทุติยภูมิ หรือ S wave ไม่สามารถเดินทางผ่านชั้นของเหลวได้ จึงปรากฏแต่บนซีกโลกเดียวกับจุดเกิดแผ่นดินไหว โดยมีเขตอับอยู่ที่มุม 120 องศาเป็นต้นไป 

ภาพการเดินทางของ P waveและ S wave ขณะเกิดแผ่นดินไหว

1.2 การแบ่งโครงสร้างโลก

โครงสร้างของโลกตามลักษณะมวลสารเป็นชั้นใหญ่ 3 ชั้น คือ ชั้นเปลือกโลก  เนื้อโลก  และแก่นโลก

รูปแสดงโครงสร้างทั้งชั้นนอกและชั้นใน

     1. ชั้นเปลือกโลก (crust) เป็นผิวด้านนอกที่ปกคลุมโลก ส่วนที่บางที่สุดของชั้นเปลือกโลกอยู่ที่มหาสมุทรแปซิฟิกทางตะวันออกของฟิลิปปินส์ และส่วนที่หนาที่สุดอยู่ที่แนวยอดเขา ชั้นเปลือกโลกแบ่งเป็น 2 บริเวณ คือ

1) เปลือกโลกภาคพื้นทวีป หมายถึง ส่วนที่เป็นแผ่นดินทั้งหมด ประกอบด้วยธาตุซิลิคอนร้อยละ 65275 และอะลูมิเนียมร้อยละ 25235 เป็นส่วนใหญ่ มีสีจาง เรียกหินชั้นนี้ว่า หินไซอัล (sial) ได้แก่ หินแกรนิต ผิวนอกสุดประกอบด้วยดิน และหินตะกอน

2) เปลือกโลกใต้มหาสมุทร หมายถึง ส่วนของเปลือกโลกที่ปกคลุมด้วยน้ำ ประกอบด้วยธาตุซิลิคอนร้อยละ 40250 และแมกนีเซียมร้อยละ 50260 เป็นส่วนใหญ่ มีสีเข้ม เรียกหินชั้นนี้ว่า หินไซมา (sima) ได้แก่ หินบะซอลต์ติดต่อกับชั้นหินหนืด มีความลึกตั้งแต่ 5 กิโลเมตรในส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทรลงไปจนถึง 70 กิโลเมตรในบริเวณที่อยู่ใต้เทือกเขาสูงใหญ่

    2. ชั้นเนื้อโลก (mantle) อยู่ถัดลงไปจากชั้นเปลือกโลก ส่วนมากเป็นของแข็ง มีความลึกประมาณ 2,900 กิโลเมตรนับจากฐานล่างสุดของเปลือกโลกจนถึงตอนบนของแก่นโลก เป็นหินหนืด ร้อนจัด ประกอบด้วยธาตุเหล็ก ซิลิคอน และอะลูมิเนียม แบ่งเป็น 3 ชั้น คือ

1) ชั้นเนื้อโลกส่วนบน เป็นหินที่เย็นตัวแล้ว บางส่วนมีรอยแตก เนื่องจากความเปราะ ชั้นเนื้อโลก ส่วนบนกับชั้นเปลือกโลกรวมกันเรียกว่า ธรณีภาค (lithosphere) ซึ่งมีรากศัพท์มาจากภาษากรีกที่แปลว่า ชั้นหิน ชั้นธรณีภาคมีความหนาประมาณ 100 กิโลเมตรนับจากผิวโลกลงไป

2) ชั้นฐานธรณีภาค (asthenosphere) มีความลึก 1002350 กิโลเมตร เป็นชั้นที่มีแมกมา ซึ่งเป็นหินหนืดหรือหินหลอมละลายร้อน หมุนวนอยู่ภายในโลกอย่างช้าๆ

3) ชั้นเนื้อโลกชั้นล่างสุด อยู่ที่ความลึก 35022,900 กิโลเมตร เป็นชั้นที่เป็นของแข็งร้อนแต่แน่นและหนืดกว่าตอนบน มีอุณหภูมิสูงประมาณ 2,25024,500 องศาเซลเซียส

3. ชั้นแก่นโลก (core) แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ

1) แก่นโลกชั้นนอก  อยู่ที่ความลึก 2,90025,100 กิโลเมตร เชื่อว่าประกอบด้วยสารเหลวร้อนของโลหะเหล็กและนิกเกิลเป็นส่วนใหญ่ มีความร้อนสูงมาก มีความถ่วงจำเพาะ 12

2) แก่นโลกชั้นใน  อยู่ที่ความลึก 5,10026,370 กิโลเมตร มีส่วนประกอบเหมือนแก่นโลกชั้นนอก แต่อยู่ในสภาพแข็ง เนื่องจากมีความดันและอุณหภูมิสูงมาก อาจสูงถึง 6,000 องศาเซลเซียส มีความถ่วงจำเพาะ 17ชั้นต่างๆ ของโลกมีลักษณะและสมบัติแตกต่างกัน ทั้งด้านกายภาพและส่วนประกอบทางเคมี โครงสร้างและส่วนประกอบภายในของโลกจึงเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา คือ แผ่นดินไหว และภูเขาไฟระเบิด

ที่มา : https://sites.google.com/