ชั้นต่าง ๆ ของโลก(Leyer of The Earth)
ความนิยมของผู้ชม: / 34
แย่มากดีมาก 

โลกแบ่งออกเป็นชั้นต่าง ๆ ตามคุณสมบัติของเคมีได้ 3 ชั้น (รูปที่ 14.1)

1. Core ประกอบด้วย เหล็กและนิเกิล เป็นสำคัญ อุณหภูมิสูงมาก สามารถแบ่งย่อยได้เป็น 2 ชั้น คือ
1.1 Solid inner core แกนกลางส่วนในมีสภาพเป็นของแข็ง
1.2 Liquid outer core แกนกลางส่วนนอกมีสภาพเป็นของเหลว

2. Mantle ประกอบด้วยแร่ที่มีธาตุเหล็ก แมกนีเซียม ซิลิคอน และออกซิเจน เป็นสำคัญ ส่วนล่างยังมีสภาพเป็นของเหลว ในขณะที่ส่วนบนมีสภาพเป็นของแข็ง

3. Crust ประกอบด้วยแร่ที่มีธาตุออกซิเจน และซิลิคอน เป็นสำคัญ นอกจากนั้น ประกอบด้วยแร่ที่มีธาตุอลูมิเนียม เหล็ก แมกนีเซียม แคลเซียม โปตัสเซียม และโซเดียม มีสภาพเป็นของแข็ง สามารถแบ่งย่อยได้เป็น 2 ชั้น คือ
3.1 Oceanic crust เปลือกโลกบริเวณพื้นท้องทะเลมหาสมุทร ซึ่งจะประกอบด้วยหินที่มีความหนาแน่นสูง ประเภทบะซอล์ท (Basalt)
3.2 Continental crust เปลือกโลกบริเวณพื้นทวีป ซึ่งจะประกอบด้วยหินที่มีความหนาแน่นต่ำ ประเภทแกรนิต (Granite) และแอนดีไซท์ (Andesite)

 

รูปที่  14.1 แสดงชั้นต่างๆ (Layers) ของโลก
รูปที่ 14.1 แสดงชั้นต่างๆ (Layers) ของโลก


ชั้นนอกสุดของโลก สามารถแบ่งตามคุณสมบัติกายภาพเป็น 2 ชั้น คือ Lithosphere (ธรณีภาค) และ Asthenosphere (ฐานธรณีภาค) (รูปที่ 14.2)

Lithosphere เป็นชั้นนอกสุดของโลก มีลักษณะเป็นหินแข็ง (rigid) ประกอบด้วย crust และ ส่วนที่อยู่บนสุดของ mantle ในความหมายของเพลทเทคโทนิค ชั้น Lithosphere มีความหมายเป็นเพลท ในขณะที่ Asthenosphere จะเป็นชั้นของ mantle ส่วนบนที่รองรับอยู่ด้านล่าง และสามารถไหลเคลื่อนที่ได้ มีความหมายเป็นเพลทเช่นเดียวกัน การไหลเคลื่อนที่ของ Asthenosphere ซึ่งมีสถานะเป็นของเหลว สามารถเปรียบเทียบได้กับการไหลของยาสีฟัน ภายในหลอดยาสีฟันในลักษณะการไหลแบบพลาสติก (plastic flow) การไหลเคลื่อนที่ของ Asthenosphere จะมีส่วนช่วยให้ Lithosphere ซึ่งเป็นหินแข็ง สามารถไหลเคลื่อนที่ไปได้


 

รูปที่  14.2 แสดง Lithosphere และ Asthenosphere
รูปที่ 14.2 แสดง Lithosphere และ Asthenosphere

ทวีปจร(continental drift)

Alfred Wegener นักอุตุนิยมวิทยา ชาวเยอรมัน ได้นำเสนอความคิดเกี่ยวกับทฤษฎีทวีปจรขึ้น เมื่อปี ค.ศ. 1912 โดยได้นำเสนอว่า ทวีปต่าง ๆ ที่เห็นอยู่บนโลกเราปัจจุบันนี้ ในอดีตได้เคยอยู่รวมกันเป็นทวีปเดียว เรียกว่า Pangaea Supercontinent และได้เกิดการแยกตัวและเคลื่อนที่ออกจากกันมาเมื่อ กว่า 200 ล้านปีที่แล้ว (รูปที่ 14.3) โดยมีเหตุผลสนับสนุน คือ รูปร่างของทวีปต่าง ๆ ที่สามารถต่อติดกันได้พอดี การแผ่กระจายของซากบรรพชีวิน (fossils) ชุดของชั้นหินที่เหมือนกันในทวีปต่างๆ และสภาพอุณหภูมิอากาศในอดีต
 

รูปที่  14.3 Pangaea Supercontinent เมื่อ 225 ล้านปี และเริ่มมีการแยกตัวและเคลื่อนที่ออกจากกันเมื่อ 200 ล้านปีก่อน
รูปที่ 14.3 Pangaea Supercontinent เมื่อ 225 ล้านปี และเริ่มมีการแยกตัวและเคลื่อนที่ออกจากกันเมื่อ 200 ล้านปีก่อน

1. หลักฐานจากซากบรรพชีวิน
จากการที่มีการพบซากบรรพชีวินชนิด (species) เดียวกันในหลาย ๆ ทวีป Wegener ได้เสนอว่า บรรพชีวินชนิดเดียวกันนี้ได้แพร่กระจาย ในขณะที่ทวีปต่าง ๆ ยังรวมติดกันอยู่ และเมื่อทวีปมีการแยกตัวและเคลื่อนที่ออกจากกันจนมาอยู่ในตำแหน่งปัจจุบัน นี้ จึงทำให้พบซากบรรพชีวินนี้กระจายอยู่ตามทวีปต่าง ๆ ตัวอย่างที่สำคัญคือ ซากบรรพชีวินเฟิร์นชนิด Glossopteris ซึ่งพบในทวีปอเมริกาใต้ แอฟริกา อินเดีย และออสเตรเลีย นอกจากนั้น ก็มีซากบรรพชีวินชนิดเดียวกันตัวอื่น ๆ ที่มีการพบในหลาย ๆ ทวีป (รูปที่ 14.4)
 

รูปที่  14.4 หลักฐานจากการกระจายตัวของซากบรรพชีวิน
รูปที่ 14.4 หลักฐานจากการกระจายตัวของซากบรรพชีวิน


2. หลักฐานจากชุดของชั้นหินลักษณะเดียวกัน
จากการที่พบชุดของชั้นหิน (Rock sequences) ที่มีลักษณะใกล้เคียงกันในทวีปอเมริกาใต้ แอฟริกา อินเดีย แอนตาร์คติค และออสเตรเลีย (รูปที่ 14.5) โดยจะประกอบด้วย ชุดหิน 3 ชุด เรียงจากอายุแก่ไปหาอายุอ่อน ดังนี้ ชุดที่อยู่ล่างสุด (แก่สุด) จะประกอบด้วย tillite ซึ่งเป็นตะกอนจากธารน้ำแข็ง ถัดขึ้นมาจะเป็นชุดกลาง ซึ่งประกอบด้วย หินทราย หินดินดาน และถ่านหิน ซึ่งในชุดนี้จะพบซากบรรพชีวิน Glossopteris ส่วนชุดบนสุด จะเป็นชั้นของหินบะซอล์ท ชุดหินทั้งสามชุดนี้ จะมีความคล้ายคลึงกันมาก แต่ว่าปัจจุบัน พบในทวีปที่อยู่ห่างไกลกันมาก Wegener ได้เสนอว่าชุดหินนี้จะเกิดขึ้นในขณะที่ทวีปต่าง ๆ ยังไม่แยกตัวออกจากกัน มีสภาพแวดล้อม สภาพการเกิดเหมือน ๆ กัน และเมื่อทวีปมีการแยกและเคลื่อนตัวออกจากกัน ก็ได้นำพาให้ชุดหินเหล่านี้เคลื่อนที่ออกจากกัน
 

รูปที่  14.5 หลักฐานจากชุดของชั้นหินที่พบในทวีปต่างๆ
รูปที่ 14.5 หลักฐานจากชุดของชั้นหินที่พบในทวีปต่างๆ


3. หลักฐานจากร่องรอยการกระทำของธารน้ำแข็ง
Wegener ได้อธิบายว่า หลักฐานจากร่องรอยการกระทำของธารน้ำแข็ง (Glaciation) อาทิ ร่องและรอยขูดขีดในหิน ตะกอนที่เกิดจากธารน้ำแข็งต่างๆ ที่ปัจจุบันพบในทวีปอเมริกาใต้ แอฟริกา อินเดีย และออสเตรเลีย สามารถอธิบายได้ดี ถ้าหากทวีปต่าง ๆ เหล่านี้ เคยรวมติดอยู่ด้วยกัน และมีสภาพภูมิอากาศที่หนาวเย็นในพื้นที่แคบ ๆ ต่อเนื่องกัน (รูปที่ 14.6) ซึ่งอธิบายได้ดีกว่าว่ามีสภาพภูมิอากาศที่หนาวเย็นเกิดขึ้น แผ่กระจายเป็นบริเวณกว้างในหลาย ๆ ทวีป ถ้าหากทวีปต่าง ๆ เหล่านี้อยู่ในตำแหน่งปัจจุบัน และไม่มีการเคลื่อนตัวแยกออกจากกัน (รูปที่ 14.7)
 

รูปที่  14.6	หลักฐานจากร่องรอยการกระทำของธารน้ำแข็งอธิบายได้ดีกว่าถ้ามีพื้นที่แคบๆ ต่อเนื่องกัน
รูปที่ 14.6 หลักฐานจากร่องรอยการกระทำของธารน้ำแข็งอธิบายได้ดีกว่าถ้ามีพื้นที่แคบๆ ต่อเนื่องกัน



รูปที่  14.7 หลักฐานจากร่องรอยการกระทำของธารน้ำแข็งอธิบายได้ยากถ้าทวีปต่างๆ ไม่มีการเคลื่อนตัวออกจากกัน
รูปที่ 14.7 หลักฐานจากร่องรอยการกระทำของธารข็งอธิบายได้ยากถ้าทวีปต่างๆ ไม่มีการเคลื่อนตัวออกจากกัน

ข้อโต้แย้งของทวีปจร

ทฤษฎีทวีปจรของ Wegener มีทั้งที่ยอมรับและไม่ยอมรับในหมู่นักธรณีวิทยา มีข้อโต้แย้งที่ว่ากระแสลมและกระแสคลื่นในทะเล อาจจะช่วยเป็นตัวพัดพาให้บรรพชีวินแผ่กระจายไปในทวีปต่าง ๆ ได้ไม่ยาก ข้อด้อยที่สุดของแนวคิดทวีปจร ก็คือ ไม่สามารถให้คำอธิบายได้ชัดเจนว่า ทวีปต่าง ๆ มีการเคลื่อนไปได้อย่างไร ในขณะที่ Wegener ได้อธิบายว่า การหมุนตัวของโลกเป็นสาเหตุที่ทำให้ทวีปเกิดการเคลื่อนตัว ซึ่งไม่ค่อยเป็นที่เชื่อถือของนักธรณีวิทยาว่าจะเป็นไปได้

ในปี ค.ศ.1928 นักธรณีวิทยาชาวสก๊อต Arthur Holmes ได้อธิบายว่า ทวีปสามารถเคลื่อนตัวได้ เนื่องจาก การนำพาคลื่นความร้อนภายในโลก (heat convection current) (รูปที่ 14.8) คลื่นความร้อนจะเคลื่อนตัวขึ้นมาจากใจกลางของโลก แล้วเคลื่อนตัวในแนวระนาบ และมุดตัวกลับลงไป การเคลื่อนตัวของกระแสคลื่นความร้อนนี้ จะชักเหนี่ยวนำให้ทวีปมีการเคลื่อนตัวได้ ซึ่งนักธรณีวิทยาปัจจุบันทราบดีว่า หินแข็งร้อนสามารถเคลื่อนตัว (convect) ได้จริง แต่อยู่ในสภาพของแข็ง ไม่ใช่ของเหลว เป็นที่น่าเสียดายว่า Wegener ได้เสียชีวิตลงเมื่อปี ค.ศ.1930 จึงไม่มีโอกาสได้นำเอาแนวคิดของ Arthur Holmes มาช่วยใช้ในการอธิบายการเคลื่อนที่ของทวีป ตามทฤษฎีทวีปจรที่เขานำเสนอ

รูปที่  14.8 การนำพาคลื่นความร้อนภายในโลก เป็นกลไกให้เพลทเคลื่อนที่รูปที่  14.8 การนำพาคลื่นความร้อนภายในโลก เป็นกลไกให้เพลทเคลื่อนที่

ทฤษฎีการแยกตัวของพื้นทะเล (Sea-floor Spreading)

ใน ช่วงปี ค.ศ.1940-1950 ได้มีการค้นพบความรู้ใหม่ ๆ หลายประการ โดยเฉพาะความรู้เกี่ยวกับหินบริเวณพื้นท้องทะเลมหาสมุทร ตลอดจนความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของแม่เหล็กในหิน ทำให้ได้หลักฐานหลาย ๆ ประการมาช่วยสนับสนุนทฤษฎีทวีปจร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักธรณีวิทยาได้ศึกษาและทราบข้อมูลมาเป็นระยะเวลานานแล้ว ว่ามีเทือกเขาสูงอยู่พื้นมหาสมุทรบริเวณกึ่งกลางของมหาสมุทรแอตแลนติค (Mid-Atlantic Ridges) เทือกเขานี้มีความสูง 2,000 เมตร จากพื้นมหาสมุทร ที่ความลึกประมาณ 6,000 เมตร ต่ำลงไปจากระดับน้ำทะเล นอกจากนี้ บริเวณนี้ยังเป็นบริเวณที่มีการเกิดแผ่นดินไหวอย่างต่อเนื่อง โดยพบว่า บริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวอย่างต่อเนื่องนี้ จะกระจุกตัวอยู่ในบริเวณที่เป็น ร่องลึก (trough) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า หุบเขาทรุด (rift trough) หุบเขาทรุดนี้กว้างประมาณ 30 กิโลเมตร ลึกประมาณ 2,000 เมตร ในภาพรวมบริเวณท้องมหาสมุทรจะมีลักษณะเป็นเทือกเขาสูง (ridges) อยู่ติดกับหุบเขาทรุด (rift trough) เป็นบริเวณยาวต่อเนื่องมากกว่า 60,000 กิโลเมตร ตลอดพื้นมหาสมุทรของโลก

Harry Hess นักธรณีวิทยาชาวอเมริกัน ในปี ค.ศ. 1962 ได้อธิบายว่า จะมีพื้นมหาสมุทรใหม่ๆ เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในบริเวณหุบเขาทรุด ตามแนวของ Mid-Atlantic ridges พื้นมหาสมุทร (Oceanic floor) ใหม่จะเกิดจาก magma ที่ดันแทรกตัวขึ้นมา และเคลื่อนตัวในแนวระนาบออกจากบริเวณของ Mid-Atlantic ridges จากนั้น พื้นมหาสมุทรจะมุดตัวลงบริเวณร่องลึก (trench) ตามขอบของพื้นทวีป (รูปที่ 14.9) โดย Hess อธิบายว่า การเคลื่อนตัวของพื้นมหาสมุทร เป็นผลจากการนำพาของความร้อน (convection) ซึ่งไหลหมุนเวียนขึ้นมาจากใจกลางของโลก (รูปที่ 14.8) ผลักดันให้พื้นมหาสมุทรเคลื่อนตัวออกจาก Mid-Atlantic ridges ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดหินใหม่ และเมื่อเคลื่อนตัวไปถึงบริเวณร่องลึกใกล้ขอบของพื้นทวีป ก็จะเกิดการมุดตัวลงไปของพื้นมหาสมุทร ปัจจัยสำคัญและเป็นกลไก ที่ทำให้พื้นมหาสมุทรเกิดการเคลื่อนที่ ก็คือ คลื่นความร้อน (heat convection) นั้นเอง นอกจากจะส่งผลให้พื้นมหาสมุทรเกิดการเคลื่อนที่แล้ว ก็ส่งผลให้พื้นทวีปเกิดการเคลื่อนที่ได้เช่นกัน

รูปที่  14.9 การเคลื่อนตัวของพื้นทะเล
รูปที่ 14.9 การเคลื่อนตัวของพื้นทะเล


ในช่วงเวลาใกล้เคียงกันนั้น Robert Dietz นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ก็เป็นอีกผู้หนึ่งที่ได้เสนอความคิดและอธิบายการเคลื่อนตัวของพื้นมหาสมุทร และพื้นทวีป โดยกลไกการนำพาของคลื่นความร้อน เช่นเดียวกับ Harry Hess และเรียกแนวความคิดนี้ว่า ทฤษฎีการแยกตัวของพื้นทะเล (Sea-Floor spreading) โดยเพิ่มเติมว่า จริง ๆ แล้ว ส่วนที่เคลื่อนตัวนั้น ไม่ใช่เป็นบริเวณฐานของเปลือกโลก (crust) แต่เป็นฐานของ Lithosphere มากกว่า ซึ่งวางและเคลื่อนตัวอยู่บน Asthenosphere

โดยสรุปทั้ง Harry Hess และ Robert Dietz สามารถอธิบายการเคลื่อนตัวของทวีปต่าง ๆ ตามทฤษฎีทวีปจรของ Wegener ในขณะที่ในช่วงก่อนหน้านี้ Wegener ไม่สามารถอธิบายได้ ด้วยเหตุนี้ การเคลื่อนที่ของทวีปต่าง ๆ จึงไม่ได้เกิดขึ้นจากการหมุนตัวของโลก แต่เป็นผลจากกลไกการนำพาของคลื่นความร้อน โดย Lithosphere ซึ่งเป็นเพลทที่มีสถานะเป็นของแข็ง (solid) เคลื่อนตัวผ่าน Asthenosphere ซึ่งเป็นเพลทที่มีสถานะเป็นของเหลวคล้ายพลาสติก

1. หลักฐานสนับสนุน Sea-Floor spreading
ปกติหินอัคนีจะมีส่วนประกอบของ แร่ที่มีคุณสมบัติการเป็นแม่เหล็ก (magnetic minerals) แร่เหล่านี้เมื่อถูกเหนี่ยวนำโดยสนามแม่เหล็กโลก (Earth's magnetic) จะทำให้แร่เหล่านี้วางตัวไปในทิศทางเดียวกับสนามแม่เหล็กโลก และมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก ให้ สนามแม่เหล็กของตัวมันเอง (Rock's magnetic) จากการศึกษาความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กในหินอัคนี บริเวณพื้นมหาสมุทรตามแนวของ Mid-Atlantic พบว่า มีความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กแตกต่างกันออกไปที่ตำแหน่งต่าง ๆ หรืออีกนัยหนึ่งมี ค่าความผิดปกติของสนามแม่เหล็ก (magnetic anomaly) เกิดขึ้นในหินบริเวณดังกล่าว โดยพบว่า อาจจะมีค่าเป็นบวก (positive magnetic anomaly) หรืออาจจะมีค่าเป็นลบ (negative magnetic anomaly) บริเวณที่มีค่าเป็นบวก จะเป็นบริเวณที่มีค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กสูงกว่าความเข้มข้นของสนาม แม่เหล็กโลกปัจจุบัน บริเวณที่มีค่าเป็นลบจะเป็นบริเวณที่มีค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กต่ำ กว่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กโลกปัจจุบัน ซึ่งสามารถอธิบายได้ว่า บริเวณที่มีค่าเป็นบวก สนามแม่เหล็กโลกและสนามแม่เหล็กของหินจะวางตัวอยู่ในทิศทางเดียวกัน ส่งเสริมกัน ในขณะที่บริเวณที่มีค่าเป็นลบ สนามแม่เหล็กโลกและสนามแม่เหล็กของหินจะวางตัวอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามกัน เกิดการหักล้างกัน ซึ่งสะท้อนให้เห็นว่า ในขณะที่หินนี้เย็นตัวลง ทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกจะแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่า ขั้วเหนือของสนามแม่เหล็กโลกจะวางตัวอยู่ที่ขั้วเหนือโลกหรือขั้วใต้โลก โดยสรุป บริเวณที่มีค่าความผิดปกติของสนามแม่เหล็กโลกมีค่าเป็นบวก แสดงว่าหินนั้นจะเย็นตัวและแข็งตัวเป็นหิน เมื่อขั้วเหนือของแม่เหล็กโลกวางตัวอยู่ที่ขั้วเหนือโลก ในขณะที่บริเวณที่มีค่าความผิดปกติของสนามแม่เหล็กโลกมีค่าเป็นลบ แสดงว่าหินนั้นจะเย็นตัวและแข็งตัวเป็นหิน เมื่อขั้วเหนือของแม่เหล็กโลกวางตัวอยู่ที่ขั้วใต้โลก ซึ่งปรากฏการณ์เคลื่อนย้ายของขั้วแม่เหล็กโลกนี้ได้เกิดขึ้นมาอย่างต่อ เนื่องในช่วงอายุต่าง ๆ ของธรณีกาล

เมื่อนำค่าความผิดปกติของสนามแม่เหล็ก (ทั้งบวกและลบ) ในบริเวณท้องมหาสมุทรมาเขียนลงในแผนที่ ก็จะได้รูปแบบดังแสดงในรูปที่ 14.10 โดยมีค่าเป็นบวกและลบสลับกัน และขนานกันออกไปจากแนวกึ่งกลางของ Mid-Atlantic ridge เป็นหลักฐานว่าในอดีตกาล ขั้วเหนือสนามแม่เหล็กโลกมีการเคลื่อนย้ายสลับกันไปมาจากขั้วเหนือโลกไปสู่ขั้วใต้โลก

รูปที่  14.10 รูปแบบของค่าความผิดปกติของสนามแม่เหล็กในหิน

รูปที่  14.10 รูปแบบของค่าความผิดปกติของสนามแม่เหล็กในหิน
รูปที่ 14.10 รูปแบบของค่าความผิดปกติของสนามแม่เหล็กในหิน

จากหลักฐานของค่าความผิดปกติของสนามแม่เหล็กนี้ Fred Vine และ Drummond Matthews ในปี ค.ศ.1963 ได้อธิบายว่า เมื่อการดันแทรกตัวของลาวาขึ้นมาตามแนวของ Mid-Atlantic ridge หินอัคนีเหล่านี้จะถูกเหนี่ยวนำโดยสนามแม่เหล็กโลก ณ ขณะนั้น ๆ ในทำนองเดียวกัน เมื่อลาวาชุดใหม่ดันแทรกตัวขึ้นมา ก็จะถูกเหนี่ยวนำโดยสนามแม่เหล็ก ณ ขณะนั้นเช่นกัน และถ้าสนามแม่เหล็กโลกมีทิศทางที่สลับกัน ขึ้นอยู่กับการวางตัวของขั้วเหนือแม่เหล็กโลก ก็จะทำให้ทิศทางของสนามแม่เหล็กในหินมีทิศทางที่สลับกันเช่นกัน (รูปที่ 14.11) หินเก่าที่เกิดขึ้นก็จะถูกดันหรือเคลื่อนตัวออกจากบริเวณ Mid-Atlantic ridge เมื่อลาวาชุดใหม่ดันแทรกตัวขึ้นมา ปรากฏการณ์เช่นนี้จะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสนับสนุนทฤษฎีการแยกตัวของพื้นมหาสมุทร (Sed-Floor spreading) นั่นเอง นอกจากนี้ ยังบ่งชี้ว่า บริเวณ Mid-Atlantic ridge จะมีหินอัคนีใหม่ ๆ หรือเปลือกโลกบริเวณท้องมหาสมุทร (oceanic crust) ใหม่ ๆ เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง
 

รูปที่  14.11 การเกิดใหม่ของ oceanic crust และการเคลื่อนตัวออกจากจุดที่เกิด

รูปที่  14.11 การเกิดใหม่ของ oceanic crust และการเคลื่อนตัวออกจากจุดที่เกิด

รูปที่  14.11 การเกิดใหม่ของ oceanic crust และการเคลื่อนตัวออกจากจุดที่เกิด
รูปที่ 14.11 การเกิดใหม่ของ oceanic crust และการเคลื่อนตัวออกจากจุดที่เกิด

2. Subduction (การมุดตัว)
จากที่กล่าวมาแล้ว มีหินอัคนีใหม่หรือเปลือกโลกท้องมหาสมุทรใหม่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง คำถามมีอยู่ว่าเมื่อเกิดขึ้นมาแล้ว เปลือกโลกส่วนนี้จะไปไหน ในปี ค.ศ.1935 K. Wadati ชาวญี่ปุ่นได้ตรวจพบว่า ตำแหน่งการเกิดแผ่นดินไหวที่ตำแหน่งต่าง ๆ บนโลก จะเกิดที่ระดับความลึกที่แตกต่างกัน แผ่นดินไหวที่เกิดในพื้นทวีปเอเซียจะเกิดที่ตำแหน่งค่อนข้างลึก เช่น บริเวณไซบีเรีย และประเทศจีน ในขณะที่ในบริเวณมหาสมุทรแปซิฟิค แผ่นดินไหวจะเกิดที่ระดับค่อนข้างตื้น การอธิบายปรากฏการณ์ดังกล่าว สามารถอธิบายได้จากการเคลื่อนที่ของ Oceanic Lithosphere ที่เคลื่อนตัวออกจาก Mid-Atlantic ridge โดยคลื่นความร้อนจากชั้น Mantle จะเป็นกลไกให้ Lithosphere เคลื่อนตัวออกมา และเมื่อไปถึงบริเวณขอบของพื้นทวีปด้วยความหนาแน่นที่แตกต่างกัน มันจะมุดตัว (Subduct) ลงไปภายใต้พื้นทวีปลงไปสู่บริเวณของ Asthenosphere ดังนั้น Oceanic Lithosphere จะเกิดขึ้นบริเวณ Mid-Atlantic ridge แล้วมุดตัวกลับลงไปสู่ชั้นของ Mantle ที่บริเวณที่เรียกว่า แนวการมุดตัว (Subduction Zone) (รูปที่ 14.12) แผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นใน Lithosphere ขณะที่มีการมุดตัวและแนวเอียงของการมุดตัว จะช่วยอธิบายว่า ทำไมแผ่นดินไหวจึงเกิดที่ความลึกต่าง ๆ กัน และลึกมากขึ้นเมื่อเข้าไปในบริเวณที่เป็นพื้นทวีป Lithosphere เมื่อมุดตัวลึกลงไป อุณหภูมิและความดันจะเพิ่มมากขึ้น จนถึงจุดที่หินจะเกิดการหลอมละลายเป็นหินหนืด (magma) และดันแทรกตัวขึ้นมาสู่ผิวโลกอีกครั้งหนึ่ง ในลักษณะของภูเขาไฟ ทำให้บริเวณดังกล่าวเป็นบริเวณที่มีทั้งการเกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟอย่าง ต่อเนื่อง
 

รูปที่  14.12 แสดงแนวการมุดตัว (Subduction Zone) และบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟ
รูปที่ 14.12 แสดงแนวการมุดตัว (Subduction Zone) และบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟ

ทฤษฎีเพลทเทคโทนิค (Plate Tectonics Theory)

ปัจจุบัน ทฤษฎีเพลทเทคโทนิค ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ซึ่งเป็นผลจากหลักฐาน ปรากฏการณ์ ข้อพิสูจน์ต่าง ๆ ที่พัฒนามาจากแนวความคิดของทวีปจร (Continental Drift) และการแยกตัวของท้องมหาสมุทร (Sea-Floor spreading) ตามที่ได้กล่าวมาแล้ว ในปี ค.ศ.1965 Tuzo Wilson เป็นผู้เสนอนิยามว่า เพลท (Plate) ขึ้นมาใช้สำหรับเรียกพื้นผิวของโลกที่แตกหักออกจากกัน ในขณะที่ในปี ค.ศ.1967 Jason Morgan ได้เสนอว่า พื้นผิวของโลกประกอบด้วยเพลทที่สำคัญ รวม 12 เพลท ซึ่งมีการเคลื่อนตัวผ่านซึ่งกันและกัน

โดยสรุป พื้นผิวของโลกสามารถแบ่งเป็นเพลทได้ 2 ชนิด คือ (1) Lithosphere (หรือ Lithospheric Plate) ซึ่งเป็นส่วนที่มีสถานะเป็นของแข็ง ประกอบด้วย Crust และ Upper Mantle (ส่วนที่แข็งตัว) และ (2) Asthenosphere (หรือ Asthenospheric Plate) ซึ่งประกอบด้วย Lower Mantle มีสถานะเป็นของเหลวเคลื่อนที่แบบพลาสติก Lithosphere จะวางตัวอยู่และเคลื่อนที่บน Asthenosphere (รูปที่ 14.13)
 

รูปที่  14.13 Asthenosphere and Lithosphere (Oceanic and Continental Crust)
รูปที่ 14.13 Asthenosphere and Lithosphere (Oceanic and Continental Crust)


1. ตำแหน่งและขอบเขตของเพลท
นักธรณีวิทยาได้กำหนดตำแหน่งและขอบเขตของเพลทต่าง ๆ จากข้อมูลตำแหน่งที่มีการเกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟที่เกิดขึ้นบนโลก ซึ่งพบว่า ตำแหน่งแผ่นดินไหวตลอดจนภูเขาไฟจะกระจุกตัวอยู่ตามแนวที่ชัดเจน (รูปที่ 14.14) แสดงว่า บริเวณแนวเหล่านี้ เป็นแนวที่เปลือกโลกมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง นักธรณีวิทยาจึงได้กำหนดแนวเหล่านี้เป็นขอบเขตของเพลทต่าง ๆ ประกอบด้วยเพลทที่สำคัญขนาดใหญ่ 7 เพลท และเพลทเล็ก ๆ จำนวน 20 เพลท (รูปที่ 14.15) เพลทขนาดใหญ่ ได้แก่ (1) Eurasian Plate (2) African Plate (3) Australian-Indian Plate (4) Antartica Plate (5) Pacific Plate (6) North-American Plate และ (7) South-American Plate
 

รูปที่  14.14  	แนวการเกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟ
รูปที่ 14.14 แนวการเกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟ


รูปที่  14.15 ขอบเขตของเพลทต่างๆ
รูปที่ 14.15 ขอบเขตของเพลทต่างๆ

เพลทส่วนใหญ่จะประกอบด้วยทั้งส่วนที่เป็น Continental Crust และ Oceanic Crust (ดูรูป 14.12) มีบางเพลท อาทิ Nazca Plate ที่จะประกอบด้วยเฉพาะ Oceanic crust เท่านั้น ส่วนประกอบนี้จะมีส่วนสำคัญต่อการเคลื่อนที่ของเพลท ในกรณีที่เพลทเคลื่อนที่ผ่านซึ่งกันและกัน การเคลื่อนที่ของเพลทต่าง ๆ ในปัจจุบันจะมีทิศทางการเคลื่อนที่แสดงในรูปที่ 14.4
2. ประเภทของการเคลื่อนที่ของเพลท (Types of Plate Motion)
เพลทแต่ละเพลทจะไม่อยู่นิ่ง และจะมีการเคลื่อนที่สัมพันธ์ระหว่างเพลทที่อยู่ต่อกัน มนุษย์ไม่สามารถรู้สึกถึงการเคลื่อนที่ของเพลท เช่นเดียวกับที่เราไม่รู้สึกถึงการหมุนรอบตัวเองของโลก การเคลื่อนที่ของเพลทอาจจะมีความเร็วประมาณ 2-15 เซนติเมตร/ปี สามารถแบ่งประเภทของการเคลื่อนที่ได้เป็น 3 ประเภท
2.1 เพลทเคลื่อนที่ออกจากกัน (Divergent Plate)
เพลทจะเคลื่อนที่ออกจากกัน กรณีตัวอย่างที่สำคัญ ได้แก่ บริเวณ Mid-Atlantic ridge ที่เพลทมีการเคลื่อนที่ออกจากกัน และเป็นแนวหรือช่องที่ทำให้เกิด Oceanic Crust หรือหินพื้นท้องมหาสมุทรใหญ่ ๆ อย่างต่อเนื่อง (รูปที่ 14.16) กรณีตัวอย่าง คือการเคลื่อนที่ออกจากกันของ North-American Plate และ Eurasian Plate ซึ่งปรากฏให้เห็นชัดเจนพาดผ่านประเทศ Iceland
 

รูปที่  14.16 เพลทเคลื่อนที่ออกจากกัน (Divergent Plate)

รูปที่  14.16 เพลทเคลื่อนที่ออกจากกัน (Divergent Plate)
รูปที่ 14.16 เพลทเคลื่อนที่ออกจากกัน (Divergent Plate)

2.2 เพลทเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent Plate)
เพลทจะเคลื่อนที่เข้าหากันหรือชนกัน ตัวอย่างที่สำคัญ คือ การเคลื่อนที่เข้าหากันของ Indian Plate และ Eurasian Plate บริเวณเทือกเขาหิมาลัย จากการที่ lithosphere สองเพลท เคลื่อนที่เข้าหากัน จะทำให้หินถูกบดอัดเข้าหากัน เกิดเป็นเทือกเขาหิมาลัย ซึ่งทุกวันนี้เทือกเขาหิมาลัยยังมีการยกตัวสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง (รูปที่ 14.17)
 

รูปที่  14.17 เพลทเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent Plate)
รูปที่  14.17 เพลทเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent Plate)รูปที่  14.17 เพลทเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent Plate)
รูปที่ 14.17 เพลทเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent Plate)

2.3 เพลทเคลื่อนที่สวนทางกัน (Transform Plate)
เพลทจะเคลื่อนที่สวนทางผ่านซึ่งกันและกัน ตัวอย่างที่สำคัญ คือ การเคลื่อนที่ของ Pacific Plate กับ North-American Plate ทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา ทำให้เกิดรอยเลื่อนขนาดใหญ่ ส่งผลให้มีการเกิดแผ่นดินไหวเป็นระยะ ๆ ที่สำคัญได้แก่ San Andreas Fault (รูปที่ 14.18)


 

รูปที่  14.18 เพลทเคลื่อนที่สวนทางกัน (Transform Plate)รูปที่  14.18 เพลทเคลื่อนที่สวนทางกัน (Transform Plate)
รูปที่ 14.18 เพลทเคลื่อนที่สวนทางกัน (Transform Plate)

ภาพรวมการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกตามทฤษฎีเพลทเทคโทนิคแสดงในรูปที่ 14.19
 

รูปที่  14.19  ภาพรวมการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกรูปที่ 14.19 ภาพรวมการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก

แบบฝึกหัด

1. อธิบายชั้น (Layers) ต่างๆ ของโลก
2. อธิบายความแตกต่างของ Lithosphere และ Asthenosphere
3. อธิบายการได้มาของหลักฐานต่างๆ ที่ช่วยในการกำหนดขอบเขตของเพลทและจำนวนเพลทต่างๆ
4. อธิบายการเคลื่อนที่ของเพลท (Plate Motion)
5. อธิบายความสัมพันธ์ของทวีปจร การแยกตัวของพื้นมหาสมุทรและทฤษฎีเพลทเทคโทนิค
6. ทำความเข้าใจในตำแหน่งของประเทศไทยที่สัมพันธ์กับเพลทต่าง ๆ


Views: 24836

Be first to comment this article

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

 
< ก่อนหน้า   ถัดไป >

 

Statistics

สถิติผู้เยี่ยมชม: 43352155

Who's Online

ขณะนี้มี 60 บุคคลทั่วไป ออนไลน์