ภูเขาไฟ

     การเคลื่อนที่ของเปลือกโลก

ในปี พ . ศ . ๒๔๕๘ อัลเฟรด เวกเกอเนอร์ นักธรณีวิทยาและนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันเสนอทฤษฎีทวีปเลื่อน (Continental Drift) เป็นครั้งแรก เขาเชื่อว่าแผ่นดินลอยอยู่บนของเหลวซึ่งหุ้มแกนโลกอยู่ การค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะใกล้เคียงกัน ในทวีปที่อยู่ห่างไกลกันสนับสนุนทฤษฎีนี้ เวกเกอเนอร์เสนอว่าเมื่อ ๒๐๐ ล้านปีที่แล้ว โลกมีทวีปเดียวขนาดใหญ่เรียกว่าพันเจีย (Pangaea-- แปลว่าทั้งโลก ) จนกระทั่งถึงยุคจูแรสซิก แผ่นดินจึงเริ่มแยกจากกันเป็น ๒ ส่วนเรียกว่า กอนวานาแลนด์ (Gonwanaland) ทางซีกใต้ของโลก และลอเรเซีย (Laurasia) ทางซีกเหนือ โดยมีทะเลทีธิส (Tethys) คั่นกลาง เมื่อสิ้นสุดยุคครีเทเชียส แผ่นดินก็แตกออกเป็นทวีปต่างๆ และค่อยๆเคลื่อนตัวมายังตำแหน่งที่เราเห็นในปัจจุบัน

เอ็ดวาร์ด ซูส (Eduard Suess) นักธรณีวิทยาชาวออสเตรีย เป็นผู้พบหลักฐานที่ทำให้เขาเชื่อว่าแผ่นดินของทวีปอเมริกา อัฟริกา อินเดีย ออสเตรเลีย และแอนตาร์กติกา เคยเชื่อมต่อกัน เขาเป็นผู้ตั้งชื่อแผ่นดินนี้ว่ากอนวานาแลนด์ ตามชื่อเขตที่พบซากดึกดำบรรพ์ของพืชกลอสส็อปเทอริส ( Glossopteris ) เป็นครั้งแรก และต่อมาก็พบในทวีปอื่นๆด้วย นอกจากนั้นยังมีซากสัตว์เลื้อยคลานดึกดำบรรพ์มีโซซอรัส (Mesosaurus) ที่พบในอเมริกาใต้ และอัฟริกาใต้อีกด้วย

การเลื่อนของทวีปทำให้ภูมิประเทศของโลกเปลี่ยนไป ทำให้เกิดมหาสมุทร และภูเขา อีกทั้งยังมีพลังมหาศาลที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหว และภูเขาไฟระเบิด

โครงสร้างของโลก แบ่งตามลักษณะมวลสารได้ 3 ชั้น
1. ชั้นเปลือกโลก เสมือนผิวด้านนอกที่ปกคลุมโลก แบ่งออกได้เป็น 2 บริเวณ
- ภาคพื้นทวีป หมายถึงส่วนที่เป็นแผ่นดินทั้งหมด ประกอบด้วยธาตุซิลิคอนและอลูมิเนียม

- ใต้มหาสมุทร หมายถึง เปลือกโลกส่วนที่ปกคลุมด้วยน้ำ ประกอบด้วยธาตุ ซิลิคอนและแมกนีเซียม
2. ชั้นเนื้อโลก มีความลึก 2,900 กิโลเมตร แบ่งเป็น 3 ส่วน
- ส่วนบน เป็นหินที่เย็นตัวมีรอยแยก หรือรอยแตกเนื่องจากความเปราะ ชั้นเนื้อโลกส่วนบน กับชั้นเปลือกโลกรวมกันเรียกว่า "ธรณีภาค"
- ชั้นฐานธรณีภาค เป็นชั้นหินหลอมละลายหรือหินหนืด ที่เรียกว่า แมกมา
- ชั้นล่างสุด เป็นชั้นของแข็งร้อนที่แน่นและหนืดกว่าตอนบน ธาตุอื่นก็ประกอบด้วยแมกนีเซียมและเหล็ก
3. ชั้นแก่นโลก อยู่ในความลึก 2,900 กิโลเมตรลงไป แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ
- แก่นโลกชั้นนอก เป็นของเหลวร้อนของโลหะเหล็กและนิกเกิล
- แก่นโลกชั้นใน มีส่วนประกอบเหมือนชั้นนอกแต่อยู่ในสภาพของแข็งเนื่องจากมีความดันและอุณหภูมิสูงมาก

ธรณีภาค
ปี พ.ศ. 2458 ดร.อัลเฟรด เวกาเนอร์ นักอุตุนิยมชาวเยอรมัน ได้ตั้งสมมุติฐานว่า
"ผืนแผ่นดินทั้งหมดบนโลกแต่เดิมเป็นแผ่นดินเดียวกัน เรียกว่า “พันเจีย
เมื่อ 200 - 135 ล้านปีที่แล้ว แยกออกเป็น 2 ทวีปใหญ่ คือ ลอเรเชีย ทางตอนเหนือ และกอนด์วานาทางตอนใต้และเมื่อ 135 - 65 ล้านปีที่แล้ว ลอเรเชียเริ่มแยกเป็นอเมริกาเหนือ และแผ่นยูเรเชีย ส่วนกอนด์วานาจะแยกเป็น อเมริกาใต้ แอฟริกา ออสเตรเลีย แอนตาร์กติก และอินเดีย

แผ่นธรณีภาคและการเคลื่อนที่
1. ขอบแผ่นธรณีภาคแยกออกจากกัน
เกิดจากการดันตัวของแมกมา ทำให้เกิดรอยแยก จนแมกมาถ่ายโอนความร้อนสู่เปลือกโลกได้ ทำให้อุณหภูมิและความดันลดลง ทำให้เปลือกโลกทรุดตัวกลายเป็นหุบเขาทรุดในระยะเวลาต่อมาเมื่อมีน้ำไหลมาสะสมเกิดเป็นทะเล และเกิดเป็นรอยแยกทำให้เกิดร่องลึก แมกมาจึงเคลื่อนตัวแทรกดันขึ้นมาอีก ทำให้แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรแยกจากไปทั้งสองด้านเกิด การขยายตัวของพื้นทะเล (Sea floor spreading) และทำให้เกิดเทือกเขากลางสมุทร เช่น บริเวณทะเลแดง อ่าวแคลิฟอร์เนีย แอฟริกาตะวันออก มีลักษณะหุบเขาทรุด มีร่องรอยแยก เกิดแผ่นดินไหวตื้นๆ มีภูเขาไฟและลาวาไหลอยู่ใต้มหาสมุทร

2. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนเข้าหากัน มี 3 แบบ
- แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกันกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร แผ่นธรณีภาคอีกแผ่นหนึ่งจะมุดลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง ปลายของแผ่นที่มุดลงจะหลอมกลายเป็นแมกมา และปะทุขึ้นมา บนแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร เกิดเป็นแนวภูเขาไฟใต้มหาสมุทร และมีร่องใต้ทะเลลึก มีแนวการเกิดแผ่นดินไหวตามขอบแผ่นธรณีภาคลึกลงไปถึงชั้นเนื้อโลก จนมีภูเขาไฟที่ยังมีพลัง เช่น ที่หมู่เกาะมาริอานาส์ อาลูเทียน ญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์
- แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป
แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรซึ่งหนักกว่ามุดตัวลงข้างล่างใต้แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป เกิดเป็นร่องใต้ทะเลและเกิดเทือกเขา ตามแนงขอบทวีปเป็นแนวภูเขาไฟชายฝั่ง และแผ่นดินไหวรุนแรง เช่น อเมริกาใต้แถบตะวันตก
- แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป ซึ่งทั้งสองแผ่นมีความหนามาก ทำให้แผ่นหนึ่งมุดลงแต่อีกแผ่นหนึ่งเกยขึ้นเกิดเป็นเทือกเขาแนวยาวอยู่กลางทวีปหรือแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป เช่นเทือกเขา

หิมาลัย ในทวีปเอเชีย เทือกเขาแอลป์ ในทวีปยุโรป

3. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน
เกิดจากอัตราการเคลื่อนตัวของแมกมาในชั้นเนื้อโลกไม่เท่ากัน จึงทำให้แผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ไม่เท่ากันด้วยส่งผลให้เปลือกโลกและเทือกเขาใต้มหาสมุทรเลื่อนไถลผ่านและเฉือนกัน เกิดเป็นรอยเลื่อนเฉือนระนาบด้านข้างขนาดใหญ่ สันเขากลางมหาสมุทรเลื่อนเป็นแนวเหลื่อมกันอยู่ มีลักษณะเป็นแนวรอยแตกแคบยาวมีทิศทางตั้งฉากกับเทือกเขากลางมหาสมุทรและร่องใต้ทะเลลึก มักจะเกิดแผ่นดินไหวรุนแรงในระดับตื้นๆ ระหว่างขอบของแผ่นธรณีภาคที่ซ้อนเกยกัน เช่น รอยเลื่อนซานแอนเดรียส ประเทศอเมริกา รอยเลื่อนอัลไพล์ ประเทศนิวซีแลนด์

โลกของเรามีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา (เนื่องจากภายในโลกมีความร้อน มีแร่ธาตุหลอมเหลว และหินหนืดเคลื่อนที่วนอยู่... ดังกล่าว) แผ่นเปลือกโลกจึงมีการเคลื่อนที่ แยกออก เข้าหา หรือผ่านกัน และเนื่องจากแรงที่มากระทำต่อแผ่นเปลือกโลกนั้น ๆ จึงเกิดเป็นโครงสร้างทางธรณีวิทยาหลายรูปแบบ เช่น การโค้ง (folding) การแตก (fracturing) การเลื่อนของหิน (Faulting) ซึ่งกระบวนการอันเป็นสาเหตุนี้เรียกว่า กระบวนการแปรสัณฐานแผ่นเปลือกโลก
ต่อจากนั้นเปลือกโลกต้องเผชิญหน้ากับแรงโน้มถ่วง สภาพอากาศ น้ำ ลม ซึ่งทำหน้าที่กัดกร่อน (erosion) ทำให้หินผุพัง (weathering) และพัดพา (transportation) ไปทับถมเพื่อสะสมตัว (deposition) กระบวนการนี้จึงเป็นการปรับระดับเปลือกโลกให้สมดุลย์
ทีนี้ลองมาดูความหมายของแต่ละคำที่ถามเลยก็แล้วกันนะ
การยกตัว (uplift) คือชั้นหินหรือเปลือกโลกยกตัวขึ้น หรือเลื่อนขึ้น ทำให้เปลือกโลกบริเวณนั้นสูงขึ้น เมื่อทราบดังนี้ก็มีหลายกระบวนการที่เกี่ยวข้อง อาจเป็น faulting, folding การแทรกดันของมวลหินอัคนี หรือ ชั้นเกลือหินก็ได้
การยุบตัว (subsidence) คือแผ่นดินบริเวณนั้นทรุดหรือยุบตัวลง ซึ่งก็อาจเกิดได้จากหลายสาเหตุเช่นกัน อาทิ หินด้านล่างถูกละลายออกไป (โพรงในหินปูนหรือเกลือหิน) น้ำหนักของชั้นตะกอนที่ทับถมอยู่ด้านบน หรือการทำเหมืองใต้ดินที่ออกแบบไม่ถูกต้องเหมาะสม เป็นต้น
การคดโค้งโก่งงอ (Folding) เกิดจากชั้นหินในสภาพอ่อนนิ่มถูกทำให้เปลี่ยนลักษณะเป็นรูปคดโค้งโก่งงอ เนื่องจากมีแรงมากระทำ ส่วนมากจะทำให้เปลือกโลกหดสั้นลงและหนาขึ้น
การผุพังอยู่กับที่ (weathering) เป็นกระบวนการที่หินผุลงเนื่องจากสภาพอากาศ น้ำ และ ลม การแตก หักกร่อน รวมทั้งกิจกรรมทางชีวภาพด้วย
การกร่อน (erosion) คือกระบวนการที่ทำให้สารเปลือกโลกหลุดไป ละลายไป หรือกร่อนโดยตัวการทางธรรมชาติ ได้แก่ สภาพลมฟ้าอากาศ สานละลาย การถู ครูด การนำพา
การพัดพา (transportation) คือกระบวนการพัดพาเศษหิน เศษแร่ ตะกอน จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยมีตัวการเช่น น้ำ ลม ธารน้ำแข็ง นำพาไป
การทับถม (deposition) คือการที่เศษหิน แร่ ตะกอน อินทรียวัตถุ จากการนำพาของน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง หรือตะกอนที่เกิดจากปฏิกริยาเคมี มาสะสมตัวทับถมกัน
แต่ละกระบวนการยังมีรายละเอียดอีกมาก

                    ก ร ะ บ ว น ก า ร ที่ เ กิ ด ขึ้ น จ า ก ภ า ย ใ น เ ป ลื อ ก โ ล ก

ก า ร เ ค ลื่ อ น ไ ห ว แ ป ร รู ป ข อ ง เ ป ลื อ ก โ ล ก (Diastrophism)
การแปรสัณฐานเปลือกโลก(Diastrophism ; tectonism ) หมายถึง กระบวนการเคลื่อนไหวของเปลือกโลกหรือส่วนของผิวโลก เช่น การเลื่อนตัวตามรอยแตก(faulting) การโก่งงอ(Folding) การแตกร้าว (fracture) การยกตัวขึ้นมาของชั้นหิน(Uplifting) การทรุดตัวลงของชั้นหิน(subsidence) ซึ่งกระบวนการเหล่านี้จะทำให้เกิดลักษณะต่าง ๆ เป็นต้นว่า ทวีปและแอ่งมหาสมุทร ที่ราบสูงและภูเขา ซั้นหินที่คดโค้งหรือเอียงเท
การยุบตัว(Subsidence) การยุบตัวของผืนดินอันเกิดจากดินหรือหินที่รองรับอยู่ถูกละลายไป หรือถูกนำออกไปตามธรรมชาติ หรือโดยมนุษย์เป็นผู้กระทำเหมืองแร่หรือเหมืองใต้ดิน

การประทุภูเขาไฟ
การประทุของภูเขาไฟ หรือการชนกันของแผ่นเปลือกโลก เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหว(earthquake) ขณะที่เกิดแผ่นดินไหวพื้นผิวโลกจะมีการเคลื่อนที่ขึ้น-ลง คล้ายคลื่นทะเล หรือพื้นผิวโลกบางแห่งมีการเคลื่อนที่แยกจากกัน
ภูเขาไฟบางแห่งที่สู่พื้นผิวจากแนวร่องมหาสมุทรใต้น้ำในเขตโซนร้อนของโลก หินโสโครกที่เป็นหินปะการังเกิดขึ้นรอบภูเขาไฟ ขณะที่ชั้นแผ่นดินเคลื่อนที่บรรทุกภูเขาไฟออกจากแนวร่องเข้าสู่น้ำที่ลึกกว่าด้วย ดังนั้นการระเบิดพุ่งจึงหยุดลงและภูเขาไฟก็จมลง แต่หินโสโครกยังคงถูกสร้างขึ้นต่อไป และแนวหินปะการังก็ถูกสร้างขึ้นรอบ ๆเกาะที่หดสั้นลง สิ่งที่เป็นไป

"รอยเลื่อน” ของเปลือกโลก

       เปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอทั้งการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ และรวดเร็ว ซึ่งแรงที่ทำให้เปลือกโลกเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนั้นเรียกว่า “แรงเทคโทนิก” (Tectonic Force) หรือ “แรงแปรสัณฐาน” อันเกิดจากความร้อนภายในโลก การขยายตัวและหดตัว รวมถึงการเคลื่อนไหวของแมกมา (Magma) จากที่แห่งหนึ่งไปยังที่อีกแห่งหนึ่ง ซึ่งแรงเทคโทนิกแบ่งออกเป็น 2 พวก คือ “กระบวนการไดแอสโตรฟิซึม" (Diastrophism) คือ รอยเลื่อนของผืนโลก ได้แก่ การโค้งงอ โก่งตัวและการแตกหักของผืนโลก และ “กระบวนการโวลคานีซึม” (Volcanism) หรือการระเบิดของภูเขาไฟนั่นเอง
 

 

     

       ทั้งนี้ สาเหตุใหญ่ที่สุดในการเกิดแผ่นดินไหวก็คือ “รอยเลื่อน” ที่กระทำต่อผิวโลกอาจทำให้เกิดเป็นที่ราบสูงหรือภูเขาไล้ และยังทำให้เกิดน้ำตก หรืออ่างน้ำขนาดใหญ่ ซึ่งแผ่นดินไหวบางครั้งทำให้เปลือกโลกยุบตัวลง เกิดเป็นทะเลสาบที่เรียกว่า “ทะเลสาบอ่าง” (Basin Lake) และยังจะทำให้แผ่นดินเลื่อนได้อีกด้วย
      
       ถ้ารอยเลื่อนเกิดภายใต้ท้องทะเล หรือมหาสมุทรแล้ว จะทำให้เกิดแผ่นดินไหวใต้ท้องทะเล ซึ่งทำให้เกิดคลื่นใหญ่เรียกว่า “สึนามิ” (Tsunamis) หรือคลื่นที่เกิดจากแผ่นดินไหวใต้ทะเล (Tidal Wave) ซึ่งสึนามิเป็นชื่อเรียกคลื่นชนิดนี้ในภาษาญี่ปุ่น อันเป็นถิ่นที่มีลูกคลื่นแบบนี้บ่อยครั้ง
      
       รอยต่อของเพลตอันทำให้เกิด “การเคลื่อนตัวของแผ่นดิน”

ประมาณ 95% ของแผ่นดินไหวเกิดจากบริเวณที่มีภูเขาไฟที่ยังคุอยู่ และมักเป็นพวกเทือกเขาเกิดใหม่ (Young Mountain) และเป็นบริเวณที่มีความไม่สมดุลในเรื่องแรงที่กระทำต่อผิวโลก จึงมีพวกไดแอสโตรฟิซึมและโวลคานีซึมอยู่มากมาย และมักจะเกิดรอยเลื่อน จัดเป็นแนวความอ่อนแอของเปลือกโลก (Lines of waekness) โดย

ผ่าน “ทฤษฎีเพลตเทคโทนิกส์” กล่าวว่า ชั้นนอกของโลก หรือชั้นธรณีภาค ประกอบด้วยเพลตขนาดใหญ่ประมาณ 12 เพลต แผ่นที่ใหญ่สุดคือ "ยูเรเซียน" (Eurasian) ซึ่งไทยก็อยู่ในแผ่นนี้ และใกล้กับแผ่น "ออสเตรเลียน" (Australian) แผ่น "ฟิลิปปิน" (Philippine) ส่วนแผ่นอื่นๆ ไล่จากทะเลแปซิกฟิกไปทางตะวันออก คือ "แปซิฟิก" (Pacific) ยวน เดอ ฟูกา (Juan de Fuca) นอร์ธ อเมริกา (North America) "แคริบเบียน" (Caribbean) "เซาธ์ อเมริกัน" (South American) "สก็อตเทีย" (Scotia) "แอฟริกา" (Africa) "อราเบียน" (Arbian) และอินเดียน (Indian)

       และเพลตเล็กๆ อีกเป็นจำนวนมาก เพลตเหล่านี้มีรูปทรงรับกันตามรอยต่อของเพลต รอยต่อของเพลตเหล่านี้แบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่      

       1. สันเขาในมหาสมุทร (oceanic ridges) เป็นรอยต่อที่เพลตเคลื่อนที่แยกกัน โดยมีหินละลายปะทุขึ้นมาตามรอยแยก ก่อเกิดเป็นเปลือกโลกรุ่นใหม่
       2.รอยเลื่อนแปรสภาพ (transform faults) เป็นรอยต่อที่เพลตเคลื่อนที่เฉียดกัน
       3.เขตมุดตัวของเปลือกโลก (subduction zones) เป็นรอยต่อที่เพลตเคลื่อนที่ปะทะกัน แล้วเพลตหนึ่งมุดตัวลงข้างใต้อีกเพลตหนึ่ง ทำให้เปลือกโลกส่วนที่มุดนั้น หายลงไปในชั้นแมนเทิล
      
       ทั้งนี้ รอยต่อของเพลตที่ซับซ้อนที่สุด เป็นรอยต่อที่เพลตสามเพลตปะทะกัน เรียกว่า “รอยต่อสามผสาน”