โลกและการเปลยนแปลง โลกในยคแรกเปนของเหลวหนดรอน ถกกระหน าชนดวยอกกาบาตตลอดเวลา องคประกอบซงเปนธาตหนก เชน เหลก และนเกล จมตวลงสแกนกลางของโลก ขณะทองคประกอบซงเปนธาตเบา เชน ซลกอน ลอยตวขนสเปลอกนอก กาซตางๆ เชน ไฮโดรเจนและคารบอนไดออกไซด พยายามแทรกตวออกจากพนผว กาซไฮโดรเจนถกลมสรยะจากดวงอาทตยท าลายใหแตกเปนประจ สวนหนงหลดหนออกสอวกาศ อกสวนหนงรวมตวกบออกซเจนกลายเปนไอน า เมอโลกเยนลง เปลอกนอกตกผลกเปนของแขง ไอน าในอากาศควบแนนเกดฝน น าฝนไดละลายคารบอนไดออกไซดลงมาสะสมบนพนผว เกดทะเลและมหาสมทร สองพนลานปตอมาการววฒนาการของสงมชวต ไดน าคารบอนไดออกไซดมาผานการสงเคราะหแสง เพอสรางพลงงาน และใหผลผลตเปนกาซออกซเจน กาซออกซเจนทลอยขนสชนบรรยากาศชนบน แตกตวและรวมตวเปนกาซโอโซน ซงชวยปองกนอนตรายจากรงสอลตราไวโอเลต ท าใหสงมชวตมากขน และปรมาณของออกซเจนมากขนอก ออกซเจนจงมบทบาทส าคญตอการเปลยนแปลงบนพนผวโลกในเวลาตอมา (ภาพท 2)

โครงสรางของโลก กอนทจะอธบายใหเขาใจกนอยางงาย เราตองมาดโครงสรางของโลกเรากอน โลกของเรากคลายๆไขไก คอเมอผาออกมาจะเปนเปนชนๆ โลกของเรากแบงออกเปนชนๆ เชนกน โดยมนษยเราอาศยอยบนเปลอกโลก (crust) แตเปลอกโลกทวานมความหนาเฉลยประมาณ 10 กโลเมตรถาเปนเปลอกโลกแบบภาคพนสมทร (เชนเหนอมหาสมทรแปซฟก) และประมาณ 40 กโลเมตรถาเปนเปลอกโลกแบบภาคพนทวป (เชนเหนอทวปเอเชย) ใตเปลอกโลกลงไปเปนสสารทไมใชของแขง และของเหลวเลยทเดยว แตคลายๆกบยากมะตอยหรอยาสฟนแตอยทอณหภมสงมากทเรยกวาแมนเทล (mantle) ทนใหเรานกวาเปลอกโลกของเราไมไดเปนแผนเดยวกนตลอด แตแตกแยกออกเปนแผนๆคลายๆ กบเกมจกซอ ซงเราเรยกวาแผนเปลอกโลกหรอแผนธรณภาค หรอเพลท (plate) ซงรวมเอาเปลอกโลกและแมนเทลชนบนเขาไวดวยกน เนองจากเปลอกโลกของเราไมไดเปนแผนเดยวกนและวางตวอยบนสสารคลายของเหลว มนจงสามารถเคลอนตวไปมาได แตดวยอนตราทชามาก เชนประมาณ 1-6 เซนตเมตรตอป ดงนนเมอมนมการเคลอนทกจะท าใหแตละแผนสามารถเกดการชนกน การเสยดสกน การแยกหางออกจากกนทบรเวณขอบของแผนเปลอกโลกได ซงถอวาเปนบรเวณทเกดแผนดนไหวและมภเขาไฟมากทสด และมอยหลายบรเวณบนโลก เชนบรเวณรอบๆมหาสมทรแปซฟก ทเรยกกนวา Ring of Fire ซงรวมญปน อนโดนเซย และฟลปปนสเขาไวดวย ภายในโลกแบงเปน 3 สวน ไดแก 1. เปลอกโลก คอผวชนนอกทประกอบดวยหนแขงใตสมทรมความหนาราว 7 กม. สวนใตพนทวปมความหนา 34-40 กม. 2. เนอโลก มความหนา 2,900 กม. และคดเปนเนอในของโลกมากกวารอยละ 82 ประกอบดวยหนเหลวทเรยกวา แมกมา 3.แกนโลก แบงออกเปนสองชน คอชนนอกทเตมไปดวยเหลกรอน หลอมเหลว และแกนแขงภายใน เปลอกโลกและชนบนสดของโลกกอตวเปนชนทเยนและแขงแนน เรยกวา สวนธรณภาคชนนอก หรอแผนเปลอกโลก ใตธรณภาคชนนอกเปนฐานธรณภาค คอเนอโลกสวนบนๆทออนตว หยน และรอน /

ภาพท 1 ก าเนดระบบสรยะ ปารากฏการณทางธรณวทยาโครงสรางภายในของโลก โลกมขนาดเสนผานศนยกลางยาว 12,756 กโลเมตร (รศม 6,378 กโลเมตร) มมวลสาร 6 x 1024 กโลกรม และมความหนาแนนเฉลย 5.5 กโลกรมตอลกบาศกเมตร (หนาแนนกวาน า 5.5 เทา) นกธรณวทยาท าการศกษาโครงสรางภายในของโลก โดยศกษาการเดนทางของ “คลนซสมค” (Seismic waves) ซงม 2 ลกษณะ คอ

ภาพท 3 คลนปฐมภม (P wave) และคลนทตยภม (S wave)

คลนปฐมภม (P wave) เปนคลนตามยาวทเกดจากความไหวสะเทอนในตวกลาง โดยอนภาคของตวกลางนนเกดการเคลอนไหวแบบอดขยายในแนวเดยวกบทคลนสงผานไป คลนนสามารถเคลอนทผานตวกลางทเปนของแขง ของเหลว และกาซ เปนคลนทสถานวดแรงสนสะเทอนสามารถรบไดกอนชนดอน โดยมความเรวประมาณ 6 – 8 กโลเมตร/วนาท คลนปฐมภมท าใหเกดการอดหรอขยายตวของชนหน ดงภาพท 3 คลนทตยภม (S wave) เปนคลนตามขวางทเกดจากความไหวสะเทอนในตวกลางโดยอนภาคของตวกลางเคลอนไหวตงฉากกบทศทางทคลนผาน มทงแนวตงและแนวนอน คลนชนดนผานไดเฉพาะตวกลางทเปนของแขงเทานน ไมสามารถเดนทางผานของเหลว คลนทตยภมมความเรวประมาณ 3 – 4 กโลเมตร/วนาท คลนทตยภมท าใหชนหนเกดการคดโคง

ภาพท 4 การเดนทางของ P wave และ S wave ขณะเกดแผนดนไหว ขณะทเกดแผนดนไหว (Earthquake) จะเกดแรงสนสะเทอนหรอคลนซสมคขยายแผจากศนยเกดแผนดนไหวออกไปโดยรอบทกทศทกทาง เนองจากวสดภายในของโลกมความหนาแนนไมเทากน และมสถานะตางกน คลนทงสองจงมความเรวและทศทางทเปลยนแปลงไปดงภาพท 4 คลนปฐมภมหรอ P wave สามารถเดนทางผานศนยกลางของโลกไปยงซกโลกตรงขามโดยมเขตอบ (Shadow zone) อยระหวางมม 100 – 140 องศา แตคลนทตยภม หรอ S wave ไมสามารถเดนทางผานชนของเหลวได จงปรากฏแตบนซกโลกเดยวกบจดเกดแผนดนไหว โดยมเขตอบอยทมม 120 องศาเปนตนไป

โครงสรางภายในของโลกแบงตามองคประกอบทางเคม นกธรณวทยา แบงโครงสรางภายในของโลกออกเปน 3 สวน โดยพจารณาจากองคประกอบทางเคม ดงน (ภาพท 5) เปลอกโลก (Crust) เปนผวโลกชนนอก มองคประกอบสวนใหญเปนซลกอนออกไซด และอะลมเนยมออกไซด แมนเทล (Mantle) คอสวนซงอยอยใตเปลอกโลกลงไปจนถงระดบความลก 2,900 กโลเมตร มองคประกอบหลกเปนซลคอนออกไซด แมกนเซยมออกไซด และเหลกออกไซด แกนโลก (Core) คอสวนทอยใจกลางของโลก มองคประกอบหลกเปนเหลก และนเกล

ภาพท 5 องคประกอบทางเคมของโครงสรางภายในของโลก

ภาพท 6 โครงสรางภายในของโลก

โครงสรางภายในของโลกแบงตามคณสมบตทางกายภาพ

นกธรณวทยา แบงโครงสรางภายในของโลกออกเปน 5 สวน โดยพจารณาจากคณสมบตทางกายภาพ ดงน (ภาพท 6) ลโทสเฟยร (Lithosphere) คอ สวนชนนอกสดของโลก ประกอบดวย เปลอกโลกและแมนเทลชนบนสด ดงน o เปลอกทวป (Continental crust) สวนใหญเปนหนแกรนตมความหนาเฉลย 35 กโลเมตร ความหนาแนน 2.7 กรม/ลกบาศกเซนตเมตร o เปลอกสมทร (Oceanic crust) เปนหนบะซอลตความหนาเฉลย 5 กโลเมตร ความหนาแนน 3 กรม/ลกบาศกเซนตเมตร (มากกวาเปลอกทวป) o แมนเทลชนบนสด (Uppermost mantle) เปนวตถแขงซงรองรบเปลอกทวปและเปลอกสมทรอยลกลงมาถงระดบลก 100 กโลเมตร แอสทโนสเฟยร (Asthenosphere) เปนแมนเทลชนบนซงอยใตลโทสเฟยรลงมาจนถงระดบ 700 กโลเมตร เปนวสดเนอออนอณหภมประมาณ 600 – 1,000ฐC เคลอนทดวยกลไกการพาความรอน (Convection) มความหนาแนนประมาณ 3.3 กรม/เซนตเมตร เมโซสเฟยร (Mesosphere) เปนแมนเทลชนลางซงอยลกลงไปจนถงระดบ 2,900 กโลเมตร มสถานะเปนของแขงอณหภมประมาณ 1,000 – 3,500ฐC มความหนาแนนประมาณ 5.5 กรม/เซนตเมตร แกนชนนอก (Outer core) อยลกลงไปถงระดบ 5,150 กโลเมตร เปนเหลกหลอมละลายม

อณหภมสง 1,000 – 3,500ฐC เคลอนตวดวยกลไกการพาความรอนท าใหเกดสนามแมเหลกโลก มความหนาแนน 10 กรม/ลกบาศกเซนตเมตร แกนชนใน (Inner core) เปนเหลกและนเกลในสถานะของแขงซงมอณหภมสงถง 5,000 ?C ความหนาแนน 12 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร จดศนยกลางของโลกอยทระดบลก 6,370 กโลเมตร

สนามแมเหลกโลก

แกนโลกมองคประกอบหลกเปนเหลก แกนโลกชนใน (Inner core) มความกดดนสงจงมสถานะเปนของแขง สวนแกนชนนอก (Outer core) มความกดดนนอยกวาจงมสถานะเปนของเหลวหนด แกนชนในมอณหภมสงกวาแกนชนนอก พลงงานความรอนจากแกนชนใน จงถายเทขนสแกนชนนอกดวยการพาความรอน (Convection) เหลกหลอมละลายเคลอนทหมนวนอยางชาๆ ท าใหเกดการเคลอนทของกระแสไฟฟา และเหนยวน าใหเกดสนามแมเหลกโลก (The Earth’s magnetic field)

ภาพท 7 แกนแมเหลกโลก อยางไรกตามแกนแมเหลกโลกและแกนหมนของโลกมใชแกนเดยวกน แกนแมเหลกโลกมขวเหนออยทางดานใต และมแกนใตอยทางดานเหนอ แกนแมเหลกโลกเอยงท ามมกบแกนเหนอ-ใตทางภมศาสตร (แกนหมนของโลก) 12 องศา ดงภาพท 7

ภาพท 8 สนามแมเหลกโลก สนามแมเหลกโลกกมใชเปนรปทรงกลม (ภาพท 8) อทธพลของลมสรยะท าใหดานทอยใกลดวงอาทตยมความกวางนอยกวาดานตรงขามดวงอาทตย สนามแมเหลกโลกไมใชสงคงท แตมการเปลยนแปลงความเขมและสลบขวเหนอ-ใต ทกๆ หนงหมนป ในปจจบนสนามแมเหลกโลกอยในชวงทมก าลงออน สนามแมเหลกโลกเปนสงทจ าเปนทเอออ านวยในการด ารงชวต หากปราศจากสนามแมเหลกโลกแลว อนภาคพลงงานสงจากดวงอาทตยและอวกาศ จะพงชนพนผวโลก ท าใหสงมชวตไมสามารถด ารงอยได (ดรายละเอยดเพมเตมในบทท 3 พลงงานจากดวงอาทตย)

แผนดนไหว การเกดแผนดนไหว แผนดนไหว คอ ปรากฏ การณทแผนเปลอกโลกเกดการสนสะเทอน เนองมาจากการเลอนตวของแผนเปลอกโลก ซงมสาเหตดงตอไปน 1.ชนกน (convergent plates) 2.แยกหรอปรออกจากกน (divergent plates) 3.เคลอนทในลกษณะเสยดสกน (transform plates) 4. การขยายตวและหดตวของเปลอกโลกไมเทากน กอใหเกดแรงดนซงสงผลกระทบตอรอยแยกในชนหน และรอยตอระหวางแผนเปลอกโลกท าใหแผนเปลอกโลกสนสะเทอน ซงบางครงอาจเคลอนทชนกน บางครงอาจทรดตวหรอยบตวลง แรงกระทบกระแทกนสงอทธพลไปยงบรเวณรอบๆ ซงคอแผนดนไหว 5. การเคลอนทของหนหนดหรอแมกมา กอนและหลงการระเบดของภเขาไฟ แมกมาจะเคลอนทอยางรนแรงจงเกดแผนดนไหว เมอเกดแผนดนไหวจะเกดคลนแผนดนไหวออกไปรอบบรเวณจดก าเนดแผนดนไหว คลนนจะเคลอนทผานหนพนดนไดด การวดความสนสะเทอนของแผนดนไหวใชเครองมอทเรยกวา ไซสโมกราฟ (seismographs) การวดความสนสะเทอนมมาตราวดอย 2 มาตรา คอ รคเตอร และ เมอแคลล ผลกระทบของการเกดแผนดนไหวอยางรนแรง คอ เปลอกโลกโคงงอ แผนดนถลม เกดคลนขนาดใหญในทะเล เขอน ถนน รางรถไฟ ทอประปา สายไฟฟา โทรศพท สายเคเบลถกท าลายหมด รปปน ตกสงๆ อาคารบานเรอนพงเสยหาย คน สตว ตายเปนจ านวนมาก แผนดนไหวอาจเกดระดบทไมรนแรงหรอรนแรง และพบวาบรเวณรอยตอระหวางแผนเปลอกโลกมโอกาสไดรบผลกระทบจากการเกดแผนดนไหวมากกวาบรเวณอนๆ

การเกดภเขาไฟ

การเกดภเขาไฟ เกดจากหนหนดทอยใตเปลอกโลกถกแรงดนอดใหแทรกรอยแตกขนสผวโลก โดยมแรงปะทหรอแรงระเบดเกดขน สงทพงออกมาจากภเขาไฟเมอภเขาไฟระเบดกคอ หนหนด ไอน า ฝนละออง เศษหนและแกสตางๆ โดยจะพงออกมาจากปลองภเขาไฟ (หนหนดถาถกพงออกมาจากบนพนผวโลกเรยกวา ลาวา แตถายงอยใตผวโลกเรยกวา แมกมา) บรเวณทมโอกาสเกดภเขาไฟ แนวรอยตอระหวางเพลตจะเปนบรเวณทมโอกาสเกดภเขาไฟไดมากทสด โดยเฉพาะบรเวณทมการมดตวของแผนเปลอกโลก ใตพนมหาสมทรลงไปสบรเวณใตเปลอกโลกทเปนสวนของทวป เพราะเปลอกโลกแผนเปลอกโลกทมดตวลงไปจะถกหลอมกลายเปนหนหนด จงแทรกตวขนมาบรเวณผวโลกไดงายกวาบรเวณอน บรเวณทอยหางจากรอยตอระหวางเปลอกโลก กอาจเกดภเขาไฟไดเชนกน ซงเกดขนโดยกระบวนการทหนหนดถกดนขนมาตามรอยแยกในชนหน

ประเภทของภเขาไฟ 1. ภเขาไฟแบบกรวยสง (Steep cone) • เกดจากลาวาทมความเปนกรด หรอ Acid lava cone • รปกรวยคว าของภเขาไฟเกดจากการทบถมของลาวาทเปนกรด เพราะประกอบดวยธาตซลกอนมากกวาธาตอนๆ • ลาวามความขนและเหนยว จงไหลและเคลอนตวไปอยางชาๆ แตจะแขงตวเรว ท าใหไหลเขาชนมาก • ภเขาไฟแบบนจะเกดการระเบดอยางรนแรง 2. ภเขาไฟแบบโล (Shield Volcano) • เกดจากลาวาทมความเปนเบส (Basic lava volcano) เพราะประกอบดวยแรเหลกและแมกนเซยม • ลาวามลกษณะเหลว ไหลไดเรวและแขงตวชา • การระเบดไมรนแรง จะมเถาถานและเศษหนกอนเลก และควนพนออกมาบรเวณปากปลอง

3. ภเขาไฟแบบกรวยกรวด (Ash and cinder cone) มลกษณะเปนกรวยสงขน ฐานแคบ เปนภเขาไฟทมการระเบดรนแรงทสด 4. แบบสลบชน (Composite cone) - เปนภเขาทมรปรางสมมาตร (Symmetry) - กรวยของภเขาไฟมหลายชน บางชนประกอบดวยลาวา และเถาถานสลบกนไป - ถามการระเบดรนแรงจะมลาวาไหลออกมาจากดสนขางของไหลเขา - เปนภเขาไฟทมปลองขนาดใหญ และมแองปากปลอง (Crater) ขนาดใหญดวย

สาเหตการระเบดของภเขาไฟ การระเบดของภเขาไฟเกดจากมรอยแตกหรอโพรงใตชนหน (ภาพ ก) ซงมกจะพบตามรอยตอของแผนเปลอกโลกมาบรรจบกนซงเปนจดทเปราะบาง หนหลอมละลายภายในโลกทมแรงดนมหาศาล จะสามารถดนออกมาตามชองหรอรอยแตกจนกระทงปะทออกมานอกผวโลกและเกดการระเบดของภเขาไฟขน ซงอาจจะรนแรงหรอไมรนแรงขนอยกบแรงอดและความรอนของหนหลอมละลายถามแรงอดและอณหภมสงจะท าใหเกดการระเบดอยางรนแรง นอกจากนยงขนอยกบปลองภเขาไฟวามขนาดแคบหรอกวาง เมอหนหลอมละลายออกมาสพนผวโลกแลวนน เรยกวา ลาวาขณะทลาวาเคลอนทออกจากปลองภเขาไฟจะมอณหภมสงมาก และจะคอยๆ มอณหภมลดลง จากนนจะแขงตวและทบถมกนเปนชนๆ จนเปนเนนเขาหรอภเขารปกรวย ซงเรยกวา กรวยภเขาไฟ (Cone) ภเขาไฟทเกดมานานอาจจะมชองปะทเกดขนใหมบรเวณดานขางของภเขาไฟกนได (ภาพ ข) ทยอดบนสดของภเขาไฟจะมแองลกปรากฏอย เรยกวา ปากปลองภเขาไฟ (Crater) (ภาพ ค) ซงจะกลายเปนแองลกทเกดจากการระเบดของภเขาไฟหลายๆ ครง ท าใหบรเวณดานขางภเดขาไฟยบตวลง เมอมฝนตกลงมาน าฝนจะไหลไปขงในแองนนจนเตม เรยกวา ทะเลสาบบนปากปลองภเขาไฟ (Crater Lake) เชน ทะเลสาบบนปากปลองภเขาไฟแทมโบลา (Tambola) ในประเทศอนโดนเซย มความกวาง 6 กโลเมตร ลกประมาณ 1,100 เมตร เปนตน

นอกจากนภเขาไฟบางแหงทไดสงบแลว พบวาลาวาทไหลออกมาจะเกดการแขงตวบรเวณปากปลองภเขาไฟ แลวคอยๆ สะสมกนจนปดปากปลองภเขาไฟไวซงมสาเหตมาจากกระบวนการกดเซาะพงทลาย ทงนท าใหชนลาวาตอนบนทประกอบกนเปนไหลภเขาไฟ พงทลายไปเหลอแตสวนของลาวาทแขงตว จงดเหมอนมจกปดปลองภเขาไฟไวนนเอง เชน ภเขาไฟเดวลทาวเวอร ในประเทศสหรฐอเมรกา ภเขาไฟระเบด ภเขาไฟระเบด เปนปรากฏการณทางธรรมชาตทเกดจากการเปลยนแปลงของเปลอกโลก เนองจากหนหลอมละลายใตเปลอกโลกทถกอดตวอยใตแผนเปลอกโลกจะปะทขนและแทรกขนมาตามรอยแยกหรอชองของเปลอกโลก หนหลอมละลายทออกมา เรยกชอใหมวา ลาวา (Lava) ซงจะประกอบดวย ฝนละออง ไอน า เศษหน และแกสตางๆ เชน คารบอนไดออกไซด(CO2) ไนโตรเจนไดออกไซด (NO2) และซลเฟอรไดออกไซด (SO2) โดยจะกระจายอยทวไปในอากาศ และตกตามพนโลก

ประโยชนของการเกดภเขาไฟ 1.แผนดนขยายกวางขนหรอสงขน 2.เกดเกาะใหมภายหลงทเกดการปะทใตทะเล 3.ดนทเกดจากภเขาไฟระเบดจะอดมสมบรณดวยแรธาตตางๆ 4.เปนแหลงเกดน าพรอน

โทษของการเกดภเขาไฟ 1.เมอภเขาไฟระเบดจะมเขมาควนและกาซบางชนดซงอาจเปนอนตรายตอสงมชวตได 2.การปะทของภเขาไฟอาจท าใหเกดแผนดนไหวขนได 3.ชวตและทรพยสนทอยใกลเคยงเปนอนตราย 4.สภาพภมอากาศเกดการเปลยนอยางเหนไดชด

ภเขาไฟในประเทศไทย - ภเขาไฟดอยผาคอกจ าปาแดด และปลองภเขาไฟดอยผาคอกหนฟ จงหวดล าปาง - ภพระองคาร ต าบลเจรญสข อ าเภอเฉลมพระเกยรต จงหวด