บทที่2 โลกและการเปลี่ยนแปลง

 ทฤษฎีทวีปเลื่อนของเวเกเนอร์

       ปี ค.ศ.1915 อัลเฟรด เวเกเนอร์ (Alfred Wegener) ได้นำเสนอเกี่ยวกับทฤษฎีทวีปเลื่อนว่า เมื่อประมาณ 200 – 300 ล้านปีที่ผ่านมา แผ่นดินทั้งหมดในโลกรวมเป็นผืนเดียวกัน เรียกว่า “พันเจีย” คลุมพื้นที่จากขั้วโลกเหนือถึงใต้ ล้อมรอบด้วยมหาสมุทรพันทาลัสซา  แบ่งออกเป็น ลอเรเซียอยู่เหนือ และกอนด์วานาอยู่ใต้

หลักฐานและข้อมูลทางธรณีวิทยา ที่สนับสนุนการเคลื่อนที่ทวีป

1.เทือกสันเขาใต้สมุทรและร่องลึกก้นสมุทร

2.อายุหินบริเวณพื้นมหาสมุทร

3. ภาวะแม่เหล็กโลกบรรพกาล(Paleomagnetism)

 กระบวนการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี

            เกิดจากการถ่ายโอนความร้อนภายในโลกซึ่งมีเปลือกโลกที่เป็นของแข็งห่อหุ้มไว้โดยบริเวณส่วนล่างของสันเขาใต้สมุทรจะมีสารร้อนไหลเวียนขึ้นมา เมื่อสารร้อนมีอุณหภูมิลดลงจะมีความหนาแน่นมากขึ้น และมุดตัวลงสู่ชั้นเนื้อโลกบริเวณร่องลึกใต้สมุทร สารร้อนมีการเคลื่อนที่ไหลเวียนเป็นวงจร เรียกว่า วงจรพาความร้อน ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบรูปแบบที่แน่ชัดของวงจรการพาความร้อนที่เกิดขึ้นในชั้นเนื้อโลกจึงตั้งสมมติฐานว่า วงจรการพาความร้อนที่เกิดขึ้นอาจมีวงจรเดียวในชั้นเนื้อโลกทั้งหมดหรือเกิดเป็นสองวงจรในชั้นเนื้อโลกตอนบนกับชั้นเนื้อโลกตอนล่าง วงจรการพาความร้อนเป็นกระบวนการสำคัญที่ทำให้เปลือกโลกบริเวณกลางมหาสมุทรยกตัวขึ้น หินในเนื้อโลกบริเวณดังกล่าวจะหลอมตัวเป็น แมกมา แทรกดันขึ้นมาบนผิวโลกทำให้เกิดชั้นธรณีภาคใหม่แทรกดันชั้นธรณีภาคเก่าให้เคลื่อนที่ห่างออกไปจากรอยแยก ขณะเดียวก็มีได้มีแรงดึงจากการมุดตัวลงของแผ่นธรณีเนื่องจากความหนาแน่นของแผ่นธรณีแต่ละแผ่นไม่เท่ากัน แผ่นที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะจมลงสู่ชั้นเนื้อโลกในเขตมุดตัว ทำให้ธธรณีเกิดการเคลื่อนที่

 ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี

1.ขอบแผ่นธรณีภาคแยกออกจากกัน

เป็นแนวขอบของแผ่นธรณีภาคที่แยกออกจากกัน อันเนื่องมาจากการดันตัวของแมกมาในชั้นธรณีภาค ทำให้เกิดรอยแตกในชั้นหินแข็ง จนแมกมาสามารถถ่ายโอนความร้อนสู่ชั้นเปลือกโลกได้ อุณหภูมิและความดันของแมกมาจึงลดลงเป็นผลให้เปลือกโลกตอนบนทรุดตัวกลายเป็นหุบเขาทรุด

ในระยะเวลาต่อมาเมื่อมีน้ำไหลมาสะสมเกิดเป็นทะเลและเกิดเป็นรอยแตกจนเป็นร่องลึก เมื่อแมกมาเคลื่อนตัวแทรกขึ้นมาตามรอยแตก จะทำให้แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรเคลื่อนตัวแยกออกไปทั้งสองข้าง พื้นทะเลจะขยายกว้างออกไปทั้งสองด้าน เรียกกระบวนการนี้ว่า การขยายตัวของพื้นทะเล 

2.ขอบแ่ผ่นธรณีภาคเคลื่อนเข้าหากัน

แนวที่แผ่นธรณีภาคชนหรือมุดซ้อนกันเป็นไปได้ 3 แบบ คือ

1. แผ่นธรณีทวีปชนกับแผ่นธรณีทวีป แผ่นธรณีภาคแผ่นหนึ่งมุดซ้อนลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง ทำให้แผ่นธรณีภาคที่เกยอยู่ด้านบน ถูกยกขึ้นเป็นภูเขา ทำให้เกิดเทือกเขาที่สำคัญ

2.แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีทวีป  แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรที่มีมวลมากกว่าจะมุดลงด้านล่างทำให้แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปซึ่งเบากว่าเกิดรอยคดโค้งอยู่ด้านบน เกิดเป็นเทือกเขาอยู่ด้านในของแผ่นทวีป

3.แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีมหาสมุทร แผ่นใดแผ่นหนึ่งจะมุดลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง เกิดแนวร่องลึกก้นสมุทร และแนวภูเขาไฟใต้ทะเล อันเนื่องมาจากแผ่นธรณีภาคที่จมลงจะหลอมละลายกลายเป็นแมกมา แล้วปะทุขึ้นมาบนแนวเทือกเขาที่เกิดจากรอยย่นของการชนกันของแผ่นธรณีภาคทั้งสอง    

3.ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน

เนื่องจากอัตราการเคลื่อนตัวของแมกมาในชั้นเนื้อโลกไม่เท่ากัน  ทำให้แผ่นธรณีภาคในแต่ละส่วนมีอัตราการเคลื่อนที่ไม่เท่ากันด้วย ทำให้เปลือกโลกใต้มหาสมุทรและบางส่วนของเทือกเขาใต้มหาสมุทรไถลเลื่อนผ่านและเฉือนกัน เกิดเป็นรอยเลื่อนเฉือนระนาบด้านข้างขนาดใหญ่ขึ้น สันเขากลางมหาสมุทรถูกรอยเลื่อนขึ้นตัดเฉือนเป็นแนวเหลื่อมกันอยู่ มีลักษณะเป็นแนวรอยแตกแคบยาวมีทิศทางตั้งฉากกับเทือกเขากลางมหาสมุทรและร่องใต้ทะเลลึก มักจะเกิดแผ่นดินไหวรุนแรงในระดับตื้นๆ ระหว่างขอบของแผ่นธรณีภาคที่ซ้อนเกยกันในบริเวณภาคพื้นทวีปหรือมหาสมุทร 

2.5การเปลี่ยนแปลงลักษณะของเปลือกโลก

           1.ชั้นหินคดโค้ง  เป็นการเปลี่ยนลักษณะของชั้นหินที่มีพลาสติก ที่เกิดจากผลของความเค้น เป็นการแสดงความเครียดของหินที่เปลี่ยนลักษณะโดยการแสดงออกในรูปของการคดโค้ง โก่งงอ หรือหักพับ

2.รอยเลื่อน ซึ่งมีการเคลื่อนที่ของหินทั้งสองข้างโดยขนานกับระนาบรอยเลื่อน (fault plane) ลักษณะของระนาบรอยเลื่อนนี้อาจเป็นระนาบที่อยู่ในแนวดิ่งไปจนถึงแนวราบได้ ถ้าระนาบของรอยแตกมีค่าเบี่ยงไปจากแนวดิ่ง ชั้นหินที่อยู่เหนือระนาบของรอยแตก เรียกว่า หินเพดาน (hanging wall) ส่วนหินที่อยู่ด้านล่างระนาบของรอยแตกเรียกว่า หินพื้น (foot wall)

1. รอยเลื่อนปกติ (normal fault) เป็นรอยเลื่อนที่หินเพดานเลื่อนลง เมื่อเปรียบเทียบกับหินพื้น

 2. รอยเลื่อนย้อน (reverse fault) เป็นรอยเลื่อนที่หินเพดา เลื่อนขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับหินพื้น ถ้ารอยเลื่อนย้อนมีค่ามุมเทเท่ากับหรือน้อยกว่า 45 องศาเซลเซียส เรียกว่า รอยเลื่อนย้อนมุมต่ำ (thrust fault)

3. รอยเลื่อนตามแนวระดับ (strike-slip fault) หรือลอยเลื่อนเหลื่อมข้าง (transcurrent fault) เป็นรอยเลื่อนในหินที่สองฟากของรอยเลื่อนเคลื่อนตัวในแนวราบ

การเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลก

การเปลี่ยนแปลงของโลกที่เกิดขึ้นรอบๆตัวเรามีปัจจัยที่ทำให้เปลี่ยนแปลงซึ่งเกิดจากหลายสาเหตุและมีผลกระทบทั้งทางตรงและทางอ้อม

การเปลี่ยนแปลง(แปรรูป) ของเปลือกโลก Diformation
แบ่งเป็น 2 แบบ ได้แก่

1.การเปลี่ยนแปลงเคลื่อนที่แบบรวดเร็วฉับพลัน (abrupt movements)
มักเกี่ยวข้องกับแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นอย่างรุนแรง จนทำให้เปลือกโลกจมตัวลงเป็นบริเวณกว้าง หรือเอียงไปข้างใดข้างหนึ่งหรือเคลือนที่ออกจากกันในแนวราบทำให้เกิดลุ่มน้ำขัง (swamps) หรือทะเลสาป เช่น ที่ราบลุ่มในภาคเหนือของประเทศไทย หรือที่ราบลุ่มตอนกลางที่เรียกว่าที่ราบลุ่มเจ้าพระยาของไทย 
2. การเปลี่ยนแปลงหรือเคลื่อนที่อย่างช้าๆ (slow movemants) 
แผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่อย่างช้า ๆ เช่น แผ่นเปลือกโลกแปซิฟิคเคลื่อนที่ไปทางทิศเหนือ 5 เซนติเมตร/ปี เฉลี่ยทั้งโลก 5 – 8 เซนติเมตร/ปี
การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการกระทำของธรรมชาติ 
แรงจากภายในเปลือกโลก เรียกกระบวนการ เทคโทนิก เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ เทคโทนิก มี 2 กระบวนการคือ

1. ไดแอสโตรฟิซึม (diastrophism) เป็นกระบวนการแตก หัก โก่ง งอ บิด ของเปลือกโลก เกิดขึ้นอย่างช้าๆ เกิดจากการยืดหดตัวของเปลือกโลกทั้งหมด เช่นการเลื่อนตัวของเปลือกโลก (fault) ทำให้เกิดรอยแตกร้าวที่อยู่แนวตั้งเรียก รอยต่อ (Joint) รอยแตกจะเหลือน้อยเมื่อลงไปในระดับลึก แรงกดที่ทำให้เปลือกโลกแตกและเลื่อนทำให้ชั้นของหินเปลือกโลกสลับกัน
   – ถ้ารอยเลื่อนขนาบหุบเขาที่ 2 ข้างส่วนที่ยุบลงเป็นหุบเขาเรียกว่า “กราเบน” (graben)
   – ถ้า ส่วนที่ยกตัวขึ้น ขนาบทั้ง 2 ข้างด้วยรอยเลื่อนส่วนที่ดันตัวสูงขึ้นเรียก“ฮอร์ส” (horst) การโก่งตัวของเปลือกโลก(fold) การบีบอัดทำให้เปลือกโลกโก่ง พับ งอ ส่วนที่โค้งขึ้นเรียกประทุนคว่ำ (anticline) ส่วนที่โก่งเรียกประทุนหงาย (syncline)

ภาพ รอยคดโค้ง                                             ภาพรอยเลื่อน

2. วอลคานิสซึม (volcanism) เป็นกระบวนการของวัตถุละลายภายในโลกเคลื่อนที่ ทำให้เปลือกโลกสั่นเสทือน วัตถุละลายล้นไหลออกมาทับถมภายนอกเปลือกโลกเช่น หินละลายเคลื่อนที่มายังเปลือกโลกดันออกมาเกิดภูเขาไฟระเบิดพ่นลาวาออกมาหรือหินบะซอลต์ไหลออกมาดันตัวแข็งอยู่ใต้เปลือกโลกคล้ายกำแพงเรียก ไดค์(dike)ถ้าดันตัวออกมาเป็นบริเวณกว้างทำให้บริเวณนั้นถูกยกตัวด้วยเรียก แลคโคลิธส์ (laccoliths) หินละลายที่ดันตัวถูกยกตัวแข็งตัวอย่างช้าๆใต้เปลือกโลกทำให้หินชั้นที่สัมผัสกับหินละลายได้รับความร้อนและแรงบีบกลายเป็นหินแปร แร่ที่ อยู่ในหินละลายตกผลึกจึงพบแร่มีค่าในบริเวณที่หินละลายดันตัวขึ้นมา แผ่นดินไหวเป็นผลจากแรงภายในโลกทำให้เปลือกโลกสั่นสะเทือน

ผลที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก 

แผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่เป็นไปอย่างช้าๆ ด้วยอัตราเร็วที่ต่ำมาก แต่มีแรงดันอย่างมหาศาล ทำให้ขอบอีกด้านหนึ่งของแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่เข้าไปชนกับขอบแผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่ง เช่น แผ่นออสเตรเลีย เคลื่อนที่เข้าชนแผ่นยูเรเซีย การชนกันของแผ่นเปลือกโลกทั้งสองนี้ ทำให้บางบริเวณเกิดการเปลี่ยนแปลง คือแผ่นออสเตรเลียมุดตัวเข้าสู่ใต้แผ่นยูเรเซีย และมุดหายไปในส่วนแมนเทิลของโลกที่มีความร้อนสูงจึงทำให้เกิดการหลอมตัวของหินเปลือกโลก นอกจากนั้นการชนของแผ่นออสเตรเลีย และแผ่นยูเรเซียนี้ยังส่งผลให้เปลือกโลกบางส่วนถูกดันตัวขึ้นกลายเป็นภูเขาสูง เช่น บริเวณเทือกเขาหิมาลัย ซึ่งอยู่ทางตอนเหนือของประเทศอินเดีย