RSS

Welcome to my Blog. Enjoy reading :)

วันอาทิตย์ที่ 24 มกราคม พ.ศ. 2553

บทที่ 4 ธรณีวิทยาทั่วไป


ธรณีวิทยา เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับโลก สสารต่าง ๆ ที่เป็นส่วนประกอบของโลก เช่น แร่ หิน ดินและน้ำ รวมทั้งกระบวนการเปลี่ยนแปลงภายในโลก ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ ตั้งแต่กำเนิดโลกจนถึงปัจจุบัน เป็นการศึกษาทั้งในระดับโครงสร้าง ส่วนประกอบทางกายภาพ เคมี และชีววิทยา ทำให้รู้ถึงประวัติความเป็นมา และสภาวะแวดล้อมในอดีตจนถึงปัจจุบัน ศึกษาปัจจัยต่าง ๆ ทั้งภายใน และภายนอกที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพพื้นผิว วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ตลอดจนรูปแบบและวิธีการนำเอาทรัพยากรธรรมชาติ มาใช้ประโยชน์อย่างยั่งยืนอีกด้วย

วิชาธรณีวิทยา มีความเกี่ยวข้องกับหลากหลายสาขาวิชา เช่น ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา คณิตศาสตร์ มีการบูรณการความรู้จากหลากหลายวิชา เพื่อวิเคราะห์หาคำตอบเกี่ยวกับสิ่งต่างๆที่เกิดขึ้นบนโลก โดยสามารถแบ่งออกเป็นหลากหลายสาขาวิชา เช่น ธรณีวิทยากายภาพ (Physical Geology) ธรณีวิทยาโครงสร้าง (Structural Geology) ธรณีวิทยาแปรสัณฐาน (Geotectonics, Tectonics) ตะกอนวิทยา (Sedimentology) ธรณีสัณฐานวิทยา (Geomorphology) ธรณีเคมี (Geochemistry) ธรณีฟิสิกส์ (Geophysics) ธรณีอุทกวิทยา (Geohydrology) บรรพชีวินวิทยา (Paleontology) เป็นต้น


กำเนิดโลก
สมมติฐานกำเนิดโลกมีอยู่มากมาย แต่สามารถจัดได้เป็น 2 กลุ่มคือ
1. สมมติฐานเนบูลาร์ (Nebular Hypothesis) เชื่อว่าหลายพันล้านปีที่ผ่านมาได้มีกลุ่มก๊าซ และสสารจำนวนมาก หมุนรอบดวงอาทิตย์ ที่เกิดขึ้นใหม ่ต่อมาในราว 4,600 ล้านปี กลุ่มก๊าซ และสสารดังกล่าวได้รวมตัวกันเกิดเป็นโลก และดาวเคราะห์ต่าง ๆ ที่เป้นบริวารของดวงอาทิตย์ โดยเริ่มจากกลุ่มก๊าซ และสสารได้รวมตัวกันมีขนาดเล็กลง และร้อนยิ่งขึ้นตามลำดับ จนกลายเป็นดวงไฟ ต่อมาเย็นตัวลงเกิดการแข็งตัว ในส่วนที่เป็นเปลือกโลกหุ้มส่วนที่เป็นของเหลวไว้ภายใน และมีกลุ่มก๊าซและสสารที่มีความหนาแน่นต่ำ เกิดเป็น บรรยากาศห่อหุ้มอยู่รอบโลกขึ้นก่อน ภายหลังได้เกิดกระบวนการภูเขาไฟ ขึ้นอย่างมากมาย หลังจากนั้นเมื่อโลก เย็นตัวลงมากเข้า ส่วนที่เป็นก๊าซและน้ำจะรวมตัวกันเป็นเมฆ และกลั่นเป็นฝนตกลงมา ก่อให้เกิดเป็นทะเลและมหาสมุทร พร้อมกับเกิดกระบวนการต่างๆ เช่น การเกิดภูเขาไฟ การเกิดแผ่นดินไหว การเกิดเทือกเขา การผุพังอยู่กับที่ การกร่อน เป็นต้น รวมถึงการเกิดและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

กำเนิดโลกจากกลุ่มก๊าซรวมตัวกัน
2. สมมติฐานพลาเนตติซิมัล (Planetesima; Hypothesis) ได้อธิบายว่าโลกและดาวเคราะห์ที่เป็นบริวารของดวงอาทิตย์ เคยเป็นหนึ่งของดวงอาทิตย์มาก่อน ภายหลังได้หลุดออกมา เป็นดาวเคราะห์ต่าง ๆ โคจรอยู่รอบดวงอาทิตย์เนื่องจาก แรงดึงดูดของดาวดวงหนึ่งที่โคจรผ่านเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์นั้น


ส่วนประกอบของโลก
โครงสร้างภายในของโลก
จากการศึกษาคลื่นแผ่นดินไหว ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถแบ่งโลกออกเป็นชั้นต่าง ๆ จากผิวโลกถึงชั้นในสุดได้ 3 ชั้นใหญ่ ๆดังนี้
เปลือกโลก (Crust) เป็นชั้นนอกสุดมีความหนาระหว่าง 6-35 กิโลเมตร แบ่งออกเป็น 2 ส่วน โดยส่วนหนาที่สุดของเปลือกโลก เรียก เปลือกโลกส่วนบน (Upper crust) มีความหนาแน่นต่ำ ประกอบด้วยโปแตสเซียม อะลูมิเนียม และซิลิเกตเป็นส่วนใหญ่ ทำให้มีชื่อเรียกว่า ชั้นไซอัล (sial) ส่วนบางที่สุดเรียกเปลือกโลก ส่วนล่าง (Lower crust) มีความหนาแน่นมากกว่าส่วนบน ประกอบด้วยแมกนีเซียม เหล็ก แคลเซียม และซิลิเกตเป็นส่วนใหญ่ เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ชั้นไซมา (Sima) ส่วนของเปลือกโลกภาคพื้นทวีปประกอบด้วยชั้นไซอัลและไซมา ทำให้มีความหนามากกว่าส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทร ซึ่งระกอบด้วยชั้นไซมาเท่านั้น
แมนเทิล (Mantle) เป็นชั้นที่อยู่ระหว่างเปลือกโลกกับแก่นโลก มีความหนาประมาณ 2,885 กิโลเมตร มีส่วนประกอบของแมกนีเซียมและเหล็กเป็นส่วนใหญ่ แมนเทิลเกือบทั้งหมดเป็นของแข็ง ยกเว้นที่ความลึกประมาณ 70-260 กิโลเมตรหรือที่เรียกว่า ชั้นแอสทีโนสเฟียร์ (Asthenosphere) ในชั้นนี้มีการหลอมละลายของหินเป็นบางส่วน
แก่นโลก (Core) เป็นส่วนชั้นในสุดของโลกที่มีความหนาแน่นมาก มีรัศมียาวประมาณ 3,486 กิโลเมตร ประกอบด้วยโลหะผสมระหว่างเหล็กและนิกเกิล และแบ่งออกเป็น 2 ชั้น คือ แก่นโลกชั้นนอก (outer core) ซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าหินทั่วไปถึง 5 เท่า (ความถ่วงจำเพาะมากกว่า 17) และมีความร้อนสูงถึง 4,000 องศาเซลเซียส


โครงสร้างภายในของโลก


การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก

เกิดจากการนำทฤษฎีทวีปเลื่อนและทวีปแยกมารวมกันตั้งเป็นทฤษฎีใหม่ขึ้นมาโดยกล่าวไว้ว่าเปลือกโลกทั้งหมดแบ่งออกเป็นแผ่นที่สำคัญ จำนวน 13 แผ่น โดยแต่ละแผ่นจะมีขอบเขตเฉพาะได้แก่ แผ่นอเมริกาเหนือ อเมริกาใต้ ยูเรเซีย แอฟริกา อินเดีย แปซิฟิก แอนตาร์กติก ฟิลิปปินส์ อาหรับ สกอเทีย โกโก้ แคริเบียน และนาซก้าแผ่นเปลือกโลกทั้งหมดไม่หยุดหนิ่งอยู่กับที่จะมีการเ เคลื่อนที่ตลอดเวลาใน 3 แบบ ได้แก่การเคลื่อนที่เข้าหากัน แยกออกจากกัน และไถลตัวขนานออกจากกันซึ่งผลของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกทำให้เกิดปรากฎการณ์ต่าง ๆ ขึ้น เช่น แผ่นดินไหว เทีอกเขา ภูเขาไฟ และกระบวนการเกิดแร่และหิน








แผ่นเปลือกโลกใต้เคลื่อนที่เข้าหากัน แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่แยกตัวออกจากกันและเข้าหากัน


หินและวัฏจักรของหิน
หิน (Rock) หมายถึง มวลของแข็งที่ประกอบขึ้นด้วยแร่ชนิดเดียวกันหรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติ




หินแกรนิต แสดงลักษณะทั่วไป และผลึกแร่ในเนื้อหิน

วัฏจักรของหิน (Rock cycle) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของหินทั้ง 3 ชนิด จากหินชนิดหนึ่งไปเป็นอีกชนิดหนึ่งหรืออาจเปลี่ยนกลับไปเป็นหินชนิดเดิมอีกก็ได้ กล่าวคือ เมื่อ หินหนืด เย็นตัวลงจะตกผลึกได้เป็น หินอัคนี เมื่อหินอัคนีผ่านกระบวนการผุพังอยู่กับที่และการกร่อนจนกลายเป็นตะกอนมีกระแสน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง หรือคลื่นในทะเล พัดพาไปสะสมตัวและเกิดการแข็งตัวกลายเป็นหิน อันเนื่องมาจากแรงบีบอัดหรือมีสารละลายเข้าไปประสานตะกอนเกิดเป็น หินชั้นขึ้น เมื่อหินชั้นได้รับความร้อนและแรงกดอัดสูงจะเกิดการแปรสภาพกลายเป็นหินแปร และหินแปรเมื่อได้รับความร้อนสูงมากจนหลอมละลาย ก็จะกลายสภาพเป็นหินหนืด ซึ่งเมื่อเย็นตัวลงก็จะตกผลึกเป็นหินอัคนีอีกครั้งหนึ่งวนเวียนเช่นนี้เรื่อยไปเป็นวัฏจักรของหิน กระบวนการเหล่านี้อาจข้ามขั้นตอนดังกล่าวได้ เช่น จากหินอัคนีไปเป็นหินแปร หรือจากหินแปรไปเป็นหินชั้น


วัฏจักรของหิน

ดิน

ดิน (Soil) หมายถึง วัตถุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการสลายตัวทางกายภาพ และทางเคมีของหินและแร่ รวมกับสารอินทรีย์ ที่เกิดจากการสลายตัวของซากพืชซากสัตว์เป็นผิวชั้นบนที่หุ้มห่อโลก ดินมีลักษณะและคุณสมบัติต่างกันไปในที่ต่างๆ ตามสภาพภูมิอากาศ ภูมิประเทศ วัตถุต้นกำเนิด สิ่งมีชีวิตและระยะเวลาการสร้างตัวของดิน








กระบวนการกำเนิดดิน จากหินและแร่ที่เกิดการผุพังรวมกับสารอินทรีย์กลายเป็นดิน




องค์ประกอบของดิน

ดินมีองค์ประกอบที่สำคัญ 4 อย่างคือ สารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ อากาศ และน้ำสารอินทรีย์ ได้จากการสลายตัวของสิ่งมีชีวิตที่เน่าเปื่อยผุพังสลายตัวทับถมอยู่ในดินของซากพืช ซากสัตว์ และสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก เช่น ไส้เดือน แมลง จุลินทรีย์ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ช่วยให้ดินมีลักษณะร่วนซุย มีสีดำหรือสีน้ำตาล ที่เรียกว่า ฮิวมัส (Humus)
สารอนินทรีย์ ได้จากการสลายตัวของหินและแร่ อนินทรีย์สารเหล่านี้ประกอบด้วยธาตุซิลิกอน และอะลูมีเนียมเป็นส่วนใหญ่ มีเหล็ก แคลเซียม โพแทสเซีย มและแมกนีเซียม ปนบ้างเล็กน้อย ธาตุเหล่านี้พบอยู่ในรูปแร่ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ ไมกา แร่พวกเฟอร์โรแมกนีเซียนซิลิเกตและแร่ดิน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของดิน ดินแต่ละที่จะมีแร่ธาตุในดินในปริมาณแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับวัตถุต้นกำเนิดเดิมของดิน
อากาศ แทรกอยู่ตามช่องว่างระหว่างเม็ดดิน มีก๊าซคาร์บอนมอนไดออกไซด์ สูงกว่าอากาศบนผิวดิน ดินที่โปร่งมีรูพรุนมาก จะมีการระบายอากาศได้ดี ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็น ่ต่อการหายใจ ของสิ่งมีชีวิตในดิน
น้ำ แทรกอยู่ตามช่องว่างระหว่างเม็ดดิน น้ำในดินจะช่วยละลายแร่ธาตุต่าง ๆ ทำให้รากพืชสามารถดูดธาตุอาหารขึ้นไปใช้ประโยชน์ในการสังเคราะห์แสงได้
ชั้นของดิน การแบ่งชั้นดินอาศัยการสังเกตจากพื้นที่หน้าตัดด้านข้างของดิน โดยแบ่งออกเป็น 5 ชั้น ได้แก่ ชั้นโอ ชั้นเอ ชั้นบี ชั้นซี และชั้นอาร์ ดังภาพประกอบ ดินแต่ละชั้นมีลักษณะแตกต่างกันเนื่องจากสมบัติทางกายภาพ เคมี ชีวภาพ และลักษณะอื่นๆ เช่นสี โครงสร้าง เนื้อดิน การยึดตัว และความเป็นกรดเป็นด่างของดินแตกต่างกัน





ชั้น โอ (O-horizon) เป็นช่วงชั้นดินที่มีสารอินทรีย์สะสมตัวอยู่มาก มักมีสีเทาหรือเทาดำ ชั้น เอ (A-horizon) เป็นเขตการซึมชะ (Zone of Leaching) เป็นชั้นที่น้ำซึมผ่านจากชั้นบน แล้วทำปฏิกิริยากับแร่ บางชนิด เกิดการสลายตัวของแร่ สารละลายที่ได้จะซึมผ่านลงไปสะสม ตัวในชั้นต่อไปทำให้ดินชั้นนี้ มีสีจาง




ชั้น บี (B-horizon) เป็นเขตการ สะสมของแร่ในชั้นดิน ( Zone of Accumulation ) เป็นชั้นที่มีการตกตะกอน และสะสมตัวของแร ่จากสาร ละลายที่ไหลลงมาจาก



ชั้น เอ ชั้นดิน มักมีสีแดง หรือน้ำตาลแดงตามสีแร่ที่มาสะสมตัวอยู่ ชั้น ซี (C-horizon) เป็นชั้นหินผุ (Weathered rock) ที่หินบางส่วนผุพัง กลายเป็นดินปะปนกับเศษหิน ที่แตกหัก มาจากชั้นหินดานเดิม ชั้น อาร์ (R-horizon) เป็นชั้นหินดาน ที่ชั้นหินเดิม ยังไม่มีการผุพังสลายตัว เป็นดิน




ชั้น ซี (C-horizon) เป็นชั้นหินผุ (Weathered rock) ที่หินบางส่วนผุพัง กลายเป็นดินปะปนกับเศษหิน ที่แตกหัก มาจากชั้นหินดานเดิม ชั้น อาร์ (R-horizon) เป็นชั้นหินดาน ที่ชั้นหินเดิม ยังไม่มีการผุพังสลายตัว เป็นดิน



ชั้น อาร์ (R-horizon) เป็นชั้นหินดาน ที่ชั้นหินเดิม ยังไม่มีการผุพังสลายตัว

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น