โลกและการเปลี่ยนแปลง
มนุษย์ได้พยายามศึกษาหาข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของโลก เพื่อหาสาเหตุและวิธีการปรับปรุง แก้ไข ตลอดจนเตรียมการป้องกันและผลกระทบที่จะเกิดจากการเปลี่ยนแปลงนั้นๆ ทำให้เกิดทฤษฎีต่างๆ หลายทฤษฎีที่สำคัญและเป็นที่ยอมรับในปัจจุบัน คือ ทฤษฎีการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาค(plate tectonic)
แผ่นธรณีภาค และการเคลื่อนที่
ในปี พ.ศ.2458 นักอุตุนิยมวิทยาชาวเยอรมัน ชื่อ ดร. อัลเฟรด เวเกเนอร์(Dr.Alfred Wegener) ได้ตั้งสมมติฐานว่า ผืนแผ่นดินทั้งหมดบนโลกแต่เดิมเป็นแผ่นดินผืนเดียวกัน เรียกว่า พันเจีย(Pangea) ซึ่งเป็นภาษากรีก แปลว่า แผ่นดินทั้งหมด ในเวลาต่อมาพันเจียเริ่มแยกออกเป็นทวีปใหญ่ 2
ทวีป คือ ลอเรเซียทางตอนเหนือ และกอนด์วานาทางตอนใต้
โดยทวีปทางตอนใต้จะเคลื่อนแตกและแยกออกจากกันเป็นอินเดีย
อเมริกาใต้และอัฟริกาเคลื่อนที่ห่างออกไปจากอเมริกาใต้
แต่ออสเตเรียยังคงเชื่อมอยู่กับแอนตาร์กติก
และอเมริกาเหนือกับยุโรปยังคงติดกัน ต่อมามหาสมุทรแอตแลนติกขยายกว้างอีก
อเมริกาเหนือและยุโรป จึงแยกจากกันอเมริกาเหนือโค้งเว้าต่อกับอเมริกาใต้
ออสเตเรียก็แยกออกจากแอนตาร์กติก และอินเดียได้เคลื่อนไปชนกับเอเชีย
หลักฐานและข้อมูลทางธรณีภาค
การที่ ดร. อัลเฟรด เวเกเนอร์
ได้ตั้งสมมติฐานว่าผืนแผ่นดินทั้งหมดบนโลกแต่เดิมเป็นแผ่นดินผืนเดียวกัน
หลักฐานทางธรณีวิทยาในด้านต่างๆ
ในปัจจุบันแต่เดิมเป็นแผ่นดินผืนเดียวกันแล้วค่อยๆแยกออกจากกัน
ซึ่งมีหลักฐานสนับสนุนดังนี้
รอยต่อของแผ่นธรณีภาค
นักธรณีวิทยาได้แบ่งแผ่นธรณีภาคของโลกออกเป็น 2 ประเภท คือ แผ่นทวีป และแผ่นมหาสมุทร ซึ่งทั้ง 2 ประเภทรวมกันมีจำนวน 13 แผ่น
รอยแยกของแผ่นธรณีภาค และอายุหินบนเทือกเขากลางมหาสมุทร
ลักษณะโดดเด่นของพื้นมหาสมุทรแอตแลนติก ได้แก่ เทือกเขากลางมหาสมุทร
ซึ่งเป็นเหมือนเทือกเขายาวที่โค้งอ้อมไปตามรูปร่างของขอบทวีป
ด้านหนึ่งเกือบขนานกับชายฝั่งสหรัฐอเมริกา
และอีกด้านหนึ่งขนานกับชายฝั่งของทวีปยุโรปและอัฟริกา
นอกจากนั้นเทือกเขากลางมหาสมุทร
ยังมีรอยแยกออกเป็นร่องลึกไปตลอดความยาวของเทือกเขาและมีรอยแตกตัดขวางบนสัน
เขานี้มากมาย และได้มีการพบหินบะซอลต์ที่บริเวณร่องลึก
หรือรอยแยกบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก และยังพบต่อไปอีกว่า
หินบะซอลต์ที่อยู่ไกลจากรอยแยกมีอายุมากกว่าหินบะซอลต์ที่อยู่ใกล้รอยแยก
จากหลักฐานและข้อมูลดังกล่าวทำให้อธิบายได้ว่า เมื่อเกิดรอยแยก
แผ่นดินจะเกิดการเคลื่อนตัวออกจากกันอย่างช้าๆตลอดเวลา
ในขณะเดียวกันเนื้อของหินบะซอลต์จากส่วนล่างจะถูกดันแทรกเสริมขึ้นมาตรงรอย
แยกเป็นเปลือกโลกใหม่ ทำให้ตรงกลางรอยแยกเกิดเป็นหินบะซอลต์ใหม่เรื่อยๆ
ดังนั้นโครงสร้างและอายุหินรองรับแผ่นธรณีภาคจึงมีอายุอ่อนสุด
บริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทรมีอายุมากและมากขึ้นเมื่อเข้าใกล้ขอบทวีป
นักวิทยาศาสตร์และนักธรณีภาคได้สรุปลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคได้ดังนี้
1) ขอบแผ่นธรณีภาคแยกออกจากกัน
แนว
ขอบเขตของแผ่นธรณีภาคที่แยกออกจากกัน
เนื่องมาจากการดันตัวของแมกมาในชั้นธรณีภาค ทำให้เกิดรอยแตกในชั้นหินแข็ง
จนแมกมาสามารถถ่ายโอนความร้อนสู่ชั้นเปลือกโลกได้
อุณหภูมิและความดันของแมกมาจึงลดลงเป็นผลให้เปลือกโลกตอนบนทรุดตัวกลายเป็น
หุบเขาทรุด
ใน
เวลาต่อมาเมื่อมีน้ำไหลมาสะสมบริเวณรอยแตกเกิดเป็นทะเลและรอยแตกเกิดเป็น
ร่องลึก
ดังนั้นเมื่อแมกมาเคลื่อนตัวแทรกขึ้นมาตามรอยแตกจะทำให้แผ่นธรณีภาคใต้
มหาสมุทรเคลื่อนตัวแยกออกไปทั้งสองข้าง พื้นทะเลจะขยายกว้างออกไป
เรียกกระบวนการนี้ว่า การขยายตัวของพื้นทะเล(sea floor spreading) และปรากฏเป็นเทือกเขากลางมหาสมุทร เช่น บริเวณทะเลแดง รอยแยกอัฟริกตะวันออก
2) ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนเข้าหากัน
แนวที่แผ่นธรณีภาคชนกันหรือมุดซ้อนกันจะเป็นไปได้ 3 แบบ คือ
1) แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร
จะ
มีแผ่นธรณีภาคแผ่นหนึ่งมุดลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง
ปลายของแผ่นที่มุดลงจะหลอมตัวกลายเป็นแมกมาและปะทุขึ้นมาบนแผ่นธรณีภาคใต้
มหาสมุทรเกิดเป็นแนวภูเขาไฟกลางมหาสมุทร เช่น ที่หมู่เกาะมาริอานาส์
อาลูเทียน ญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์ จะมีลักษณะเป็นร่องใต้ทะเลลึก
2) แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป
แผ่น
ธรณีภาคใต้มหาสมุทรซึ่งหนักกว่า จะมุดลงใต้แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป
ทำให้เกิดรอยคดโค้งเป็นเทือกเขาบนแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป เช่น
ที่อเมริกาใต้แถบตะวันตก แนวชายฝั่งโอเรกอน จะมีลักษณะเป็นร่องใต้ทะเลลึก
3) แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปอีกแผ่นหนึ่ง
แผ่น
ธรณีภาคทั้งสองมีความหนามาก
เมื่อชนกันจึงทำให้ส่วนที่มุดลงอีกส่วนหนึ่งเกยกันอยู่เกิดเป็นเทือกเขาสูง
แนวยาวอยู่ในแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป เช่น เทือกเขาหิมาลัย ในทวีปเอเชีย
เทือกเขาแอลป์ ในทวีปยุโรป
3) ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน
เนื่อง
จากอัตราการเคลื่อนตัวของแมกมาในชั้นเนื้อโลกไม่เท่ากัน
ทำให้แผ่นธรณีภาคในแต่ละส่วนมีอัตราการเคลื่อนที่ไม่เท่ากันด้วย
ทำให้เปลือกโลกใต้มหาสมุทรและบางส่วนของเทือกเขาใต้มหาสมุทรไถลเลื่อนผ่าน
และเฉือนกันเกิดเป็นรอยเลื่อนเฉือนระนาบด้านข้างขนาดใหญ่ขึ้น
สันเขากลางมหาสมุทรถูกรอยเลื่อนขึ้นตัดเฉือนเป็นแนวเหลื่อมกันอยู่
มีลักษณะเป็นแนวรอยแตกยาว
มีทิศทางตั้งฉากกับเทือกเขากลางสมุทรและหรือร่องใต้ทะเลลึก
มักจะเกิดแผ่นดินไหวรุนแรงในระดับตื้นๆ
ระหว่างขอบของแผ่นธรณีภาคที่ซับซ้อนเกยกัน ในบริเวณภาคพื้นทวีปหรือมหาสมุทร
เช่น รอยเลื่อนซาแอนเดรียส ประเทศสหรัฐอเมริกา รอยเลื่อนอัลไพน์
ประเทศนิวซีแลนด์
การค้นพบซากดึกดำบรรพ์
นักธรณีวิทยาได้สำรวจซากดึกดำบรรพ์ของพืชและสัตว์ในทวีปต่างๆ
แล้วนำมาเทียบเคียงดูว่าเป็นพืชหรือสัตว์ของซีกโลกหรือซีกโลกใต้
อยู่ในภูมิอากาศร้อนหรือเย็น
ตลอดจนความเหมือนกันของชั้นหินที่พบซากเหล่านั้น
เพราะถ้าเป็นหินที่เคยอยู่ในพื้นที่เดียวกัน
เมื่อแผ่นธรณีภาคแยกจากกันไปลักษณะของซากดึกดำบรรพ์และโครงสร้างของหินก็
ต้องเหมือนกัน
จากการสำรวจพบซากดึกดำบรรพ์ของต้นเฟิร์นชนิดหนึ่ง ชื่อ กลอสซอฟเทอริส(Clossopteris)
ที่ทวีปอินเดีย อเมริกาใต้ อัฟริกาออสเตรเลียและทวีปแอตแลนติก
เมื่อไปดูแผนที่โลกก็จะพบว่าแต่ละทวีปอยู่ไกลกันมากและมีลักษณะภูมิอากาศแตก
ต่างกัน แต่ในอดีตยังมีพืชชนิดเดียวกัน
และจากการสำรวจยังพบซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลื้อยคลานชื่อ มีโซซอรัส(Mesosuarus)
ซึ่งโดยปกติจะดำรงชีวิตอยู่ตามลุ่มแม่น้ำจืดแต่กลับมาพบอยู่ส่วนล่างของทวีป
อัฟริกาและอเมริกาใต้ ซึ่งทวีปทั้งสองอยู่ห่างไกลกันและอยู่ติดทะเล
นอกจากนี้ยังพบซากดึกดำบรรพ์ของลิงบางพันธุ์ทั้งในทวีปอเมริกา
และอัฟริกาแถบฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติก
ที่เป็นเช่นนี้เพราะแต่เดิมปทวีปทั้งสองนี้เชื่อมต่อเป็นผืนแผ่นดินเดียวกัน
ซากดึกดำบรรพ์ที่พบในแต่ละทวีป
หลักฐานอื่นๆ
นอกจากหลักฐานต่างๆ ที่กล่าวมาใน 3 ข้อข้างต้นแล้ว ยังมีหลักฐานที่ยืนยังว่าเดิมแผ่นเปลือกโลกติดกันเป็นแผ่นเดียวกันอีกคือ
-การเปลี่ยนแปลงของอากาศ
ที่ทำให้เกิดการสะสมตัวของตะกอนในบริเวณต่างๆ ของโลก เช่น
หินที่เกิดจากตะกอนธารน้ำแข็ง ซึ่งควรจะเกิดขึ้นบนขั้วโลก
แต่ปัจจุบันพบหินลักษณะนี้ในบริเวณชายฝั่งทะเลทางตอนใต้ของอัฟริกาและ
อินเดีย เป็นต้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเดิมแผ่นเปลือกโลกติดกัน
-สนามแม่เหล็กโบราณ(paleomagnetism) ใน
อดีตเหล็กที่เกิดปนอยู่กับแร่อื่นๆ(ก่อนที่จะมีการแข็งตัวกลายเป็นหิน)
จะมีการเรียงตัวในรูปแบบที่เกิดจากการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กโลกในขณะนั้น
ต่อมาเมื่อเหล็กนั้นมีการแข็งตัวกลายเป็นหิน
เหล็กนั้นจะมีสมบัติคล้ายเข็มทิศ เมื่อนำตัวอย่างหินซึ่งทราบตำแหน่ง(พิกัด)
ที่เก็บ มาวัดหาค่ามุมเอียงเทของชั้นหิน
วัดค่าความเข้มของสนามแม่เหล็กในห้องปฏิบัติการ รวมทั้งคำนวณหาค่าต่างๆ
ที่เกี่ยวข้อง จะได้ข้อมูลเบื้องต้นของภาวะแม่เหล็กในอดีตกาล เช่น ทิศทาง
และความเข้มของสนามแม่เหล็กในสมัยนั้น เป็นต้น เมื่อนำข้อมูลมาเขียนกราฟ
จะสามารถหาค่าภาวะแม่เหล็กโบราณ ค่าละจิจูดโบราณ
ตำแหน่งและขั้วแม่เหล็กโบราณได้ ค่าต่างๆ เหล่านี้จะถูกนำมาแปลความหมาย
และคำนวณหาตำแหน่งดั้งเดิมของพื้นที่ในอดีตเพื่อเป็นหลักฐานยืนยันถึงการ
เคลื่อนที่ของแผ่นทวีปต่างๆ
จากข้อมูลและหลักฐานต่างๆ
ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้ามาจะเห็นว่าทวีปทั้งหลายที่มนุษย์อาศัยอยู่นี้ไม่
ได้มีสภาพอยู่นิ่งกับที่
แต่สามารถเคลื่อนที่ได้มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตอดเวลาตั้งแต่อดีตจนถึง
ปัจจุบัน มีผลทำให้พื้นผิวโลกชั้นธรณีภาคแบ่งออกเป็นแผ่นธรณีภาคขนาดต่างๆ
กัน ทุกแผ่นกำลังเคลื่อนที่
แต่อัตราการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาควัดค่าได้ยาก
เพราะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคนั้นช้ามาก
โลกและการเปลี่ยนแปลง...
การเกิดแผ่นดินไหว
ความร้อนจากแก่นโลกนอกจากจะทำให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่
ได้แล้ว
ยังทำให้เปลือกโลกส่วนล่างขยายตัวได้มากกว่าผิวด้านบน
ทั้งนี้เพราะผิวโลกมีอุณหภูมิต่ำกว่าแก่นโลกมาก
นอกจากนี้บริเวณผิวโลกยังมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอยู่ตลอดเวลา
สาเหตุดังกล่าวนี้ทำให้เปลือกโลกมีการขยายตัวและหดตัวไม่สม่ำเสมอ
อิทธิพลนี้จะส่งผลกระทบต่อรอยแตกในชั้นหินและรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกโดย
ตรง
คือรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกบางแห่งอาจแยกห่างออก
บางแห่งเคลื่อนที่เข้าชนกัน
การชนกันหรือแยกออกจากกันของเปลือกโลกอาจทำให้เปลือกโลกบางส่วนในบริเวณนั้น
เกิดการเปลี่ยนแปลงโดยฉับพลัน
เช่น เปลือกโลกเกิดการทรุดตัวหรือยุบตัวลง
ทำให้เปลือกโลกบริเวณนนั้นเกิดการกระทบกระเทือนหือเคลื่อนที่ตามแนวระดับและ
จะส่งอิทธิพลของการกระทบกระแทกหรือการเคลื่อนที่ตามแนวระดับนี้ออกไปยัง
บริเวณรอบๆ
ในรูปของคลื่น เราเรียกการเปลี่ยนแปลงเปลือกโลกที่เกิดขึ้น ในลักษณะนี้ว่า
แผ่นดินไหว จากการศึกษาของนักธรณีวิทยาพบว่า
บริเวณรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกนั้นมีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวมากกว่าบริเวณ
อื่นๆ
ทั้งนี้เพราะแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา
บริเวณรอยต่อจึงมีโอกาสเกิดการกระทบกระแทกได้ง่ายและถ้าการกระทบกระแทกเกิด
ขึ้นอย่างรุนแรงจนเป็นเหตุให้เปลือกโลกบริเวณนนั้นฉีกขาดตามแนวระดับหรือ
ทรุดตัวลงอย่างรวดเร็วด้วยอิทธิพลของแรงดึงดูดของโลก
ก็อาจทำให้อาคาร บ้านเรือนและสิ่งก่อสร้างต่างๆ
พังทลายและได้รับความเสียหายได้
ภาพความเสียหายจาก
เกิดแผ่นดินไหวชนาด 6.8
ริคเตอร์
ที่เมืองโกเบ ประเทศญี่ปุ่น เมื่อ
17 มกราคม พ.ศ. 2538
ภูเขาไฟ
หินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกนั้นมีอุณหภูมิและความดันสูงมาก
หินหนืดจะถูกแรงดันอัดให้แทรกรอยแตกขึ้นสู่ผิวโลกโดยมีแรงปะทุหรือแรงระเบิดเกิดขึ้น
เรียกว่าการเกิดภูเขาไฟ
แรงอัดที่ถูกปล่อยออกมาจะบ่งบอกถึงความรุนแรงของการระเบิดของภูเขาไฟ
หินหนืดที่พุ่งขึ้นมาจากการระเบิดของภูเขาไฟนี้เรียกว่า
ลาวาซึ่งจะไหลลงสู่บริเวณที่อยู่ระดับต่ำกว่าและสร้างความ
เสียหายให้แก่มนุษย์สิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างมากนอกจากหินหนืดที่
พุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟแล้วยังมีสิ่งอื่นปะปนออกมาอีกมากมายมีทั้งไอน้ำ
ฝุ่นละอองเศษหินและก๊าซต่างๆเช่นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แก็สไนโตรเจนเป็นต้น
นอกจากนี้นักธรณีวิทยาสังเกตพบว่าก่อนที่ภูเขาไฟจะระเบิดมักมีแผ่นดินไหวเกิดขึ้นก่อน ทั้งนี้เพราะเปลือกโลกบริเวณนั้นอาจมีจุดอ่อน เช่น อาจมีรอยแตกหรือรอยแยกของชั้นหิน ร่องรอยเหล่านี้เมื่อได้รับแรงดันจากหินหนืดชั้นหินบริเวณนั้นจึงเคลื่อนได้ และภายหลังจากที่ภูเขาไฟ ระเบิดแล้วก็จะมีแผ่นดินไหวเกิดขึ้นเช่นเดียวกัน ซึ่งเกิดจากการปรับตัวระหว่างหินหนืดกับชั้นหินบริเวณข้างเคียง
แนวรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกจะเป็นบริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟระเบิด มากกว่าบริเวณที่อยู่ถัดเข้าไปภายในแผ่นทวีปทั้งนี้เพราะบริเวณรอยต่อนี้จะ มีขอบทวีปส่วนหนึ่งมุดจมลงไปใต้แผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่ง ส่วนที่มุดลงไปนี้จะหลอมเหลวเป็นหินหนืด มีอุณหภูมิและแรงดันสูงมาก จึงดันแทรกตัวขึ้นมาตามรอยแยกได้ง่ายกว่าบริเวณอื่น
นอกจากนี้นักธรณีวิทยาสังเกตพบว่าก่อนที่ภูเขาไฟจะระเบิดมักมีแผ่นดินไหวเกิดขึ้นก่อน ทั้งนี้เพราะเปลือกโลกบริเวณนั้นอาจมีจุดอ่อน เช่น อาจมีรอยแตกหรือรอยแยกของชั้นหิน ร่องรอยเหล่านี้เมื่อได้รับแรงดันจากหินหนืดชั้นหินบริเวณนั้นจึงเคลื่อนได้ และภายหลังจากที่ภูเขาไฟ ระเบิดแล้วก็จะมีแผ่นดินไหวเกิดขึ้นเช่นเดียวกัน ซึ่งเกิดจากการปรับตัวระหว่างหินหนืดกับชั้นหินบริเวณข้างเคียง
แนวรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกจะเป็นบริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟระเบิด มากกว่าบริเวณที่อยู่ถัดเข้าไปภายในแผ่นทวีปทั้งนี้เพราะบริเวณรอยต่อนี้จะ มีขอบทวีปส่วนหนึ่งมุดจมลงไปใต้แผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่ง ส่วนที่มุดลงไปนี้จะหลอมเหลวเป็นหินหนืด มีอุณหภูมิและแรงดันสูงมาก จึงดันแทรกตัวขึ้นมาตามรอยแยกได้ง่ายกว่าบริเวณอื่น
ภูเขาไฟที่ประเทศอินโดนีเซีย
โลกและการเปลี่ยนแปลง...
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น