Earth Structure

โครงสรา้ งโลก วชิ าวทิ ยาศาสตร์ รหสั วิชา ว32184 ช้นั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 5 ผู้สอน นางสาวชรนิ รัตน์ จันทรฝ์ าย

Kola superdeep borehole (KSDB) เปน็ ผลของโครงการการขดุ เจาะทางวิทยาศาสตร์ของสหภาพโซเวียต ในอดีต โครงการน้ีได้พยายามเจาะลงไปในเปลือกโลกให้ลึกท่ีสุดเท่าที่จะ เป็นไปได้ การเจาะเร่ิมต้นขึน้ ในวันที่ 24 พฤษภาคม ค.ศ. 1970 ที่ คาบสมุทร Kola แสตมป์รูปหลุมเจาะ KSDB

สภาพของหลมุ ขดุ เจาะที่ลกึ ท่สี ุดในโลก หลังจากโปรเจคตอ้ งลม้ เลกิ

ทมี งานขดุ เจาะขณะพยายามเกบ็ ตัวอยา่ งหนิ

ปัจจุบัน Kola borehole จะไม่ใช่หลุมเจาะที่ยาวท่ีสุดในโลกแล้ว เพราะมีหลุมเจาะเพื่อการสารวจปิโตรเลียมหลายหลุมที่ยาวมากกว่า แต่ Kola ยังคงเป็นหลุมเจาะทลี่ กึ จากผิวโลกที่สุดอยู่ดี เพราะหลุมเจาะเพื่อปิโตรเลียมนัน้ มีการขุดเจาะในแนวทแยง ทาให้ความลึกจากผิวโลกยังคงน้อยกว่า Kola

คลนื่ ไหวสะเทือน (Seismic waves) • แผน่ ดนิ ไหวเปน็ ปรากฏการณธ์ รรมชาติท่ีเกดิ ขึ้นเนื่องจากการเคลือ่ นตัว ของช้ันหินในเปลอื กโลกเมอื่ ชนั้ หนิ กระทบกนั ทาเกดิ คลนื่ ไหวสะเทอื น • จุดกาเนดิ ของคลนื่ ไหวสะเทือนวา่ \"ศนู ย์เกดิ แผ่นดินไหว“ (Focus) • ตาแหน่งบนผิวโลกท่อี ยเู่ หนือจุดกาเนิดของคล่นื แผ่นดนิ ไหวเรียกว่า \"จดุ เหนือศูนยเ์ กิดแผ่นดนิ ไหว\" (Epicenter)

คล่ืนในตัวกลาง (Body wave) • เดินทางจากศนู ย์เกดิ แผ่นดินไหว ผ่านเข้าไปในเน้ือโลกในทุกทิศทาง ใน ลกั ษณะเช่นเดียวกบั คลืน่ เสียงซึง่ เดนิ ทางผา่ นอากาศในทกุ ทิศทาง • คลน่ื ในตวั กลางมี 2 ชนดิ ไดแ้ ก่ คล่นื ปฐมภูมิ (P wave) และ คลน่ื ทุตยิ ภูมิ (S wave)

คล่ืนปฐมภูมิ (P wave) • เปน็ คล่ืนตามยาวท่ีเกิดจากความไหวสะเทอื นในตัวกลางโดยอนภุ าคของ ตัวกลางน้นั เกดิ การเคล่อื นไหวแบบอัดขยายในแนวเดยี วกับทค่ี ลื่นส่งผ่าน ไป • สามารถเคลอ่ื นทผี่ ่านตวั กลางได้ทุกสถานะ • เปน็ คล่นื ที่สถานีวดั แรงส่นั สะเทอื นสามารถรับได้กอ่ นชนิดอ่นื มีความเรว็ ประมาณ 6 – 7 กโิ ลเมตร/วินาที

คลน่ื ทุติยภมู ิ (S wave) • เป็นคลน่ื ตามขวางที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลางโดยอนภุ าคของ ตวั กลางเคล่อื นไหวต้งั ฉากกับทศิ ทางทค่ี ล่นื ผ่าน มีทัง้ แนวต้ังและแนวนอน • คลื่นชนดิ นีผ้ ่านได้เฉพาะตวั กลางท่เี ป็นของแขง็ เทา่ นั้น • คลน่ื ทุติยภูมิมีความเร็วประมาณ 3 – 4 กโิ ลเมตร/วินาที

คลน่ื พืน้ ผวิ (Surface wave) • เดนิ ทางจากจดุ เหนือศนู ย์กลางแผน่ ดนิ ไหว (Epicenter) ไปทางบน พ้ืนผวิ โลก ในลักษณะเดียวกับการโยนหินลงไปในนา้ แลว้ เกิดระลอกคล่นื บนผิวนา้ คลื่นพนื้ ผวิ เคลอ่ื นท่ีชา้ กวา่ คลืน่ ในตวั กลาง • คลน่ื พื้นผิวมี 2 ชนิด คือ คล่นื เลิฟ (L wave) และคล่นื เรยล์ ี (R wave) คล่นื เลิฟ คลนื่ เรย์ลี

เครือ่ งวดั ความไหวสะเทือน (Seismograph) • ประกอบด้วย 2 สว่ นคอื ปากกาซ่ึงติดตงั้ บนตุม้ น้าหนักซึ่งแขวนห้อยตดิ กับ ลวดสปริง และม้วนกระดาษบันทึกการส่ันสะเทือนแผ่นดินไหว (Seismogram) โดยทีท่ ง้ั สองส่วนติดตง้ั บนแท่นซง่ึ ยดื อยู่บนพนื้ ดนิ

• การทางานอาศัยหลกั การของความเฉอ่ื ยของลวดสปริงท่แี ขวนลูกตมุ้ • เม่ือแผ่นดินยกตัวลวดสปริงจะยืดตัว และถ้าหากแผ่นดินจมตัวลวดสปริง จะหดขึน้ สว่ นม้วนกระดาษจะเคล่ือนท่ขี ้ึนลงตามการเคลือ่ นท่ขี องแผน่ ดนิ • ดังนั้นปลายปากกาท่ีติดต้ังฉากกับตุ้มน้าหนักจึงวาดเส้นกราฟบนม้วน กระดาษซึ่งหมุนรอบแกน เพื่อบันทกึ คา่ การส่นั ไหวของคลืน่ ไหวสะเทือน









โครงสร้างโลก โครงสรา้ งของโลกตามลักษณะมวลสารเป็นช้นั ใหญ่ 3 ช้นั คือ ชั้นเปลอื กโลก เน้อื โลก และแกน่ โลก

ช้นั เปลอื กโลก (crust) เป็นผวิ ดา้ นนอกท่ีปกคลุมโลก ส่วนที่บางทส่ี ดุ ของช้นั เปลอื กโลกอยู่ท่ี มหาสมทุ รแปซิฟิกทางตะวันออกของฟลิ ิปปนิ ส์ และส่วนท่หี นาท่สี ุดอย่ทู แ่ี นว ยอดเขา

ชนั้ เปลือกโลกแบ่งเป็น 2 บรเิ วณ • เปลือกโลกภาคพื้นทวีป เป็นส่วนท่ีเป็นแผ่นดินทั้งหมด ประกอบด้วยธาตุ ซิลิกา และอะลูมินาเป็นส่วนใหญ่ มีสีจาง เรียกหินช้ันน้ีว่า หินไซอัล (sial) ได้แก่ หนิ แกรนิต ผิวนอกสุดประกอบด้วยดิน และหินตะกอน • เปลือกโลกใต้มหาสมุทร เป็นส่วนของเปลือกโลกที่ปกคลุมด้วยน้า ประกอบดว้ ยธาตุซิลิกา และแมกนีเซียมเป็นส่วนใหญ่ มีสีเข้ม เรียกหินช้ัน นี้ว่า หินไซมา (sima) ได้แก่ หนิ บะซอลตต์ ิดตอ่ กับช้ันหินหนืด มีความลึก ต้ังแต่ 5 กิโลเมตรในส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทรลงไปจนถึง 70 กิโลเมตรใน บรเิ วณทอ่ี ย่ใู ตเ้ ทอื กเขาสงู ใหญ่

ชน้ั เน้ือโลก (mantle) อยู่ถัดลงไปจากชั้นเปลือกโลก ส่วนมากเป็นของแข็ง มีความลึก ประมาณ 2,900 กิโลเมตร นับจากฐานล่างสุดของเปลือกโลกจนถึงตอนบนของ แก่นโลก เป็นหินหนืด ร้อนจัด ประกอบด้วยธาตุเหล็ก ซิลิกา และอะลูมินา แบง่ เป็น 2 ชน้ั คือ • ชน้ั เน้อื โลกตอนบน เป็นหนิ ที่เย็นตวั แล้ว บางส่วนมีรอยแตก เนื่องจากความ เปราะ ชั้นเนื้อโลกตอนบนกับชั้นเปลือกโลกรวมกันเรียกว่า ธรณีภาค ซ่ึงมี รากศพั ทม์ าจากภาษากรกี ที่แปลวา่ ช้ันหิน ชน้ั ธรณีภาคมีความหนาประมาณ 100 กิโลเมตรนบั จากผิวโลกลงไป

ช้ันเน้อื โลกตอนบนมีความหนาประมาณ 665 - 695 km มี สถานะเป็นของแขง็ เนือ้ โลกตอนบนมที รี่ ะดับความลึก 100 - 350 km เรยี กว่า ช้ันฐานธรณีภาค มเี ป็นชั้นท่มี แี มกมา ซงึ่ เป็นหินหนืดหรือหิน หลอมละลายรอ้ น หมุนวนอยูภ่ ายในโลกอย่างช้าๆ • ชนั้ เน้ือโลกชั้นล่างสุด อยทู่ ี่ความลกึ 2190 - 2200 km เป็นชัน้ ท่เี ป็นของแขง็ รอ้ น แตแ่ น่นและหนดื กวา่ ตอนบน

ช้นั แก่นโลก (core) • แกน่ โลกชัน้ นอก มคี วามหนาประมาณ 2270 กโิ ลเมตร ประกอบดว้ ยสาร เหลวรอ้ นของโลหะเหลก็ และนิกเกลิ เปน็ สว่ นใหญ่ มีความร้อนสงู มาก • แกน่ โลกชัน้ ใน มคี วามลึกประมาณ 1216 กโิ ลเมตร มสี ว่ นประกอบ เหมอื นแกน่ โลกชัน้ นอก แต่อยใู่ นสภาพแขง็ เนอ่ื งจากมคี วามดันและ อุณหภมู ิสงู มาก อาจสูงถึง 6,000 องศาเซลเซยี ส

นักธรณีวทิ ยาพบว่า ธรณีภาค ไม่ได้เป็นแผน่ เดียวตอ่ เนื่องกนั แตม่ ี ลกั ษณะแตกเปน็ แผ่นหลายแผ่นเรยี งชิดติดกันเรยี กวา่ แผน่ ธรณี (Plate)

• แผ่นธรณที ่ปี ระกอบด้วยเปลือกโลกทวีปและสว่ นบนสุดของเน้อื โลก เรียกว่า แผน่ ธรณที วปี • แผ่นธรณที ปี่ ระกอบดว้ ยเปลือกโลกมหาสมุทรและสว่ นบนสุดของเนอ้ื โลก เรยี กวา่ แผน่ ธรณีมหาสมทุ ร • แผน่ ธรณีทวปี มีความหนาแน่นนอ้ ยกวา่ แผ่นธรณีมหาสมทุ ร และแผน่ ธรณี ทง้ั สองวางตัวอย่บู นฐานธรณภี าค

ชน้ั ตา่ งๆ ของโลกมีลักษณะและสมบัติแตกต่างกนั ทง้ั ด้านกายภาพ และสว่ นประกอบทางเคมี โครงสร้างและส่วนประกอบภายในของโลกจงึ เป็น สาเหตหุ น่ึงที่ทาใหเ้ กดิ ปรากฏการณท์ างธรณวี ทิ ยา