ธรณีวิทยา

บทท่ี 1 โครงสรา้ งโลก

การศึกษาโครงสร้างโลก กาหนดให้ ความหนาแนน่ เฉลี่ยของโลก X= ความหนาแนน่ ของหนิ บนโลก Y= ข้อคน้ พบ X = 2Y ข้อสรุป ภายในโลกตอ้ งประกอบไปด้วยสารทีม่ ีความหนานแนน่ มากกว่าบนผวิ โลก

การศกึ ษาโครงสรา้ งโลก ศกึ ษาจากสงิ่ ท่รี ะเบดิ ออกมาจากภูเขาไฟ ภายในโลกมีความรอ้ น และความดันที่เหมาะสมตอ่ การหลอมเหลวหนิ ได้ ตอ่ มามกี ารขดุ เหมืองลึก เจาะเปน็ หลุมลงไป พบวา่ อณุ หภูมภิ ายใน โลกสงู ขนึ้ ตามระดบั ความลกึ จากผิวโลก

การศกึ ษาโครงสรา้ งโลก ศกึ ษาจากการเจาะสารวจ การศกึ ษาชดุ หนิ โอฟโิ อไลต์ (ophiolite sequence) การศกึ ษาหนิ ภูเขาไฟ

การศึกษาโครงสรา้ งโลก การศึกษาสว่ นประกอบทางเคมีของอกุ กาบาตที่ตกบนโลก การศกึ ษาหินจากดวงจันทร์

การศกึ ษาโครงสร้างโลก การศึกษาจากคลนื่ ไหวสะเทือนทเี่ กิดจากแผน่ ดินไหว คลนื่ มนษุ ย์สรา้ งขึน้

การศึกษาโครงสร้างโลกจากคล่ืนไหวสะเทือน คล่ืนปฐมภูมิ (Primary waves, P waves) คล่ืนทตุ ิยภูมิ (Secondary waves, S waves) คล่นื ไหวสะเทอื นเคลื่อนทีผ่ า่ นส่วนตา่ งๆ ของโลกจะเกดิ การหักเห สะท้อนตรงบรเิ วณรอยตอ่ ของช้นั โครงสร้างโลก ทม่ี ีหนิ และสารต่างๆ

การศกึ ษาโครงสรา้ งโลกจากคลนื่ ไหวสะเทอื น คล่ืนปฐมภูมิ (Primary waves, P waves) สมบัติ สามารถเคลอื่ นทผ่ี ่านตัวกลางไดท้ กุ สถานะ และมีความเร็ว มากกว่าคลื่นทตุ ยิ ภูมิ

การศึกษาโครงสร้างโลกจากคล่นื ไหวสะเทอื น คล่นื ทตุ ยิ ภมู ิ (Secondary waves, S waves) สมบัติ สามารถเคลอ่ื นท่ผี ่านตัวกลางได้เฉพาะตัวกลางท่เี ป็นของแข็งเทา่ นั้น



การแบง่ โครงสรา้ งโลก แบง่ ตามคลืน่ ไหวสะเทือน แบ่งตามองค์ประกอบทางเคมขี องหนิ และสารตา่ งๆ

การแบ่งโครงสร้างโลก แบง่ ตามคลื่นไหวสะเทอื น 1. ธรณีภาค 4. แก่นโลกช้นั นอก 2. ฐานธรณภี าค 5. แก่นโลกชั้นใน 3. มโี ซสเฟียร์

การแบ่งโครงสรา้ งโลก แบ่งตามคล่ืนไหวสะเทือน 1. ธรณีภาค (lithosphere) เปน็ ชน้ั นอกสุดของโลก มคี วามลึกประมาณ 100 km จากผวิ โลก ประกอบไปด้วยหินท่ีมีสมบตั ิเป็นของแข็ง คล่ืน P และ S จะเคลื่อนที่ ผ่านช้ันธรณีภาคด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วง 6.4-8.4 และ 3.7-4.8 km/s

การแบง่ โครงสร้างโลก แบ่งตามคลืน่ ไหวสะเทอื น 2. ฐานธรณภี าค (asthenosphere) เป็นบรเิ วณทคี่ ลืน่ ไหวสะเทือนมีความเรว็ ไมส่ มา่ เสมอ 2 บรเิ วณ ได้แก่ 1. เขตทค่ี ลืน่ ไหวสะเทอื นมคี วามเรว็ ลดลง (low velocity zone) 2. เขตท่มี กี ารเปลยี่ นแปลง (transitional zone)

การแบง่ โครงสรา้ งโลก แบง่ ตามคลนื่ ไหวสะเทอื น 1. เขตทค่ี ลน่ื ไหวสะเทอื นมคี วามเรว็ ลดลง (low velocity zone) เป็นบริเวณท่ีคล่ืนไหวสะเทือนมีความเร็วลดลง เกิดข้ึนท่ีความลึก ประมาณ 100-400 km จากผวิ โลก เน่ืองจากบรเิ วณนป้ี ระกอบดว้ ยหนิ ท่ีมีสมบัตเิ ปน็ พลาสติก และวางตัวอยูส่ ว่ นลา่ งของธรณภี าค

การแบง่ โครงสรา้ งโลก แบง่ ตามคลน่ื ไหวสะเทอื น 2. เขตทม่ี ีการเปลี่ยนแปลง (transitional zone) เป็นบริเวณท่ีคลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วเพ่ิมขึ้นในอัตราไม่สม่าเสมอ เกดิ ข้นึ ท่ีความลึกประมาณ 400-660 km จากผวิ โลก เน่ืองจากบริเวณ น้เี ป็นของแขง็ และมีการเปลยี่ นแปลงโครงสรา้ งของแร่

การแบง่ โครงสรา้ งโลก แบง่ ตามคลื่นไหวสะเทอื น 3. มีโซสเฟียร์ (mesosphere) เปน็ ช้นั ทอ่ี ยู่ใตฐ้ านธรณีภาค และเป็นบริเวณทค่ี ลื่นไหวสะเทือนมี ความเร็วเพ่ิมข้ึนสม่าเสมอ เนื่องจากหิน หรอื สารบรเิ วณส่วนล่างของ มีโซสเฟียร์มีสถานะเป็นของแข็ง มคี วามลึก 660-2,900 km

การแบง่ โครงสร้างโลก แบง่ ตามคลืน่ ไหวสะเทือน 4. แก่นโลกชั้นนอก (outer core) เป็นชน้ั ทอ่ี ย่ใู ต้มีโซสเฟียร์ มคี วามลึก 2,900-5,140 km จาก ผวิ โลก คลืน่ P สามารถเคลือ่ นทผี่ า่ นได้ แตค่ ลืน่ S ไม่สามารถ เนอ่ื งจากช้นั น้เี ปน็ ของเหลว

การแบ่งโครงสรา้ งโลก แบ่งตามคลน่ื ไหวสะเทอื น 5. แก่นโลกชน้ั ใน (inner core) อยทู่ ี่ระดับความลกึ ประมาณ 5,140 km จนถงึ จุดศนู ย์กลางของ โลก คลน่ื ไหวสะเทือนมีคา่ อตั ราเร็วค่อนขา้ งคงที่ เนือ่ งจากแกน่ โลกชัน้ ใน เปน็ ของแขง็ ท่ีเปน็ เนือ้ เดียวกนั

การแบ่งโครงสรา้ งโลก แบ่งตามองค์ประกอบทางเคมขี องหนิ และสารตา่ งๆ 1. เปลือกโลก 2. เนอื้ โลก 3. แก่นโลก

การแบ่งโครงสร้างโลก แบ่งตามองคป์ ระกอบทางเคมีของหินและสารต่างๆ 1. เปลอื กโลก (crust) เป็นเสมือนผิวดา้ นนอกสดุ ของโลกท่ีปกคลุมโลก แบง่ ออกเปน็ 2 บริเวณ คอื เปลอื กโลกทวีป (35-40 km) มี Si และ Al และเปลือกโลกมหาสมทุ ร (> 70 km) มี Si และ Mg

การแบง่ โครงสร้างโลก แบง่ ตามองค์ประกอบทางเคมขี องหินและสารตา่ งๆ 2. เนื้อโลก เนอื้ โลกตอนบนเปน็ หนิ อลั ตราเมฟกิ ส่วนหนิ บริเวณเนื้อโลกส่วนอ่นื ๆ นกั วทิ ยาศาสตร์ประเมนิ ว่าเป็นหนิ ทีป่ ระกอบดว้ ยแร่ท่ีมโี ครงสรา้ งที่ สามารถทนตอ่ สภาพความดนั และอณุ หภมู ิ ทเ่ี กดิ ขนึ้ ภายในเนือ้ โลก

การแบ่งโครงสร้างโลก แบ่งตามองคป์ ระกอบทางเคมขี องหนิ และสารตา่ งๆ 3. แก่นโลก เนื่องจากเราไม่สามารถพบตัวอย่างองค์ประกอบต่างๆ ในส่วน ของแก่นโลกในหินบนผิวโลกได้ จึงอาศัยความรู้จากทฤษฎีการ กาเนดิ โลกในระบบสรุ ยิ ะ (อุกกาบาตเหล็ก) Fe, Ni, O, Si, S

ตารางเปรยี บเทยี บเปลอื กโลกทวีปและเปลือกโลกมหาสมทุ ร เปลอื กโลกทวีป เปลือกโลกมหาสมทุ ร มคี วามหนาไม่คงทต่ี ง้ั แต่ 20 km มีความหนาไมค่ งที่ เชน่ บรเิ วณ ไปจนถงึ มากกวา่ 70 km เทือกสันเขาใตส้ มุทร มีความหนา โดยทว่ั ไปมีความหนาเฉลยี่ อยู่ ประมาณ 5 km โดยทวั่ ไปมีความ ในช่วง 35-40 km หนาเฉลีย่ อย่ใู นชว่ ง 7-11 km โดยท่ัวไปหนิ จะมคี วามหนาแน่นเพ่ิมขน้ึ หนิ มีความหนาแน่น 2.9 g/cm3 เมือ่ อยลู่ กึ จากผวิ โลกมากข้ึน 2.7-3.0 g/cm3 (ความหนาแน่นน้อย) (ความหนาแน่นมาก)

ตารางเปรยี บเทียบเปลือกโลกทวีปและเปลอื กโลกมหาสมุทร เปลอื กโลกทวีป เปลอื กโลกมหาสมทุ ร ประกอบดว้ ยหินทกุ ชนดิ ทพ่ี บบนผิวโลก ประกอบดว้ ยกลมุ่ หนิ เมฟกิ (หินบะ โดยส่วนใหญม่ ีส่วนประกอบโดยเฉล่ยี ซอลต์และแกบโบร) และหินอลั ตรา คลา้ ยกบั หนิ แกรโนไดโอไรต์ ซึง่ เปน็ หิน อคั นที เี่ ยน็ ตวั ใตผ้ ิวโลก มีลกั ษณะคลา้ ย เมฟกิ หนิ แกรนติ แตป่ รมิ าณซลิ กิ าตา่ กวา่ อายหุ ินหลากหลาย 4 พนั ล้านปถี งึ อายุหินโดยทั่วไปน้อยกวา่ 200 ปัจจุบัน ลา้ นปี

ตารางเปรียบเทียบเปลือกโลกทวีปและเปลือกโลกมหาสมุทร เปลือกโลกทวีป เปลอื กโลกมหาสมุทร ประกอบดว้ ยทวปี ทกุ ทวปี เทอื กเขา ประกอบด้วย มหาสมุทรแปซิฟกิ หมิ าลัย เทือกเขารอ๊ กกี้ เทอื กเขา มหาสมทุ รแอตแลนตกิ มหาสมุทร แอลป์ เปลือกโลกบรเิ วณนจี้ ะหนา อนิ เดยี ประเทศไอซแ์ ลนด์ และหมู่ มาก สว่ นบริเวณหบุ เขาทรดุ เกาะฮาวาย บริเวณทวีปแอฟรกิ าตะวนั ออก เปลือกโลกจะบาง

ของแขง็ พลาสตกิ โครงสรา้ งโลก แก่นโลก liquid solid หนาแน่นนอ้ ย หนาแนน่ มาก

โครงสรา้ งโลก ธรณภี าค ฐานธรณี มโี ซสเฟยี ร์ แกน่ โลก แกน่ โลก เนื้อโลก เปลอื กโลก ภาค ชั้นนอก ของแขง็ liquid พลาสตกิ แกน่ โลก ทวีป มหาสมทุ ร ช้ันใน solid หนาแนน่ นอ้ ย หนาแนน่ มาก







บทที่ 2 โลกและการเปล่ยี นแปลง

ทฤษฎที วีปเลือ่ น (Continental drift theory) ทฤษฎีธรณแี ปรสณั ฐานแผน่ ธรณี (Plate tectonic theory) ทฤษฎีพน้ื สมทุ รแผข่ ยาย (Sea-floor spreading theory)

ทฤษฎีทวีปเลือ่ น (Continental drift theory) “ผืนแผน่ ดนิ ทงั้ หมดบนโลกแต่เดมิ เป็นแผ่นดนิ เดียวกนั ” พนั เจีย (Pangaea) แผ่นดนิ ทัง้ หมด อลั เฟรด เวเกเนอร์







ทฤษฎีทวีปเล่อื น (Continental drift theory) พนั เจีย (Pangaea) มหาทวีปทคี่ ลุมพน้ื ที่จากขวั้ โลกเหนอื ถึงขัว้ โลกใต้ และถูกลอ้ มรอบด้วยมหาสมทุ รพันทาลสั ซา ส่วนเหนอื เส้นศูนยส์ ตู ร สว่ นใต้เส้นศนู ยส์ ตู ร

ทฤษฎีทวีปเล่ือน (Continental drift theory) ส่วนเหนอื เสน้ ศนู ย์สตู ร ลอเรเซีย ทวปี อเมรกิ าเหนอื กรีนแลนด์ ทวปี ยูเรเชีย ยกเวน้ อนุทวปี อินเดยี

ทฤษฎีทวปี เลื่อน (Continental drift theory) ส่วนใตเ้ สน้ ศนู ยส์ ูตร กอนด์วานา ทวีปอเมรกิ าใต้ ทวปี แอฟรกิ า ทวีปออสเตรเลยี ทวปี แอนตาร์กตกิ า อนทุ วีปอินเดยี เกาะมาดากัสการ์



หลกั ฐานและเหตผุ ลทีส่ นบั สนนุ สมมติฐานของเวเกเนอร์ 1. หลกั ฐานจากรอยต่อของทวปี 2. หลกั ฐานจากความคลา้ ยคลงึ กนั ของกลุ่มหินและแนวภเู ขา 3. หลักฐานจากหนิ ท่ีเกิดจากการสะสมตัวของตะกอนจากธารน้าแข็ง 4. หลักฐานจากซากดึกดาบรรพ์

หลักฐานและเหตผุ ลท่สี นับสนุนสมมติฐานของเวเกเนอร์ 1. หลกั ฐานจากรอยต่อของทวปี เซอร์ เอดวารด์ บูลลารด์ และคณะได้แสดงให้เหน็ ว่า สามารถนาทวปี ตา่ งๆ มาเชอื่ มตอ่ กันได้ โดยใช้ขอบทวีปที่ระดับ ความลกึ 2,000 เมตร จากระดบั น้าทะเล ซง่ึ เปน็ แนวลาดทวีป



หลกั ฐานและเหตุผลท่ีสนับสนุนสมมติฐานของเวเกเนอร์ 2. หลกั ฐานจากความคล้ายคลึงกันของกลุ่มหินและแนวภูเขา กลมุ่ หนิ ทพี่ บในทวปี อเมริกาใต้ ทวปี แอนตาร์กตกิ า ทวปี แอฟรกิ า ทวีปออสเตรเลยี และอนุทวปี อินเดีย เป็นกลุ่มหินที่เกดิ ในช่วง 359-146 ลา้ นปี (ยุคคาร์บอนเิ ฟอรสั ถงึ ยุคจูแรสซิก) เกิดอยูใ่ นสภาพอากาศท่หี นาวเย็น และมีการระเบดิ ของภูเขาไฟ



หลักฐานและเหตุผลที่สนบั สนุนสมมตฐิ านของเวเกเนอร์ 2. หลกั ฐานจากความคล้ายคลึงกนั ของกลมุ่ หนิ และแนวภูเขา แนวเทือกเขาแอปพาเลเชยี น (Appalachian Mountains) ฝง่ั ตะวันออกของทวปี อเมรกิ าเหนือ จะมีอายเุ ดยี วกันกบั แนว เทอื กเขาที่พบบรเิ วณดา้ นตะวันตกของกรีนแลนด์ ไอรแ์ ลนด์ อังกฤษ และนอร์เวย์

หลกั ฐานและเหตุผลท่ีสนับสนนุ สมมตฐิ านของเวเกเนอร์ 3. หลกั ฐานจากหินท่เี กิดจากการสะสมตวั ของตะกอนจากธารนา้ แขง็ ปลายมหายคุ พาลโี อโซอกิ พบหลักฐานวา่ แผน่ ดินบรเิ วณ กอนด์วานาถูกปกคลมุ ดว้ ยนา้ แข็ง และเม่ือนาหลกั ฐานเก่ียวกับหนิ ตะกอนท่ีเกดิ จากตวั กลางทเ่ี ป็นนา้ แขง็ ท่มี อี ายเุ ดียวกัน และทิศ ทางการเคล่ือนท่ขี องธารนา้ แข็งสอดคล้องกับรอยขดู ในหนิ ท่ีพบใน ทวปี ตา่ งๆ