คู่มือการจัดค่ายวิทย์ โลกและการเปลี่ยนแปลง

สแกนเพื่ออา่ น E-book ปาลิตา โตศรสี วสั ดเ์ิ กษม ศูนย์วิทยาศาสตรเ์ พ่ือการศกึ ษาสระแกว้

ฐานการเรียนรทู้ ่ี 6 เรื่อง โลกและการเปลย่ี นแปลง แผนการจดั กิจกรรมการเรยี นรู้ท่ี 6 เรอ่ื ง โลกและการเปล่ยี นแปลง จานวน 2 ชว่ั โมง

แผนการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้ที่ 6 เรือ่ ง โลกและการเปลี่ยนแปลง เวลา 2 ชั่วโมง แนวคิด โลกเกิดขึ้นเมื่อ 4,600 ล้านปีมาแล้ว จากกลุ่มก๊าซและธุลีต่าง ๆ ที่จับกลมุ่ กันตรงกลางจากแรงโน้มถ่วง ตอนท่ี โลกเกิดใหม่ ๆ น้ันมีความร้อนสูงมาก ต่อมาด้านบนของโลกเยน็ ตัวลงเป็นเปลือกโลก ภายในโลกยังคงมีอุณหภมู ิสูงมาก โครงสร้างโลกแบ่งตามลักษณะมวลสารได้เป็น 3 ช้ัน คือ ชั้นเปลือกโลก ช้ันเน้ือโลก และชั้นแก่นโลก โลกมีการ เปล่ียนแปลงอยู่ตลอดเวลา ตั้งแต่กาเนิดขึ้นมาจนถึงปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงของโลกเกิดขึ้นจากการเคล่ือนตัวของ เปลือกโลก การกระทาของธรรมชาติ และการกระทาของมนุษย์ทาให้เกิดปรากฏการณต์ า่ ง ๆ ทางธรณวี ิทยาบนผวิ โลก วัตถปุ ระสงค์ เม่ือสิน้ สุดแผนการจดั กจิ กรรมการเรียนรนู้ ีแ้ ลว้ ผู้รบั บริการสามารถ 1. อธิบายการกาเนิดโลก 2. อธบิ ายการเปลยี่ นแปลงของเปลือกโลก 3. สังเกตและจาแนกหินโดยใช้เกณฑ์ต่าง ๆ จากลักษณะท่สี งั เกต 4. เหน็ ความสาคญั ของโลกและการเปลี่ยนแปลง เนื้อหา 1. การกาเนิดโลก 1.1 โครงสร้างภายในโลก 1.2 ส่วนประกอบของโลก 2. การเปลย่ี นแปลงของเปลือกโลก 3. หนิ และการจาแนกหิน ขนั้ ตอนการจดั กจิ กรรมการเรยี นรู้ ขน้ั ตอนที่ 1 กิจกรรมการเรียนรปู้ ระสบการณ์ทางวิทยาศาสตร์ (S : Science Experience Activity) 1. ผจู้ ดั กิจกรรมทกั ทายผ้เู ข้ารับบรกิ ารและแนะนาตนเองกับผ้รู บั บริการ และชแี้ จงวตั ถปุ ระสงค์ของ ฐานการเรยี นรทู้ ่ี 6 เร่ือง โลกและการเปลย่ี นแปลง ไดแ้ ก่ (1) อธิบายการกาเนิดโลก (2) อธบิ ายการเปลีย่ นแปลงของเปลือกโลก (3) สังเกตและจาแนกหนิ โดยใช้เกณฑ์ต่าง ๆ จากลักษณะท่สี งั เกต (4) เหน็ ความสาคัญของโลกและการเปลี่ยนแปลง

2. ผจู้ ัดกิจกรรมซักถามประสบการณเ์ ดิมของผูร้ บั บริการเกย่ี วกบั เรือ่ งที่จะเรียนรโู้ ดยสมุ่ ผ้รู บั บริการ จานวน 3-5 คน ตามความสมัครใจให้ตอบคาถาม จานวน 3 ประเดน็ ดังน้ี ประเดน็ ที่ 1 “โลกเกดิ ข้ึนมาไดอ้ ยา่ งไร” ประเด็นท่ี 2 “เปลอื กโลกสามารถเปล่ยี นแปลงได้หรือไม่ อย่างไร” ประเดน็ ที่ 3 “ท่านรู้วิธกี ารจาแนกหนิ หรือไม่ อยา่ งไร” 3. ผจู้ ดั กจิ กรรมและผู้รบั บรกิ าร แลกเปล่ียนความคดิ เหน็ และสรปุ สง่ิ ทไ่ี ด้เรียนรรู้ ว่ มกัน ขน้ั ตอนท่ี 2 กจิ กรรมการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์ท่ีท้าทาย (C : Challenge Learning Activity) 1. ผจู้ ดั กจิ กรรมเช่ือมโยงเนอื้ หาในขนั้ ตอนท่ี 1 เร่อื ง การกาเนิดโลก การเปล่ียนแปลงของเปลอื กโลก และหนิ และการจาแนกหิน 2. ผู้จดั กิจกรรมบรรยายเร่ือง การกาเนิดโลก การเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลก และหินและการ จาแนกหิน ตามใบความร้สู าหรับผู้จัดกิจกรรม เร่อื ง โลกและการเปลีย่ นแปลงของโลก 3. ผจู้ ัดกิจกรรมให้ผูร้ บั บริการชมวดิ ีทศั น์ เร่ือง กาเนิดโลก จากเว็บไซต์ https://www.youtube.com/watch?v=rpfLhQCHsqA หลังจากน้ันผจู้ ัดกิจกรรมและผู้รบั บริการสรุปสงิ่ ที่ได้เรียนรู้ รว่ มกนั 4. ผจู้ ดั กจิ กรรมแบ่งกลมุ่ ผ้รู ับบริการ กลุ่มละ 5-7 คน (ใหแ้ ต่ละกลุ่มเลือกประธาน เลขานุการ และ ผู้นาเสนอ) 5. ผู้จดั กจิ กรรมแจกใบกิจกรรมที่ 1 เร่ือง โครงสร้างของโลก โดยผจู้ ัดกิจกรรมอธิบายแผน่ จาลอง โครงสรา้ งของโลก และองคป์ ระกอบของโลก และใหผ้ รู้ ับบรกิ ารตอบคาถามในใบกจิ กรรมที่ 1 หลงั จากนัน้ ผ้รู ับบรกิ าร และผู้จดั กิจกรรมสรปุ สิ่งทไี่ ดเ้ รยี นรรู้ ว่ มกัน 6. จัดกิจกรรมแจกใบกิจกรรมท่ี 2 เร่อื ง หนิ และการจาแนกหิน ผู้จดั กิจกรรมนาผูร้ บั บริการไปศกึ ษา ที่ฐานการเรยี นรูเ้ รอื่ งหิน ผ้จู ัดกิจกรรมช้ีแจงและอธิบายขั้นตอนการทากิจกรรมการทดลอง และแจกตวั อย่างหนิ เพ่มิ เตมิ (กรณีไม่มหี นิ ที่จดั แสดงอยู่ในฐานการเรยี นร)ู้ ใหผ้ ู้รับบรกิ ารแตล่ ะกลุ่ม พรอ้ มอปุ กรณ์ ไดแ้ ก่ แว่นขยาย กรดเกลอื (โซเดียมคลอไรด์) หลอดหยด กระจกเงา บีกเกอร์ หลงั จากนน้ั ใหท้ าการทดลอง และบนั ทึกผลการทดลองในตารางตาม ใบกจิ กรรมท่ี 2 ผู้จดั กิจกรรมควรเดนิ เข้าไปสังเกตผรู้ บั บรกิ ารแต่ละกลมุ่ ขณะทากิจกรรม เพ่ือใช้คาถามกระตุ้นหรอื ให้ กาลังใจให้ผรู้ บั บริการทากิจกรรมไดค้ รอบคลุมสิง่ ท่ผี ู้จัดกจิ กรรมอยากให้สังเกต เชน่ จะสังเกต สารวจ หรอื ทดลองอะไร โดยวธิ ีใด สงั เกตสี (มีสอี ะไร สีเดยี ว หรือ หลายส)ี เนื้อหนิ หยาบหรือเน้ือหนิ ละเอียด มหี ลายเน้อื หรือเนอ้ื เดยี ว ผิวมันหรอื ด้าน วาวเปน็ ประกายหรือไม่ ขดู กบั กระจก ดว้ ยเล็บ เหรียญ ตะปู แล้วเปน็ อยา่ งไร 7. ผูจ้ ัดกิจกรรมแจกแผ่นภาพประเภทหนิ และตัวอยา่ งหนิ ให้ผู้รบั บรกิ ารแตล่ ะกลุ่มศึกษาวิธกี ารจาแนก หินของนักธรณวี ิทยา ชว่ ยกนั สงั เกตหินแตล่ ะก้อนแลว้ จดั กลมุ่ หนิ ตามเกณฑ์ของนกั ธรณีวิทยา แล้วบนั ทึกผลลงใน ตารางใบกิจกรรมท่ี 2 หลงั จากนน้ั ใหผ้ ูร้ ับบรกิ ารอภิปรายประโยชน์ของการจาแนกหนิ โดยใช้ประเดน็ คาถาม ดังน้ี ประเดน็ ท่ี 1 “ผรู้ ับบรกิ ารมีความคดิ เหน็ อย่างไรบ้าง เกย่ี วกบั การจาแนกหนิ ” ประเด็นท่ี 2 “การจาแนกหินมีประโยชน์อยา่ งไร” ประเด็นท่ี 3 “ในหนิ ชนิดหนึง่ ๆ มแี ร่เปน็ องคป์ ระกอบกีช่ นดิ ” ประเด็นที่ 4 “หนิ สว่ นมากมีแร่เพียงชนดิ เดียวหรอื หลายชนดิ ”

ขนั้ ตอนท่ี 3 กิจกรรมการสรปุ ผลการนาวิทยาศาสตร์ไปใชใ้ นชีวติ ประจาวนั (I : Implementation Conclusion Activity) 1. ให้ผ้รู ับบริการตอบคาถามโดยสมุ่ ผรู้ บั บริการ จานวน 3 – 5 คน ตามความสมัครใจ ให้ ตอบคาถามในประเด็น “ทา่ นจะนาความรู้ เร่อื ง โลกและการเปล่ียนแปลง ไปประยุกต์ใชใ้ นชวี ติ ประจาวัน อยา่ งไร” 2. ผู้จัดกิจกรรมและผ้รู ับบรกิ ารสรุปรว่ มกัน สื่อ วสั ดอุ ุปกรณ์ และแหล่งเรียนรู้ 1. ใบความรู้สาหรับผู้จัดกิจกรรม เรื่อง กาเนิดโลก 2. ใบความรู้สาหรับผู้รับบรกิ าร เรือ่ ง กาเนิดโลก 3. ใบความรสู้ าหรบั ผู้จัดกิจกรรม เร่ือง หนิ และการจาแนกหนิ 4. ใบความร้สู าหรับผู้รบั บริการ เรอ่ื ง กาเนดิ โลก 5. ใบกิจกรรมที่ 1 เรื่อง โครงสรา้ งของโลก 6. ใบกจิ กรรมที่ 2 เรื่อง หนิ และการจาแนกหิน 5. วดิ ทิ ศั น์/เวบ็ ไซต์ 6. แผ่นภาพจาลองโครงสร้างของโลก 7. แผ่นภาพจาลองตัวต่อเปลือกโลก 8. แผ่นภาพหนิ 9. ตวั อย่างหิน 10. แวน่ ขยาย 11. ตะปู 12. กระจกเงา 13. หลอดหยด 14. บีกเกอร์ 15. กรดเกลอื 16. บรเิ วณฐานการเรยี นรู้เรือ่ ง หนิ การวัดและประเมนิ ผล 1. สังเกตการณ์มสี ่วนร่วมของผรู้ ับบรกิ าร 2. ช้นิ งาน/ผลงาน

บันทกึ ผลหลังการจดั กิจกรรมการเรยี นรู้ ผลการใชแ้ ผนการจดั กจิ กรรมการเรียนรู้ 1. จานวนเนือ้ หากับจานวนเวลา เหมาะสม ไมเ่ หมาะสม ระบุเหตุผล ................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................... 2. การเรยี งลาดับเนือ้ หากับความเขา้ ใจของผู้รบั บรกิ าร เหมาะสม ไม่เหมาะสม ระบเุ หตุผล ................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. 3. การนาเขา้ สูบ่ ทเรียนกบั เน้ือหาแต่ละหัวขอ้ เหมาะสม ไมเ่ หมาะสม ระบเุ หตุผล ................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. 4. วิธีการจัดกิจกรรมการเรยี นรูก้ บั เน้ือหาในแต่ละขอ้ เหมาะสม ไม่เหมาะสม ระบเุ หตุผล ................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. 5. การประเมินผลกับวัตถปุ ระสงค์ในแต่ละเนอ้ื หา เหมาะสม ไม่เหมาะสม ระบุเหตผุ ล ................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. ผลการเรยี นรู้ของผู้รับบริการ ........................................................................................................................................................................................ ...................................................................................................................................................... ผลการจัดกิจกรรมการเรยี นรู้ของผจู้ ัดกจิ กรรม ........................................................................................................................................................................................ ...................................................................................................................................................... ข้อเสนอแนะ ............................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................

ใบความรู้สาหรบั ผจู้ ดั กจิ กรรม เรอ่ื ง กาเนดิ โลก เมอ่ื ประมาณ 4,600 ล้านปีมาแล้ว กลุ่มกา๊ ซในเอกภพบรเิ วณน้ี ไดร้ วมตัวกันเปน็ หมอกเพลงิ มชี อ่ื ว่า “โซลาร์ เนบวิ ลา” (Solar แปลวา่ สุรยิ ะ, Nebula แปลว่า หมอกเพลิง) แรงโน้มถ่วงทาให้กล่มุ กา๊ ซยุบตวั และหมนุ ตวั เปน็ รปู จาน ใจกลางมคี วามรอ้ นสูงเกดิ ปฏิกริ ิยานิวเคลยี ร์แบบฟิวช่นั กลายเป็นดาวฤกษท์ ี่ชอ่ื วา่ ดวงอาทิตย์ ส่วนวัสดทุ ่อี ยู่รอบ ๆ มี อณุ หภูมติ า่ กว่า รวมตัวเปน็ กลุ่มๆ มมี วลสารและความหนาแน่นมากข้นึ เป็นชน้ั ๆ และกลายเปน็ ดาวเคราะห์ในทีส่ ุด ภาพกาเนดิ ระบบสรุ ิยะ โลกในยุคแรกเปน็ ของเหลวหนดื ร้อน ถกู กระหน่าชนดว้ ยอุกกาบาตตลอดเวลา องคป์ ระกอบซ่งึ เป็นธาตหุ นกั เช่น เหล็ก และนิเกิล จมตัวลงสู่แก่นกลางของโลก ขณะท่ีองค์ประกอบซึ่งเป็นธาตุเบา เช่น ซิลิกอน ลอยตัวขึ้นสู่เปลือกนอก ก๊าซต่าง ๆ เช่น ไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ พยายามแทรกตัวออกจากพื้นผิว ก๊าซไฮโดรเจนถูกลมสุริยะจาก ดวงอาทิตย์ทาลายให้แตกเป็นประจุ ส่วนหน่ึงหลุดหนีออกสูอ่ วกาศ อีกส่วนหนึ่งรวมตัวกับออกซิเจนกลายเป็นไอน้า เมื่อ โลกเย็นลง เปลือกนอกตกผลึกเป็นของแข็ง ไอน้าในอากาศควบแน่นเกิดฝน น้าฝนได้ละลายคาร์บอนไดออกไซด์ลงมา สะสมบนพ้ืนผิว เกิดทะเลและมหาสมุทร สองพันล้านปีต่อมาการวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิต ได้นาคาร์บอนไดออกไซด์มา ผ่านการสังเคราะห์แสง เพื่อสร้างพลังงาน และให้ผลผลิตเป็นก๊าซออกซิเจน ก๊าซออกซิเจนท่ีลอยขึ้นสชู่ ั้นบรรยากาศชั้น บน แตกตัวและรวมตัวเป็นก๊าซโอโซน ซ่ึงช่วยป้องกันอันตรายจากรังสีอุลตราไวโอเล็ต ทาให้ส่ิงมีชีวิตมากขึ้น และ ปรมิ าณของออกซเิ จนมากขนึ้ อกี ออกซเิ จนจึงมีบทบาทสาคัญต่อการเปลีย่ นแปลงบนพน้ื ผวิ โลกในเวลาตอ่ มา ดังภาพที่ 1 ภาพกาเนดิ ระบบสุริยะ

โครงสรา้ งและส่วนประกอบของโลก เปลือกโลก (crust) เปน็ ชนั้ นอกสดุ ของโลกที่มีความหนาประมาณ 60-70 กิโลเมตร ซ่งึ ถอื วา่ เปน็ ชั้นท่บี างที่สุด เม่อื เปรยี บกับช้นั อนื่ ๆ เสมอื นเปลอื กไขไ่ กห่ รอื เปลือกหวั หอม เปลอื กโลกประกอบไปดว้ ยแผน่ ดนิ และแผ่นน้า ซึ่งเปลอื ก โลกสว่ นท่บี างที่สุดคอื ส่วนทอ่ี ยใู่ ตม้ หาสมทุ ร ส่วนเปลือกโลกทหี่ นาทส่ี ดุ คือเปลือกโลกส่วนที่รองรับทวีปท่ีมีเทอื กเขาทสี่ ูง ท่สี ดุ อยู่ดว้ ย นอกจากนีเ้ ปลอื กโลกยงั สามารถแบง่ ออกเป็น 2 ช้ันคือ ชน้ั ที่หน่ึง: ช้ันหนิ ไซอลั (sial) เปน็ เปลอื กโลกชั้นบนสดุ ประกอบด้วยแร่ซลิ ิกาและอะลูมินาซ่ึงเป็นหินแกรนิตชนิด หนึ่ง สาหรับบรเิ วณผวิ ของชั้นน้จี ะเป็นหินตะกอน ชั้นหนิ ไซอลั นี้มเี ฉพาะเปลือกโลกส่วนที่เปน็ ทวปี เท่าน้ัน ส่วนเปลือกโลก ที่อยู่ใตท้ ะเลและมหาสมทุ รจะไม่มีหนิ ชัน้ น้ี ชั้นทส่ี อง: ชั้นหินไซมา (sima) เปน็ ชน้ั ทอี่ ยใู่ ต้หนิ ช้นั ไซอัลลงไป ส่วนใหญ่เป็นหนิ บะซอลต์ประกอบดว้ ยแร่ซิลกิ า เหล็กออกไซด์และแมกนเี ซียม ช้นั หนิ ไซมานห้ี ่อหมุ้ ทั่วทงั้ พ้นื โลกอยู่ในทะเลและมหาสมุทร ซงึ่ ต่างจากหนิ ชน้ั ไซอัลที่ปก คลุมเฉพาะสว่ นท่เี ป็นทวปี และยงั มคี วามหนาแนน่ มากกวา่ ชน้ั หินไซอลั ภาพโครงสร้างภายในของโลก แมนเทิล แมนเทลิ (mantle หรอื Earth’s mantle) คือชั้นท่ีอยู่ถดั จากเปลอื กโลกลงไป มีความหนาประมาณ 3,000 กโิ ลเมตร บางส่วนของหินอย่ใู นสถานะหลอมเหลว เรยี กวา่ หนิ หนืด (Magma) ทาให้ชน้ั แมนเทิลน้ีมคี วามรอ้ นสูงมาก เนอ่ื งจากหินหนดื มีอุณหภูมิประมาณ 800 – 4300 °C ซงึ่ ประกอบด้วยหินอคั นเี ป็นสว่ นใหญ่ เชน่ หินอลั ตราเบสกิ หนิ เพริโดไลต์ แก่นโลก ความหนาแนน่ ของดาวโลกโดยเฉลยี่ คอื 5,515 กก./ลบ.ม. ทาให้มนั เป็นดาวเคราะหท์ ่ีหนาแนน่ ทีส่ ุดในระบบ สุรยิ ะ แต่ถา้ วดั เฉพาะความหนาแน่นเฉลย่ี ของพ้นื ผิวโลกแลว้ วดั ได้เพียงแค่ 3,000 กก./ลบ.ม. เท่านั้น ซง่ึ ทาให้เกดิ ข้อสรปุ วา่ ตอ้ งมีวตั ถอุ ืน่ ๆ ท่หี นาแนน่ กว่าอยู่ในแก่นโลกแน่นอน ระหวา่ งการเกดิ ขน้ึ ของโลก ประมาณ 4.5 พนั ล้านปี มาแล้ว การหลอมละลายอาจทาใหเ้ กิดสสารทมี่ คี วามหนาแน่นมากกว่าไหลเข้าไปในแกนกลางของ โลก ในขณะท่ีสสารที่ มคี วามหนาแนน่ นอ้ ยกว่าคลมุ เปลอื กโลกอยู่ ซ่ึงทาใหแ้ กน่ โลก (core) มอี งคป์ ระกอบเป็นธาตุเหลก็ ถึง 80%, รวมถงึ นิกเกลิ และธาตุท่ีมีน้าหนกั ทีเ่ บากวา่ อืน่ ๆ แตใ่ นขณะท่สี สารทีม่ คี วามหนาแน่นสงู อ่ืน ๆ เชน่ ตะกวั่ และยเู รเนยี ม มอี ย่นู อ้ ย

เกินกวา่ ท่ีจะผสานรวมเขา้ กับธาตุท่เี บากวา่ ได้ และทาให้สสารเหลา่ นนั้ คงที่อยู่บนเปลอื กโลก แกน่ โลกแบ่งได้ ออกเป็น 2 ชน้ั ได้แก่ แก่นโลกชั้นนอก (outer core) มคี วามหนาจากผิวโลกประมาณ 2,900 – 5,000 กโิ ลเมตร ประกอบด้วยธาตุ เหลก็ และนกิ เกลิ ในสภาพที่หลอมละลาย และมคี วามรอ้ นสูง มีอณุ หภมู ปิ ระมาณ 6200 – 6400 มีความหนาแนน่ สมั พทั ธ์12.0 และสว่ นน้ีมีสถานะเปน็ ของเหลว แก่นโลกชนั้ ใน (inner core) เป็น สว่ นทอี่ ยู่ใจกลางโลกพอดี มรี ัศมปี ระมาณ 1,000 กโิ ลเมตร มีอุณหภมู ิ ประมาณ4,300–6,200 และมคี วามกดดันมหาศาล ทาให้สว่ นน้จี งึ มีสถานะเปน็ ของแข็ง ประกอบดว้ ยธาตเุ หลก็ และ นกิ เกลิ ท่ีอยู่ในสภาพที่เปน็ ของแขง็ มคี วามหนาแน่นสมั พทั ธ์ การเปลยี่ นแปลงของเปลือกโลก เปลอื กโลกมิไดเ้ ป็นแผ่นเดยี วต่อเนอ่ื งตดิ กนั ดงั เช่นเปลือกไข่ หากแตเ่ หมือนเปลอื กไข่แตกรา้ ว มีแผน่ หลายแผน่ เรยี งชดิ ตดิ กนั เรยี กวา่ “เพลต” (Plate) ซง่ึ มอี ยปู่ ระมาณ 20 เพลต เพลตทีม่ ีขนาดใหญ่ ได้แก่ เพลตแปซฟิ ิก เพลตอเม ริกาเหนอื เพลตอเมรกิ าใต้ เพลตยเู รเซีย เพลตแอฟริกา เพลตอนิ โด-ออสเตรเลีย และเพลตแอนตารก์ ติก เปน็ ตน้ เพลต แปซิฟกิ เปน็ เพลตที่ใหญท่ สี่ ุดและไมม่ ีเปลือกทวีป กินอาณาเขตหน่งึ ในสามของพื้นผวิ โลก เพลตทุกเพลตเคล่ือนตัว เปลย่ี นแปลงขนาดและรูปร่างอยูต่ ลอดเวลา ภาพการเคลอ่ื นตวั ของเพลต เพลตประกอบดว้ ยเปลือกทวีปและเปลอื กมหาสมุทรวางตัวอยูบ่ นแมนเทิลชั้นบนสุด ซึง่ เป็นของแข็งในชั้นลิโทส เฟียร์ ลอยอยู่บนหนิ หนดื ร้อนในชัน้ แอสทโี นสเฟยี ร์อกี ทีหน่งึ หินหนดื (Magma) เปน็ วัสดเุ นื้ออ่อนเคลื่อนที่หมนุ เวียนดว้ ย การพาความรอ้ นภายในโลก คล้ายการเคลื่อนตัวของน้าเดือดในกาตม้ น้า การเคล่ือนตวั ของวสั ดใุ นช้ันแอสทีโนสเฟียร์ทา ให้เกิดการเคล่ือนตัวเพลต (ดูภาพท่ี 27) เราเรียกกระบวนการเช่นน้ีว่า “ธรณีแปรสัณฐาน”หรือ “เพลตเทคโท นิคส”์ (Plate Tectonics) การพาความร้อนจากภายในของโลกทาให้วัสดุในช้ันแอสทีโนสเฟียร์ (Convection cell) ลอยตัวดันพื้น มหาสมุทรข้ึนมากลายเป็น “สันกลางมหาสมุทร” (Mid-ocean ridge) หินหนืดร้อนหรือแมกม่าซึ่งโผลขึ้นมาผลักพื้น มหาสมทุ รให้เคล่อื นท่ีขยายตวั ออกทางข้าง เน่อื งจากเปลอื กมหาสมุทรมคี วามหนาแน่มากกว่าเปลือกทวีป ดงั นั้นเมอ่ื

เปลือกมหาสมุทรชนกับเปลือกทวีป เปลือกมหาสมุทรจะมุดตัวต่าลงกลายเป็น “เหวมหาสมุทร” (Trench) และหลอม ละลายในแมนเทิลอีกคร้ังหน่งึ มวลหินหนืดที่เกิดจากการรีไซเคิลของเปลือกมหาสมุทรท่ีจมตัวลง เรียกว่า “พลูตอน” (Pluton) มีความ หนาแน่นน้อยกว่าเปลือกทวีป จึงลอยตัวแทรกขึ้นมาเป็นแนวภูเขาไฟ เช่น เทือกเขาแอนดีสทางฝั่งตะวันตกของทวีป อเมริกาใต้ รอยต่อของขอบเพลต (แผน่ เปลอื กโลก) - เพลตแยกจากกัน (Divergent) เมอ่ื แมกม่าในชั้นแอสทีโนสเฟียร์ดนั ตัวข้ึน ทาให้เพลตจะขยายตัวออกจากกัน แนวเพลตแยกจากกันสว่ นมากเกดิ ข้ึนในบริเวณสันกลางมหาสมทุ ร (ภาพท่ี 28) - เพลตชนกนั (Convergent) เม่ือเพลตเคลื่อนท่ีเข้าชนกัน เพลตทมี่ คี วามหนาแน่นสงู กวา่ จะมดุ ตัวลงและหลอม ละลายในแมนเทลิ ส่วนเพลตท่ีมีความหนาแนน่ นอ้ ยกว่าจะถูกเกยสงู ข้ึนกลายเปน็ เทอื กเขา เชน่ เทอื กเขาหมิ าลัย เกดิ จาก การชนกันของเพลตอินเดียและเพลตเอเชีย เทือกเขาแอพพาเลเชียน เกิดจากการชนกนั ของเพลตอเมริกาเหนือกับเพลต แอฟริกา - รอยเล่ือน (Transform fault) เป็นรอยเลื่อนขนาดใหญ่ มักเกิดขึ้นในบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทร แต่ บางคร้ังก็เกิดข้ึนบริเวณชายฝ่ัง เช่น รอยเล่ือนแอนเดรียส์ ที่ทาให้เกิดแผ่นดิน ไหวในรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศ สหรัฐอเมริกา เกิดจากการเคลอื่ นทส่ี วนกนั ของเพลตอเมรกิ าเหนือและเพลตแปซฟิ กิ ภาพรอยต่อของเพลต ผลทเ่ี กดิ จากการเปลยี่ นแปลงของเปลือกโล)ก เมือ่ ภูมิประเทศเปลี่ยนแปลง เชน่ เกิดแผน่ ดนิ ไหวอย่างรุนแรง เกิดภเู ขาไฟระเบดิ ผิวโลกบางส่วนอาจแยกตวั ออก บางสว่ นอาจเกดิ การถลม่ ถลายและยบุ ตัวลง หนิ หนดื ที่ไหลออกจากปล่องภูเขาไฟกจ็ ะเผาไหม้สงิ่ ตา่ ง ๆ ทีอ่ ย่ใู น บริเวณทหี่ นิ หนดื น้ันไหลผ่าน ผลการศึกษาทางธรณวี ทิ ยาทาให้เราทราบวา่ โลกกาลงั เปลย่ี นแปลงตลอดเวลากอ่ ให้เกดิ ความเดือดร้อนแก่มนุษย์ และสิ่งมชี ีวติ อน่ื ไดอ้ ย่างรวดเร็ว เราจาเป็นต้องศึกษาและทาความเข้าใจกบั กระบวนการเปลีย่ นแปลงของเปลอื กโลกเพอ่ื จะได้เตรยี มท่จี ะรบั การเปล่ยี นแปลงของเปลือกโลกทจี่ ะเกิดขน้ึ ในอนาคต

ใบความรสู้ าหรับผู้จดั กจิ กรรม เรื่อง หินและการจาแนกหิน หนิ (Rocks) หิน คือ มวลของแข็งที่ประกอบไปด้วยแร่ชนิดเดียวกัน หรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติเนื่องจาก องค์ประกอบของเปลือกโลกส่วนใหญ่เป็นสารประกอบซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) ดังนั้นเปลือกโลก ส่วนใหญ่มักเป็นแร่ ตระกูลซิลิเกต นอกจากน้ันยังมีแร่ตระกูลคาร์บอเนต เนื่องจากบรรยากาศโลกในอดีตส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ น้าฝนได้ละลายคาร์บอนไดออกไซด์บนบรรยากาศลงมาสะสมบนพ้ืนดินและมหาสมุทร ส่ิงมีชีวติ อาศยั คาร์บอนสร้างธาตุ อาหารและรา่ งกาย แพลงตอนบางชนิดอาศัยซิลกิ าสรา้ งเปลือก เม่ือตายลงทับถมกันเป็นตะกอน หินสว่ นใหญ่บนเปลือก โลกจงึ ประกอบด้วยแรต่ ่าง ๆ 1. วฎั จักรหิน นักธรณีวิทยาแบ่งหินออกเป็น 3 ประเภท ตามลักษณะการเกิดคือ หินอัคนี หินตะกอน และหินแปร เม่ือหินหนืดร้อนภายในโลก (Magma) และ หินหนืดร้อนบนพื้นผิวโลก (Lava) เย็นตัวลงกลายเป็น “หิน อคั นี” ลมฟ้าอากาศ นา้ และแสงแดด ทาใหห้ ินผุพังสึกกรอ่ นเป็นตะกอน ทับถมกันเป็นเวลานานหลายลา้ นปี แรงดันและ ปฏิกิรยิ าเคมที าให้เกิดการรวมตัวเปน็ “หินตะกอน” หรอื เรยี กอีกอย่างหน่ึงวา่ “หินชั้น” การเปลย่ี นแปลงของเปลือกโลก และความร้อนจากแมนเทิลข้างล่าง ทาให้เกิดการแปรสภาพเป็น “หินแปร” กระบวนการเหล่าน้ีเกิดขึ้นเป็นวงรอบ เรียกว่า “วัฏจักรหิน” (Rock cycle) อย่างไรก็ตามกระบวนการไม่จาเป็นต้องเรียงลาดับ หินอัคนี หินช้ัน และหินแปร การเปลี่ยนแปลงประเภทหินอาจเกิดขึ้นยอ้ นกลบั ไปมาได้ ขึน้ อยกู่ ับปัจจยั แวดล้อม ตามท่ีแสดงในภาพท่ี 31 ภาพวฏั จักรหนิ 2. ประเภทของหิน นกั ธรณวี ทิ ยาแบง่ หนิ ออกเป็น 3 ประเภท ตามลักษณะการเกดิ คือ หินอคั นี หิน ตะกอน และหินแปร รายละเอียดดังนี้ 2.1 หนิ อคั นี (Igneous rocks) หินอคั นี เป็นหินทเ่ี กิดจากการแขง็ ตวั ของหนิ หนดื (Magma) จาก ชนั้ แมนเทลิ ท่ีโผลข่ นึ้ มา เราแบง่ หินอคั นีตามแหลง่ ทมี่ าออกเป็น 2 ประเภท คอื

(1) หินอคั นแี ทรกซอน (Intrusive igneous rocks) เป็นหินที่เกิดจากหนิ หนืดท่ีเย็นตัวลง ภายในเปลือกโลกอย่างช้า ๆ ทาให้ผลกึ แร่มีขนาดใหญ่ และเน้ือหยาบ ไดแ้ ก่ - หินแกรนิต (Granite) เป็นหินอัคนีแทรกซอนทีเ่ ย็นตัวลงภายในเปลอื กโลกอยา่ งช้า ๆ จึงมี เน้ือหยาบ ซ่ึงประกอบด้วยผลึกขนาดใหญ่ของแร่ควอตซ์สีเทาใส แร่เฟลด์สปาร์สีขาวขุ่น และแร่ฮอร์น เบลนด์ หินแกรนติ แข็งแรงมาก ชาวบ้านใชท้ าครก เช่น ครกอ่างศลิ า ภเู ขาหนิ แกรนิตมกั เตยี้ และมียอดมน เนือ่ งจากเปลอื กโลกซึ่ง เคยอยชู่ นั้ บนสึกกร่อนผุพัง เผยใหเ้ หน็ แหลง่ หนิ แกรนติ ซึง่ อย่เู บื้องลา่ ง - หินไดออไรต์ (Diorite) เป็นหินอัคนีแทรกซอน กาเนิดอยู่ใต้ผิวโลกเกิดจากหินหนืดเย็นตัว เป็นหินอยูใ่ ต้พน้ื ผิวโลก เนื้อหยาบ ผลึกแร่ใหญ่ค่อนขา้ งสมา่ เสมอ มสี คี ล้าอาจถึงดาเพราะปริมาณแร่สีเขม้ มมี ากข้นึ ใชเ้ ป็น หนิ กอ่ สรา้ งแทนหินแกรนติ เพราะว่ามคี า่ กาลงั วสั ดสุ งู เน้ือหยาบ ความพรนุ ตา่ มกี ารยดึ ติดกบั ยางมะตอยสงู - หินแกบโบร (Gabbro) เป็นหินอัคนีบาดาลสีเข้มถึงดา และประกอบด้วยแร่ไพรอกซีน (Pyroxene;สีดาเสี้ยนส้ัน) แรฟ่ ันม้าชนิดแพลจิโอเคลส(Plagioclase) เป็นส่วนใหญ่และอาจมีแร่โอลิ-วีน(Olivine;สีเขียว ใส) อยู่บ้าง พบไม่มากนักบนเปลือกโลกส่วนทวีป แต่จะพบอยู่มากในส่วนล่างของเปลือกสมุทร(Oceanic crust) เมืองไทยพบอยู่นอ้ ยมากเปน็ แนวเทอื กเขาเตยี้ ๆ - หินเพรโิ ดไทต์ (Peridotite) หินชนิดนี้เป็นหินต้นกาเนิดของเพชร โดยมากประกอบไปด้วย แร่จาพวกไพร็อกซินและออลิวิน หินดูไนต์ (Dunite) ประกอบไปด้วยแร่ออลิวันเกือบทั้งหมดมีคณุ สมบัติทางเคมีคือเป็น ดา่ งจดั มาก ภาพแหลง่ กาเนดิ หิน (2) หนิ อัคนพี ุ (Extrusive ingneous rocks) บางทีเรยี กว่า หนิ ภูเขาไฟ เป็นหนิ หนดื ทเ่ี กดิ จาก ลาวาบนพน้ื ผิวโลกเย็นตวั อย่างรวดเร็ว ทาให้ผลึกมีขนาดเล็ก และเนอื้ ละเอียด ได้แก่ - หินบะซอลต์ (Basalt) เป็นหินอัคนีพุ เนื้อละเอียด เกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีสีเข้ม เนื่องจากประกอบด้วยแร่ไพร็อกซีนเป็นส่วนใหญ่ อาจมีแร่โอลิวีนปนมาด้วย เน่ืองจากเกิดข้ึนจากแมกมาใต้เปลือกโลก หนิ บะซอลต์หลายแห่งในประเทศไทยเป็นแหลง่ กาเนิดของอัญมณี (พลอยชนดิ ตา่ งๆ) เนอื่ งจากแมกมาดันผลกึ แรซ่ ึง่ อยูล่ ึก ใตเ้ ปลือกโลก ให้โผล่ขึน้ มาเหนือพื้นผิว - หินไรโอไลต์ (Ryolite) เป็นหินอัคนีพุซ่ึงเกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีเน้ือละเอียดซ่ึง ประกอบด้วยผลึกแร่ขนาดเล็ก มีแร่องค์ประกอบเหมือนกับหินแกรนิต แต่ทว่าผลึกเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ สว่ นมากมีสีชมพู และสีเหลือง

- หินแอนดไี ซต์ (Andesite) เป็นหนิ อคั นีพุซึง่ เกดิ จากการเยน็ ตวั ของลาวาในลกั ษณะเดียวกับ หนิ ไรโอไรต์ แตม่ อี งค์ประกอบของแมกนเี ซียมและเหล็กมากกว่า จึงมีสีเขียวเข้ม - หินพมั มิซ (Pumice) เป็นหินแกว้ ภูเขาไฟชนิดหนึ่งซ่ึงมฟี องก๊าซเล็กๆ อยู่ในเน้ือมากมายจน โพรกคล้ายฟองน้า มีสว่ นประกอบเหมอื นหินไรโอไลต์ มีน้าหนักเบา ลอยน้าได้ ชาวบ้านเรียกวา่ หนิ สม้ ใช้ขดั ถูภาชนะทา ให้มีผวิ วาว - หินออบซิเดียน (Obsedian) เป็นหินแก้วภูเขาไฟซ่ึงเย็นตัวเร็วมากจนผลึกมีขนาดเล็กมาก เหมือนเน้ือแก้วสดี า หินออบซิเดยี น 2.2 หินตะกอน (Sedimentary rocks) แม้ว่าหนิ จะเป็นของแข็ง แตม่ ันก็ไม่สามารถดารงอยู่ ไดอ้ ยา่ งถาวร หินเมื่อถูกแสงแดด ลมฟ้าอากาศ และน้า หรือ ถกู กระแทก ก็แตกเป็นก้อนเล็ก ๆ หรือผุกร่อน เสอ่ื มสภาพ ลง เศษหินท่ีผุพังท้งั อนภุ าคใหญ่และเล็กถกู พัดพาไปสะสมอัดตวั กัน เป็นชั้น ๆ เกิดความกดดันและปฏิกิริยาเคมีจนกลับ กลายเป็นหินอีกคร้ัง หินท่ีเกิดใหม่นี้เราเรียกว่า “หินตะกอน” หรือ “หินช้ัน”ปัจจัยที่ทาให้เกิดหินตะกอนหรือหินชั้น มี ดงั ตอ่ ไปน้ี - การผุพงั (Weathering) คอื การทหี่ ินผุพังทาลายลง (อยกู่ ับท่ี) ด้วยกรรมวิธีตา่ งๆ จากลมฟ้า อากาศ สารละลาย และรวมทงั้ การกระทาของต้นไม้ แบคทเี รีย ตลอดจนการแตกตวั ทางกลศาสตร์ มีการเพิ่มอุณหภมู ิ และลดอณุ หภมู ิสลับกันเปน็ ตน้ - การกร่อน (Erosion) หมายถึง กระบวนการทที่ าให้สารเปลือกโลกหลุด ละลายไป หรอื กร่อนไป (โดยมีการเคล่ือนที่กระจดั กระจายไปจากที่เดมิ ) โดยมีตน้ เหตคุ อื ตวั การธรรมชาติ ซง่ึ ไดแ้ ก่ ลมฟา้ อากาศ กระแสน้า ธารน้าแขง็ การครดู ถู ภายใตอ้ ทิ ธพิ ลของแรงโนม้ ถว่ ง - การพดั พา (Transportation) หมายถึง การเคล่ือนท่ขี องมวลหิน ดิน ทราย โดยกระแสน้า กระแสลม หรือธารนา้ แขง็ ภายใตแ้ รงดึงดูดของโลก อนุภาคขนาดเลก็ จะถกู พัดพาใหเ้ คลอื่ นทไี่ ปได้ไกลกว่าอนุภาคขนาด ใหญ่ ภาพการคดั ขนาดตะกอนด้วยการพัดพาของน้า - การทับถม (Deposit) เกิดขึ้นเมื่อตัวกลางซ่ึงทาให้เกิดการพัดพา เช่น กระแสน้า กระแสลม หรือธารน้าแข็ง ออ่ นกาลงั ลงและยุติลง ตะกอนที่ถกู พัดพาจะสะสมตวั ทับถมกัน ทาใหเ้ กิดการเปล่ียนแปลงทางอณุ หภูมิ ความกดดัน ปฏิกิริยาเคมี และเกิดการตกผลึก หินตะกอนท่ีอย่ชู ้ันล่างจะมีความหนาแน่นสงู และมีเนื้อละเอียดกว่าชั้น บน เน่ืองจากแรงกดดันซ่ึงเกิดข้ึนจากน้าหนักตัวทับถมกันเป็นช้ันๆ (หมายเหตุ: การทับถมบางครั้งเกิดจากการระเหย ของสารละลาย ส่วนทเี่ ป็นน้าระเหยไปในอากาศท้ิงสารทเ่ี หลือใหต้ กผลึกไว้เช่นเดียวกบั การทานาเกลือ)

- การกลับคนื เป็นหิน (Lithification) เม่ือเศษตะกอนทับถมกันจะเกิดโพรงขึ้นประมาณ 20 – 40% ของเนื้อตะกอน น้าพาสารละลายเข้ามาแทนท่ีอากาศในโพรง เม่ือเกิดการทับถมกันจนมีน้าหนักมากข้ึน เนื้อ ตะกอนจะถูกทาให้เรียงชิดตดิ กันทาใหโ้ พรงจะมีขนาดเลก็ ลง จนน้าทเี่ คยมอี ยู่ถกู ขับไล่ออกไป สารท่ีตกคา้ งอยทู่ าหนา้ ที่ เปน็ ซีเมนต์เช่ือมตะกอนเข้าด้วยกันกลับเปน็ หนิ อีกครั้ง ภาพข้นั ตอนที่ตะกอนกลบั คืนเปน็ หิน นกั ธรณวี ทิ ยาจาแนกหินตะกอนตามลกั ษณะการเกดิ ออกเป็น 3 กล่มุ คอื 1 หนิ ตะกอนอนุภาค (Clastic rocks) ได้แก่ - หินกรวดมน (Congromorate) เป็นหินเน้ือหยาบเกิดจากตะกอนซ่ึงเป็นหิน กรวด ทราย ที่ ถกู กระแสน้าพัดพามาอยู่รวมกัน สารละลายในน้าใต้ดนิ ทาตัวเปน็ ซเิ มนต์ประสานให้อนุภาคใหญ่เลก็ เหลา่ นี้ เกาะตัวกัน เป็นกอ้ นหนิ - หินทราย (Sandstone) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดปานกลาง เกิดจากการทับถมตัวของ ทราย มอี งคป์ ระกอบหลักเปน็ แร่ควอรตซ์ คนโบราณใช้หนิ ทรายแกะสลกั สร้างปราสาท และทาหนิ ลับมีด - หินดินดาน (Shale) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดมาก เน่ืองจากประกอบด้วยอนุภาคทราย แป้งและอนุภาคดินเหนียวทับถมกันเป็นช้ันบาง ๆ ขนานกัน เมื่อทุบหินจะแตกตัวตามรอยช้ัน (ฟอสซิลมีอยู่ใน หินดินดาน) ดินเหนียวทเี่ กิดดินดานใชท้ าเคร่อื งป้นั ดินเผา 2. หินตะกอนเคมี (Chemical sedimentary rocks) ได้แก่ - หนิ ปูน (Limestone) เป็นหินตะกอนคาร์บอเนต เกิดจากการทับถมของตะกอนคารบ์ อเนต ในท้องทะเล ท้ังจากสารอนินทรีย์ และซากสิ่งมีชีวติ เช่น ปะการัง และกระดองของสัตว์ทะเล ซ่งึ ถบั ถมกันภายใต้ความ กดดันและตกผลึกใหมเ่ ปน็ แรแ่ คลไซต์จงึ ทาปฏกิ ริ ิยากบั กรด หินปูนใช้ทาเปน็ ปนู ซิเมนต์ และใช้ในการกอ่ สรา้ ง - หินเชิร์ต (Chert) หินตะกอนเนื้อแน่น แข็ง เกิดจากการตกผลึกใหม่ เนื่องจากน้าพ า สารละลายซิลิกาเข้าไปแล้วระเหยออก ทาให้เกิดผลึกซิลิกาแทนที่เน้ือหินเดิม หินเชิร์ตมักเกิดข้ึนใต้ท้องทะเล เน่ืองจาก แพลงตอนทมี่ เี ปลือกเป็นซิลกิ าตายลง เปลอื กของมนั จะจมลงทับถมกนั หินเชิร์ตจึงปะปะอยู่ในหินปนู 3. หินตะกอนอนิ ทรีย์ (Organic sedimentary rocks) ได้แก่ - ถ่านหิน (Coal) เกิดจากการทับถมของซากพืชที่ยังไม่เน่าเปื่อยไปหมดเน่ืองจากสภาวะ ออกซิเจนต่า สภาวะเช่นนี้เกิดตามห้วยหนองคลองบึง ในแถบภูมิอากาศแบบเส้นศูนย์สูตร การทับถมทาให้เกิดการแรง กดดันท่ีจะระเหยขับไล่น้าและสารละลายอนื่ ๆออกไป ยิ่งมปี ริมาณคาร์บอนมากขึ้นถ่านหินจะย่ิงมีสดี า ลกิ ไนต์ (Lignite)

เปน็ ถ่านหินคุณภาพปานกลาง มมี ากที่เหมืองแม่เมาะ จ.ลาปาง แอนทราไซต์ (Anthracite) เปน็ ถา่ นหินคุณภาพสูง ตอ้ ง นาเขา้ จากตา่ งประเทศ หมายเหตุ น้ามันและก๊าซเช้ือเพลิง เกิดจากการทับถมของสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ในทะเล เช่น ไดอะตอม (Diatom) และสาหร่ายเซลล์เดียว (Algae) เกดิ ตะกอนใต้มหาสมทุ ร ตะกอนโคลนเหล่านีข้ าดการไหลถา่ ยเทของน้า การเน่าเป่อื ยผุ พังจึงหยดุ สน้ิ กอ่ นเน่อื งจากออกซเิ จนหมดไป ตะกอนที่ถกู ทับถมไว้ภายใต้ความกดดันและอณุ ภูมิสูง เป็นเวลานานหลาย ร้อยลา้ นปีจงึ กลายเป็นน้ามนั (Oil) 2.3 หินแปร (Metamorphic rocks) หนิ แปร คอื หนิ ท่แี ปรสภาพไปจากโดยการกระทาของ ความร้อน แรงดัน และปฏกิ ิริยาเคมี หนิ แปรบางชนิดยงั แสดงเคา้ เดมิ บางชนดิ ผิดไปจากเดมิ มากจนตอ้ งอาศัยดู รายละเอียดของเน้ือใน หรอื สภาพสิ่งแวดลอ้ มจงึ จะทราบทีม่ า อยา่ งไรก็ตามหนิ แปรชนดิ หนง่ึ ๆ จะมอี งคป์ ระกอบ เดียวกันกับหินต้นกาเนิด แต่อาจจะมีการตกผลกึ ของแร่ใหม่ เช่น หนิ ชนวนแปรมาจากหนิ ดินดาน หินอ่อนแปรมาจาก หนิ ปูน เปน็ ตน้ หินแปรสว่ นใหญเ่ กดิ ข้นึ ในระดับลึกใต้เปลือกโลกหลายกโิ ลเมตร ทีซ่ ่ึงมคี วามดนั สูงและอยใู่ กลก้ ลบั หนิ หนดื ร้อนในชัน้ แอสทโี นสเฟียร์ แตก่ ารแปรสภาพในบรเิ วณใกลพ้ ื้นผวิ โลกเน่ืองจากสงิ่ แวดลอ้ มโดยรอบ นกั ธรณวี ทิ ยา แบง่ การแปรสภาพออกเป็น 2 ประเภท คือ 1) การแปรสภาพสัมผัส (Contact metamorphism) เป็นการแปรสภาพเพราะความร้อน เกดิ ข้ึน ณ บริเวณท่ีหนิ หนืดหรอื ลาวาแทรกดันข้ึนมาสัมผัสกับหินท้องที่ ความรอ้ นและสารจากหนิ หนดื หรือลาวาทาให้ หินท้องท่ีในบริเวณน้ันแปรเปลยี่ นสภาพผดิ ไปจากเดมิ เช่น - หินอ่อน แปรสภาพมาจากหินปูน เนื้อละเอียดถึงหยาบ โดยการแปรสัมผัสที่มี อุณหภูมิสูงจนแร่แคลไซต์หลอมละลายและตกผลึกใหม่ ทาปฏิกิริยากับกรดทาให้เกิดฟองฟู่ หินอ่อนใช้เป็นวัสดุตกแต่ง อาคาร 2) การแปรสภาพบริเวณไพศาล (Regional metamophic) เป็นการแปรสภาพของหินซ่ึง เกิดเป็นบริเวณกว้างใหญ่ไพศาลเน่ืองจากอุณหภูมิและความกดดัน โดยปกติการเปรสภาพแบบน้ีจะไมม่ ีความเกี่ยวพัน กับมวลหนิ อคั นี และมักจะมี “ริว้ ขนาน” (Foliation) จนแลดูเปน็ แถบลายสลับสี บิดยว้ ยแบบลูกคล่ืน ซง่ึ พบในหนิ ชสี ต์ หนิ ไนส์ ทั้งนี้เป็นผลมาจากการการตกผลึกใหม่ของแร่ในหิน ทั้งนี้ริ้วขนานอาจจะแยกออกได้เป็นแผ่น ๆ และมีผิวหน้า เรยี บเนยี น เชน่ - หินไนซ์ หินแปรเนื้อหยาบ มีริ้วขนาน หยักคดโค้งไม่สม่าเสมอ สีเข้มและจาง สลับกัน แปรสภาพมาจากหินแกรนิต โดยการแปรสภาพบริเวณไพศาล ที่มีอุณหภูมิสูงจนแร่หลอมละลาย และตกผลึก ใหม่ (Recrystallize) - หินควอร์ตไซต์ หินแปรเนื้อละเอียด เน้ือผลึกคล้ายน้าตาลทราย มีสีเทา หรือสี น้าตาลอ่อน แปรสภาพมาจากหนิ ทราย โดยการแปรสภาพบริเวณไพศาลท่มี ีอุณหภมู ิสูงมาก จนแรค่ วอรตซ์หลอมละลาย และตกผลกึ ใหม่ จงึ มีความแข็งแรงมาก - หนิ ชนวน หนิ แปรเน้ือละเอียดมาก เกิดจากการแปรสภาพของหินดนิ ดานด้วยความ ร้อนและความกดอัดทาให้แกร่ง และเกิดรอยแยกเป็นแผ่นๆ ขึ้นในตัว โดยรอยแยกนี้ไม่จาเป็นต้องมีระนาบเหมือนการ วางช้ันหินดนิ ดานเดิม หนิ ชนวนสามารถแซะเปน็ แผ่นใหญ่ - หินชีตส์ หินแปรมีเน้ือเป็นแผ่น เกิดจากการแปรสภาพบริเวณไพศาลของหินชนวน แรงกดดันและความรอ้ นทาให้ผลกึ แรเ่ รียงตวั เปน็ แผน่ บาง ๆ ขนานกนั

ภาพวฏั จักรการเกิดหนิ ทัง้ สามประเภท บทสรปุ ของวัฏจักรหิน แมกมาในช้นั แมนเทิล แทรกตวั ขึ้นสู่เปลอื กโลก เนอ่ื งจากมีอุณหภูมิสงู ความหนาแนน่ ต่า แรงดันสงู แมกมาท่ี ตกผลึกภายในเปลือกโลกกลายเป็นหนิ อัคนแี ทรกซอน (มผี ลึกขนาดใหญ)่ ส่วนแมกมาท่เี ย็นตวั บนพื้นผิวกลายเป็นหิน อัคนพี ุ (มผี ลกึ ขนาดเล็ก) หินทุกชนดิ เม่อื ผพุ ัง สึกกร่อน จะถกู พัดพาใหเ้ ป็นตะกอน ทับถม และกลายเป็นหนิ ตะกอน หินทกุ ชนิดเมือ่ ถกู กดดัน หรือทาให้รอ้ น เน้ือแรจ่ ะตกผลกึ ใหม่ กลายเปน็ หินแปร หนิ ทุกชนิดเมือ่ หลอมละลาย จะ กลายเปน็ แมกมา เม่ือมันแทรกตัวขึน้ สเู่ ปลือกโลก จะเยน็ ตวั ลงกลายเปน็ หินอัคนี แร่ (Mineral) แร่ (Mineral) เป็นสารอนนิ ทรีย์ท่เี กิดข้ึนเองตามธรรมชาติ ประกอบดว้ ยอะตอมของธาตุ 1 ชนิด หรอื ต้ังแต่ 2 ชนิดขึ้นไป เรียงประกอบกันเป็นรูปผลึก (ดังนั้นแร่จึงมีสถานะเป็นของแข็งเท่าน้ัน) ตัวอย่างเช่น เพชร เป็นแร่ซึ่ง ประกอบดว้ ยอะตอมของธาตคุ าร์บอน แรค่ วอตซป์ ระกอบด้วยอะตอมของธาตุซิลกิ อนและธาตุออกซเิ จน เนอ่ื งจากแรจ่ ึง มีองค์ประกอบทางเคมีคงที่ จึงมีคุณสมบัติทางฟิสิกส์เฉพาะตัว เช่น มีลักษณะ รูปร่าง สี ความวาว ความแข็ง รอยแยก และผิวแตก เป็นต้น แรป่ ระกอบหนิ หิน คอื มวลของแข็งทป่ี ระกอบไปดว้ ยแร่ชนดิ เดยี วกนั หรือหลายชนิดรวมตัวกันอยตู่ ามธรรมชาตเิ นอื่ งจาก องคป์ ระกอบของเปลอื กโลกสว่ นใหญ่เป็นสารประกอบซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) ดงั นน้ั หินสว่ นใหญ่มกั ประกอบ ดว้ ยแร่ตระกูลซิลเิ กต นอกจากน้ันยงั มีแร่ตระกลู คาร์บอเนต เนื่องจากบรรยากาศโลกในอดตี สว่ นใหญเ่ ปน็ คาร์บอน ไดออกไซด์ นา้ ฝนละลายแกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์บนบรรยากาศลงมาสะสมบนพ้นื ดินและมหาสมทุ ร สง่ิ มีชีวติ อาศัย คารบ์ อนสรา้ งธาตอุ าหารและรา่ งกาย แพลงตอนบางชนิดอาศยั ซิลิกาสร้างเปลอื ก เมอ่ื ตายลงทับถมกนั เปน็ หนิ ตะกอน หนิ ส่วนใหญ่บนเปลือกโลกจึงประกอบด้วยแรต่ ่าง ๆ ดงั นี้

1. หมแู่ รซ่ ิลเิ กต ได้แก่ - เฟลด์สปาร์ (Feldspar) เป็นกลุ่มแร่ท่ีมีมากกว่าร้อยละ 50 ของเปลือกโลกเป็นแร่ท่ีมีมาก ท่ีสุดในเปลือกโลก และเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของหินหลายชนิด เฟลด์สปาร์มีองค์ประกอบหลักเป็นอะลูมิเนียมซิลิ เกต รูปผลกึ หลายชนิด เม่ือเฟลดส์ ปารผ์ ุพังจะกลายเปน็ อนภุ าคดนิ เหนยี ว (Clay minerals) - ควอตซ์ (SiO2) เป็นซิลิกอนไดออกไซต์บริสุทธ์ิมีรูปผลึกทรงหกเหล่ียมยอดแหลม (ชาวบ้าน เรียกว่า หินเขี้ยวหนุมาน) มีมากเป็นลาดับท่ีสองรองจากเฟลด์สปาร์ พบได้ท่ัวไปในเแผน่ ธรณีทวีป แต่หาได้ยากในแผ่น ทวีปมหาสมุทรและแมนเทิล เม่ือควอตซ์ผพุ ังจะกลายเป็นอนุภาคทราย (Sand) ควอตซ์มีความแขง็ แรงมาก สามารถขูด แกว้ เป็นรอย - ไมกา (Mica) เป็นกลมุ่ แร่ซ่ึงมรี ูปผลึกเป็นแผ่นบาง มอี งคป์ ระกอบเป็นอะลมู ิเนยี มซิลิเกตไฮดร อกไซด์ มีอยูท่ ่ัวไปในเปลอื กทวีป ไมกามโี ครงสรา้ งเดียวกับแรด่ ินเหนียว (Clay mineral) ซ่ึงเป็นองค์ประกอบสาคัญของ ดิน - แอมฟิโบล (Amphibole group) มีลกั ษณะคล้ายเฟลด์สปาร์ แต่มีสีเข้ม มีองค์ ประกอบเป็น อะลมู เิ นยี มซิลิเกตไฮดรอกไซดท์ ีม่ ีแมกนเี ซยี ม เหลก็ หรอื แคลเซยี มเจือปนอยู่ มอี ยแู่ ตใ่ นเปลอื กทวีปตัวอย่างของกล่มุ แอม ฟโิ บลทพ่ี บเหน็ ทั่วไปคือ แรฮ่ อร์นแบลนด์ ซง่ึ อยใู่ นแกรนติ - ไพรอกซีน (Pyroxene group) มีสีเข้ม มีองค์ประกอบท่ีเป็นแมกนีเซียมและเหล็กซิลิเกตอยู่ มาก มีลักษณะคล้ายแอมฟโิ บล มอี ยู่แตใ่ นเปลอื กโลกมหาสมุทร 2. หม่แู ร่คารบ์ อเนต ได้แก่ - แคลไซต์ (Calcite) เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) เปน็ องค์ประกอบหลกั ของหนิ ปนู และ หินอ่อน โดโลไมต์ (Dolomite) ซ่ึงเป็นแร่คาร์บอเนตอีกประเภทหน่ึงที่มีแมงกานีสผสมอยู่ CaMg (CO3) 2 หมู่แร่ คารบ์ อเนตทาปฎิกริ ิยากับกรดเป็นฟองฟใู่ หแ้ กส๊ คารบ์ อนไดออกไซตอ์ อกมา

ใบความรสู้ าหรบั ผู้รับบรกิ าร เร่ือง กาเนิดโลก เมื่อประมาณ 4,600 ล้านปมี าแล้ว กลมุ่ กา๊ ซในเอกภพบรเิ วณนี้ ได้รวมตวั กันเปน็ หมอกเพลิงมชี ื่อวา่ “โซลาร์ เนบวิ ลา” (Solar แปลวา่ สุริยะ, Nebula แปลว่า หมอกเพลงิ ) แรงโน้มถว่ งทาใหก้ ลุ่มกา๊ ซยุบตวั และหมุนตวั เป็นรูปจาน ใจกลางมีความร้อนสูงเกิดปฏิกิรยิ านิวเคลยี ร์แบบฟวิ ชน่ั กลายเปน็ ดาวฤกษ์ที่ชือ่ วา่ ดวงอาทิตย์ สว่ นวสั ดุทอ่ี ยรู่ อบ ๆ มี อณุ หภูมติ ่ากวา่ รวมตัวเปน็ กล่มุ ๆ มมี วลสารและความหนาแนน่ มากข้ึนเป็นชั้น ๆ และกลายเปน็ ดาวเคราะหใ์ นทีส่ ดุ ภาพกาเนดิ ระบบสรุ ยิ ะ โลกในยคุ แรกเปน็ ของเหลวหนดื ร้อน ถูกกระหน่าชนดว้ ยอกุ กาบาตตลอดเวลา องคป์ ระกอบซงึ่ เปน็ ธาตหุ นกั เช่น เหล็ก และนิเกิล จมตัวลงสู่แก่นกลางของโลก ขณะท่ีองค์ประกอบซึ่งเป็นธาตุเบา เช่น ซิลิกอน ลอยตัวขึ้นสู่เปลือกนอก ก๊าซต่าง ๆ เช่น ไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ พยายามแทรกตัวออกจากพ้ืนผิว ก๊าซไฮโดรเจนถูกลมสุริยะจาก ดวงอาทิตย์ทาลายให้แตกเป็นประจุ ส่วนหน่ึงหลุดหนีออกสอู่ วกาศ อีกส่วนหน่ึงรวมตัวกับออกซิเจนกลายเปน็ ไอน้า เมื่อ โลกเย็นลง เปลือกนอกตกผลึกเป็นของแข็ง ไอน้าในอากาศควบแน่นเกิดฝน น้าฝนได้ละลายคาร์บอนไดออกไซด์ลงมา สะสมบนพื้นผิว เกิดทะเลและมหาสมุทร สองพันล้านปีต่อมาการวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิต ได้นาคาร์บอนไดออกไซด์มา ผ่านการสังเคราะห์แสง เพื่อสร้างพลงั งาน และให้ผลผลิตเป็นก๊าซออกซเิ จน ก๊าซออกซิเจนท่ีลอยขึ้นสชู่ ั้นบรรยากาศช้ัน บน แตกตัวและรวมตัวเป็นก๊าซโอโซน ซึ่งช่วยป้องกันอันตรายจากรังสีอุลตราไวโอเล็ต ทาให้สิ่งมีชีวิตมากขึ้น และ ปรมิ าณของออกซเิ จนมากข้ึนอีก ออกซเิ จนจงึ มีบทบาทสาคัญต่อการเปลย่ี นแปลงบนพน้ื ผิวโลกในเวลาต่อมา ดงั ภาพที่ 1 ภาพกาเนิดระบบสุริยะ

โครงสร้างและส่วนประกอบของโลก เปลอื กโลก (crust) เป็นชั้นนอกสดุ ของโลกทม่ี ีความหนาประมาณ 60-70 กโิ ลเมตร ซ่ึงถือวา่ เป็นชั้นท่บี างที่สุด เมื่อเปรยี บกบั ช้ันอื่น ๆ เสมอื นเปลือกไขไ่ กห่ รือเปลอื กหวั หอม เปลอื กโลกประกอบไปด้วยแผน่ ดนิ และแผน่ น้า ซึ่งเปลือก โลกส่วนท่บี างที่สุดคอื สว่ นที่อยูใ่ ต้มหาสมทุ ร ส่วนเปลือกโลกทห่ี นาทสี่ ดุ คอื เปลอื กโลกสว่ นทีร่ องรับทวปี ที่มีเทอื กเขาทส่ี ูง ท่สี ุดอยดู่ ้วย นอกจากนี้เปลือกโลกยังสามารถแบ่งออกเป็น 2 ช้นั คอื ชั้นทีห่ น่งึ : ชั้นหนิ ไซอัล (sial) เป็นเปลอื กโลกช้นั บนสดุ ประกอบด้วยแร่ซลิ กิ าและอะลูมินาซ่งึ เป็นหนิ แกรนิตชนดิ หน่งึ สาหรับบรเิ วณผิวของช้นั นี้จะเป็นหนิ ตะกอน ช้นั หินไซอัลนี้มีเฉพาะเปลอื กโลกส่วนท่เี ป็นทวีปเท่านั้น ส่วนเปลือกโลก ที่อยู่ใต้ทะเลและมหาสมุทรจะไม่มหี ินช้ันน้ี ชนั้ ท่สี อง: ชน้ั หินไซมา (sima) เป็นชั้นท่อี ยใู่ ต้หนิ ชัน้ ไซอัลลงไป สว่ นใหญเ่ ป็นหนิ บะซอลตป์ ระกอบดว้ ยแรซ่ ลิ ิกา เหลก็ ออกไซดแ์ ละแมกนเี ซียม ช้นั หินไซมานห้ี อ่ หุม้ ท่วั ทง้ั พ้นื โลกอยู่ในทะเลและมหาสมุทร ซึ่งต่างจากหนิ ชน้ั ไซอลั ที่ปก คลมุ เฉพาะส่วนที่เป็นทวปี และยังมีความหนาแนน่ มากกวา่ ชน้ั หินไซอลั ภาพโครงสรา้ งภายในของโลก แมนเทิล แมนเทลิ (mantle หรอื Earth’s mantle) คอื ชน้ั ทีอ่ ย่ถู ัดจากเปลือกโลกลงไป มคี วามหนาประมาณ 3,000 กโิ ลเมตร บางสว่ นของหินอยใู่ นสถานะหลอมเหลว เรียกว่า หินหนดื (Magma) ทาให้ชนั้ แมนเทิลน้ีมีความรอ้ นสูงมาก เน่ืองจากหินหนดื มอี ณุ หภูมปิ ระมาณ 800 – 4300 °C ซึ่งประกอบด้วยหินอัคนเี ป็นสว่ นใหญ่ เช่น หินอัลตราเบสิก หนิ เพริโดไลต์ แกน่ โลก ความหนาแนน่ ของดาวโลกโดยเฉลี่ยคือ 5,515 กก./ลบ.ม. ทาใหม้ นั เปน็ ดาวเคราะห์ที่หนาแน่นท่ีสุดในระบบ สรุ ยิ ะ แต่ถ้าวัดเฉพาะความหนาแน่นเฉล่ียของพ้นื ผิวโลกแลว้ วดั ได้เพียงแค่ 3,000 กก./ลบ.ม. เท่านั้น ซงึ่ ทาใหเ้ กิด ข้อสรปุ ว่า ตอ้ งมวี ตั ถุอืน่ ๆ ทหี่ นาแนน่ กวา่ อยใู่ นแก่นโลกแน่นอน ระหวา่ งการเกิดขน้ึ ของโลก ประมาณ 4.5 พนั ล้านปี มาแล้ว การหลอมละลายอาจทาให้เกิดสสารทมี่ คี วามหนาแนน่ มากกว่าไหลเขา้ ไปในแกนกลางของ โลก ในขณะที่สสารท่ี มคี วามหนาแนน่ น้อยกวา่ คลมุ เปลือกโลกอยู่ ซงึ่ ทาใหแ้ กน่ โลก (core) มอี งค์ประกอบเปน็ ธาตุเหล็กถึง 80%, รวมถงึ นกิ เกลิ และธาตทุ ม่ี ีน้าหนกั ทีเ่ บากว่าอ่ืน ๆ แต่ในขณะทส่ี สารทม่ี ีความหนาแน่นสงู อนื่ ๆ เชน่ ตะก่ัวและยเู รเนียม มีอยนู่ อ้ ย

เกินกวา่ ท่ีจะผสานรวมเข้ากับธาตุทเี่ บากว่าได้ และทาใหส้ สารเหลา่ นั้นคงที่อยบู่ นเปลอื กโลก แกน่ โลกแบ่งได้ ออกเปน็ 2 ชัน้ ไดแ้ ก่ แก่นโลกชน้ั นอก (outer core) มีความหนาจากผิวโลกประมาณ 2,900 – 5,000 กโิ ลเมตร ประกอบด้วยธาตุ เหลก็ และนิกเกลิ ในสภาพที่หลอมละลาย และมคี วามร้อนสูง มอี ณุ หภูมปิ ระมาณ 6200 – 6400 มีความหนาแน่น สมั พัทธ์12.0 และสว่ นน้มี สี ถานะเปน็ ของเหลว แกน่ โลกช้ันใน (inner core) เป็น ส่วนท่ีอยู่ใจกลางโลกพอดี มรี ศั มีประมาณ 1,000 กโิ ลเมตร มีอุณหภมู ิ ประมาณ4,300–6,200 และมคี วามกดดันมหาศาล ทาใหส้ ว่ นนจ้ี งึ มสี ถานะเป็นของแขง็ ประกอบด้วยธาตุเหลก็ และ นิกเกลิ ทีอ่ ย่ใู นสภาพที่เปน็ ของแข็งมคี วามหนาแน่นสัมพัทธ์ การเปลี่ยนแปลงของเปลอื กโลก เปลอื กโลกมิได้เปน็ แผน่ เดยี วต่อเน่อื งตดิ กันดงั เชน่ เปลือกไข่ หากแตเ่ หมอื นเปลือกไข่แตกร้าว มแี ผน่ หลายแผน่ เรยี งชดิ ตดิ กนั เรยี กวา่ “เพลต” (Plate) ซึง่ มีอย่ปู ระมาณ 20 เพลต เพลตที่มีขนาดใหญ่ ไดแ้ ก่ เพลตแปซฟิ ิก เพลตอเม รกิ าเหนอื เพลตอเมรกิ าใต้ เพลตยูเรเซยี เพลตแอฟริกา เพลตอินโด-ออสเตรเลยี และเพลตแอนตาร์กตกิ เปน็ ตน้ เพลต แปซฟิ กิ เปน็ เพลตที่ใหญ่ทสี่ ุดและไม่มีเปลอื กทวปี กินอาณาเขตหน่ึงในสามของพ้นื ผิวโลก เพลตทุกเพลตเคลือ่ นตัว เปลย่ี นแปลงขนาดและรปู ร่างอยตู่ ลอดเวลา ภาพการเคล่ือนตัวของเพลต เพลตประกอบดว้ ยเปลือกทวีปและเปลือกมหาสมุทรวางตวั อยู่บนแมนเทิลชั้นบนสุด ซง่ึ เป็นของแข็งในชั้นลโิ ทส เฟยี ร์ ลอยอยู่บนหินหนืดร้อนในชั้นแอสทีโนสเฟยี รอ์ กี ทีหน่งึ หินหนดื (Magma) เปน็ วัสดุเนือ้ อ่อนเคลื่อนที่หมนุ เวียนด้วย การพาความร้อนภายในโลก คล้ายการเคล่อื นตัวของน้าเดือดในกาตม้ น้า การเคลื่อนตวั ของวัสดุในช้ันแอสทีโนสเฟียร์ทา ให้เกิดการเคล่ือนตัวเพลต (ดูภาพที่ 27) เราเรียกกระบวนการเช่นน้ีว่า “ธรณีแปรสัณฐาน”หรือ “เพลตเทคโท นคิ ส”์ (Plate Tectonics) การพาความร้อนจากภายในของโลกทาให้วัสดุในชั้นแอสทีโนสเฟียร์ (Convection cell) ลอยตัวดันพ้ืน มหาสมุทรขึ้นมากลายเป็น “สันกลางมหาสมุทร” (Mid-ocean ridge) หินหนืดร้อนหรือแมกม่าซึ่งโผลข้ึนมาผลักพ้ืน มหาสมุทรใหเ้ คล่อื นที่ขยายตวั ออกทางขา้ ง เน่ืองจากเปลอื กมหาสมุทรมีความหนาแน่มากกว่าเปลอื กทวีป ดังนน้ั เมอ่ื

เปลือกมหาสมุทรชนกับเปลือกทวีป เปลือกมหาสมุทรจะมุดตัวต่าลงกลายเป็น “เหวมหาสมุทร” (Trench) และหลอม ละลายในแมนเทิลอีกคร้ังหน่ึง มวลหินหนืดที่เกิดจากการรีไซเคิลของเปลือกมหาสมุทรท่ีจมตัวลง เรียกว่า “พลูตอน” (Pluton) มีความ หนาแน่นน้อยกว่าเปลือกทวีป จึงลอยตัวแทรกข้ึนมาเป็นแนวภูเขาไฟ เช่น เทือกเขาแอนดีสทางฝั่งตะวันตกของทวีป อเมริกาใต้ รอยต่อของขอบเพลต (แผ่นเปลอื กโลก) - เพลตแยกจากกัน (Divergent) เมอ่ื แมกม่าในชั้นแอสทีโนสเฟยี ร์ดนั ตัวขึ้น ทาให้เพลตจะขยายตวั ออกจากกัน แนวเพลตแยกจากกันสว่ นมากเกดิ ข้ึนในบรเิ วณสันกลางมหาสมุทร (ภาพที่ 28) - เพลตชนกนั (Convergent) เมอื่ เพลตเคลือ่ นท่ีเขา้ ชนกนั เพลตทม่ี คี วามหนาแนน่ สงู กวา่ จะมุดตัวลงและหลอม ละลายในแมนเทลิ ส่วนเพลตท่ีมีความหนาแนน่ น้อยกวา่ จะถูกเกยสูงขึ้นกลายเปน็ เทือกเขา เชน่ เทอื กเขาหมิ าลัย เกิดจาก การชนกันของเพลตอินเดียและเพลตเอเชีย เทือกเขาแอพพาเลเชียน เกิดจากการชนกันของเพลตอเมรกิ าเหนือกับเพลต แอฟริกา - รอยเล่ือน (Transform fault) เป็นรอยเลื่อนขนาดใหญ่ มักเกิดขึ้นในบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทร แต่ บางคร้ังก็เกิดข้ึนบริเวณชายฝ่ัง เช่น รอยเลื่อนแอนเดรียส์ ที่ทาให้เกิดแผ่นดินไหวในรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศ สหรัฐอเมริกา เกิดจากการเคล่ือนทสี่ วนกันของเพลตอเมรกิ าเหนือและเพลตแปซฟิ ิก ภาพรอยตอ่ ของเพลต ผลทเ่ี กดิ จากการเปลยี่ นแปลงของเปลอื กโล)ก เมือ่ ภูมิประเทศเปลย่ี นแปลง เชน่ เกิดแผน่ ดินไหวอยา่ งรนุ แรง เกดิ ภูเขาไฟระเบดิ ผิวโลกบางส่วนอาจแยกตัว ออก บางสว่ นอาจเกดิ การถลม่ ถลายและยุบตวั ลง หนิ หนืดที่ไหลออกจากปล่องภเู ขาไฟกจ็ ะเผาไหม้ส่ิงต่าง ๆ ที่อยใู่ น บริเวณทหี่ นิ หนดื น้ันไหลผา่ น ผลการศึกษาทางธรณวี ิทยาทาให้เราทราบว่าโลกกาลงั เปลี่ยนแปลงตลอดเวลากอ่ ให้เกดิ ความเดือดร้อนแก่มนุษย์ และสิง่ มชี ีวติ อน่ื ไดอ้ ย่างรวดเรว็ เราจาเป็นตอ้ งศึกษาและทาความเข้าใจกบั กระบวนการเปลีย่ นแปลงของเปลอื กโลกเพอ่ื จะได้เตรยี มท่จี ะรบั การเปลี่ยนแปลงของเปลอื กโลกทจี่ ะเกิดขน้ึ ในอนาคต

ใบความรสู้ าหรบั ผู้รบั บริการ เรือ่ ง หนิ และการจาแนกหนิ หนิ (Rocks) หิน คือ มวลของแข็งท่ีประกอบไปด้วยแร่ชนิดเดียวกัน หรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติเนื่องจาก องค์ประกอบของเปลือกโลกส่วนใหญ่เป็นสารประกอบซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) ดังน้ันเปลือกโลก ส่วนใหญ่มักเป็นแร่ ตระกูลซิลิเกต นอกจากนั้นยังมีแร่ตระกูลคาร์บอเนต เนื่องจากบรรยากาศโลกในอดีตส่วนใหญ่เป็นคารบ์ อนไดออกไซด์ นา้ ฝนได้ละลายคาร์บอนไดออกไซด์บนบรรยากาศลงมาสะสมบนพื้นดินและมหาสมุทร สิ่งมีชีวติ อาศัยคาร์บอนสร้างธาตุ อาหารและรา่ งกาย แพลงตอนบางชนิดอาศัยซิลิกาสร้างเปลือก เมือ่ ตายลงทับถมกันเปน็ ตะกอน หินส่วนใหญ่บนเปลือก โลกจงึ ประกอบด้วยแร่ตา่ ง ๆ 1. วัฎจักรหิน นักธรณีวิทยาแบ่งหินออกเป็น 3 ประเภท ตามลักษณะการเกิดคือ หินอัคนี หินตะกอน และหินแปร เม่ือหินหนืดร้อนภายในโลก (Magma) และ หินหนืดร้อนบนพื้นผิวโลก (Lava) เย็นตัวลงกลายเป็น “หิน อคั นี” ลมฟ้าอากาศ น้า และแสงแดด ทาให้หินผุพังสกึ กรอ่ นเป็นตะกอน ทับถมกันเป็นเวลานานหลายลา้ นปี แรงดันและ ปฏกิ ิรยิ าเคมีทาให้เกิดการรวมตวั เปน็ “หินตะกอน” หรือเรยี กอกี อย่างหน่ึงว่า “หินช้นั ” การเปลีย่ นแปลงของเปลือกโลก และความร้อนจากแมนเทิลข้างล่าง ทาให้เกิดการแปรสภาพเป็น “หินแปร” กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นวงรอบ เรียกว่า “วัฏจักรหิน” (Rock cycle) อย่างไรก็ตามกระบวนการไม่จาเป็นต้องเรียงลาดับ หินอัคนี หินชั้น และหินแปร การเปลี่ยนแปลงประเภทหินอาจเกิดข้ึนย้อนกลบั ไปมาได้ ขน้ึ อยู่กับปจั จยั แวดลอ้ ม ตามท่ีแสดงในภาพที่ 31 ภาพวัฏจกั รหนิ 2. ประเภทของหนิ นกั ธรณวี ทิ ยาแบ่งหินออกเป็น 3 ประเภท ตามลักษณะการเกดิ คอื หินอัคนี หิน ตะกอน และหนิ แปร รายละเอยี ดดังน้ี 2.1 หนิ อัคนี (Igneous rocks) หินอัคนี เป็นหินทเี่ กดิ จากการแข็งตวั ของหินหนืด (Magma) จาก ช้นั แมนเทิลทโี่ ผลข่ ึน้ มา เราแบ่งหินอัคนีตามแหลง่ ทม่ี าออกเปน็ 2 ประเภท คอื

(1) หินอคั นแี ทรกซอน (Intrusive igneous rocks) เป็นหินที่เกิดจากหนิ หนืดที่เยน็ ตัวลง ภายในเปลือกโลกอย่างช้า ๆ ทาให้ผลกึ แร่มีขนาดใหญ่ และเนอ้ื หยาบ ไดแ้ ก่ - หินแกรนิต (Granite) เป็นหินอคั นีแทรกซอนท่เี ย็นตัวลงภายในเปลือกโลกอย่างช้า ๆ จึงมี เน้ือหยาบ ซ่ึงประกอบด้วยผลึกขนาดใหญ่ของแร่ควอตซ์สีเทาใส แร่เฟลด์สปาร์สีขาวขุ่น และแร่ฮอร์น เบลนด์ หินแกรนติ แข็งแรงมาก ชาวบ้านใชท้ าครก เช่น ครกอา่ งศิลา ภเู ขาหนิ แกรนิตมกั เตย้ี และมียอดมน เนือ่ งจากเปลอื กโลกซึ่ง เคยอยชู่ นั้ บนสึกกร่อนผุพัง เผยใหเ้ หน็ แหลง่ หนิ แกรนิตซึ่งอยเู่ บ้อื งลา่ ง - หินไดออไรต์ (Diorite) เป็นหินอัคนีแทรกซอน กาเนิดอยู่ใต้ผิวโลกเกิดจากหินหนืดเย็นตัว เป็นหินอยูใ่ ต้พน้ื ผิวโลก เนอื้ หยาบ ผลึกแร่ใหญ่ค่อนขา้ งสมา่ เสมอ มสี คี ล้าอาจถึงดาเพราะปรมิ าณแร่สีเข้มมมี ากขึ้นใช้เป็น หนิ กอ่ สรา้ งแทนหินแกรนติ เพราะว่ามคี า่ กาลงั วสั ดุสงู เน้ือหยาบ ความพรนุ ต่า มกี ารยึดตดิ กับยางมะตอยสงู - หินแกบโบร (Gabbro) เป็นหินอัคนีบาดาลสีเข้มถึงดา และประกอบด้วยแร่ไพรอกซีน (Pyroxene;สีดาเสี้ยนส้ัน) แร่ฟันม้าชนิดแพลจิโอเคลส(Plagioclase) เป็นส่วนใหญ่และอาจมีแร่โอลิ-วีน(Olivine;สีเขียว ใส) อยู่บ้าง พบไม่มากนักบนเปลือกโลกส่วนทวีป แต่จะพบอยู่มากในส่วนล่างของเปลือกสมุทร(Oceanic crust) เมืองไทยพบอยู่นอ้ ยมากเปน็ แนวเทอื กเขาเตยี้ ๆ - หินเพรโิ ดไทต์ (Peridotite) หินชนิดนี้เป็นหินต้นกาเนิดของเพชร โดยมากประกอบไปด้วย แร่จาพวกไพร็อกซินและออลิวิน หินดูไนต์ (Dunite) ประกอบไปด้วยแร่ออลิวันเกือบท้ังหมดมีคณุ สมบัติทางเคมีคือเป็น ดา่ งจดั มาก ภาพแหล่งกาเนิดหนิ (2) หนิ อัคนพี ุ (Extrusive ingneous rocks) บางทเี รียกว่า หินภูเขาไฟ เปน็ หนิ หนดื ที่เกดิ จาก ลาวาบนพน้ื ผิวโลกเย็นตวั อย่างรวดเร็ว ทาให้ผลึกมีขนาดเล็ก และเนอื้ ละเอยี ด ไดแ้ ก่ - หินบะซอลต์ (Basalt) เป็นหินอัคนีพุ เนื้อละเอียด เกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีสีเข้ม เนื่องจากประกอบด้วยแร่ไพร็อกซีนเป็นส่วนใหญ่ อาจมีแร่โอลิวีนปนมาด้วย เน่ืองจากเกิดข้ึนจากแมกมาใต้เปลือกโลก หนิ บะซอลต์หลายแห่งในประเทศไทยเป็นแหลง่ กาเนิดของอัญมณี (พลอยชนิดตา่ งๆ) เน่อื งจากแมกมาดันผลึกแร่ซ่งึ อยูล่ ึก ใตเ้ ปลือกโลก ให้โผล่ขึน้ มาเหนือพื้นผิว - หินไรโอไลต์ (Ryolite) เป็นหินอัคนีพุซ่ึงเกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีเน้ือละเอียดซ่ึง ประกอบด้วยผลึกแร่ขนาดเล็ก มีแร่องค์ประกอบเหมือนกับหินแกรนิต แต่ทว่าผลึกเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ สว่ นมากมีสีชมพู และสีเหลอื ง

- หนิ แอนดไี ซต์ (Andesite) เป็นหนิ อคั นีพุซึง่ เกดิ จากการเยน็ ตัวของลาวาในลกั ษณะเดยี วกับ หนิ ไรโอไรต์ แตม่ อี งค์ประกอบของแมกนเี ซียมและเหล็กมากกว่า จึงมีสีเขียวเข้ม - หนิ พมั มิซ (Pumice) เป็นหินแกว้ ภูเขาไฟชนิดหนึ่งซ่ึงมฟี องก๊าซเล็กๆ อยู่ในเนื้อมากมายจน โพรกคล้ายฟองน้า มีสว่ นประกอบเหมอื นหินไรโอไลต์ มีน้าหนักเบา ลอยน้าได้ ชาวบ้านเรียกว่า หนิ สม้ ใช้ขดั ถูภาชนะทา ให้มีผวิ วาว - หินออบซิเดียน (Obsedian) เป็นหินแก้วภูเขาไฟซ่ึงเย็นตัวเร็วมากจนผลึกมีขนาดเล็กมาก เหมือนเน้ือแก้วสดี า หินออบซเิ ดยี น 2.2 หินตะกอน (Sedimentary rocks) แม้ว่าหนิ จะเป็นของแข็ง แต่มันก็ไม่สามารถดารงอยู่ ไดอ้ ยา่ งถาวร หินเมื่อถูกแสงแดด ลมฟ้าอากาศ และน้า หรือ ถกู กระแทก กแ็ ตกเป็นก้อนเล็ก ๆ หรือผุกร่อน เสอ่ื มสภาพ ลง เศษหินท่ีผุพังท้งั อนภุ าคใหญ่และเล็กถกู พัดพาไปสะสมอัดตวั กัน เป็นชั้น ๆ เกิดความกดดันและปฏิกิริยาเคมีจนกลับ กลายเป็นหินอีกคร้ัง หินท่ีเกิดใหม่นี้เราเรียกว่า “หินตะกอน” หรือ “หินช้ัน”ปัจจัยที่ทาให้เกิดหินตะกอนหรือหินชั้น มี ดงั ตอ่ ไปน้ี - การผุพงั (Weathering) คอื การทหี่ ินผุพังทาลายลง (อยกู่ ับท่ี) ด้วยกรรมวิธีตา่ งๆ จากลมฟ้า อากาศ สารละลาย และรวมท้ังการกระทาของต้นไม้ แบคทเี รีย ตลอดจนการแตกตวั ทางกลศาสตร์ มกี ารเพิ่มอุณหภูมิ และลดอณุ หภมู ิสลับกันเปน็ ตน้ - การกร่อน (Erosion) หมายถึง กระบวนการทที่ าให้สารเปลือกโลกหลุด ละลายไป หรือ กร่อนไป (โดยมีการเคล่ือนทีก่ ระจดั กระจายไปจากที่เดมิ ) โดยมีตน้ เหตคุ อื ตวั การธรรมชาติ ซ่ึงไดแ้ ก่ ลมฟา้ อากาศ กระแสน้า ธารน้าแขง็ การครดู ถู ภายใตอ้ ทิ ธพิ ลของแรงโนม้ ถว่ ง - การพดั พา (Transportation) หมายถึง การเคล่ือนท่ีของมวลหนิ ดิน ทราย โดยกระแสนา้ กระแสลม หรือธารนา้ แขง็ ภายใตแ้ รงดึงดูดของโลก อนุภาคขนาดเลก็ จะถกู พัดพาใหเ้ คลอ่ื นทไี่ ปได้ไกลกว่าอนภุ าคขนาด ใหญ่ ภาพการคดั ขนาดตะกอนด้วยการพัดพาของน้า - การทับถม (Deposit) เกิดขึ้นเมื่อตัวกลางซ่ึงทาให้เกิดการพัดพา เช่น กระแสน้า กระแสลม หรือธารน้าแข็ง ออ่ นกาลงั ลงและยุติลง ตะกอนที่ถกู พัดพาจะสะสมตวั ทับถมกัน ทาใหเ้ กิดการเปลี่ยนแปลงทางอณุ หภูมิ ความกดดัน ปฏิกิริยาเคมี และเกิดการตกผลึก หินตะกอนท่ีอย่ชู ้ันล่างจะมีความหนาแน่นสงู และมีเน้ือละเอียดกว่าช้ัน บน เน่ืองจากแรงกดดันซ่ึงเกิดขึ้นจากน้าหนักตัวทับถมกันเป็นช้ันๆ (หมายเหตุ: การทับถมบางคร้ังเกิดจากการระเหย ของสารละลาย ส่วนทเี่ ป็นน้าระเหยไปในอากาศท้ิงสารทเ่ี หลือใหต้ กผลึกไว้เช่นเดียวกบั การทานาเกลือ)

- การกลับคืนเป็นหิน (Lithification) เม่ือเศษตะกอนทับถมกันจะเกิดโพรงข้ึนประมาณ 20 – 40% ของเนื้อตะกอน น้าพาสารละลายเข้ามาแทนท่ีอากาศในโพรง เม่ือเกิดการทับถมกันจนมีน้าหนักมากข้ึน เน้ือ ตะกอนจะถูกทาให้เรียงชิดตดิ กันทาใหโ้ พรงจะมีขนาดเล็กลง จนนา้ ท่เี คยมีอยู่ถกู ขับไล่ออกไป สารที่ตกคา้ งอยู่ทาหน้าที่ เปน็ ซีเมนต์เช่ือมตะกอนเข้าด้วยกันกลับเป็นหนิ อีกครั้ง ภาพขัน้ ตอนทีต่ ะกอนกลับคนื เปน็ หิน นกั ธรณวี ทิ ยาจาแนกหินตะกอนตามลักษณะการเกิดออกเปน็ 3 กลุ่มคอื 1 หนิ ตะกอนอนุภาค (Clastic rocks) ได้แก่ - หินกรวดมน (Congromorate) เป็นหินเนื้อหยาบเกิดจากตะกอนซ่ึงเป็นหิน กรวด ทราย ที่ ถกู กระแสน้าพัดพามาอยู่รวมกัน สารละลายในน้าใต้ดินทาตวั เปน็ ซเิ มนตป์ ระสานให้อนุภาคใหญ่เลก็ เหลา่ น้ี เกาะตัวกัน เป็นกอ้ นหนิ - หินทราย (Sandstone) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดปานกลาง เกิดจากการทับถมตัวของ ทราย มอี งคป์ ระกอบหลักเปน็ แร่ควอรตซ์ คนโบราณใชห้ ินทรายแกะสลัก สร้างปราสาท และทาหนิ ลับมีด - หินดินดาน (Shale) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดมาก เนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคทราย แป้งและอนุภาคดินเหนียวทับถมกันเป็นชั้นบาง ๆ ขนานกัน เมื่อทุบหินจะแตกตัวตามรอยช้ัน (ฟอสซิลมีอยู่ใน หินดินดาน) ดินเหนียวทเี่ กิดดินดานใชท้ าเครอื่ งปั้นดนิ เผา 2. หินตะกอนเคมี (Chemical sedimentary rocks) ไดแ้ ก่ - หนิ ปูน (Limestone) เป็นหินตะกอนคารบ์ อเนต เกิดจากการทับถมของตะกอนคารบ์ อเนต ในท้องทะเล ท้ังจากสารอนินทรีย์ และซากสิง่ มีชีวิต เชน่ ปะการัง และกระดองของสตั ว์ทะเล ซึง่ ถับถมกันภายใต้ความ กดดันและตกผลึกใหมเ่ ปน็ แรแ่ คลไซต์จึงทาปฏิกิรยิ ากบั กรด หินปนู ใชท้ าเปน็ ปูนซเิ มนต์ และใชใ้ นการกอ่ สร้าง - หินเชิร์ต (Chert) หินตะกอนเน้ือแน่น แข็ง เกิดจากการตกผลึกใหม่ เน่ืองจากน้าพ า สารละลายซิลิกาเข้าไปแล้วระเหยออก ทาให้เกิดผลึกซิลิกาแทนที่เน้ือหินเดิม หินเชิร์ตมักเกิดข้ึนใต้ท้องทะเล เน่ืองจาก แพลงตอนทมี่ เี ปลือกเป็นซิลกิ าตายลง เปลอื กของมนั จะจมลงทบั ถมกนั หินเชิรต์ จึงปะปะอยู่ในหนิ ปนู 3. หินตะกอนอนิ ทรยี ์ (Organic sedimentary rocks) ไดแ้ ก่ - ถ่านหิน (Coal) เกิดจากการทับถมของซากพืชที่ยังไม่เน่าเปื่อยไปหมดเน่ืองจากสภาวะ ออกซิเจนต่า สภาวะเช่นนี้เกิดตามห้วยหนองคลองบึง ในแถบภูมิอากาศแบบเส้นศูนยส์ ูตร การทับถมทาให้เกิดการแรง กดดันท่ีจะระเหยขับไล่น้าและสารละลายอื่นๆออกไป ยิ่งมปี ริมาณคาร์บอนมากขึน้ ถา่ นหินจะย่ิงมสี ีดา ลิกไนต์ (Lignite)

เปน็ ถา่ นหินคุณภาพปานกลาง มมี ากท่เี หมืองแมเ่ มาะ จ.ลาปาง แอนทราไซต์ (Anthracite) เป็นถา่ นหนิ คุณภาพสูง ตอ้ ง นาเข้าจากต่างประเทศ หมายเหตุ น้ามันและก๊าซเช้ือเพลิง เกิดจากการทับถมของส่ิงมีชีวิตเล็กๆ ในทะเล เช่น ไดอะตอม (Diatom) และสาหรา่ ยเซลล์เดยี ว (Algae) เกิดตะกอนใต้มหาสมทุ ร ตะกอนโคลนเหล่าน้ขี าดการไหลถ่ายเทของนา้ การเน่าเปื่อยผุ พงั จึงหยดุ สนิ้ กอ่ นเน่ืองจากออกซิเจนหมดไป ตะกอนท่ถี ูกทับถมไว้ภายใตค้ วามกดดันและอณุ ภูมิสงู เป็นเวลานานหลาย ร้อยลา้ นปจี งึ กลายเป็นนา้ มัน (Oil) 3. หินแปร (Metamorphic rocks) หนิ แปร คอื หินทแ่ี ปรสภาพไปจากโดยการกระทาของความ ร้อน แรงดัน และปฏิกริ ิยาเคมี หินแปรบางชนดิ ยังแสดงเค้าเดิม บางชนดิ ผดิ ไปจากเดิมมากจนตอ้ งอาศยั ดรู ายละเอียด ของเน้อื ใน หรือสภาพส่ิงแวดล้อมจึงจะทราบที่มา อยา่ งไรก็ตามหนิ แปรชนดิ หน่ึงๆ จะมอี งค์ประกอบเดียวกนั กบั หนิ ต้น กาเนิด แตอ่ าจจะมีการตกผลกึ ของแร่ใหม่ เชน่ หินชนวนแปรมาจากหนิ ดินดาน หินอ่อนแปรมาจากหนิ ปูน เปน็ ต้น หนิ แปรสว่ นใหญเ่ กดิ ข้นึ ในระดับลกึ ใต้เปลอื กโลกหลายกโิ ลเมตร ทีซ่ งึ่ มคี วามดันสงู และอยู่ใกลก้ ลบั หนิ หนืดรอ้ นในช้นั แอสที โนสเฟยี ร์ แตก่ ารแปรสภาพในบริเวณใกลพ้ นื้ ผิวโลกเนื่องจากสงิ่ แวดลอ้ มโดยรอบ นักธรณีวทิ ยาแบง่ การแปรสภาพ ออกเปน็ 2 ประเภท คือ 1) การแปรสภาพสัมผัส (Contact metamorphism) เป็นการแปรสภาพเพราะความร้อน เกิดขึ้น ณ บรเิ วณท่ีหินหนืดหรอื ลาวาแทรกดันข้นึ มาสัมผัสกับหินท้องท่ี ความร้อนและสารจากหนิ หนดื หรือลาวาทาให้ หินท้องทีใ่ นบรเิ วณน้ันแปรเปลีย่ นสภาพผดิ ไปจากเดมิ เช่น - หินอ่อน แปรสภาพมาจากหินปูน เนื้อละเอียดถึงหยาบ โดยการแปรสัมผัสที่มี อณุ หภูมิสูงจนแร่แคลไซต์หลอมละลายและตกผลึกใหม่ ทาปฏิกิริยากับกรดทาให้เกิดฟองฟู่ หินอ่อนใช้เป็นวัสดุตกแต่ง อาคาร 2) การแปรสภาพบริเวณไพศาล (Regional metamophic) เป็นการแปรสภาพของหินซ่ึง เกิดเป็นบริเวณกว้างใหญ่ไพศาลเนื่องจากอุณหภูมิและความกดดัน โดยปกติการเปรสภาพแบบน้ีจะไม่มีความเกี่ยวพัน กบั มวลหนิ อคั นี และมกั จะมี “ร้ิวขนาน” (Foliation) จนแลดูเป็นแถบลายสลบั สี บิดย้วยแบบลูกคลืน่ ซ่งึ พบในหินชีสต์ หนิ ไนส์ ทั้งนี้เป็นผลมาจากการการตกผลึกใหม่ของแร่ในหิน ท้ังนี้รวิ้ ขนานอาจจะแยกออกไดเ้ ป็นแผ่น ๆ และมีผิวหน้า เรียบเนยี น เชน่ - หินไนซ์ หินแปรเนื้อหยาบ มีริ้วขนาน หยักคดโค้งไม่สม่าเสมอ สีเข้มและจาง สลับกัน แปรสภาพมาจากหินแกรนิต โดยการแปรสภาพบริเวณไพศาล ท่ีมีอุณหภูมิสูงจนแร่หลอมละลาย และตกผลึก ใหม่ (Recrystallize) - หินควอร์ตไซต์ หินแปรเน้ือละเอียด เนื้อผลึกคล้ายน้าตาลทราย มีสีเทา หรือสี น้าตาลออ่ น แปรสภาพมาจากหนิ ทราย โดยการแปรสภาพบริเวณไพศาลที่มีอุณหภมู ิสูงมาก จนแรค่ วอรตซ์หลอมละลาย และตกผลกึ ใหม่ จงึ มคี วามแขง็ แรงมาก - หินชนวน หนิ แปรเนื้อละเอียดมาก เกิดจากการแปรสภาพของหินดนิ ดานด้วยความ รอ้ นและความกดอัดทาให้แกร่ง และเกิดรอยแยกเป็นแผน่ ๆ ขึ้นในตัว โดยรอยแยกน้ีไม่จาเป็นต้องมีระนาบเหมือนการ วางชัน้ หินดนิ ดานเดมิ หินชนวนสามารถแซะเป็นแผน่ ใหญ่ - หินชีตส์ หินแปรมีเนื้อเป็นแผ่น เกิดจากการแปรสภาพบริเวณไพศาลของหินชนวน แรงกดดันและความร้อนทาให้ผลึกแรเ่ รยี งตัวเป็นแผน่ บาง ๆ ขนานกัน

ภาพวฏั จักรการเกิดหนิ ทัง้ สามประเภท บทสรปุ ของวัฏจักรหิน แมกมาในช้นั แมนเทิล แทรกตวั ขึ้นสเู่ ปลอื กโลก เนอ่ื งจากมีอุณหภูมิสูง ความหนาแนน่ ต่า แรงดนั สงู แมกมาที่ ตกผลึกภายในเปลือกโลกกลายเป็นหนิ อัคนแี ทรกซอน (มผี ลึกขนาดใหญ)่ ส่วนแมกมาท่เี ย็นตวั บนพ้ืนผิวกลายเปน็ หิน อัคนพี ุ (มผี ลกึ ขนาดเล็ก) หินทุกชนดิ เม่อื ผพุ ัง สึกกร่อน จะถกู พัดพาใหเ้ ป็นตะกอน ทับถม และกลายเปน็ หินตะกอน หินทกุ ชนิดเมือ่ ถกู กดดัน หรือทาให้รอ้ น เน้ือแรจ่ ะตกผลกึ ใหม่ กลายเปน็ หนิ แปร หินทุกชนิดเมอื่ หลอมละลาย จะ กลายเปน็ แมกมา เม่ือมันแทรกตัวขึน้ สเู่ ปลือกโลก จะเยน็ ตวั ลงกลายเปน็ หินอัคนี แร่ (Mineral) แร่ (Mineral) เป็นสารอนนิ ทรีย์ท่เี กดิ ข้ึนเองตามธรรมชาติ ประกอบด้วยอะตอมของธาตุ 1 ชนิด หรอื ต้ังแต่ 2 ชนิดขึ้นไป เรียงประกอบกันเป็นรูปผลึก (ดังนั้นแร่จึงมีสถานะเป็นของแข็งเท่านั้น) ตัวอย่างเช่น เพชร เป็นแร่ซ่ึง ประกอบดว้ ยอะตอมของธาตคุ าร์บอน แรค่ วอตซป์ ระกอบด้วยอะตอมของธาตุซลิ กิ อนและธาตอุ อกซเิ จน เนื่องจากแร่จึง มีองค์ประกอบทางเคมีคงที่ จึงมีคุณสมบัติทางฟิสิกส์เฉพาะตัว เช่น มีลักษณะ รูปร่าง สี ความวาว ความแข็ง รอยแยก และผิวแตก เป็นต้น แรป่ ระกอบหนิ หิน คอื มวลของแข็งทป่ี ระกอบไปดว้ ยแร่ชนดิ เดยี วกนั หรือหลายชนดิ รวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาตเิ นื่องจาก องคป์ ระกอบของเปลอื กโลกสว่ นใหญ่เป็นสารประกอบซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) ดงั นั้น หินสว่ นใหญ่มกั ประกอบ ดว้ ยแร่ตระกูลซิลเิ กต นอกจากน้ันยงั มีแร่ตระกลู คาร์บอเนต เนอ่ื งจากบรรยากาศโลกในอดตี สว่ นใหญเ่ ป็นคาร์บอน ไดออกไซด์ นา้ ฝนละลายแกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์บนบรรยากาศลงมาสะสมบนพน้ื ดินและมหาสมทุ ร ส่ิงมชี วี ิตอาศัย คารบ์ อนสรา้ งธาตอุ าหารและรา่ งกาย แพลงตอนบางชนิดอาศัยซิลิกาสรา้ งเปลือก เมอื่ ตายลงทับถมกันเป็นหนิ ตะกอน หนิ ส่วนใหญ่บนเปลือกโลกจึงประกอบด้วยแรต่ ่าง ๆ ดงั นี้

1. หมแู่ รซ่ ิลเิ กต ได้แก่ - เฟลด์สปาร์ (Feldspar) เป็นกลุ่มแร่ท่ีมีมากกว่าร้อยละ 50 ของเปลือกโลกเป็นแร่ท่ีมีมาก ท่ีสุดในเปลือกโลก และเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของหินหลายชนิด เฟลด์สปาร์มีองค์ประกอบหลักเป็นอะลูมิเนียมซิลิ เกต รูปผลกึ หลายชนิด เมือ่ เฟลดส์ ปารผ์ ุพงั จะกลายเปน็ อนภุ าคดนิ เหนยี ว (Clay minerals) - ควอตซ์ (SiO2) เป็นซิลิกอนไดออกไซต์บริสุทธ์ิมีรูปผลึกทรงหกเหล่ียมยอดแหลม (ชาวบ้าน เรียกว่า หินเขี้ยวหนุมาน) มีมากเป็นลาดับท่ีสองรองจากเฟลด์สปาร์ พบได้ท่ัวไปในเแผน่ ธรณีทวีป แต่หาได้ยากในแผ่น ทวีปมหาสมุทรและแมนเทิล เม่ือควอตซ์ผพุ ังจะกลายเป็นอนุภาคทราย (Sand) ควอตซ์มีความแขง็ แรงมาก สามารถขูด แกว้ เป็นรอย - ไมกา (Mica) เป็นกลมุ่ แร่ซงึ่ มรี ูปผลึกเป็นแผ่นบาง มอี งคป์ ระกอบเป็นอะลมู ิเนียมซิลิเกตไฮดร อกไซด์ มีอยูท่ ่ัวไปในเปลอื กทวีป ไมกามโี ครงสรา้ งเดียวกับแรด่ ินเหนียว (Clay mineral) ซ่ึงเป็นองค์ประกอบสาคัญของ ดิน - แอมฟิโบล (Amphibole group) มีลกั ษณะคล้ายเฟลด์สปาร์ แต่มีสีเข้ม มีองค์ ประกอบเป็น อะลมู เิ นยี มซิลิเกตไฮดรอกไซดท์ ีม่ ีแมกนเี ซยี ม เหลก็ หรอื แคลเซยี มเจือปนอยู่ มอี ยแู่ ตใ่ นเปลอื กทวปี ตวั อยา่ งของกลุม่ แอม ฟโิ บลทพ่ี บเหน็ ทั่วไปคือ แรฮ่ อร์นแบลนด์ ซ่ึงอยใู่ นแกรนิต - ไพรอกซีน (Pyroxene group) มีสีเข้ม มีองค์ประกอบท่ีเป็นแมกนีเซียมและเหล็กซิลิเกตอยู่ มาก มีลักษณะคล้ายแอมฟโิ บล มอี ยู่แตใ่ นเปลอื กโลกมหาสมุทร 2. หม่แู ร่คารบ์ อเนต ได้แก่ - แคลไซต์ (Calcite) เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) เปน็ องค์ประกอบหลกั ของหนิ ปนู และ หินอ่อน โดโลไมต์ (Dolomite) ซ่ึงเป็นแร่คาร์บอเนตอีกประเภทหน่ึงที่มีแมงกานีสผสมอยู่ CaMg (CO3) 2 หมู่แร่ คารบ์ อเนตทาปฎิกริ ิยากับกรดเป็นฟองฟูใ่ ห้แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซตอ์ อกมา

ใบกจิ กรรมท่ี 1 เรอื่ ง โครงสร้างภายในโลก วตั ถปุ ระสงค์ เม่อื สิน้ สดุ แผนการจัดกจิ กรรมการเรยี นร้นู ้ีแลว้ ผู้รบั บรกิ ารสามารถ 1. วิเคราะห์ข้อมูลและอภิปรายเก่ียวกับโลก 2. สืบค้นขอ้ มูลและอภิปรายการกาเนิดโลกและการเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลก เนื้อหา 1. กาเนิดโลก - โครงสร้างภายในโลก - ส่วนประกอบของโลก คาช้แี จง ใหผ้ ู้รบั บรกิ ารเตมิ คาตอบลงในช่องวา่ งใหถ้ ูกตอ้ ง กิจกรรมท่ี 1 จากรูป จงระบวุ า่ ตาแหน่งท่ีลกู ศรช้ี หมายถงึ ส่วนประกอบใดของโลก

กจิ กรรมท่ี 2 จากภาพ ใหเ้ ตมิ พยัญชนะ ก-ฎ ลงในช่องวา่ งให้สมั พนั ธ์กับสว่ นประกอบของโลก (ก) เปลือกโลก หนา 0-70 กโิ ลเมตร (ข) เนือ้ โลก (ค) แกน่ โลก (ง) ภาคพ้นื ทวปี (จ) ธรณภี าค (ฉ) ฐานธรณภี าค (ช) แก่นโลกท่เี ปน็ ของแข็ง (ซ) แกน่ โลกทีเ่ ปน็ ของเหลว (ฌ) แก่นโลกชัน้ นอก (ญ) แก่นโลกชนั้ ใน (ฎ) ลกึ จากผวิ โลกลงไป 6,370 กโิ ลเมตร

ใบกิจกรรมท่ี 2 เรอื่ ง หนิ และการจาแนกหิน วตั ถุประสงค์ 1. สังเกตและจาแนกหินโดยใช้เกณฑ์ต่าง ๆ จากลักษณะท่สี งั เกต 2. ศึกษาวิธีการจาแนกหนิ ของนกั ธรณีวิทยาและอภิปรายเปรียบเทียบกับเกณฑ์ทใ่ี ช้ในการจาแนกหนิ ของ ตนเอง 3. สารวจและอภิปรายองค์ประกอบของหิน เนอื้ หา หินและการจาแนกหนิ คาชแี้ จง ให้ผ้รู บั บรกิ ารทาการทดลองจาแนกหนิ ประเภทต่าง ๆ โดยใช้วัสดแุ ละอปุ กรณท์ ีก่ าหนดให้ ปฏบิ ตั ติ ามวธิ ีการ ทดลอง และบันทึกผลการทดลองลงในตาราง วสั ดุและอปุ กรณ์ 1. ตัวอยา่ งหิน 3 ประเภท 2. แผน่ ภาพเรื่องวัฏจกั รหิน 3. แผน่ ภาพหนิ ชนดิ ต่าง ๆ 4. แว่นขยาย 5. สารละลายโซเดียมคลอไรด์ (กรดเกลือ) เจอื จาง 6. กระจกสาหรบั ขดู 7. ใบกจิ กรรมการศึกษาลกั ษณะของหิน 8. ตารางบนั ทึกผลการทดลอง วิธกี ารทดลอง 1. ใชก้ ระดาษหนังสือพมิ พ์สาหรับปโู ตะ๊ กนั เป้อื น และแจกตวั อย่างหิน พร้อมอุปกรณท์ ดลองให้ผ้รู บั บรกิ ารกลุ่ม ละ 1 ชุด 2. ใหผ้ ู้รับบริการศกึ ษาคุณสมบัติของหินทีละกอ้ น และกรอกข้อมลู ลงบนใบกจิ กรรมการจาแนกหิน 3. ใหผ้ ้รู บั บรกิ ารสนั นษิ ฐานว่า ตวั อย่างหินแต่ละกอ้ นเป็นหนิ ประเภทใด (หินอคั นี หนิ ตะกอน หรือหินแปร) 4. ในกรณีท่สี นั นษิ ฐานว่าเป็นหนิ แปร ใหน้ ักเรยี นต้งั สมมตฐิ านว่า แปรสภาพมาจากหินเบอรอ์ ะไร 5. แจกแผนภาพหนิ 6. ให้นกั เรยี นแต่ละกลุม่ ตรวจสอบว่า สมมติฐานประเภทของหินจานวนกกี่ อ้ น 7. ผู้สอนสรุปกจิ กรรมโดยการให้ความรู้โดยใชส้ ไลด์ “วฏั จกั รหิน” อธิบายการเกิดหนิ แต่ละชนดิ โดยยกตัวอย่าง กอ้ นหนิ ทีอ่ ยู่บนโตะ๊ ทดลองทีละก้อน ข้อควรระวัง ระวังอนั ตรายจากนา้ กรด ในกรณีท่ีนกั เรียนถกู น้ากรด ให้รบี ไปลา้ งนา้ โดยด่วน โดยการเทนา้ สะอาดใหไ้ หลผ่าน บรเิ วณท่ถี ูกกรด

ภาพวัฏจกั รหิน ตวั อย่างภาพหิน 12 ชนดิ

ตารางบนั ทกึ ผลการทดลอง “การจาแนกหิน” ตวั อยา่ งหนิ เน้อื หนิ สี รอยขนาน ทา ความแข็ง สันนิษฐาน สนั นษิ ฐานวา่ (หยาบ, ละเอียด) ริ้วหยัก ปฏิกิรยิ า (ขดู ระจก วา่ เปน็ หนิ เป็นหินแปรมา กบั กรด เป็นรอย) ประเภท จากหิน (อัคนี, ตะกอน, แปร) (หนิ ชนดิ ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 คาถามหลงั การทดลอง 1. สรปุ การเกิดหนิ ตามวฏั จกั รหินได้อย่างไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………….............… 2. นกั ธรณีวิทยาแบง่ หนิ ตามลักษณะการเกิดได้ 3 ประเภท อะไรบ้าง …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

แนวการตอบกิจกรรมการเรยี นรู้ ใบกจิ กรรมท่ี 1 เร่ือง โครงสร้างภายในโลก คาช้ีแจง ให้ผูร้ ับบรกิ ารเติมคาตอบลงในช่องวา่ งใหถ้ กู ต้อง ใบกจิ กรรมที่ 1.1 จากรปู จงระบวุ า่ ตาแหน่งที่ลูกศรช้ี หมายถึง สว่ นประกอบใดของโลก เปลอื กโลก เนื้อโลก แก่นโลก

กจิ กรรมท่ี 1.2 จากภาพ ให้เติมพยญั ชนะ ก-ฎ ลงในช่องวา่ งใหส้ ัมพันธ์กับสว่ นประกอบของโลก (ก) เปลือกโลก หนา 0-70 กโิ ลเมตร (ข) เนื้อโลก (ค) แก่นโลก (ง) ภาคพื้นทวปี (จ) ธรณภี าค (ฉ) ฐานธรณภี าค (ช) แก่นโลกทเ่ี ป็นของแข็ง (ซ) แก่นโลกทเ่ี ปน็ ของเหลว (ฌ) แก่นโลกช้ันนอก (ญ) แก่นโลกช้ันใน (ฎ) ลึกจากผิวโลกลงไป 6,370 กโิ ลเมตร ง ก ฉ จ ฌ ข ค ญ ซ ช ฏ

ใบกิจกรรมท่ี 2 เรอ่ื ง หนิ และการจาแนกหนิ คาช้แี จง ใหผ้ รู้ ับบริการทาการทดลองจาแนกหินประเภทต่าง ๆ โดยใช้วัสดแุ ละอปุ กรณ์ทกี่ าหนดให้ ปฏิบัตติ ามวิธีการ ทดลอง และบันทึกผลการทดลองลงในตาราง ตารางบันทึกผลการทดลอง “การจาแนกหนิ ” เนือ้ หิน รอยขนาน ทา ความแข็ง สนั นษิ ฐานวา่ สนั นษิ ฐานว่า (หยาบ, ละเอยี ด) ,รว้ิ หยัก ปฏิกิรยิ า (ขูดระจก ช่อื ตวั อย่างหนิ สี กบั กรด เปน็ รอย) เป็นหิน(อัคนี, เป็นหินแปรมา - 1. หนิ แกรนิต - - ตะกอน, แปร) จากหินชนดิ ใด - 2. หนิ ไรโอไลต์ เนอ้ื หยาบ เทาใส, - - หินอัคนีแทรก - ขาวขุ่น รพู รนุ 3. หินบะซอลต์ เนอ้ื ละเอียด เหลือง รพู รนุ - - ซอน 4. หินพัมมชิ ,ชมพู - - 5. หินกรวดมน เนอ้ื ละเอยี ด เทาเข้ม - - - หนิ อคั นีพุ - 6. หินทราย ฟองน้า ขาวจาง - - - 7. หินดินดาน เนอื้ หยาบ นา้ ตาลดา ชั้นขนาน - - หนิ อัคนพี ุ - น้าตาล กนั หินอัคนีพุ - เนอื้ ละเอยี ด นา้ ตาล - เกิดฟองฟู่ - หนิ ตะกอน - เนื้อละเอยี ด ร้ิวขนาน - - หินตะกอน - - - - หนิ ตะกอน - 8. หินปนู เน้ือละเอียด ขาว,เทา - - - หนิ ตะกอน - 9. หินไนส์ เนือ้ หยาบ เข้ม,จาง - เกิดฟองฟู่ - หินแปร หินแกรนิต 10. หินควอรต์ ไซต์ เนอื้ ละเอียด เทา,นา้ ตาล หนิ แปร หนิ ทราย อ่อน 11. หินชนวน เนอ้ื ละเอยี ด เทา-ดา หนิ แปร หินดนิ ดาน 12. หินออ่ น เนื้อละเอียด-หยาบ นา้ ตาล , หนิ แปร หินปูน เหลอื ง คาถามหลังการทดลอง 1. สรุปการเกิดหิน ตามวัฏจักรของหินคือ แมกมาในชั้นแมนเทิล แทรกตัวขึ้นสู่เปลือกโลก เน่ืองจากมีอุณหภูมิสูง ความหนาแน่นต่า แรงดันสูง แมกมาที่ตกผลึกภายในเปลือกโลกกลายเป็นหินอัคนีแทรกซอน (มีผลึกขนาดใหญ่) สว่ นแมกมาท่ีเย็นตัวบนพ้ืนผวิ กลายเปน็ หินอคั นีพุ (มีผลึกขนาดเลก็ ) หนิ ทุกชนิดเม่ือผพุ ัง สกึ กร่อน จะถูกพัดพาให้ เป็นตะกอน ทับถม และกลายเป็นหินตะกอน หินทุกชนิดเม่ือถูกกดดัน หรือทาให้ร้อน เน้ือแร่จะตกผลึกใหม่ กลายเป็นหินแปร หินทกุ ชนดิ เมื่อหลอมละลาย จะกลายเป็นแมกมา เมื่อมนั แทรกตัวขึ้นสูเ่ ปลือกโลก จะเยน็ ตัวลง กลายเปน็ หนิ อัคนี

2. นกั ธรณวี ทิ ยาแบง่ หนิ ตามลักษณะการเกิดได้ 3 ประเภท ได้แก่ 1. หนิ อคั นี 2. หนิ ตะกอนหรอื หนิ ชน้ั 3. หนิ แปร ท่ีมา : ศูนยก์ ารเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์ (2556 : ออนไลน์ )