เนื้อหาออนไลน์เรื่องโครงสร้างโลก

ส่อื การเรียนรผู้ ่านระบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ เรอ่ื งโครงสร้างโลก จัดทาโดย ศูนย์วทิ ยาศาสตร์เพ่อื การศึกษาพษิ ณโุ ลก

คานา ศูนย์วิทยาศาสตร์เพ่ือการศึกษาพิษณุโลก มีอานาจหน้าที่ในการจัดบริการและเผยแพร่ความรู้ ทักษะและ กระบวนการเรียนรดู้ า้ นวทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยแี ละส่งิ แวดล้อมแกน่ ักเรียน นกั ศึกษา และประชาชนทั่วไปในรูปแบบการ จัดกิจกรรมที่หลากหลายรูปแบบ อาทิ การจัดนิทรรศการ กิจกรรมการศึกษา กิจกรรมค่าย การบริการวิชาการ สื่อ การ จดั การแสดงนทิ รรศการและท้องฟ้าจาลอง ดงั น้ันการจัดทาเน้ือหาสื่อการเรียนรู้ผ่านระบบอิเล็กทรอนิกส์เรื่องโครงสร้าง โลกนั้นเป็นการให้บริการการเรียนรู้ผ่านส่ืออิเล็กทรอนิกส์ออนไลน์ เพื่อส่งเสริมให้เด็กเยาวชน นักเรียน นักศึกษา และ ประชาชนทั่วไป มคี วามรู้ ความเข้าใจ เกิดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ มขี ้อมลู ข่าวสารที่ทันสมัย และส่งเสริม การเรียนรู้ เพ่ือเป็นการส่งเสริมการเรียนรู้ผ่านส่ือระบบอิเล็กทรอนิกส์ให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด ศูนย์วิทยาศาสตร์เพ่ือ การศึกษาพษิ ณุโลก หวังเป็นอย่างย่ิงว่า ส่ือการเรียนรู้ผ่านระบบอิเล็กทรอนิกส์เร่ืองโครงสร้างโลก จะเป็นประโยชน์ต่อ การจัดการเรียนรู้และเป็นส่วนสาคัญในการพัฒนาคุณภาพและมาตรฐานการศึกษา ขอขอบคุณศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อ การศึกษาพษิ ณุโลก ตลอดจนบุคลากรทีม่ สี ว่ นเกย่ี วข้องในการจัดทาไว้ ณ โอกาสนี้ ศนู ย์วทิ ยาศาสตร์เพือ่ การศกึ ษาพิษณุโลก

สารบญั หน้า 1 หน้า 2 ▪ โครงสร้างโลก (Earth’s Structure) หน้า 3 ▪ บทนา (Introduction) หนา้ 7 ▪ ขอ้ มลู ในการศกึ ษาและโครงสรา้ งโลก หนา้ 11 ▪ โครงสรา้ งโลกตามองคป์ ระกอบทางเคมี (Chemical Structure) หนา้ 18 ▪ โครงสรา้ งโลกตามองคป์ ระกอบทางกายภาพ (Physical Structure) หนา้ 19 ▪ ประโยชนต์ า่ ง ๆ ของการศกึ ษาโครงสรา้ งโลก หน้า 20 ▪ การนาความรูท้ างธรณวี ทิ ยาเพ่ือสรา้ งอาชพี หนา้ 21 ▪ สรปุ เนือ้ หา ▪ แหล่งอา้ งอิง

▪ หน่วยงานในการจดั ทาส่อื การเรยี นรผู้ ่านระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ สเ์ รอ่ื งโครงสร้างโลก: ศนู ยว์ ทิ ยาศาสตร์เพ่อื การศึกษาพษิ ณโุ ลก ▪ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. สามารถอธิบายเก่ยี วกบั การแบง่ ชนั้ โครงสร้างโลกทง้ั ตามองคป์ ระกอบทางเคมีและตามองค์ประกอบทางกายภาพ 2. บอกประโยชน์ต่าง ๆ ของการศกึ ษาโครงสร้างโลก คาช้แี จง 1. ศึกษาเน้ือหาสื่อการเรียนรูผ้ ่านระบบอิเลก็ ทรอนิกสเ์ ร่ืองโครงสร้างโลก (E-book) 2. ผู้เรยี นทาแบบทดสอบในเวบ็ ไซต์ https://forms.gle/TC4gGsNMCZhJNy287 3. หลงั จากผเู้ รยี นทาแบบทดสอบหลังเรยี นเสร็จสิ้นแลว้ ให้ทาแบบประเมนิ ความพึงพอใจที่มตี ่อ เนื้อหาสอื่ การเรียนรู้ผา่ นระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์เรื่องโครงสรา้ งโลก 4. เม่ือผู้เรียนสามารถทาคะแนนจากแบบทดสอบมากกวา่ รอ้ ยละ 80 ข้ึนไป จะได้รบั เกียรตบิ ตั ร

โครงสร้างโลก (Earth’s Structure) 1 ▪ โลกของเรามีการเปล่ียนแปลงอยู่ตลอดเวลาท้ังบริเวณพ้ืนผิวโลกและภายในโลก ในช่วงระยะเวลา ประมาณ 4,500 ล้านปีที่ผ่านมา การเปล่ียนแปลงดังกล่าวจะส่งผลให้เกิดภูมปิ ระเทศรูปแบบต่างๆ และธรณพี ิบัติภัย เช่น แผน่ ดินไหว ภูเขาไฟระเบดิ ซึ่งปรากฏการณ์เหล่าน้ี ส่งผลทั้งท่ีเป็นประโยชน์ และเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและส่ิงแวดล้อม ดังนั้นมนุษย์จึงพยายามทาความเข้าใจปรากฏการณ์ ต่างๆ ทเ่ี กดิ ขึ้นบนโลก โดยเร่มิ จากการศกึ ษาลักษณะโครงสรา้ งภายในโลก ภาพที่ 1 โครงสร้างโลก

บทนา (Introduction) 2 ▪ โลกเป็นดาวเคราะหห์ นิ ดวงหนงึ่ ทเี่ กดิ ขึ้นเมือ่ ประมาณ 4,500 ล้านปกี อ่ นในระบบสุริยะโลกเริ่มกาเนิดโดยการพอกพนู มวลจากการปะทะและ หลอมรวมกันของวัตถุที่เหลือจากการก่อตัวของดวงอาทิตย์ จนทาให้โลกมีขนาดใหญ่ข้ึนและมีมวลมากข้ึน ซ่ึงในช่วงต้นของการกาเนิดโลก นั้น โลกมอี ณหุ ภูมสิ ูงจงึ ทาใหส้ สารตา่ งๆ หลอมเข้าด้วยกัน ต่อมาอุณหภูมิค่อยๆ ลดลง สสารจึงแยกช้ันจากกันตามความหนาแน่น โดยสสาร ท่ีเป็นธาตุหนัก มีความหนาแน่นมาก เช่น เหล็ก นิกเกิลจะรวมตัวอยู่บริเวณใจกลางโลก ส่วนธาตุท่ีน้าหนัก มีความหนาแน่นน้อยกว่า เช่น ซิลิกอน อะลูมิเนียม แมกนีเซียม มีการรวมตัวกันอยู่บริเวณรอบนอก ขณะเดียวกันอณุหภูมิของโลกมีการลดลงอย่างช้าๆ โดยท่ีส่วนนอกสุด ของโลกมีอณหุ ภมู ลิ ดลงและแข็งตัวเรว็ กว่าสว่ นอ่ืน กระบวนการท่กี ลา่ วมาทงั้ หมดนี้ทาให้โลกเกดิ การแบง่ ชนั้ ภาพท่ี 2 กระบวนการกาเนิดโลกที่ทาให้โลกเกดิ การแบง่ ชั้น (A) ช่วงต้นของการกาเนดิ โลกท่ีเกดิ จากการปะทะและหลอมรวมกันของวตั ถุทีเ่ หลืออยูจ่ ากการก่อตวั ของดวงอาทติ ย์ (B) ชว่ งที่อณหุ ภมู ิของโลกเรม่ิ ลดตา่ ลงทาให้ผิวชน้ั นอกสุดเกิดการแขง็ ตวั (C) โครงสร้างภายในโลกทแ่ี บ่งเป็นชนั้ ๆ

ข้อมลู ในการศึกษาและโครงสรา้ งโลก 3 ▪ เซอร์ไอแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton) เป็นนักวิทยาศาสตร์ท่ีมบี ทบาทสาคัญในการศึกษาโครงสร้างโลก จากการท่ีนิวตันศึกษาความ โน้มถ่วงของโลก ในเวลาต่อมานักวิทยาศาสตร์ใช้กฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตันคานวณหาความหนาแน่นเฉล่ียของโลก พบว่าความ หนาแน่นเฉล่ียของโลกมีค่าเป็น 2 เท่าของความหนาแน่นของหินบนผิวโลก จึงสันนิษฐานว่าโลกไม่ได้เป็นเน้ือเดียวกันท้ังหมด และส่วนที่ อยูล่ กึ ลงไปภายในโลกน่าจะมีความหนาแนน่ มากกว่าหนิ บนผวิ โลก ▪ ต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้มีการสารวจหินบนเปลือกโลกและศึกษาหินท่ีเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ พบว่าสมบัติทางกายภาพและ องคป์ ระกอบทางเคมีของหนิ บนเปลือกโลกคลา้ ยกบั หินทีเ่ กิดจากการระเบดิ ของภเู ขาไฟ แต่เม่อื เทียบกับหินแปลกปลอม (Xenolith) ท่ีถูก พาข้ึนมาพร้อมลาวา พบว่ามีสมบัติทางกายภาพและองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างออกไป นอกจากน้ีจากการเจาะสารวจทาให้ทราบว่า โลกมีอุณหภูมิและความดันเพิ่มข้ึนตามระดับความลึก และจากการระเบิดของภูเขาไฟ ทาให้ทราบว่าภายใต้ผิวโลกลงไปบางส่วนมีหิน หลอมเหลว ภาพที่ 3 เซอร์ไอแซค นวิ ตัน ภาพท่ี 4 หนิ แปลกปลอม

4 ▪ จากการศกึ ษาองคป์ ระกอบทางเคมีและความหนาแน่นของอกุ กาบาตเหล็ก (Iron meteorite) ที่พบในระบบสุริยะ ดังภาพที่ 5 พบว่ามีองค์ประกอบหลักทางเคมีเป็นเหล็กและนิกเกิล เมื่อนาค่าความหนาแน่นของอุกกาบาตเหล็ก และหินบนเปลือกโลกไปคานวณและเปรียบเทียบกับค่าความหนาแน่นของโลกท่ีได้คานวณไว้ พบว่ามคี ่าใกล้เคียง กันและเมอื่ เชอื่ มโยงทฤษฎีกาเนดิ ระบบสรุ ิยะ ที่กลา่ วว่าอุกกาบาตเป็นวัตถุที่เหลือจากการกาเนิดระบบสุริยะ จึงทา ให้นกั วิทยาศาสตรส์ นั นษิ ฐานว่า สว่ นหนงึ่ ของวัสดุกอ่ กาเนิดโลกจะมีองคป์ ระกอบเปน็ เหลก็ และนกิ เกลิ ▪ นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ได้นาสมบัติของคล่ืนไหวสะเทือนเป็นคลื่นกลท่ีเกิดจากแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว หรือคล่ืนกลท่ีมนุษย์สร้างขึ้น คลื่นไหวสะเทือนแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือคล่ืนในตัวกลาง (body wave) และ คลืน่ ผิว (surface wave) ท้ังนใี้ นการศึกษาโครงสรา้ งโลกนน้ั ใชส้ มบัติของคลื่นในตัวกลางเป็นหลักซ่ึงเป็นออกเป็น คล่ืนปฐมภูมิ หมายถึง คลื่นตามยาว (Primary wave, P wave) และคล่ืนทุติยภูมิ หมายถึง คลื่นตามขวาง (Secondary wave, S wave) ภาพท่ี 5 อุกกาบาตเหลก็

▪ คล่ืนปฐมภูมิ (Primary wave) เป็นคลื่นตามยาวสามารถเคล่ือนที่ผ่านตัวกลางได้ทุกสถานะ เมอ่ื เคล่ือนท่ีผ่าน 5 ตัวกลางทาให้อนุภาคของตัวกลางเกิดการอัดและขยายในทิศทางเดียวกับการเคล่ือนที่ของคล่ืนเทียบได้กับ ลักษณะการอัดและขยายของขดลวดสปริงไปตามแนวยาว ดังภาพที่ 6 นอกจากน้ีคล่ืนปฐมภูมิยังเป็นคลื่นไหว สะเทอื นทมี่ ีความเร็วมากทีส่ ุดและเดนิ ทางมาถึงเครอ่ื งตรวจวดั เปน็ อันดบั แรก ▪ คลนื่ ทตุ ิยภูมิ (Secondary wave) เป็นคลน่ื ตามขวาง เคลอื่ นที่ผ่านได้เฉพาะตัวกลางท่ีมีสถานะเป็นของแข็ง เมอื่ เคลอ่ื นที่ผา่ นตวั กลางทาให้อนุภาคของตัวกลางส่ันตั้งฉากกับทิศทางการเคล่ือนที่ของคลื่นเทียบได้กับลักษณะการ สะบัดขดลวดสปริงไปทางซ้ายและขวาสสับกัน ดังภาพที่ 6 คลื่นทุติยภูมิเคลื่อนที่ได้ช้ากว่าคล่ืนปฐมภูมิ จึงเป็น คลื่นที่เดนิ ทางมาถึงเคร่ืองตรวจวัดไดเ้ ปน็ อันดับสอง ภาพท่ี 6 คลื่นปฐมภูมิ (P wave) และคล่นื ทตุ ิยภมู ิ (S wave)

▪ เมื่อคลื่นปฐมภูมิและคล่ืนทุติยภูมิเคลื่อนท่ีผ่านตัวกลางต่างชนิดกันหรือตัวกลางที่มีความหนาแน่นไม่เท่ากัน คล่ืนจะมีความเร็ว 6 เปลี่ยนไปรวมท้ังเกิดการหักเหหรือสะท้อนท่ีบริเวณรอยต่อของตัวกลางน้ันคล่ืนไหวสะเทือนท่ีเคล่ือนท่ีผ่านภายในโลกจึงมีทิศทางที่ เปลย่ี นแปลงไปดงั ภาพที่ 7 และภาพท่ี 8 จงึ ทาให้ทราบวา่ ภายในโลกมีการแบ่งเปน็ ช้ันๆ ตามสถานะและความหนาแนน่ ที่แตกตา่ งกนั ภาพที่ 7 การเคลอื่ นท่ีของคลื่นไหวสะเทอื นเม่ือผา่ นภายในโลก ภาพท่ี 8 การเดนิ ทางของ P wave (เสน้ สีขาว) และ S wave (เส้นสดี า)

โครงสรา้ งโลกตามองคป์ ระกอบทางเคมี (Chemical Structure) 7 ▪ โลกประกอบไปดว้ ยธาตหุ ลายชนิด โดยประมาณรอ้ ยละ 90 เปน็ เหล็ก (iron) ออกซเิ จน (oxygen) ซลิ กิ อน (silicon) และ แมกนเี ซยี ม (magnesium) นอกจากนี้ยงั มธี าตุอื่นๆ อีก ▪ ในขณะทเ่ี กดิ การแบง่ ชัน้ ของโลก ธาตเุ หลา่ น้เี กดิ เป็นสารประกอบแลว้ แยกตวั กนั อยูเ่ ป็นชนั้ ๆ ตามความหนาแน่นทแี่ ตกต่างกนั นักธรณีวทิ ยาจงึ แบง่ โครงสร้างโลกเป็น 3 ชั้น ได้แก่ เปลอื กโลก (crust) เนื้อโลก (mantle) และแกน่ โลก (core) ตาม องคป์ ระกอบทางเคมที ่แี ตกตา่ งกนั ดังภาพท่ี 9 ภาพที่ 9 โครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทาง เคมแี ละองค์ประกอบทางเคมขี องแตล่ ะชนั้

8 ▪ ส่วนที่ 1 เปลือกโลก (Crust) นักธรณีวิทยาได้ทาการศึกษาโครงสร้างโลกช้ันเปลือกโลกจากการ 1 เจาะสารวจและศึกษาองค์ประกอบพบว่าส่วนที่อยู่ช้ันนอกสุดของโครงสร้างโลกมีทั้งส่วนท่ีเป็น พ้ืนดินและพื้นน้าท่ีมองเห็นอยู่ภายนอกและหินแข็งฝังลึกลงไปใต้แผ่นน้า มีความหนาระหว่าง 5-70 กโิ ลเมตร ส่วนมากจะเป็นผลึกของหินอัคนี โดยเปลือกโลกแบง่ ออกได้เปน็ 2 บริเวณ คือ ▪ ก เปลือกโลกทวีป (Continental Crust) โดยสว่ นใหญเ่ ปน็ หนิ แกรนิต มีองค์ประกอบธาตุส่วน ใหญ่เป็น ซิลิกอน อะลูมิเนียม และออกซิเจน มีความหนาเฉลี่ย 35 กิโลเมตร และความหนาแน่น 2.7 กรัมตอ่ ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร ▪ ข เปลือกโลกมหาสมุทร (Oceanic Crust) โดยส่วนใหญ่เป็นหินบะซอลต์ มีองค์ประกอบส่วน ใหญ่เป็นเหล็ก แมกนีเซียม ซิลิกอน และออกซิเจน มีความหนาเฉล่ีย 5 กิโลเมตร และความ หนาแน่น 3 กรมั ต่อลกู บาศกเ์ ซนติเมตร ▪ ดังน้ันเมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว เปลือกโลกทวีปมีความหนาแน่นน้อยกว่าเปลือกโลกมหาสมุทร แต่ ข ก เปลือกโลกทวีปมคี วามหนามากกวา่ เปลอื กโลกมหาสมทุ ร

9 ส่วนท่ี 2 เน้ือโลก (Mantle) เป็นส่วนซึ่งอยู่ใต้เปลือกโลกลงไปจนถึงระดับความลึก 2,900 กิโลเมตร 2 โดยมอี งคป์ ระกอบหลกั เป็นซิลคิ อน แมกนเี ซยี ม และเหล็ก โดยแบง่ ออกเป็น 3 ช้ัน ไดแ้ ก่ - เน้ือโลกตอนบนสุด (Uppermost mantle) มสี ถานะเป็นของแข็ง และมคี วามหนาโดยรวมประมาณ 30 - 100 กิโลเมตร - เน้ือโลกตอนบน (Upper mantle) มีลักษณะเป็นของแข็งเน้ืออ่อนและอุณหภูมิที่สูงมากทาให้แร่ บางสว่ นหลอมละลายเป็นหนิ หนดื (magma) - เน้ือโลกตอนล่าง (Lower mantle) มีสถานะเป็นของแข็งที่ระดับลึกโดยรวมประมาณ 700 - 2,900 กโิ ลเมตร

3 10 ก ▪ สว่ นท่ี 3 แก่นโลกมีลักษณะเปน็ ทรงกลม โดยมรี ัศมปี ระมาณ 3,475 กิโลเมตร อณุ หภมู มิ คี ่า ข อยู่ระหวา่ ง 2,200– 27,500 องศาเซลเซียส อกี ทั้งความดันมคี ่าสูง 3 ถงึ 4 ล้านเท่าของความดนั บรรยากาศทรี่ ะดบั น้าทะเล แก่นโลกมที งั้ สว่ นท่เี ปน็ ของแขง็ และสว่ นทเี่ ปน็ ของเหลวร้อนจัด แกน่ โลกจงึ แบ่งออกไดเ้ ป็น 2 ชน้ั คอื แก่นโลกชนั้ นอก และ แก่นโลกชั้นใน ▪ ก แก่นโลกชน้ั นอก (Outer Core) เป็นเหลก็ ในสถานะของเหลว และเคลือ่ นทีห่ มนุ วนด้วย การพาความร้อน (convection) ทร่ี ะดบั ลึก 2,900 – 5,150 กิโลเมตร เหล็กร้อนเบอ้ื งลา่ ง บรเิ วณท่ตี ิดกับแกน่ โลกชั้นในลอยตัวสงู ขึน้ เม่ือปะทะกบั แมนเทิลตอนลา่ งทอ่ี ุณหภมู ติ ่ากว่าจงึ ทา ใหจ้ มตัวลง และการเคล่อื นที่หมุนวนเชน่ นจ้ี ะเหน่ยี วนาใหเ้ กิดสนามแม่เหลก็ โลก ▪ ข แกน่ โลกชนั้ ใน (Inner Core) อยูท่ ร่ี ะดบั ลกึ 5,150 กโิ ลเมตรจนถึงใจกลางโลกที่ระดับลึก 6,370 กิโลเมตร และมีความดันมหาศาลกดทับ จึงทาให้เหลก็ มีสถานะเปน็ ของแข็ง

โครงสรา้ งโลกตามองค์ประกอบทางกายภาพ (Physical Structure) 11 ▪ การศึกษาโครงสรา้ งโลกตามสมบตั ิทางกายภาพเปน็ การศกึ ษาโดยใช้คลน่ื ไหวสะเทือนเปน็ หลกั เมื่อคล่ืนปฐมภูมแิ ละคลืน่ ทุตยิ ภมู ิ เคล่อื นทผ่ี า่ นโครงสร้างโลกจะมีลกั ษณะ ดงั ภาพที่ 10 ▪ จากภาพพบว่ามบี างบรเิ วณไม่สามารถตรวจวดั คล่ืนปฐมภูมิและคล่นื ทุติยภูมทิ ี่เคล่ือนท่ีจากศนู ย์เกดิ แผน่ ดนิ ไหวได้ เรยี กว่า บรเิ วณเหล่านี้วา่ เขตอบั คลื่น (shadow zone) ซงึ่ เปน็ ผลมาจากการสะท้อนและหกั เหของคลื่น จากการตรวจพบเขตอับคล่นื ทา ให้นกั ธรณวี ิทยาคาดว่าภายในโลกไม่ไดเ้ ป็นเน้ือเดยี วกัน นอกจากนกี้ ารเคลอื่ นท่ีของคลน่ื ไหวสะเทอื นมีการเปลี่ยนแปลงความเรว็ ทร่ี ะดบั ลกึ ต่างๆ นักธรณีวิทยาจงึ นาขอ้ มูลท้ังหมดขา้ งตน้ มาใชใ้ นการแบ่งช้นั โครงสรา้ งโลก ภาพที่ 10 ลกั ษณะของคลืน่ ปฐมภูมแิ ละคล่นื ทุตยิ ภมู ทิ ีเ่ คลื่อนท่ีผา่ นโครงสร้างโลก

12 ภาพที่ 11 โครงสร้างโลกแบ่งตามลกั ษณะทางกายภาพ

13 4 ▪ จากข้อมูลดงั กลา่ วทาใหน้ ักวิทยาศาสตร์แบ่งโครงสรา้ งโลกตามองคป์ ระกอบทางกายภาพ ได้ เปน็ 5 ชัน้ ประกอบด้วย ธรณีภาค (Lithosphere) ฐานธรณภี าค (Asthenosphere) มชั ฌิม ภาค (Mesosphere) แก่นโลกชัน้ นอก (Outer core) และ แก่นโลกช้นั ใน (Inner core) ▪ ส่วนท่ี 4 ธรณีภาค ประกอบด้วยเปลือกโลกทวีป และ เปลือกโลกมหาสมุทร โดยคลื่น ตามยาวและคล่ืนตามขวางเคล่ือนท่ีช้าลงจนถึงแนวแบ่งเขตโมโฮโรวิซิก* (mohorovicic discontinuity) ซ่ึงอยทู่ ่รี ะดับลึกประมาณ 100 กิโลเมตร โดยแบ่งเปน็ 2 สว่ นคือ ▪ เปลือกโลกทวีป มีองค์ประกอบโดยรวมเป็น หินแกรนิต มีความหนาเฉล่ีย 35 กิโลเมตร และ ความหนาแนน่ 2.7 กรมั ตอ่ ลกู บาศก์เซนติเมตร ▪ เปลือกโลกมหาสมุทร มีองค์ประกอบโดยรวมเป็น หินบะซอลต์ ความหนาเฉล่ีย 5 กิโลเมตร และความหนาแนน่ 3 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร *เขตโมโฮโรวซิ ิก หมายถึง แนวแบ่งเขตระหวา่ งเปลือกโลก และ เน้ือโลกชน้ั บนสดุ เรยี กว่า แนวแบง่ เขตโมโฮโรวิซิก หรือเรียกสั้นๆ ว่า โมโฮ (moho) ชื่อนี้ตั้งข้ึนเป็นเกียรติให้แก่นักธรณีวิทยาชาวยูโกสลาเวีย เม่ือปี ค.ศ.1909 ผู้ค้นพบว่า คล่ืนไหวสะเทือนจะมีความเร็วเพ่ิมข้ึนเมื่อ เข้าสเู่ ขตเนื้อโลก เนือ่ งจากความหนาแน่นของวัสดมุ ากขนึ้

5 14 ▪ ส่วนท่ี 5 ฐานธรณีภาค อยู่ใต้แนวแบ่งเขตโมโฮโรวิซิกลงไปจนถึงระดับ 700 กิโลเมตร เป็น บริเวณทค่ี ลืน่ ไหวสะเทือนมีความเร็วเพ่ิมขนึ้ ตามระดบั ลกึ โดยแบง่ ออกเปน็ 2 เขต ดังนี้ ▪ เขตท่ีคล่ืนไหวสะเทือนมคี วามเร็วต่า (Low velocity zone หรือ LVZ) ท่ีระดับลึก 100 - 400 กิโลเมตร คลน่ื ตามยาวและคลน่ื ตามขวางมีความเรว็ เพิ่มขึ้นอยา่ งไม่คงที่ ▪ เขตที่มีการเปล่ียนแปลง (Transitional zone) อยู่บริเวณเน้ือโลกตอนบน (Upper Mantle) ระดับลึก 400 - 700 กิโลเมตร คล่ืนตามยาวและคลื่นตามขวางมีความเร็วเพิ่มขึ้นมากในอัตราไม่ สมา่ เสมอ

15 6 ▪ ส่วนที่ 6 มัชฌิมภาค อยู่ในระดับลึกประมาณ 700 - 2,900 กิโลเมตร มีความหนาแน่น 5.5 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตรและความร้อนอยู่ที่ 1,000-3,500 องศาเซลเซียส ซ่ึงเป็น บริเวณคล่ืนตามยาวและคลื่นตามขวาง มีความเร็วเพ่ิมข้ึนสม่าเสมอและมสี ถานะเป็นของแข็ง อีกท้ังความหนาแนน่ เพ่ิมข้ึนจากชั้นฐานธรณภี าค

16 ▪ ส่วนท่ี 7 แกน่ โลกช้ันนอก ในระดับลึกประมาณ 2,900–5,150 กโิ ลเมตร มีความหนาแน่น 10 กรัมต่อลกู บาศกเ์ ซนติเมตร และความร้อนอยู่ท่ี 1,000-3,500 องศาเซลเซียส ซ่ึงเป็นบริเวณ คลน่ื ตามยาว มีความเร็วลดลงอยา่ งรวดเรว็ ก่อนท่ีจะเพิ่มขนึ้ อยา่ งช้า ๆ และไม่พบคล่ืนตามขวาง มีสถานะเป็นของเหลวความหนาแน่นเพมิ่ ขน้ึ จากชั้นมชั ฌมิ ภาค 7

17 ▪ ส่วนที่ 8 แก่นโลกชั้นใน ในระดับลึกประมาณ 5,150-6,370 กิโลเมตร มีความหนาแน่น 12 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตรและความร้อนสูงถึง 5,000 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นบริเวณคลื่นตามยาวมอี ัตราเร็วค่อนข้างคงท่ีและ มีสถานะเป็นของแขง็ มีความหนาแนน่ มากทีส่ ุด 8

ประโยชน์ตา่ งๆ ของการศึกษาโครงสร้างโลก 18 1. ด้านการพฒั นาโครงสร้างพ้นื ฐาน 1.1 ดา้ นการหาแหลง่ วัสดกุ อ่ สรา้ งถนนหรือวสั ดทุ ่ีมคี ณุ สมบตั ิเหมาะสมทส่ี ามารถจะใช้กบั งานก่อสร้างถนน เช่น วสั ดรุ องพืน้ ถนน เป็นต้น 1.2 งานก่อสร้างเขื่อนนั้นเป็นการวางฐานรากของเข่ือนต้องอาศัยข้อมูลทางธรณีวิทยาไปออกแบบเพ่ือให้เขื่อนมีความมั่นคงแข็งแรง มคี า่ ความปลอดภัยมากพอที่จะรบั น้าหนกั และแรงดันของน้า รวมท้งั คา่ ความสน่ั สะเทือนต่างๆ 1.3 ธรณีวิทยากบั งานก่อสร้างเสน้ ทางเดนิ เรือ ทาให้ทราบข้อมลู สภาพและลักษณะธรณีวิทยาตลอดแนว และพ้นื ท่ีใกล้เคียง เกี่ยวกับการ เกิดแผน่ ดนิ ถล่ม หรอื ดนิ พงั ทลายไดจ้ ากปัจจยั ตา่ ง ๆ อนั ได้แกพ่ น้ื ท่ีทป่ี กคลุมด้วยดินผุพังจากหิน 2. สามารถช่วยเป็นสื่อด้านการให้ความรู้ความเข้าใจได้เป็นอย่างดีเพื่อเป็นประโยชน์ในการแก้ไข ป้องกัน ลด และบรรเทาความรุนแรงของ พบิ ตั ิภยั โดยเฉพาะที่เป็นผลมาจากกระบวนการทางธรณวี ิทยาหรอื ธรณพี ิบตั ภิ ัย เปน็ ตน้ ภาพท่ี 11 การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน

การนาความรู้ทางธรณีวทิ ยาเพอ่ื สรา้ งอาชีพ 19 - การศกึ ษาทางธรณวี ิทยามบี ทบาทอย่างมากในสังคมทมี่ ีความต้องการใช้ทรัพยากร และจะเพม่ิ ความสาคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ อย่างต่อเนื่อง การ เรยี นธรณวี ทิ ยาไดพ้ ัฒนาทกั ษะหลายๆ ด้านทชี่ ว่ ยให้ผู้ท่ีศึกษากลายเป็นนักแก้ปัญหาท่ดี ี รวมถึงการคิดวิเคราะหใ์ นหลายมิติ อีกทงั้ มีความเข้าใจ ในแง่การย้อนอดีตและมาตรธรณีกาล นักธรณีวิทยาจะใช้ทักษะเหล่านี้ในการจัดการกับทรัพยากรธรรมชาติ การสารวจน้ามัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน การทาแผนที่ทรัพยากร การติดตามสภาพภูมิอากาศ และการค้นหาวัสดุที่เหมาะสมต่อการสร้างบ้านและถนน หรือการเสาะหา พ้ืนทเ่ี พาะปลูกท่ีมีแร่ธาตุและโภชนาการทเี่ ราตอ้ งการ เป็นต้น - นักธรณีวิทยาทางานได้อย่างกว้างขวางในหลายองค์กร รวมถึง บริษัทปิโตรเลียม บริษัทเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม บริษัทเหมืองแร่ และบริษัท ก่อสร้าง เป็นต้น นักธรณีวิทยาทางานได้ต้ังแต่ระดับท้องถิ่น จนถึงองค์กรระดับชาติ อีกท้ังการสอนการวิจัยในโรงเรียน วิทยาลัย และ มหาวิทยาลยั นอกจากนน้ี ักธรณวี ิทยายังสามารถทางานร่วมกับหน่วยงานอ่ืนๆ ได้อีกด้วย อาทิ วิศวกรรม การเกษตร การผังเมอื ง หรืออวกาศ ซ่ึงจะช่วยให้คาปรึกษาเกี่ยวกับการกาหนดตาแหน่งบนโลกที่ซง่ึ มผี ลกระทบตอ่ กิจการของหนว่ ยงานน้นั ๆ ได้ด้วย ภาพที่ 12 นักธรณีวิทยาไดเ้ ข้าสารวจพื้นทแี่ หลง่ ทรัพยากรธรรมชาติ ภาพท่ี 13 แหลง่ ปโิ ตรเลยี ม

สรุปเน้อื หา 20 - ข้อมูลสาคญั ในการสนบั สนุนการแบง่ ชัน้ โครงสร้างโลกท้งั การแบง่ ตามองคป์ ระกอบทางเคมีและกายภาพ เช่น องค์ประกอบทางเคมีของ หิน อุกกาบาตเหล็ก และข้อมูลคล่ืนไหวสะเทือนที่ผ่านภายในโลก สามารถนามาใช้อธิบายสมบัติทางกายภาพและองค์ประกอบทางเคมี ของโครงสรา้ งโลกแต่ละชัน้ - การศกึ ษาโครงสร้างโลกจากขอ้ มลู คล่นื ไหวสะเทือนทเี่ คลือ่ นทผี่ า่ นภายในโลกนั้นจะใช้สมบตั ขิ องคลน่ื ในตัวกลางเปน็ หลกั ซง่ึ แบ่ง ออกเป็น คล่ืนปฐมภมู เิ ทเ่ี คลื่อนทผี่ า่ นตวั กลางได้ทกุ สถานะ และคลนื่ ทตุ ิยภมู ิไมส่ ามารถเคลอ่ื นท่ีผ่านตวั กลางที่มีสถานะเป็นของเหลว และแก๊สได้ โดยคล่นื ท้ังสองชนดิ จะเปลีย่ นแปลงความเรว็ เมอื่ เคล่อื นทผ่ี า่ นตวั กลางต่างชนิดกนั - การแบ่งชน้ั โครงสรา้ งโลกโดยใชอ้ งคป์ ระกอบทางเคมแี บ่งไดเ้ ปน็ 3 ชนั้ ได้แก่ เปลือกโลก เน้ือโลก และแกน่ โลก โดยเปลอื กโลกมี องคป์ ระกอบหลกั เปน็ สารประกอบของซลิ กิ อน เหลก็ และแมกซเี ซยี ม แก่นโลกมีองคป์ ระกอบหลกั เปน็ สารประกอบของเหล็กและนิกเกลิ - การแบ่งชั้นโครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทางกายภาพแบ่งเป็น 5 ช้ัน ได้แก่ ธรณีภาค ฐานธรณภี าค มชั ฌมิ ภาค แกน่ โลกชั้นนอก และแกน่ โลกชั้นใน ซง่ึ แตล่ ะช้ันมีสมบัติแตกต่างกันโดยวิเคราะหไ์ ด้จากความเร็วในการเคลอ่ื นท่ีของคล่ืนไหวสะเทือนทเี่ ปล่ยี นไปใน แตล่ ะระดบั ความลกึ เมื่อเคล่ือนทผ่ี ่านช้ันโครงสรา้ งโลก

21 แหลง่ อา้ งองิ ▪ การแบ่งโครงสรา้ งโลกตามองค์ประกอบเคมี ค้นหาจาก http://www.lesa.biz/earth/lithosphere/earth-structure/chemical- structure สืบคน้ เมือ่ วนั ที่ 23 พฤษภาคม พ.ศ. 2565 ▪ การแบง่ ชน้ั โครงสร้างโลกตามองคป์ ระกอบกายภาพ คน้ หาจากhttp://www.lesa.biz/earth/lithosphere/earth-structure/physical- structure สืบคน้ เม่ือวันที่ 23 พฤษภาคม พ.ศ. 2565 ▪ การใชป้ ระโยชนจ์ ากข้อมูลทางธรณี ค้นหาจาก https://sites.google.com/site/lokdarasastrlaeaxwkas/hnwy-thi-2/2-4 สืบค้นเมอื่ วันท่ี 23 พฤษภาคม พ.ศ. 2565 ▪ ธรณีวิทยาคอื อะไร? คน้ หาจาก https://www.geothai.net/what-is-geologyE0 สืบคน้ เม่อื วันที่ 6 กรกฎาคม พ.ศ. 2565 ▪ ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ, สถาบัน. หนงั สอื เรียนรายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี วิทยาศาสตร์โลกและอวกาศ ชั้นมัธยมศึกษาปที ี่ 6. กรุงเทพมหานคร: โรงพมิ พค์ รุ สุ ภาลาดพรา้ ว, 2563.

ขอขอบคณุ ทเี่ ข้ามารับชม ศูนย์วทิ ยาศาสตรเ์ พอ่ื การศึกษาพิษณโุ ลก