ธรณีวิทยาเบื้องต้น 4 กระบวนการทางธรณีวิทยา (Geological Processes)
สนใจดูเรื่องราวธรณีวิทยาคลิกที่นี่
ธรณีวิทยาเบื้องต้น (Introduction to Geology)
บทที่ 4 กระบวนการทางธรณีวิทยา (Geological Processes)
กระบวนการทางธรณีวิทยา คือ กลไกและปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงบนโลก ทั้งภายในและภายนอก ซึ่งส่งผลต่อลักษณะภูมิประเทศ องค์ประกอบของโลก และสิ่งมีชีวิต ในบทนี้ เราจะศึกษาถึงกระบวนการทางธรณีวิทยาที่สำคัญ 3 กระบวนการ ได้แก่ การผุพังและการกัดเซาะ การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก และกระบวนการภูเขาไฟและแผ่นดินไหว
4.1 การผุพังและการกัดเซาะ (Weathering and Erosion)
การผุพัง (Weathering) และการกัดเซาะ (Erosion) เป็นกระบวนการทางธรณีวิทยาที่มีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวโลก:
การผุพัง (Weathering) คือ การผุพังหมายถึงการแตกตัวและการสลายตัวของหินและแร่ที่พื้นผิวโลกเนื่องจากปัจจัยต่าง ๆ เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ การเกิดปฏิกิริยาทางเคมี และการกระทำทางชีวภาพ การผุพังสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก กระบวนการที่ทำให้หินและแร่แตกสลายหรือเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมี ณ ตำแหน่งเดิม โดยมีสาเหตุหลักมาจากปัจจัยทางสภาพอากาศ สิ่งมีชีวิต และปฏิกิริยาเคมี การผุพังแบ่งออกเป็น 3 ประเภท:
- การผุพังทางกายภาพ (Physical Weathering) เกิดจากการแตกหักของหินโดยแรงทางกายภาพ เช่น การหดตัวและขยายตัวของหินเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ การเกิดแรงดันจากการแช่แข็งและละลายของน้ำในรอยแตกของหิน หรือแรงทางกายภาพจากสิ่งมีชีวิต เช่น รากพืชที่แทรกซึมเข้าไปในหิน เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของหินและแร่ เช่น การแตกหักเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ การขยายตัวของน้ำที่แข็งตัวในรอยแตกของหิน และการขัดสีโดยลม น้ำ หรือธารน้ำแข็ง
- การผุพังทางเคมี (Chemical Weathering) เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของแร่ที่ประกอบอยู่ในหิน เช่น การเกิดออกซิเดชันของเหล็ก การละลายของแร่ในน้ำ หรือการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีอื่น ๆ ที่ทำให้หินเปลี่ยนแปลงไป เกิดจากปฏิกิริยาเคมีที่เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของหินและแร่ เช่น การละลาย การออกซิเดชัน และการไฮโดรไลซิส
- การผุพังทางชีวภาพ (Biological Weathering): เกิดจากกิจกรรมของสิ่งมีชีวิต เช่น รากพืชที่ชอนไชในรอยแตกของหิน สัตว์ที่ขุดโพรง และจุลินทรีย์ที่ผลิตกรด
การกัดเซาะ (Erosion) คือ กระบวนการเคลื่อนย้ายวัสดุที่ผุพังออกไปจากตำแหน่งเดิม โดยมีตัวกลางหลัก คือ น้ำ ลม ธารน้ำแข็ง และแรงโน้มถ่วง การกัดเซาะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของภูมิประเทศ เช่น การเกิดหุบเขา แคนยอน และชายฝั่งทะเล
การกัดเซาะ คือ การพัดพาและการเคลื่อนย้ายของตะกอนและเศษหินที่เกิดจากการผุพังไปยังพื้นที่อื่น โดยกระแสน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง หรือแรงโน้มถ่วงเป็นตัวการสำคัญ กระบวนการกัดเซาะนี้ทำให้เกิดภูมิประเทศใหม่ๆ เช่น หุบเขา ทะเลสาบ หรือเนินทราย
4.2 การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก (Plate Tectonics)
การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเป็นกระบวนการที่สำคัญในการกำหนดรูปร่างและการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวโลก
4.2.1 ทฤษฎีแผ่นเปลือกโลก (Plate Tectonics) อธิบายว่าเปลือกโลกแบ่งออกเป็นแผ่นหลายแผ่นที่เคลื่อนที่อยู่บนชั้นเนื้อโลกที่หลอมเหลว การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่สำคัญหลายอย่าง เช่น:
- การเกิดแผ่นดินไหว (Earthquakes): เกิดจากการเคลื่อนที่หรือแตกหักของหินตามแนวรอยเลื่อน ซึ่งมักเกิดขึ้นบริเวณขอบของแผ่นเปลือกโลก
- การเกิดภูเขาไฟ (Volcanism): เกิดจากการปะทุของแมกมาขึ้นมาบนผิวโลก ซึ่งมักเกิดขึ้นบริเวณขอบของแผ่นเปลือกโลกที่แผ่นหนึ่งมุดตัวลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง หรือบริเวณจุดร้อน (Hotspot) ใต้เปลือกโลก
- การสร้างเทือกเขา (Mountain Building): เกิดจากการชนกันของแผ่นเปลือกโลกทวีป ทำให้เปลือกโลกถูกยกตัวขึ้นเป็นเทือกเขาสูง เช่น เทือกเขาหิมาลัย
- การขยายตัวของพื้นมหาสมุทร (Seafloor Spreading): เกิดขึ้นบริเวณแนวสันเขากลางมหาสมุทร ที่มีแมกมาดันตัวขึ้นมาจากชั้นเนื้อโลก ทำให้แผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรเคลื่อนที่ออกจากกัน และเกิดเปลือกโลกใหม่ขึ้นมา
4.2.2 แผ่นเปลือกโลก (Tectonic Plates) พื้นผิวโลกแบ่งออกเป็นแผ่นเปลือกโลกที่ลอยอยู่บนเนื้อโลก (Mantle) แผ่นเหล่านี้เคลื่อนที่เนื่องจากการไหลเวียนของแมกมาใต้พื้นผิวโลก ซึ่งทำให้เกิดการชนกัน แยกจากกัน หรือการเลื่อนผ่านกันของแผ่นเปลือกโลก
- ขอบแผ่นเปลือกโลก (Plate Boundaries) การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเกิดขึ้นบริเวณขอบแผ่น ซึ่งแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก
- ขอบแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent Boundaries) เมื่อแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นชนกัน หนึ่งในแผ่นจะจมลงไปใต้แผ่นอื่น กระบวนการนี้ทำให้เกิดเทือกเขา (เช่น เทือกเขาหิมาลัย) หรือแนวหุบเหวมหาสมุทร (Oceanic Trenches) เช่น ร่องลึกมาเรียนา (Mariana Trench)
- ขอบแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่แยกจากกัน (Divergent Boundaries) เมื่อแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นเคลื่อนที่แยกจากกัน แมกมาจะพุ่งขึ้นมาที่ขอบแผ่นสร้างแผ่นเปลือกโลกใหม่ กระบวนการนี้ทำให้เกิดแนวสันเขากลางมหาสมุทร (Mid-Ocean Ridges) เช่น สันเขากลางแอตแลนติก (Mid-Atlantic Ridge)
- ขอบแผ่นเปลือกโลกเลื่อนผ่านกัน (Transform Boundaries) เมื่อแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นเลื่อนผ่านกันในแนวระนาบ กระบวนการนี้ทำให้เกิดรอยเลื่อน (Faults) เช่น รอยเลื่อนซานแอนเดรอัส (San Andreas Fault) ในรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา
- การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก (Plate Movements) การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกมีผลกระทบอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวโลก เช่น การเกิดภูเขาไฟ การเกิดแผ่นดินไหว และการเปลี่ยนแปลงของภูมิประเทศ
.
4.3 กระบวนการภูเขาไฟและแผ่นดินไหว (Volcanism and Earthquakes)
ภูเขาไฟและแผ่นดินไหว เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกและกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในโลก
4.3.1 ภูเขาไฟ (Volcanoes) คือ ช่องเปิดหรือรอยแตกบนเปลือกโลกที่แมกมา ลาวา และก๊าซต่าง ๆ ปะทุออกมา การปะทุของภูเขาไฟสามารถก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม เช่น ลาวาไหล เถ้าถ่านภูเขาไฟ และก๊าซพิษ นอกจากนี้ ภูเขาไฟยังมีบทบาทสำคัญในการสร้างและเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศ เช่น การเกิดเกาะภูเขาไฟ และเทือกเขาภูเขาไฟ
กระบวนการภูเขาไฟ (Volcanism) ภูเขาไฟเกิดขึ้นเมื่อแมกมาจากภายในโลกพุ่งขึ้นมาสู่พื้นผิวโลกผ่านรอยแยกหรือช่องระบาย แมกมาที่พุ่งออกมาจะกลายเป็นลาวา (Lava) และสะสมตัวเป็นภูเขาไฟ รูปแบบของภูเขาไฟสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก
- ภูเขาไฟกรวยสลับชั้น (Stratovolcanoes) เป็นภูเขาไฟที่มีลักษณะเป็นกรวยสูงและมีการปะทุแบบระเบิดแรง เช่น ภูเขาไฟฟูจิ (Mount Fuji) ในญี่ปุ่น
- ภูเขาไฟโล่ (Shield Volcanoes) เป็นภูเขาไฟที่มีลักษณะเป็นแผ่นราบกว้าง มีการปะทุแบบลาวาไหล เช่น ภูเขาไฟมาอูนาโลอา (Mauna Loa) ในฮาวาย
- ภูเขาไฟกรวยเถ้า (Cinder Cone Volcanoes) เป็นภูเขาไฟที่มีลักษณะเป็นกรวยขนาดเล็ก เกิดจากการปะทุของเถ้าและเศษหินภูเขาไฟ เช่น ภูเขาไฟพาริคูติน (Parícutin) ในเม็กซิโก
4.3.2 แผ่นดินไหว (Earthquakes) คือ การสั่นสะเทือนของพื้นดินที่เกิดจากการเคลื่อนที่หรือแตกหักของหินตามแนวรอยเลื่อน แผ่นดินไหวสามารถก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อชีวิตและทรัพย์สิน เช่น อาคารถล่ม ไฟไหม้ และสึนามิ การศึกษาและทำความเข้าใจเกี่ยวกับแผ่นดินไหว ช่วยให้เราสามารถเตรียมความพร้อมและลดความเสี่ยงจากภัยพิบัติแผ่นดินไหวได้
- กระบวนการแผ่นดินไหว (Earthquakes) แผ่นดินไหวเกิดจากการสะสมพลังงานในเปลือกโลกและการปลดปล่อยพลังงานนั้นออกมาเมื่อเกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก พลังงานนี้ถูกส่งผ่านในรูปของคลื่นไหวสะเทือน (Seismic Waves) ซึ่งทำให้เกิดการสั่นไหวของพื้นดิน รอยเลื่อนที่เกิดแผ่นดินไหวมักพบตามขอบแผ่นเปลือกโลกที่มีการเคลื่อนที่อย่างรุนแรง
- ศูนย์กลางแผ่นดินไหว (Epicenter) จุดที่แผ่นดินไหวเริ่มเกิดขึ้นเรียกว่าศูนย์กลางแผ่นดินไหว ซึ่งอยู่ใต้พื้นดิน จุดที่อยู่บนพื้นผิวโลกเหนือศูนย์กลางนี้เรียกว่า เอพิเซนเตอร์ (Epicenter)
- ขนาดของแผ่นดินไหว (Magnitude) ขนาดของแผ่นดินไหววัดได้จากการวัดขนาดของคลื่นไหวสะเทือนที่เกิดขึ้น โดยใช้มาตราริกเตอร์ (Richter Scale) หรือมาตราวัดโมเมนต์ (Moment Magnitude Scale)
บทนี้ได้อธิบายถึงกระบวนการทางธรณีวิทยาที่สำคัญ ซึ่งส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวโลก การผุพังและการกัดเซาะเป็นกระบวนการที่ทำให้หินและแร่แตกตัวและถูกพัดพาไปยังพื้นที่อื่น การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกมีบทบาทสำคัญในการกำหนดรูปร่างของพื้นผิวโลกและทำให้เกิดปรากฏการณ์เช่น ภูเขาไฟและแผ่นดินไหว ซึ่งทั้งสองปรากฏการณ์นี้เป็นผลจากการ กระบวนการทางธรณีวิทยาเป็นกลไกสำคัญที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงของโลก ทั้งในด้านขององค์ประกอบ โครงสร้าง และภูมิประเทศ การศึกษาและทำความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการเหล่านี้ ช่วยให้เราสามารถเข้าใจประวัติศาสตร์ของโลก คาดการณ์การเปลี่ยนแปลงในอนาคต และจัดการทรัพยากรธรรมชาติและภัยพิบัติทางธรรมชาติได้อย่างมีประสิทธิภาพ
---------------------------------------------------
ที่มาข้อมูล
- ....
ภาพและรวบรวมโดย
ธรณีวิทยาเบื้องต้น (Introduction to Geology)
รวมข้อมูลและเรื่องราว ธรณีวิทยา