Geo101 ธรณีวิทยาเบื้องต้น 5 ธรณีแปรสัณฐาน (Plate Tectonics)

ธรณีวิทยาเบื้องต้น 5 ธรณีแปรสัณฐาน (Plate Tectonics)

สนใจดูเรื่องราวธรณีวิทยาคลิกที่นี่

ธรณีวิทยาเบื้องต้น (Introduction to Geology)

บทที่ 5 ธรณีแปรสัณฐาน (Plate Tectonics)

ธรณีแปรสัณฐาน เป็นทฤษฎีสำคัญในธรณีวิทยา ที่อธิบายถึงการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกขนาดใหญ่ ที่ประกอบกันเป็นพื้นผิวโลก การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเหล่านี้ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่หลากหลาย เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด และการก่อตัวของเทือกเขา

5.1 ทฤษฎีทวีปเลื่อนและการขยายตัวของพื้นมหาสมุทร

5.1.1 ทฤษฎีทวีปเลื่อน (Continental Drift) ทฤษฎีทวีปเลื่อน เสนอครั้งแรกโดยอัลเฟรด เวเกเนอร์ (Alfred Wegener) ในปี 1912 โดยเขาเชื่อว่าทวีปทั้งหมดเคยรวมตัวกันเป็นมหาทวีปเดียวที่เรียกว่า "พันเจีย" (Pangaea) ซึ่งต่อมาทวีปนี้แตกออกเป็นทวีปย่อย  และเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งปัจจุบัน หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีนี้ ได้แก่ การค้นพบฟอสซิลและลักษณะทางธรณีวิทยาที่คล้ายคลึงกันในทวีปที่อยู่ห่างไกลกันในปัจจุบัน

- หลักฐานจากรูปร่างของทวีป รูปร่างของทวีปต่างๆ สามารถประกอบเข้าด้วยกันได้เหมือนจิ๊กซอว์

- หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์ พบซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันในทวีปที่อยู่ห่างไกลกัน

- หลักฐานจากโครงสร้างทางธรณีวิทยา พบโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่ต่อเนื่องกันในทวีปที่อยู่ห่างไกลกัน

5.1.2 การขยายตัวของพื้นมหาสมุทร (Seafloor Spreading) การขยายตัวของพื้นมหาสมุทร เสนอในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เพื่ออธิบายกลไกการเคลื่อนที่ของทวีป ทฤษฎีนี้กล่าวว่ามีการสร้างเปลือกโลกใหม่ขึ้นที่บริเวณสันกลางมหาสมุทร และเปลือกโลกเก่าถูกทำลายที่บริเวณร่องลึกก้นสมุทร ทฤษฎีนี้พัฒนาในทศวรรษ 1960 โดยแฮร์รี่ เฮสส์ (Harry Hess) และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ อธิบายว่าพื้นมหาสมุทรกำลังขยายตัวจากแนวสันเขากลางมหาสมุทร (Mid-Ocean Ridges) แมกมาจากเนื้อโลก (Mantle) จะพุ่งขึ้นมาที่แนวสันเขานี้และสร้างพื้นมหาสมุทรใหม่ ในขณะเดียวกันพื้นมหาสมุทรเก่าจะถูกดันเข้าสู่แผ่นเปลือกโลกบริเวณที่เรียกว่าขอบมุดตัว (Subduction Zones) ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนที่ของทวีป ทฤษฎีการขยายตัวของพื้นมหาสมุทร หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีนี้ ได้แก่

- อายุของหินบนพื้นมหาสมุทร หินที่อยู่ใกล้สันกลางมหาสมุทรมีอายุน้อยกว่าหินที่อยู่ไกลออกไป

- สนามแม่เหล็กโลกบรรพกาล สนามแม่เหล็กโลกมีการกลับขั้วเป็นระยะ ๆ และรูปแบบการกลับขั้วนี้ถูกบันทึกไว้ในหินบนพื้นมหาสมุทร

5.2 แผ่นเปลือกโลกประเภทและการเคลื่อนที่ (Tectonic Plates Types and Movements) 

5.2.1 ประเภทของแผ่นเปลือกโลก (Types of Tectonic Plates) เปลือกโลกแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก

- แผ่นเปลือกโลกทวีป (Continental Plates) มีความหนาแน่นต่ำและประกอบด้วยหินแกรนิตเป็นส่วนใหญ่ เป็นแผ่นเปลือกโลกที่มีความหนาและประกอบด้วยหินซิลิกัต (Silicic Rocks) เช่น หินแกรนิต แผ่นเปลือกโลกทวีปมีความหนามากกว่าแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรและมีมวลน้อยกว่า

- แผ่นเปลือกโลกมหาสมุทร (Oceanic Plates) เปลือกโลกใต้มหาสมุทรมีความหนาแน่นสูง เป็นแผ่นเปลือกโลกที่บางกว่าและประกอบด้วยหินบะซอลต์ (Basaltic Rocks) แผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรมีมวลมากกว่าแผ่นเปลือกโลกทวีปและมีอายุน้อยกว่า

แผ่นเปลือกโลกขนาดใหญ่หลายแผ่นประกอบกันเป็นพื้นผิวโลก แต่ละแผ่นอาจประกอบด้วยเปลือกโลกภาคพื้นทวีปและเปลือกโลกใต้มหาสมุทร หรือเปลือกโลกใต้มหาสมุทรเพียงอย่างเดียว

5.2.2 การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก (Movements of Tectonic Plates)

แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่เนื่องจากการไหลเวียนของเนื้อโลกในลักษณะของกระแสการพาความร้อน (Convection Currents) การเคลื่อนที่นี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่สำคัญและปรากฏการณ์ธรรมชาติต่าง ๆ แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา ด้วยอัตราเร็วเฉลี่ยประมาณ 2-10 เซนติเมตรต่อปี การเคลื่อนที่นี้เกิดจากการพาความร้อนในชั้นแมนเทิล ซึ่งเป็นชั้นของโลกที่อยู่ใต้เปลือกโลก

5.3 กระบวนการที่ขอบแผ่นเปลือกโลก การมุดตัว การชนกัน และการแยกตัว (Processes at Plate Boundaries: Subduction, Collision, and Divergence)

- การมุดตัว (Subduction) เกิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปหรือแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรอีกแผ่นหนึ่ง แผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าจะมุดตัวลงใต้แผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่งและถูกหลอมละลายในชั้นแมนเทิล กระบวนการนี้ทำให้เกิดร่องลึกก้นสมุทร ภูเขาไฟ และแผ่นดินไหว การมุดตัวเ กิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรเคลื่อนที่เข้าไปใต้แผ่นเปลือกโลกทวีปหรือตกลงไปใต้แผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรที่มีอายุมากกว่า กระบวนการนี้ทำให้เกิดแนวหุบเหวมหาสมุทรและแนวภูเขาไฟ เช่น แนวภูเขาไฟรอบมหาสมุทรแปซิฟิกที่เรียกว่า "วงแหวนแห่งไฟ (Ring of Fire)"

- การชนกัน (Collision) เกิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปสองแผ่นชนกัน ทำให้เกิดการยกตัวขึ้นเป็นเทือกเขา ตัวอย่างที่ชัดเจน คือ การชนกันของแผ่นเปลือกโลกอินเดียและแผ่นเปลือกโลกยูเรเซียซึ่งทำให้เกิดเทือกเขาหิมาลัย เนื่องจากแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปมีความหนาแน่นต่ำ จึงไม่สามารถมุดตัวลงใต้กันได้ การชนกันนี้ทำให้เกิดการยกตัวของเปลือกโลกและก่อให้เกิดเทือกเขาสูง

- การแยกตัว (Divergence) เกิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นเคลื่อนที่ออกจากกัน กระบวนการนี้ทำให้เกิดรอยแยกบนพื้นผิวโลกและมีการสร้างเปลือกโลกใหม่ขึ้นที่บริเวณสันกลางมหาสมุทร การแยกตัวเกิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นเคลื่อนที่ออกจากกัน การแยกตัวนี้ทำให้เกิดการขยายตัวของพื้นมหาสมุทรและการเกิดแนวสันเขากลางมหาสมุทร เช่น แนวสันเขากลางแอตแลนติก (Mid-Atlantic Ridge)

บทนี้ได้นำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับทฤษฎีธรณีแปรสัณฐาน ซึ่งเป็นหนึ่งในทฤษฎีสำคัญที่สุดในวิชาธรณีวิทยา ทฤษฎีนี้อธิบายถึงการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกและกระบวนการที่เกิดขึ้นบริเวณขอบแผ่น ซึ่งมีผลกระทบสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวโลกและการเกิดปรากฏการณ์ธรรมชาติต่าง ๆ เช่น ภูเขาไฟ แผ่นดินไหว และการสร้างเทือกเขา

ธรณีแปรสัณฐาน เป็นทฤษฎีที่สำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจถึงกระบวนการทางธรณีวิทยาที่หลากหลายบนโลก การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่สำคัญ เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด และการก่อตัวของเทือกเขา การศึกษาธรณีแปรสัณฐานช่วยให้เราเข้าใจถึงวิวัฒนาการของโลกและสามารถทำนายและเตรียมรับมือกับภัยพิบัติทางธรรมชาติได้ดียิ่งขึ้น