2.5 การเปลี่ยนแปลงลักษณะของเปลือกโลก

การเปลี่ยนแปลง(แปรรูป) ของเปลือกโลก Diformation

แบ่งเป็น 2 แบบ ได้แก่

1.การเปลี่ยนแปลงเคลื่อนที่แบบรวดเร็วฉับพลัน (abrupt movements)

มักเกี่ยวข้องกับแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นอย่างรุนแรง จนทำให้เปลือกโลกจมตัวลงเป็นบริเวณกว้าง หรือเอียงไปข้างใดข้างหนึ่งหรือเคลือนที่ออกจากกันในแนวราบทำให้เกิดลุ่มน้ำขัง (swamps) หรือทะเลสาป เช่น ที่ราบลุ่มในภาคเหนือของประเทศไทย หรือที่ราบลุ่มตอนกลางที่เรียกว่าที่ราบลุ่มเจ้าพระยาของไทย

2. การเปลี่ยนแปลงหรือเคลื่อนที่อย่างช้าๆ (slow movemants) 

แผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่อย่างช้า ๆ เช่น แผ่นเปลือกโลกแปซิฟิคเคลื่อนที่ไปทางทิศเหนือ 5 เซนติเมตร/ปี เฉลี่ยทั้งโลก 5 – 8 เซนติเมตร/ปี

แผ่นเปลือกโลก

เปลือกโลก ประกอบด้วยแผ่นขนาดใหญ่ 6 – 10 แผ่น และมีแผ่นเล็ก ๆ ที่ประกอบกันขึ้นหลายๆแผ่นต่อกันเหมือนแผ่นกระเบื้อง <b.แผ่นเปลือกโลกเหล่านี้เรียกว่า เพลท=”” (plate)=”” <=”” b=””>

ถ้าเป็นเพลทที่ประกอบกันเป็นเปลือกโลกทวีป (continenental plate) มีความหนาประมาณ 50 – 100 กิโลเมตร เคลื่อนที่เร็ว ประมาณ 2 เซนติเมตร/ปี

ถ้าเป็นแผ่นเปลือกโลกที่ประกอบกันเป็นเปลือกโลกมหาสมุทร (oceanic plate) จะมีความหนาประมาณ 10 – 20 กิโลเมตรเคลื่อนที่เร็วประมาณ 10 – 20 เซนติเมตร/ปี

ลักษณะที่แผ่นเปลือกโลกกระทำต่อกัน

1. การชนกันหรือเคลื่อนเข้าหากัน

จะทำให้เเพลทใดเพลทหนึ่งมุดหัวทิ่มลงขณะที่อีกเพลทเงยหัวสูงขึ้น(ไม่ใช่ชนช้างนะจารย์ ^_^…แหมไม่รู้จะบอกอย่างไรจึงจะให้นึกภาพออกง่ายๆ…^_^.. เรียกสภาวะแบบนี้ว่า convergent bounderies และมักทำให้เกิดเทือกเขาขนาดใหญ่ทอดยาวเช่นเทือกเขาหิมาลัย ถ้าเกิดในมหาสมุทรจะทำให้เกิดร่องลึกกลางสมุทร (deep ocean trench) เป็นอาศัยของสัตวฺประหลาดและมนุษย์ต่างดาว ^_^….

2. แบบที่เพลทเคลื่อนแยกจากกัน (divergent bounderies ) 

จะให้เกิดแนวหินใหม่ขึ้นบริเวณที่มีการแยก หรือที่เรียกว่าสันเขากลางสมุทร (mid oceanic ridge)

3. แบบเคลื่อนที่ผ่านกันหรือเฉียด ๆ กันไป

เหมือนรถสองคันที่วิ่งเฉียดกันไปขนิดผิวแตะกัน แต่เพลทผ่านกันด้วยความเร็วเพียง 10-20 เซนติเมตร จึงไม่ก่อให้เกิดกรณีเฉี่ยวชนให้เป็นที่หวาดเสียวกันแต่ประการใด ยิ่งกรณีชนแล้วหนี ปาดหน้าในระยะกระชั้นชิดยิ่งไม่มี

เปลือกโลกทวีปแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่

1.ส่วนที่เป็นภาวะคงตัว

คือส่วนที่เป็นภูเขาเก่าแก่ประกอบด้วยหินเก่าเป็นบริเวณที่มีมากกว่าส่วนที่ไม่คงตัว มีการเคลื่อนไหวน้อยมากตรวจดูหินจะมีอายุมากกว่าแบบภาวะไม่คงตัวแบ่งออกเป็น 2 แบบ ได้แก่

1.1 หินฐานทวีป

เป็นส่วนฐานของทวีป อยู่ในระดับต่ำประกอบด้วยหินอัคนีและหินแปร เกิดจากหินเก่าแก่ พื้นที่เป็นเนินเขาระดับต่ำหรือที่ราบสูงระดับต่ำ แต่ก็อาจมีบางที่ยกตัวขึ้น

1.2 รากภูเขา(ภูเขาก็มีรากเน้าะ..)

เป็นส่วนของหินฐานทวีป แต่มีหินที่เกิดจากซากเทือกเขารุ่นก่อนแทรกอยู่เรียกว่าเก่าหนักเข้าไปอีก..และถูกอัดบีบอย่างรุนแรงจนกลายเป็นภูเขาหินแปร
ที่มีรูปร่างเป็นสันเขาแคบยาวสูงจากทะเลไม่เกิน 1000 เมตร

2. ส่วนที่เป็นภาวะไม่คงตัว

คือส่วนที่กำลังก่อเกิดเป็นเทือกเขาเนื่องกระบวนการทางธรณีวิทยา เช่น บริเวณที่มีภูเขาไฟจะทำให้เกิดภูเขาที่ประกอบด้วยหินภูเขาไฟสะสมตัวกันจนเกิดเป็นเทือกเขาขึ้น ภูเขาพวกนี้อายุยังน้อย(เมื่อเทียบกับโลก ไม่ใช่เทียบกันคน ^_^ ) เกิดจากลาวา แมกมา หรือ ทีฟรา(เศษหินภูเขาไฟขนาดต่างๆ)

นอกจากนี้ยังมีส่วนที่มีการแปรของโครงสร้าง

คือการที่เปลือกโลกเกิดการแตกหัก โค้งงอ จากแรงดันตัวภายในโลก บางที่อาจยกตัวขึ้นกลายเป็นภูเขาหรือที่ราบศุง บางที่อาจยุบตัวลงกลายเป็นที่ราบลุ่มหรือแอ่ง ภูเขาแบบนี้เกิดขึ้นมากในมหายุคซีโนโซอิก มักจะเป็นภูเขาที่สลับซับซ้อนทุรกันดาร บางทีเรียกเทือกเขาที่มีรูปแบบนี้ว่า “เทือกเขาแอลไพน์”

เนื่องจากมีลักษณะโค้งงอหรือหลาย ๆ อย่างคล้ายกับเทือกเขาแอลป์ในยุโรปกลาง พบตามรอยต่อเขตรอบมหาสมุทรแปซิฟิก ทวิปอเมริกาเหนือ เช่น เทือกเขา แอนดีส หรือถ้าอยู่ในมหาสมุทรก็จะเป็นหมู่เกาะที่มีลักษณะโค้งงอ เช่น หมู่เกาะญี่ปุ่น หมู่เกาะฟิลิบปิน หมูเกาะอาลิวเซียน เป็นต้น

Advertisements

2.4 ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี

แผ่นธรณีภาคและการเคลื่อนที่

1. ขอบแผ่นธรณีภาคแยกออกจากกัน

เกิดจากการดันตัวของแมกมา ทำให้เกิดรอยแยก จนแมกมาถ่ายโอนความร้อนสู่เปลือกโลกได้ ทำให้อุณหภูมิและความดันลดลง ทำให้เปลือกโลกทรุดตัวกลายเป็นหุบเขาทรุดในระยะเวลาต่อมาเมื่อมีน้ำ ไหลมาสะสมเกิดเป็นทะเล และเกิดเป็นรอยแยกทำให้เกิดร่องลึก แมกมาจึงเคลื่อนตัวแทรกดันขึ้นมาอีก ทำให้แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรแยกจากไปทั้งสองด้านเกิด การขยายตัวของพื้นทะเล (Sea floor spreading) และทำให้เกิดเทือกเขากลางสมุทร เช่น บริเวณทะเลแดง อ่าวแคลิฟอร์เนีย แอฟริกาตะวันออก มีลักษณะหุบเขาทรุด มีร่องรอยแยก เกิดแผ่นดินไหวตื้นๆ มีภูเขาไฟและลาวาไหลอยู่ใต้มหาสมุทร

2. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนเข้าหากัน มี 3 แบบ

  • แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกันกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร แผ่นธรณีภาคอีกแผ่นหนึ่งจะมุดลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง ปลายของแผ่นที่มุดลงจะหลอมกลายเป็นแมกมา และปะทุขึ้นมา บนแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร เกิดเป็นแนวภูเขาไฟใต้มหาสมุทร และมีร่องใต้ทะเลลึก มีแนวการเกิดแผ่นดินไหวตามขอบแผ่นธรณีภาคลึกลงไปถึงชั้นเนื้อโลก จนมีภูเขาไฟที่ยังมีพลัง เช่น ที่หมู่เกาะมาริอานาส์ อาลูเทียน ญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์
  • ผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรซึ่งหนักกว่ามุดตัวลงข้างล่างใต้แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป เกิดเป็นร่องใต้ทะเลและเกิดเทือกเขา ตามแนวขอบทวีปเป็นแนวภูเขาไฟชายฝั่ง และแผ่นดินไหวรุนแรง เช่น อเมริกาใต้แถบตะวันตก
  • แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป ซึ่งทั้งสองแผ่นมีความหนามาก ทำให้แผ่นหนึ่งมุดลงแต่อีกแผ่นหนึ่งเกยขึ้นเกิดเป็นเทือกเขาแนวยาวอยู่กลาง ทวีปหรือแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป เช่นเทือกเขาหิมาลัย ในทวีปเอเชีย เทือกเขาแอลป์ ในทวีปยุโรป

3. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน

เกิดจากอัตราการเคลื่อนตัวของแมกมาในชั้นเนื้อโลกไม่เท่ากัน จึงทำให้แผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ไม่เท่ากันด้วยส่งผลให้เปลือกโลกและเทือกเขา ใต้มหาสมุทรเลื่อนไถลผ่านและเฉือนกัน เกิดเป็นรอยเลื่อนเฉือนระนาบด้านข้างขนาดใหญ่ สันเขากลางมหาสมุทรเลื่อนเป็นแนวเหลื่อมกันอยู่ มีลักษณะเป็นแนวรอยแตกแคบยาวมีทิศทางตั้งฉากกับเทือกเขากลางมหาสมุทรและร่อง ใต้ทะเลลึก มักจะเกิดแผ่นดินไหวรุนแรงในระดับตื้นๆ ระหว่างขอบของแผ่นธรณีภาคที่ซ้อนเกยกัน เช่น รอยเลื่อนซานแอนเดรียส ประเทศอเมริกา รอยเลื่อนอัลไพล์ ประเทศนิวซีแลนด์


ภาพการชนกัน : ระหว่างแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร

 

2.3 กระบวนการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี

การเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี                                                                                                                                                  

กระบวนการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี                                        

 

กระบวนการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี เกิดจากการถ่ายโอนความร้อนภายในโลกซึ่งมีเปลือกโลกที่เป็นของแข็งห่อหุ้มไว้โดยบริเวณส่วนล่างของสันเขาใต้สมุทรจะมีสารร้อนไหลเวียนขึ้นมา เมื่อสารร้อนมีอุณหภูมิลดลงจะมีความหนาแน่นมากขึ้น และมุดตัวลงสู่ชั้นเนื้อโลกบริเวณร่องลึกใต้สมุทร สารร้อนมีการเคลื่อนที่ไหลเวียนเป็นวงจร เรียกว่า วงจรพาความร้อน ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบรูปแบบที่แน่ชัดของวงจรการพาความร้อนที่เกิดขึ้นในชั้นเนื้อโลกจึงตั้งสมมติฐานว่า วงจรการพาความร้อนที่เกิดขึ้นอาจมีวงจรเดียวในชั้นเนื้อโลกทั้งหมดหรือเกิดเป็นสองวงจรในชั้นเนื้อโลกตอนบนกับชั้นเนื้อโลกตอนล่าง วงจรการพาความร้อนเป็นกระบวนการสำคัญที่ทำให้เปลือกโลกบริเวณกลางมหาสมุทรยกตัวขึ้น หินในเนื้อโลกบริเวณดังกล่าวจะหลอมตัวเป็น แมกมา แทรกดันขึ้นมาบนผิวโลกทำให้เกิดชั้นธรณีภาคใหม่แทรกดันชั้นธรณีภาคเก่าให้เคลื่อนที่ห่างออกไปจากรอยแยก ขณะเดียวก็มีได้มีแรงดึงจากการมุดตัวลงของแผ่นธรณีเนื่องจากความหนาแน่นของแผ่นธรณีแต่ละแผ่นไม่เท่ากัน แผ่นที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะจมลงสู่ชั้นเนื้อโลกในเขตมุดตัว ทำให้ธธรณีเกิดการเคลื่อนที่

 

ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค

แผ่นธรณีภาคแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ แผ่นทวีป และแผ่นมหาสมุทร แผ่นธรณีภาคเหล่านี้มีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา นักวิทยาศาสตร์และนักธรณีวิทยาได้ศึกษารอบต่อของแผ่นธรณีภาคอย่างละเอียด และสามารถสรุปลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคได้ดังนี้

1. ขอบแผ่นธรณีภาคแยกออกจากกัน

2. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนเข้าหากัน

3. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน

 

เป็นแนวขอบของแผ่นธรณีภาคที่แยกออกจากกัน อันเนื่องมาจากการดันตัวของแมกมาในชั้นธรณีภาค ทำให้เกิดรอยแตกในชั้นหินแข็ง จนแมกมาสามารถถ่ายโอนความร้อนสู่ชั้นเปลือกโลกได้ อุณหภูมิและความดันของแมกมาจึงลดลงเป็นผลให้เปลือกโลกตอนบนทรุดตัวกลายเป็นหุบเขาทรุด

ในระยะเวลาต่อมาเมื่อมีน้ำไหลมาสะสมเกิดเป็นทะเลและเกิดเป็นรอยแตกจนเป็นร่องลึก เมื่อแมกมาเคลื่อนตัวแทรกขึ้นมาตามรอยแตก จะทำให้แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรเคลื่อนตัวแยกออกไปทั้งสองข้าง พื้นทะเลจะขยายกว้างออกไปทั้งสองด้าน เรียกกระบวนการนี้ว่า การขยายตัวของพื้นทะเล

แนวที่แผ่นธรณีภาคชนหรือมุดซ้อนกันเป็นไปได้ 3 แบบ คือ

 แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป

แผ่นธรณีภาคทั้งสองมีความหนามาก เมื่อเคลื่อนที่มาชนกัน จึงทำให้แผ่นธรณีภาคแผ่นหนึ่งมุดซ้อนลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง ทำให้แผ่นธรณีภาคที่เกยอยู่ด้านบน ถูกยกขึ้นเป็นภูเขา ทำให้เกิดเทือกเขาที่สำคัญ

ตัวอย่างเช่น แผ่นธรณีภาคแผ่นอินเดียเคลื่อนที่เข้ามุดชนกันกับแผ่นธรณีภาคแผ่นยูเรเซีย ทำให้เกิดเทือกเขาหิมาลัย

 แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรเคลื่อนที่มุดชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป

 

องค์ประกอบทางเคมีของแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรส่วนใหญ่คือ กลุ่มซิลิเกตของธาตุซิลิคอนและแมกนีเซียมไหลเติมเต็มขึ้นมาตามร่องลึกใต้มหาสมุทร จึงมีมวลมากกว่าแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป ซึ่งองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นกลุ่มซิลิเกตที่มีธาตุซิลิกอนกับอลูมิเนียม ถึงแม้ว่าแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปจะมีความหนามากกว่าก็ตาม ดังนั้นเมื่อเคลื่อนที่ชนกัน แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรที่มีมวลมากกว่าจะมุดลงด้านล่างทำให้แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปซึ่งเบากว่าเกิดรอยคดโค้งอยู่ด้านบน เกิดเป็นเทือกเขาอยู่ด้านในของแผ่นทวีป

ตัวอย่างเช่น แผ่นธรณีภาคแผ่นนาสกาชนและมุดลงใต้แผ่นอเมริกาใต้ เกิดเทือกเขาแอนดีสอยู่ทางตอนเหนือของทวีปอเมริกาใต้ และเนื่องจากแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรมักมีหินตะกอนทับถมอยู่ตอนบน และมีจุดหลอมเหลวต่ำ เมื่อมุดตัวลงใต้แผ่นอเมริกาใต้ ซึ่งเป็นแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป จึงหลอมละลายเป็นแมกมา แล้วพ่นทะลุออกมาบนพื้นผิวในเทือกเขาแอนดีส เป็นแนวภูเขาไฟที่ปัจจุบันยังคุกรุ่นอยู่

นอกจากนี้ ถ้าแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนและมุดลงใต้แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปจะเกิดเป็นหุบเหวลึกเป็นแนวยาว เรียกแนวนี้ว่า ร่องลึกก้นสมุทร  ซึ่งแนวนี้ส่วนใหญ่จะเป็นแนวที่ภูเขาไฟและแผ่นดินไหว เกิดขึ้น

 แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร

แผ่นธรณีภาคแผ่นใดแผ่นหนึ่งจะมุดลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง เกิดแนวร่องลึกก้นสมุทร และแนวภูเขาไฟใต้ทะเล อันเนื่องมาจากแผ่นธรณีภาคที่จมลงจะหลอมละลายกลายเป็นแมกมา แล้วปะทุขึ้นมาบนแนวเทือกเขาที่เกิดจากรอยย่นของการชนกันของแผ่นธรณีภาคทั้งสอง

ตัวอย่างเช่น แผ่นธรณีภาคแปซิฟิกชนและมุดลงใต้แผ่นยูเรเซีย เกิดเป็นร่องลึกก้นสมุทร และแนวภูเขาไฟตามแนวเกาะญี่ปุ่น ร่องลึกก้นสมุทรมาเรียน่า

   เนื่องจากอัตราการเคลื่อนตัวของแมกมาในชั้นเนื้อโลกไม่เท่ากัน  ทำให้แผ่นธรณีภาคในแต่ละส่วนมีอัตราการเคลื่อนที่ไม่เท่ากันด้วย ทำให้เปลือกโลกใต้มหาสมุทรและบางส่วนของเทือกเขาใต้มหาสมุทรไถลเลื่อนผ่านและเฉือนกัน เกิดเป็นรอยเลื่อนเฉือนระนาบด้านข้างขนาดใหญ่ขึ้น สันเขากลางมหาสมุทรถูกรอยเลื่อนขึ้นตัดเฉือนเป็นแนวเหลื่อมกันอยู่ มีลักษณะเป็นแนวรอยแตกแคบยาวมีทิศทางตั้งฉากกับเทือกเขากลางมหาสมุทรและร่องใต้ทะเลลึก มักจะเกิดแผ่นดินไหวรุนแรงในระดับตื้นๆ ระหว่างขอบของแผ่นธรณีภาคที่ซ้อนเกยกันในบริเวณภาคพื้นทวีปหรือมหาสมุทร

2.2หลักฐานและข้อมูลทางธรณีวิทยาที่สนับสนุนการเคลื่อนที่ของทวีป

หลักฐานทางธรณีวิทยา

หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีของเวเกเนอร์คือ
1. รอยต่อของแผ่นธรณีภาค ตามทฤษฎีเพลทเทคโทนิค (PLATE TECTONIC)

นักธรณีวิทยา แบ่งเปลือกโลกออกเป็นแผ่น ๆ เรียกว่าแผ่นเปลือกโลก(PLATE) หรือแผ่นธรณีภาค(LITHOSPHERE PLATE)

แผ่นธรณีภาคขนาดใหญ่มีทั้งหมด 6 แผ่น

1. แผ่นธรณีภาคยูเรเซีย(EURASIAN PLATE) รองรับทวีปยุโรป ทวีปเอเชียและพื้นน้ำบริเวณใกล้เคียง

2. แผ่นธรณีภาคอเมริกา(AMERICAN PLATE) รองรับทวีปอเมริกาเหนือ ทวีปอเมริกาใต้และพื้นน้ำครึ่งซีกตะวันตกของมหาสมุทรแอตแลนติก

3. แผ่นธรณีภาคแปซิฟิก(PACIFIC PLATE) รองรับมหาสมุทรแปซิฟิก

4. แผ่นธรณีภาคอินเดีย – ออสเตรเลีย (INDIA-AUSTRALIAN PLATE) รองรับทวีปออสเตรเลีย ประเทศอินเดีย และพื้นน้ำระหว่างประเทศออสเตรเลียกับประเทศอินเดีย

5. แผ่นธรณีภาคแอนตาร์กติก(ANTARTIC PLATE) รองรับทวีปแอนตาร์กติกและพื้นน้ำโดยรอบ

6. แผ่นธรณีภาคอัฟริกา(AFRICAN PLATE) รองรับทวีปอัฟริกาและพื้นน้ำโดยรอบ

นอกจากนี้ยังมีแผ่นธรณีภาคขนาดเล็กที่แทรกอยู่ระหว่างแผ่นธรณีภาคขนาดใหญ่ อีกหลายแผ่น เช่น แผ่นฟิลิปปินส์ แผ่นนาสกา แผ่นคาริบเบียน เมื่อนำภาพแต่ละทวีปในปัจจุบันมาต่อกัน จะมีส่วนที่สามารถต่อกันได้พอดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งทวีปอัฟริกากับทวีปอเมริกาเหนือและอเมริกาใต้ จะต่อกันได้อย่างพอดี ซึ่งเป็นเหตุผลที่สามารถตั้งสมมติฐานได้ว่าทวีปทั้งสองอาจเป็นแผ่นดินผืนเดียวกันมาก่อน แล้วต่อมาก็แยกออกจากกัน มีมหาสมุทรแอตแลนติกอยู่ระหว่างทวีปทั้งสอง

2.รอยแยกของแผ่นธรณีภาคและอายุหินบนเทือกเขากลางมหาสมุทร 

ลักษณะโดดเด่นของพื้นมหาสมุทรแอตแลนติก ได้แก่ เทือกเขากลางมหาสมุทรซึ่งเป็นเหมือนเทือกเขายาวที่โค้งอ้อมไปตามรูปร่างของขอบทวีป ด้านหนึ่งเกือบขนานกับชายฝั่งสหรัฐอเมริกา และอีกด้านหนึ่งขนานกับชายฝั่งของทวีปยุโรปและอัฟริกา นอกจากนั้นเทือกเขากลางมหาสมุทร

ยังมีรอยแยกตัวออกเป็นร่องลึกไปตลอดความยาวของเทือกเขาและมีรอยแตกตัดขวางบนสันเขานี้มากมายได้มีการพบหินบะซอลต์ที่บริเวณร่องลึก หรือรอยแยกบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก และยังพบว่าหินบะซอลต์ที่อยู่ไกลจากรอยแยกมีอายุมากกว่าหินบะซอลต์ที่อยู่ใกล้รอยแยก จากหลักฐานและข้อมูลดังกล่าวทำให้อธิบายได้ว่า เมื่อเกิดรอยแยก แผ่นดินจะเกิดการเคลื่อนตัวออกจากกันอย่างช้า ๆ ตลอดเวลา ในขณะเดียวกันเนื้อของหินบะซอลต์จากส่วนล่างจะถูกดันแทรกเสริมขึ้นมาตรงรอยแยกเป็นเปลือกโลกใหม่ ทำให้ตรงกลางรอยแยกเกิดหินบะซอลต์ใหม่เรื่อย ๆ ดังนั้นโครงสร้างและอายุหินรองรับแผ่นธรณีภาคจึงมีอายุอ่อนสุด บริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทรมีอายุมากและอายุมากขึ้นเมื่อเข้าใกล้ขอบทวีป

Picture

2.1ทฤษฎีทวีปของเวเกเนอร์

ทฤษฎีทวีปเลื่อน (Continental Drift Theory)

ทฤษฎีนี้เกิดในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 19 จากการศึกษาแผนที่โลกของ ฟรานซิส เบคอน (Francis Bacon) โดยคาดเดาว่า ทวีปอเมริกาใต้ และทวีปแอฟริกา หากดันเข้ามาประกอบกัน สามารถเชื่อมต่อกันได้พอดี

ต่อมาในปี ค.ศ.1915 อัลเฟรด เวเกเนอร์ (Alfred Wegener) ได้นำเสนอเกี่ยวกับทฤษฎีทวีปเลื่อนว่า เมื่อประมาณ 200 – 300 ล้านปีที่ผ่านมา แผ่นดินทั้งหมดในโลกรวมเป็นผืนเดียวกัน เรียกว่า “แพงเจีย” (Pangaea : แปลว่า ผืนแผ่นดินเดียวกัน) ซึ่งประกอบด้วยทวีปอเมริกาเหนือ อเมริกาใต้ แอฟริกา ออสเตรเลีย อินเดีย และหมู่เกาะมาดากัสการ์ มากล่าวไว้ โดยกล่าวว่า ในยุคไตรแอสสิก ทวีปที่เดิมเป็นผืนแผ่นเดียวกันจะเริ่มค่อย ๆ มีการแยกตัวออกจากกัน โดยทวีปอเมริกาเหนือและอเมริกาใต้จะค่อย ๆ แยกจากทวีปแอฟริกา และทวีป ยุโรป จึงทำให้ขนาดของมหาสมุทรแอตแลนติกกว้างยิ่งขึ้น เราเรียกการเคลื่อนไหวดังกล่าวว่า “ทวีปเลื่อน” (Continental Drift)

ทฤษฎีเลื่อนนี้เป็นที่ยอมรับกันทั่วไปในปี ค.ศ.1960 จากทฤษฎีดังกล่าว กล่าวถึงการที่ทวีปอเมริกาเหนือและทวีปอเมริกาใต้รวมเป็นแผ่นเดียวกันเรียกว่า “แผ่นอเมริกา” และมักพบว่าส่วนบริเวณที่เป็นขอบของแผ่นทวีป เช่น แผ่นทวีปแปซิฟิก จะพบแนวการเกิดภูเขาไฟและแผ่นดินไหวอยู่เสมอ เนื่องจากการเคลื่อนที่ของ แผ่นทวีป (plate) อยู่ตลอดเวลา สันนิษฐานว่าการเคลื่อนที่ของหินหลอมละลายและกระบวนการพาความร้อนภายในโลก เนื่องมาจากความแตกต่างของอุณหภูมิและความหนาแน่นทำให้เกิดการหมุนเวียน

โดยเมื่อ 200 ล้านปีก่อน ทางตอนใต้ของทวีปอเมริกาใต้ แอฟริกา อินเดีย ออสเตรเลีย เคยอยู่ชิดติดกับทวีปแอนตาร์กติกในบริเวณขั้วใต้ ซึ่งเป็นเขตหนาวเย็น โดยมีหลักฐานเป็นร่องรอยของธารน้ำแข็งในอดีต

ในขณะที่ตอนใต้ของทวีปอเมริกาเหนือ ยุโรป และเอเชีย มีหลักฐานบ่งชี้ว่า เคยเป็นเขตร้อนแถบศูนย์สูตรมาก่อน เนื่องจากอุดมสมบูรณ์ด้วยถ่านหินและน้ำมัน ซึ่งเกิดจากการทับถมของพืชในอดีต ประกอบกับหลักฐานทางฟอสซิล แสดงให้เห็นว่า เมื่อครั้งก่อนแผ่นดินเหล่านี้เคยอยู่ชิดติดกัน พืชและสัตว์บางชนิดจึงแพร่ขยายพันธุ์บนดินแดนเหล่านี้ในอดีต

แผ่นเทคโทนิกยูเรเชีย และแผ่นเทคโทนิกออสเตรเลียมีรอยเชื่อมกันอยู่ที่บริเวณอินโดนีเซียไปจนถึงทะเลอันดามัน (เส้นสีเทา ) ซึ่งเกิดการเลื่อนเบียดกัน ณ บริเวณเส้นวงกลม ใต้ท้องทะเล จึงเกิดเหตุคลื่นยักษ์

แผ่นดินไหวเริ่มที่เกาะสุมาตรา เนื่องแผ่นเทคโทนิก 2 แผ่นคือแผ่นออสเตรเลียและยูเรเซียเคลื่อนจนทำให้เกิดการเบียดและมุดเข้าหากับอีกแผ่นที่บริเวณตะวันตกเฉียงใต้ของเกาะสุมาตรา ทำให้เกิดคลื่นใต้น้ำขนาดใหญ่เข้าสู่ชายฝั่ง

แนวความคิดที่สนับสนุนทฤษฎีทวีปเลื่อน ได้แก่ ทฤษฎีการขยายตัวของพื้นทะเล (Sea Floor Spreading Theory) และยังมีหลักฐานสนับสนุนอื่นๆ อีก เช่น หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์ที่พบบริเวณสองฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติก ได้แก่ ฝั่งทวีปอเมริกาใต้ และทวีปแอฟริกาใต้ มีลักษณะคล้ายกัน

spreading plate boundary, plate subduction, transform fault

spreading plate boundary=การเคลื่อนที่ของขอบแผ่นเปลือกโลกแบบกระจายตัว โดยแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นมีการเคลื่อนที่ออกจากกัน

plate subduction = ขอบแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนเข้าหากันแบบมุดตัว การที่แผ่นเปลือกโลกแผ่นหนึ่งมุดเข้าไปอยู่ใต้แผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่ง เป็นแรงบีบอัด (Compress Forces) มักเกิดจากแผ่นทวีปมหาสมุทรกับมหาสมุทร หรือมหาสมุทรกับแผ่นทวีปทำให้เกิดแนวร่องลึกบาดาล (Trench) ตามมา ซึ่งรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกมีหลายแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวิธีเคลื่อนตัวที่แผ่นหนึ่งกระทำต่ออีกแผ่นหนึ่งซึ่งวิธีเคลื่อนตัวมีอยู่ 3 แบบ คือ

  1. แบบกระจายตัว (spreading)
  2. แบบมุดตัว (subduction)
  3. แบบเปลี่ยนรูป (transform)

แผ่นดินไหวอาจเกิดมาจากภูเขาไฟระเบิด แต่แผ่นดินไหวส่วนใหญ่เกิดจากการเคลื่อนที่บริเวณรอยแตกของเปลือกโลก แผ่นดินไหวระดับที่มีความรุนแรงมากหรือที่ปล่อยพลังงานเท่ากับร้อยละ 80 ของพลังงานที่เกิดจากแผ่นดินไหวทั่วโลก มักจะเกิดขึ้นในบริเวณที่เกิดการมุดตัว ซึ่งพื้นผิวโลกใต้มหาสมุทรมีการเคลื่อนตัวมุดเข้าไปใต้พื้นแผ่นทวีปหรือใต้แผ่นท้องมหาสมุทรที่เพิ่งจะก่อตัวขึ้นมาใหม่

transform fault =รอยเลื่อน ซึ่งเป็นรอยเลื่อนขนาดใหญ่ มักเกิดขึ้นในบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทร เช่น จากการศึกษาลักษณะทางภูมิศาสตร์ระยะใกล้ของแนวเทือกเขาที่มีการแยกตัวที่ Juan de Fuca นอกชายฝั่งแปซิฟิกด้านตะวันตกเฉียงเหนือ แสดงให้เห็นถึงขอบของศูนย์กลางที่เกิดการแยกตัวซึ่งปรากฏขึ้นมา ในขณะที่เปลือกโลกเคลื่อนที่ออกจากแนวเทือกเขาก็จะเย็นตัวและจมลง แนวเทือกเขาที่เหลื่อมกันด้านข้างเชื่อมต่อกันด้วยรอยเลื่อนแปลง (transform fault) แต่บางครั้งก็เกิดขึ้นบริเวณชายฝั่ง เช่น รอยเลื่อนแอนเดรียส์ ที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหวในรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา เกิดจากการเคลื่อนที่สวนกันของเพลตอเมริกาเหนือและเพลตแปซิฟิก

แผ่นเปลือกโลกทั้ง 16 แผ่นที่ประกอบกันเข้าเป็นเปลือกโลกนั้น มีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา บางทีก็เคลื่อนที่ผ่านกัน และเฉียดกันในทิศทางที่สวนกัน จนเกิดเป็นรอยเลื่อนด้านข้างขนาดใหญ่ (transform fault)ขึ้นได้ โดยอัตราการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกแต่ละแผ่นนั้น นับว่าช้ามาก ๆ โดยเฉลี่ยแล้วเพียงแค่ 2.5 ซม. ต่อปี หรือเทียบง่าย ๆ ว่าพอ ๆ กับเล็บมือของเราที่งอกออกมาในแต่ละปี

การเกิดและลักษณะของ Island arcs และ ring of fire

Island arcs= หมู่เกาะรูปโค้ง เช่น ญี่ปุ่น และฟิลิปปินส์ เป็นบริเวณที่สามารถพบร่องลึกก้นสมุทรได้ นอกจากนี้สามารถพบร่องลึกก้นสมุทรได้ตามขอบทวีป โดยร่องลึกก้อนสมุทร (oceanic trench) มีลักษณะยาว แคบและลึกกว่าบริเวณที่ราบก้นสมุทร (abyssal plain)

เปลือกโลกภาคพื้นสมุทรชนกันเอง จะได้เกาะภูเขาไฟ(volcanic Island arcs) ซึ่งเป็นลักษณะหมุ่เกาะรูปโค้งอย่างหนึ่ง มีส่วนประกอบแบบandesitic และเกิดเนินชั้นตะกอนที่อยู่บนพื้นสมุทรนั่นแหละถูกโกยมารวมกันเกิดรอยแตก เกิดการคดโค้งเป็นภูเขาที่เป็นหินตะกอน หรืออาจเกิด hotspot จากใต้โลกดันเปลือกโลกภาคพื้นสมุทรขึ้นมาเกิดเป็นแนวภูเขาไฟ เช่นแนวภูเขาไฟที่ฮาวายไง

เมื่อแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นสมุทรเคลื่อนที่เข้าปะทะกัน แผ่นเปลือกโลกหนึ่งก็จะมุดตัวลงไปใต้แผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่ง เช่นเดียวกับที่เกิดแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นสมุทร-ภาคพื้นทวีป เคลื่อนตัวเข้าหากัน ดังที่ได้อธิบายไปแล้ว ส่วนที่ต่างกันนั้นอยู่ที่การสะสมตัวของแมกมาและการเกิดระเบิดของภูเขาไฟนั้น จะเกิดที่พื้นมหาสมุทร และถ้าเกิดภูเขาไฟระเบิดต่อๆกัน ในที่สุดก็สามารถทำให้เกิดเป็นเกาะใหม่ขึ้นมาในมหาสมุทร เกาะใหม่ที่เกิดขึ้นนี้ประกอบด้วยเกาะภูเขาไฟ หลายๆเกาะเป็นแนวภูเขาไฟ ซึ่งเรียกว่า volcanic Island arcs เกาะภูเขาไฟเหล่านี้มักจะอยู่ห่างจากแกนของร่องลึก (trench axis) ประมาณ 200-300 กม.

The Ring of Fire =”วงแหวนแห่งไฟ” หมายถึง แนวภูเขาไฟที่ผุดขึ้นมาคู่กับร่องลึกเป็นแถบที่มีการเกิดแผ่นดินไหว และภูเขาไฟระเบิด ในบริเวณขอบมหาสมุทรแปซิฟิก ซึ่งเป็นแนวเพลตเทคโทนิก (Tectonic Plates) และเขตภูเขาไฟคุกรุ่น (ในโลกมีแผ่นเทคโทนิกทั้งสิ้น 12 แผ่น เป็นแนวที่จะเกิดการเคลื่อนไหว อันเกิดจากความร้อนภายในโลก ทั้งการขยายตัวและหดตัว รวมถึงการเคลื่อนไหวของแมกมาอย่างฉับพลัน)

จากการศึกษาพบว่ามากกว่าร้อยละ 75 ของภูเขาไฟบนโลก คือ ประมาณ 637 ลูก จาก 850 ลูก เป็นภูเขาไฟที่ยังมีพลังอยู่และอยู่ในบริเวณที่เรียกว่า “วงแหวนของไฟ” (Ring of Fire) บริเวณตั้งแต่ทางตอนใต้ของประเทศซิลีขึ้นไปทางขอบตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ อเมริกาเหนือ ถึงรัฐอาลาสกา โค้งไปยังตะวันออกของเอเชีย จากไซบีเรีย ลงไปจนถึงนิวซีแลนด์ และที่เหลืออีกร้อยละ 20 คือ ภูเขาไฟในอินโดนีเซีย และภูเขาไฟในญี่ปุ่น หมู่เกาะอาลิวเชียน และอเมริกากลางเป็นเขตที่มีภูเขาไฟที่ยังมีพลังอยู่ทั้งหมด เรามักพบว่าภูเขาไฟมักอยู่ตามขอบของแผ่นทวีป ซึ่งขอบเขตของ “วงแหวนของไฟ” นั้นเป็นบริเวณขอบทวีประหว่างแผ่นทวีปแปซิฟิก (Pacific Plates) กับแผ่นทวีปโดยรอบมหาสมุทรแปซิฟิก ส่วนภูเขาไฟที่ยังมีพลังอื่นๆ ได้แก่ เขตทะเลเมดิเตอร์เรเนียน และเกาะไอซ์แลนด์ พบว่าอยู่บริเวณขอบแผ่นทวีปเช่นเดียวกัน