ธรณีแปรสัณฐาน — May 29, 2007 at 3:29 PM

โครงสร้างภายในโลก (เปลือกโลก-แมนเทิล-แกนโลก)

by
โครงสร้างภายในโลก (เปลือกโลก-แมนเทิล-แกนโลก)
Earth’s Internal Structure (Crust – Mantle – Core)

           โครงสร้างภายในโลก:การศึกษาธรณีแปรสัณฐาน (Tectonics) มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างภายในโลก ตัวอย่างที่ใช้ได้ดีเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกคือการเปรียบโลกของเราเหมือนกับผลไม้ที่มีเมล็ดขนาดใหญ่ เช่น ลูกท้อ หรือ ผลพลัม ซึ่งคนส่วนใหญ่มักจะรู้จักผลไม้เหล่านี้และรู้ดีว่าลักษณะตอนมันถูกผ่าครึ่งเป็นอย่างไร ยิ่งไปกว่านั้นมาตราส่วนขนาดของแต่ละส่วนก็คล้ายกับโครงสร้างโลกด้วย

ถ้าเราผ่าครึ่งผลไม้เราจะเห็นส่วนประกอบภายใน 3 ส่วน คือ
1. เปลือกผิวบางๆ 2. เมล็ดที่อยู่แกนกลาง และ 3. เนื้อผลไม้
เช่นกันเมื่อเราผ่าโลกออกครึ่งหนึ่ง เราก็จะเห็น
1.เปลือกโลกชั้นบางด้านนอกสุด
2.แกนโลกขนาดใหญ่ที่อยู่ตรงแกนกลาง
และ 3. ชั้นแมนเทิลที่ประกอบเป็นเนื้อโลก
เปลือกโลก (Earth’s Crust): เปลือกโลกแบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือเปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทรชั้นบางที่วางตัวอยู่ใต้มหาสมุทรและเปลือกโลกภาคพื้นทวีปชั้นหนาที่วางตัวเป็นแผ่นทวีป เปลือกโลกทั้งสองมีส่วนประกอบที่ต่างกัน โดยเปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทรมีส่วนประกอบหลักเป็นหินบะซอลต์ (basalt) ส่วนเปลือกโลกภาคพื้นทวีปมีส่วนประกอบหลักเป็นหินแกรนิต (granite) การที่เปลือกโลกภาคพื้นทวีปมีความหนาแน่นต่ำทำให้เปลือกโลกภาคพื้นทวีปลอยอยู่เหนือชั้นแมนเทิลที่มีความหนาแน่นสูงกว่าที่วางตัวอยู่ข้างใต้

ชั้นแมนเทิล (Earth’s Mantle): ชั้นแมนเทิลมีส่วนประกอบหลักเป็นหินที่มีปริมาณแร่โอลิวีนสูง ( olivine-rich rock ) อุณหภูมิของชั้นแมนเทิลมีความแตกต่างกันตามความลึก ซึ่งบริเวณที่ติดกับเปลือกโลกจะมีอุณหภูมิต่ำและเพิ่มขึ้นตามความลึก อุณหภูมิสูงสุดพบบริเวณที่ติดกับแกนโลกที่ให้ความร้อน (heat-producing core) การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิตามความลึกอย่างคงที่เรียกว่า ” geotherrmal gradient” ซึ่ง geothermal gradient มีค่าขึ้นอยู่กับชนิดหินแต่ละชนิดและหินแต่ละส่วนของชั้นแมนเทิลที่แบ่งเป็นสองส่วนคือส่วนบน (upper mantle) และส่วนล่าง (lower mantle) หินในชั้นแมนเทิลส่วนบนมีอุณหภูมิต่ำและค่อนข้างเปราะ ในขณะที่หินในชั้นแมนเทิลส่วนล่างมีอุณหภูมิสูงและค่อนข้างอ่อน (แต่ไม่หลอม) หินในชั้นแมนเทิลส่วนบนมีความเปราะมากพอที่จะแตกเมื่อมีแรงมากระทำและก่อให้เกิดแผ่นดินไหวได้ อย่างไรก็ตามหินในชั้นแมนเทิลมีความอ่อนและสามารถไหลได้เมื่ออยู่ภายใต้สภาวะที่มีแรงมากระทำ แมนเทิลชั้นบนและล่างแบ่งโดยบริเวณที่มีลักษณะความเปราะที่น้อยที่สุด

แกนโลก (Earth’s Core): ส่วนประกอบหลักๆ ของแกนโลกคือโลหะผสมระหว่างเหล็กและนิเกิล (iron-nickel alloys) ซึ่งเป็นสัณนิษฐานที่ได้จากการคำนวณความหนาแน่นและความจริงที่ว่าอุกกาบาตทั้งหลายที่ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งจากโครงสร้างข้างในดาวเคราะห์ประกอบด้วยโลหะผสมเหล็กนิเกิล แกนโลกเป็นแหล่งกำเนิดความร้อนเนื่องจากประกอบด้วยวัสดุกัมมันตภาพรังสี (radioactive meterial) ที่ซึ่งปลดปล่อยความร้อนออกมาจากการแตกตัวเพื่อเข้าสู่สถานะที่เสถียรกว่า

แกนโลกแบ่งเป็นสองส่วน คือแกนโลกชั้นนอก (outer core) มีสถานะเป็นของเหลวเนื่องจากอุณหภูมิที่สะสมเพื่อหลอมโลหะผสมเหล็กนิเกิล และแกนโลกชั้นใน (inner core) มีสถานะเป็นของแข็งถึงแม้ว่าจะมีอุณหภูมิที่สูงกว่าแกนโลกชั้นนอกแต่เนื่องจากความกดดันที่สูงมากจากน้ำหนักของหินที่ปิดทับอยู่ด้านบนที่มากพอที่จะทำให้อะตอมมีการจับตัวกันอย่างแน่นหนาทำให้ไม่เกิดสถานะของเหลว

 


Graphic credit: geology.com