บทที่2
โลกและการเปลี่ยนแปลง
โลกและการเปลี่ยนแปลง
2.1 ทฤษฎีทวีปเลื่อนของเวเกเนอร์
พบว่ารูปร่างของทวีปสามารถรวมเข้ากันได้อย่างพอเหมาะแต่ไม่สมบูรณ์ เนื่องจากผลของการกัดเซาะชายฝั่งและการสะสมของตะกอนทำให้ทวีปเปลี่ยนไป
2. หลักฐานจากความคล้ายคลึงกันของกลุ่มหินและแนวภูเขา
รูปแสดงกลุ่มหินและแนวภูเขา
กลุ่มหินที่พบในทวีปอเมริกาใต้ ทวีปแอนตาร์กติการ์ ทวีปแอฟริกาและอนุทวีปอินเดีย เป็นกลุ่มกินที่เกิดในช่วง 359-146ล้านปี และมีการระเบิดของภูเขาไฟเหมือนกัน
3. หลักฐานจากหินที่เกิดจากการสะสมตัวของตะกอนจากน้ำแข็ง
รูปแสดงการสะสมตัวของตะกอนธารน้ำแข็ง
4. หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์
รูปแสดงการค้นพบฟอสซิลของสัตว์ต่างๆในทวีปต่างๆ
2.2 หลักฐานและข้อมูลทางธรณีวิทยา ที่สนับสนุนการเคลื่อนที่ของทวีป
2.2.1 เทือกเขาใต้สมุทร (mid-oceanic ridge)
รูปแสดงเทือกสันเขาใต้สมุทรแอตแลนติก
ลักษณะที่โดดเด่นของพื้นมหาสมุทร คือ ลักษณะเทือกสันเขาใต้สมุทรที่มีฐานกว้างมากเมื่อเปรียบเทียบกับความสูง เช่นเทือกสันเขาใต้มหาสมุทรแอตแลนติกเป็นเทือกเขาจากตอนเหนือถึงตอนใต้ของหมาสมุทร แนวเทือกเขาขนานไปตามรูปร่างของทวีปโดยด้านหนึ่งขนานไปกับชายฝั่งของทวีปอเมริกา และอีกด้านหนึ่งขนานกับชายฝั่งของทวีปยุโรปและแอฟริกา
2.2.2 ร่องลึกก้นสมุทร(trench)
รูปแสดงร่องลึกก้นสมุทร
ร่องลึกก้นสมุทรเกิดเป็นแนวแคบแต่ลึกมาก เช่น ร่องลึกก้นสมุทรมาเรียนา (Mariana trench) มีความลึกประมาณ11กิโลเมตร ร่องลึกก้นสมุทรพบอยู่บริเวณขอบของทวีปบางทวีป เช่น บริเวณด้านตะวันตกของทวีปอเมริกากลาง และอเมริกาใต้ หรือเกิดใกล้กับแนวหมู่เกราะภูเขาไปรุปโค้ง เช่นหมู่เกาะญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์และเกาะสุมาตรา
2.2.3 อายุหินบริเวณพื้นสมุทร
รูปแสดงอายุหินบะซอลต์บริเวณรอยแยกกลางมหาสมุทรแอตแลนติก
บะซอลต์ที่อยู่ไกลจากรอยแยกมีอายุมากกว่าหินบะซอลต์ที่อยู่ใกล้หุบเขาทรุด
นักวิทยาศาสตร์อธิบายได้ว่า เมื่อแผ่นธรณีเกิดรอยแยก แผ่นธรณีจะเกิดการเคลื่อนตัวออกจากกันช้าๆ ตลอดเวลา ในขณะเดียวกันเนื้อของหินบะซอลต์จากส่วนล่างจะแทรกเสริมขึ้นมาตรงรอยแยกเป็นชั้นธรณีภาคใหม่ ทำให้บริเวณรอยแยกเกิดหินบะซอลต์ใหม่เรื่อยๆ ดังนั้นแผ่นธรณีบริเวณเทือกสันเขาใต้สมุทร จึงมีอายุอ่อนที่สุดและแผ่นธรณีใกล้ขอบทวีปจะมีอายุมากกว่า นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่า โลกมีการสร้างชั้นธรณีภาคบริเวณเทือกสันเขาใต้สมุทรขึ้นมาใหม่ตลอดเวลา
2.2.4 ภาวะแม่เหล็กโลกบรรพกาล (palaeomagnetism)
รูปแสดงการกลับขั้วของสนามแม่เหล็กโลก
ภาวะแม่เหล็กโลกบรรพกาล หมายถึง ร่องรอยสนามแม่เหล็กโลกในอดีตมักศึกษาจากหินบะซอลต์ที่มีแร่แมกนีไทต์ (Fe3O4) เป็นองค์ประกอบ ในขณะที่ลาวาบะซอลต์ไหลบนผิวโลกอะตอมของธาตุเหล็กที่อยู่ในแร่แมกนีไทต์จะถูกเหนี่ยวนำโดยสนามแม่เหล็กโลกทำให้มีการเรียงตัวในทิศทางเดียวกับเส้นแรงแม่เหล็กโลก
ภาวะของสนามแม่เหล็กโลกบรรพกาลในบางช่วงเวลาทางธรณีวิทยาเป็นสนามแม่เหล็กแบบกลับขั้ว (Reverse Magnetism) หมายถึง ขั้วเหนือของแม่เหล็กโลกจะอยู่บริเวณใกล้ขั้วโลกใต้และขั้วใต้ของแม่เหล็กโลกจะอยู่บริเวณใกล้ขั้วโลกเหนือ
ความเป็นแม่เหล็กอย่างอ่อนของหิน ซึ่งอาจมีตั้งแต่ตะกอนสะสมตัวหรือขณะหินหนืดกำลังแข็งตัว ในขณะที่เกิดสารแม่เหล็กในเนื้อหินจะวางตัวตามทิศทางสนามแม่โลก ด้วยคุณสมบัติดังกล่าวจึงถูกนำไปใช้หาทิศของขั้วแม่เหล็กโลกในช่วงเวลาต่าง ๆ ของหินและเป็นหลักฐานสำคัญที่สนับสนุนทฤษฎีการขยายตัวของพื้นมหาสมุทร
2.3 กระบวนการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค
รูปแสดงการพาความร้อนในชั้นเนื้อโลก
กระบวนการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีเกิดจากการถ่ายโอนความร้อนภายในโลกซึ่งมีเปลือกโลกที่เป็นของแข็งห่อหุ้มไว้โดยบริเวณส่วนล่างของสันเขาใต้สมุทรจะมีสารร้อนไหลเวียนขึ้นมา เมื่อสารร้อนมีอุณหภูมิลดลงจะมีความหนาแน่นมากขึ้นและมุดตัวลงสู่ชั้นเนื้อโลกบริเวณร่องลึกใต้สมุทร สารร้อนมี การเคลื่อนที่ไหลเวียนเป็นวงจร เรียกว่า วงจรพาความร้อน
ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบรูปแบบที่แน่ชัดของวงจรการพาความร้อนที่ เกิดขึ้นในชั้นเนื้อโลกจึงตั้งสมมติฐานว่า วงจรการพาความร้อนที่เกิดขึ้นอาจมีวงจรเดียวในชั้นเนื้อโลกทั้งหมดหรือเกิดเป็นสองวงจรในชั้นเนื้อโลกตอนบนกับชั้นเนื้อโลกตอนล่างวงจร การพาความร้อนเป็นกระบวนการสำคัญที่ทำให้เปลือกโลกบริเวณกลางมหาสมุทรยกตัวขึ้น หินในเนื้อโลกบริเวณดังกล่าวจะหลอมตัวเป็นแมกมาแทรกดันขึ้นมาบนผิวโลกทำให้เกิดชั้นธรณีภาคใหม่แทรกดันชั้นธรณีภาคเก่าให้เคลื่อนที่ห่างออกไปจากรอยแยก ขณะเดียวก็มีได้มีแรงดึงจากการมุดตัวลงของแผ่นธรณีเนื่องจากความหนาแน่นของแผ่นธรณีแต่ละแผ่นไม่เท่ากันแผ่นที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะจมลงสู่ชั้นเนื้อโลกในเขตมุดตัวทำให้ธรณีเกิดการเคลื่อนที่
2.4 การเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค
แผ่นธรณีภาคแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ แผ่นทวีป และแผ่นมหาสมุทร แผ่นธรณีภาคเหล่านี้มีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา นักวิทยาศาสตร์และนักธรณีวิทยาได้ศึกษารอบต่อของแผ่นธรณีภาคอย่างละเอียด และสามารถสรุปลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคได้ดังนี้1. ขอบแผ่นธรณีภาคแยกออกจากกัน
รูปแสดงการแยกออกจากกันของแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร
2. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนเข้าหากัน
แนวที่แผ่นธรณีภาคเคลื่อนเข้าหากันเป็นได้ 3 แบบ ดังนี้
2.1 แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร
รูปแสดงแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร
2.2 แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป
รูปแสดงแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป
แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรหนักกว่าจะมุดลงใต้ ทำให้เกิดรอยคดโค้งเป็นเทือกเขาบนแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป เช่นที่ อเมริกาใต้แถบตะวันตก แนวชายฝั่งโอเรกอน
2.3 แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปอีกแผ่นหนึ่ง
รูปแสดงแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปอีกแผ่นหนึ่ง
3. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน
รูปแสดงขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน
มักเกิดใต้มหาสมุทร ภาคพื้นทวีปก็มี เนื่องจากการเคลื่อนตัวของแมกมาในชั้นเนื้อโลกไมเท่ากัน ทำให้แผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ไม่เท่ากันด้วย เกิดการเลื่อนผ่านและเฉือนกัน เป็นรอยเลื่อนระนาบด้านข้างขนาดใหญ่