บทที่่ 2

บทที่ 2  โลกและการเปลี่ยนแปลง

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

 หลักฐานและข้อมูลทางธรณีวิทยาที่สนับสนุนการเคลื่อนที่ของทวีป

2.2 หลักฐานและข้อมูลทางธรณีภาค
          จากข้อมูลทางธรณีวิทยาในด้านต่างๆ จากหลักฐานการเปลี่ยนแปลงทางธรณีภาค   และการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของพืชและสัตว์ชนิดเดียวกันและอายุเดียวกันในทวีปต่างๆ  ที่อยู่ห่างไกลกัน   ทำให้เชื่อว่าทวีปต่างๆ   ในปัจจุบันแต่เดิมเป็นแผ่นดินผืนเดียวกันแล้วค่อยๆ แยกออกจากกัน   นักเรียนจะได้ศึกษาแนวความคิดของนักธรณีวิทยาเกี่ยวกับหลักฐานต่างๆ ดังกล่าวนี้ต่อไป

2.2.1 รอยต่อของแผ่นธรณีภาค
         เมื่อพิจารณาแผ่นที่โลกปัจจุบัน   จะพบว่าทวีปแต่ละทวีปมีรูปร่างต่างกัน   ในอดีตทวีปต่างๆ เหล่านี้มีรุปร่างอย่างไร   

ภาพ 2.2   แผนที่แผ่นธรณีภาค   แสดงแนวการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคและลักษณะรอยต่อ

ระหว่างแผ่นธรณีภาคที่ปรากฏอยู่บนโลก

แนวขอบของทวีปต่างๆ ในปัจจุบัน ที่คิดว่าเคยเชื่อมต่อเป็นผืนเดียวกัน

 รอยต่อของแผ่นธรณีภาค   และอายุหินบนเทือกเขากลางมหาสมุทร

          จากภาพ 2.3 จะเห็นว่าลักษณะที่โดดเด่นของแผ่นมหาสมุทรแอตแลนติก ได้แก่ เทือกเขากลางมหาสมุทรซึ่งเป็นเหมือนเทือกเขายาวที่โค้งอ้อมไปต่างรูปร่างของขอบทวีป   ด้านหนึ่งเกือบขนานกับชายฝั่งสหรัฐอเมริกา   และอีกด้านหนึ่งขนานกับชายฝั่งของทวีปยุโรปและแอฟริกา   นอกจากนั้นเทือกเขากลางมหาสมุทร   ยังมีรอยแตกตัวเป็นรอยลึกออกไปตลอดความยาวของเทือกเขาและมีรอยแตกตัดขว้างบนสันเขานี้มากมาย   รอยแตกเหล่านี้เป็นศูนย์กลางของการเกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิด   ส่วนเทือกเขาอื่นๆ เป็นเทือกเขาเล็กๆ ที่กระจัดกระจายอยู่ทั้งทางด้านตะวันตกและตะวันออกของพื้นมหาสมุทรและเมื่อนักเรียนมองขึ้นไปที่ประเทศอังกฤษจะเห็นว่า   ยังคงเป็นเกาะที่อยู่บนไหล่ทวีปที่มีส่วนของแผ่นดินใต้พื้นน้ำต่อเนื่องกับทวีปยุโรป

ภาพ 2.3   เทือกเขากลางมหาสมุทรภาพในกรอบเล็กแสดงลักษณะรอยลึกบนเทือกเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก

และลักษณะของรอยเลื่อนเฉือนระนาบด้านข้างที่ตัดขวางอยู่บนเทือกเขากลางมหาสมุทร

ต่อมาเครื่องมือการสำรวจใต้ทะเลและมหาสมุทรได้รับการพัฒนาอย่างมาก   ดังนั้นการสำรวจมหาสมุทรใหญ่ทั้ง 3 แห่ง   รวมทั้งทะเลใกล้เคียง   เมื่อปี พ.ศ. 2503 จึงได้ข้อมูลด้านธรณีสมุทรศาสตร์ใหม่ที่เป็นประโยชน์ เช่น การพบหินบะซอลต์ที่บริเวณร่องลึก   หรือรอยแยกบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก และยังพบต่อไปอีกว่าหินบะซอลต์ที่อยู่ไกลจากรอยแยกมีอายุมากกว่าหินบะซอลต์ที่อยู่ใกล้รอยแตกหรือในรอยแยก
          จากหลักฐานและข้อมูลดังกล่าวทำให้อธิบายได้ว่า เมื่อเกิดรอยแยก   แผ่นดินจะเกิดการเคลื่อนตัวออกจากกันอย่างช้าๆ ตลอกเวลา   ในขณะเดียวกันแมกมาใต้แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรจะถูกดันแทรกเสริมขึ้นมาตรงรอยแยกแข็งตัวเป็นหินบะซอลต์หรือเป็นเปลือกโลกใหม่   ทำให้ตรงกลางรอยแยกเกิดหินบะซอลต์ใหม่เรื่อยๆ ดังนั้นโครงสร้างและอายุหินรองรับแผ่นธรณีภาคจึงมีอายุอ่อนสุดบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทร   และอายุมากขึ้นเมื่อเข้าใกล้ขอบทวีปดังภาพ 2.4

ภาพ 2.4 อายุของหินบะซอล์บริเวณรอยแยกกลางมหาสมุทรแอตแลนติก

   นอกจากรอยแยกของแผ่นธรณีภาคและอายุหินบนเทือกเขากลางมหาสมุทรแล้ว   ยังมีหลักฐานเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์และหลักฐานอื่นอีกที่ใช้ในการสนับสนุนสมมติฐานที่ว่า   ในอดีตแผ่นธรณีภาคต่างๆ เป็นผืนเดียวกัน


 การค้นพบซากดึกดำบรรพ์


          นักธรณีวิทยาเชื่อว่าซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ   ในแต่ละแผ่นธรณีภาคน่าจะเป็นหลักฐานอย่างหนึ่งที่ใช้ยืนยันเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงธรณีภาคของโลกได้   จึงสำรวจซากดึกดำบรรพ์ของพืชและสัตว์ในทวีปต่าง ๆ และนำมาเทียบเคียงดูว่าเป็นพืชหรือสัตว์ของซีกโลกเหนือหรือซีกโลกใต้   อยู่ในภูมิอากาศร้อนหรือเย็น   ตลอดจนความเหมือนกันของชั้นหินที่พบซากเหล่านั้น   เพราะถ้าเป็นหินที่เคยเกิดอยู่ในพื้นที่เดียวกันมาก่อน   เมื่อแผ่นธรณีภาคแยกออกจากันไปแล้ว   ลักษณะของซากดึกดำบรรพ์และหินก็ควรจะเหมือนกัน
          จากการสำรวจ   พบซากดึกดำบรรพ์ของเฟินชนิดหนึ่งชื่อ กลอสซอพเทอริส (Glossopteris) ที่ทวีปอินเดีย อเมริกาใต้ แอฟริกา ออสเตรเลีย และที่ทวีปแอนตาร์กติกา   ถ้านักเรียนย้อนกับไปดูแผนที่โลกก็จะพบว่าแต่ละทวีปอยู่ไกลกันมากและมีลักษณะภูมิอากาศแตกต่างกัน   แต่ในอดีตยังมีพืชชนิดเดียวกัน   นอกจากยังพบซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลื่อยคลานชื่อ มีโซซอรัส (Mesosuarus) ซึ่งปกติจะดำรงชีวิตอยู่ตามกลุ่มน้ำจืด   แต่กลับมาพบอยู่ในส่วนล่างของทวีปแอฟริกาและอเมริกาใต้ซึ่งเป็นบริเวณที่อยู่ห่างไกลกัน   และอยู่ติดทะเล
          จากหลักฐานการค้นพบพืช กลอสซอพเทอริส และสัตว์เลื้อยคลาน มีโซซอรัส กระจายไปอยู่ในทวีปต่างๆ ที่ห่างไกลกัน   ดังภาพ 2.5
 

 ภาพ 2.5 ซากดึกดำบรรพ์ที่พบในทวีปต่างๆ ในอดีตกาล

หลักฐานอื่นๆ
          

นอกจากหลักฐานต่างๆ   ที่กล่าวมาซึ่งใช้สนับสนุนเพื่อพิสูจน์ทฤษฎีการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาคแล้ว   ยังมีหลักฐานการเปลี่ยนแปลงของอากาศที่ทำให้เกิดการสะสมตัวของตะกอนในบริเวณต่างๆ ของโลก  เช่น หินที่เกิดจากตะกอนธารน้ำแข็ง   ซึ่งควรจะเกิดขึ้นบริเวณขั้วโลก   แต่ปัจจุบันพบหินลักษณะนี้ในบริเวณชายฝั่งทะเลทางตอนใต้ของแอฟริกาและอินเดียเป็นต้น   แสดงว่าแผ่นทวีปทีการเคลื่อนที่หลังจากที่มีการสะสมตะกอนจากธารน้ำแข็งแล้ว
          สนามแม่เหล็กโลกโบราณ (pale magnetism) เป็นหลักฐานอีกอย่างหนึ่งที่ใช้พิสูจน์ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค   โดยใช้หลักฐานที่ว่าในอดีตเหล็กที่เกิดปนอยู่กับแร่อื่นๆ (ก่อนที่จะมีการแข็งตัวกลายเป็นหิน) จะมีการเรียงตัวในรูปแบบที่เกิดจากหารเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กโลกขณะนั้น   ต่อมาเมื่อเกิดจากแข็งตัวเป็นหิน   เหล็กนั้นจะมีสมบัติคล้ายเข็มทิศที่ถูกเก็บฝั่งอยู่ในเนื้อหนเป็นระยะเวลานาน   เมื่อนำตัวอย่างหินซึ่งทราบตำแหน่ง (พิกัด) ที่เก็บ มาวัดหาค่ามุมเอียงเทของชั้นหิน   วัดค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กในห้องปฏิบัติการ   รวมทั้งคำนวณหาค่าต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง จะได้ข้อมูลเบื้องต้นของภาวะแม่เหล็กในอดีตกาล   เช่น ทิศทาง ความเข้มของสนามแม่เหล็กในสมัยนั้น เป็นต้น   เมื่อนำข้อมูลที่ได้มาเขียนกราฟ   จะสามารถหาค่าภาวะแม่เหล็กโบราณได้ ค่าต่างๆ เหล่านี้ถูกนำมาแปลความหมาย   และคำนวณหาตำแหน่งดั้งเดิมของพื้นที่ในอดีตเพื่อยืนยันการเคลื่อนที่ของแผ่นทวีปต่างๆ ได้
          จากหลักฐานต่างๆ ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าทำให้นักธรณีวิทยาได้แนวคิดเกี่ยวกับโลกว่า   จริงๆ แล้วโลกไม่เคยคงสภาพหยุดนิ่ง   มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน   ใช้เวลายาวนานกว่า 250 ล้านปี มีผลให้พื้นผิวโลกชั้นธรณีภาคแบ่งออกเป็นแผ่นธรณีภาคขนาดต่างๆ มากกว่า 10 แผ่น   ทุกแผ่นกำลังเคลื่อนที่
         นักธรณีวิทยาแบ่งแผ่นธรณีภาคของโลกออกเป็น 2 ประเภท คือแผ่นทวีปและแผ่นมหาสมุทร   ซึ่งทั้ง 2 ประเภทรวมกันมีจำนวน 13 แผ่น   ดังภาพ 2.6 แผ่นธรณีภาคเหล่านี้มีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา   

ภาพ 2.6 แผ่นธรณีภาคบริเวณต่างๆ ของโลก

 นักวิทยาสาสตร์และนักธรณีวิทยาได้ศึกษารอยต่อของแผ่นธรณีภาคอย่างละเอียด   และสามารถสรุปลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคได้ดังนี้

 (1) ขอบแผ่นธรณีภาคแยกออกจากกัน 
          เป็นแนวขอบของแผ่นธรณีภาคที่แยกออกจากัน   อันเนื่องมาจากการดันตัวของแมกมาในชั้นธรณีภาค   ทำให้เกิดรอยแตกในชั้นหินแข็ง   จนแมกมาสามารถถ่ายโอนความร้อนสู่ชั้นเปลือกโลกได้อุณหภูมิและความดันของแมกมาจึงลดลงเป็นผลให้เปลือกโลกตอนบนทรุดตัวกลายเป็นหุบเขาทรุด ดังภาพ 2.7

ภาพ 2.7 การแยกออกจากกันของแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีป

ในระยะเวลาต่อมาเมื่อน้ำไหลมาสะสมเกิดเป็นทะเล   และเกิดเป็นรอยแตกจนเป็นร่องลึก   เมื่อแมกมาเคลื่อนตัวแทรกขึ้นมาตามรอยแตก   จะทำให้แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรเคลื่อนตัวแยกออกไปทั้งองข้าง   พื้นทะเลจะขยายกว้างออกไปทั้งสองด้านเรียกกระบวนการนี้ว่า การขยายตัวของพื้นทะเล (sea floor spreading)    และปรากฏเป็นเทือกเขากลางมหาสมุทร   ดังภาพ 2.8 เช่น บริเวณทะเลแดง   รอยแยกแอฟริกาตะวันออก   อ่าวแคลิฟอร์เนีย   มีลักษณะเป็นหุบเขาทรุด   ทีร่องรอยการแยก   เกิดแผ่นดินไหวตื้นๆ มีภูเขาไฟและลาวาไหลอยู่ใต้มหาสมุทร

ภาพ 2.8 การแยกออกจากกันของแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร

(2) ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนเข้าหากัน
          แนวที่แผ่นธรณีภาคชนหรือมุดซ้อนกันเป็นไปได้ 3 แบบ   คือ แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร  แผ่นธรณีภาคหนึ่งจะมุดลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง   ปลายของแผ่นที่มุดลงจะหลอมตัวกลายเป้นแมกมาและปะทุขึ้นมาบดแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร   เกิดเป็นภูเขาไฟกลางมหาสมุทร เช่น ที่หมู่เกาะมาริอานาส์ อาลูเทียน ญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์   จะมีลักษณะเป็นร่องใต้ทะเลลึก   มีแนวการเกิดแผ่นดินไหวตามขอบแผ่นธรณีภาคลึกลงไปถึงชั้นเนื้อโลก   รวมทั้งมีภูเขาไฟที่ยังมีพลัง ดังภาพ 2.9

ภาพ 2.9 การชนกัน ระหว่างแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร

แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกันแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีป    แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรซึ่งหนักกว่าจะมุดลงใต้แผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีป   ทำให้เกิดรอยคดโค้งเป็นเทือกเขาบนแผ่นธรณีภาค   ภาคพื้นทวีป เช่น ที่อเมริกาใต้ แถบตะวันตก   แนวชายฝั่งโอเรกอน จะมีลักษณะเป็นร่องใต้ทะเลลึก   ตามแนวขอบทวีปมีภูเขาไฟปะทุในส่วนที่เป็นแผ่นดิน  เกิดเป็นแนวภูเขาไฟชยฝั่ง เกิดแผ่นดินไหวรุนแรง ดังภาพ 2.10

ภาพ 2.11 การเคลื่อนที่เข้าหากัน ระหว่างแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีปกับแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีป

(3) ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน

เนื่องจากอัตราการเคลื่อนตัวของแมกมาในชั้นเนื้อโลกไม่เท่ากัน   ทำให้แผ่นธรณีภาคในแต่ละส่วนมีอัตราการเคลื่อนที่ไม่เท่ากัน   ทำให้เปลือกโลกใต้มหาสมุทรและบางส่วนของเทือกเขาใต้สมุทรไถลเลื่อนผ่านและเฉือนกัน   เกิดเป็นรอยเลื่อนเฉือนระนาบด้านข้างขนาดใหญ่ขึ้น   สันเขากลางมหาสมุทรถูกรอยเลื่อนขึ้นตัดเฉือนเป็นแนวเหลื่อมกันอยู่   มีลักษณะเป็นแนวรอยแตกแคบยาวมีทิศทางตั้งฉากกับเทือกเขากลางสมุทรและหรือร่องใต้ทะเลลึก   ระหว่างขอบของแผ่นธรณีภาคที่ซ้อนเกยกัน   ในบริเวณภาคพื้นทวีปหรือมหาสมุทร ดังภาพ 2.12 เช่นรอยเลื่อนซานแอนเดรียส ประเทศสหรัฐอเมริกา รอยเลื่อนอัลไพน์ ประเทศนิวซีแลนด์

 

ภาพ 2.12 การเคลื่อนที่ผ่านสวนกันของแผ่นธรณีภาค

คำถามทบทวนน๊ะจ๊ะ

1. หลักฐานที่แสดงว่าทวีปต่าง ๆ เคยเชื่อมต่อกันมีอะไรบ้าง
2. นักเรียนเข้าใจเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของทวีปอย่างไร ให้อธิบายและยกตัวอย่างหลักฐานหรือข้อมูลที่นักวิทยาศาสตร์ใช้เป็นเหตุผลสนับสนุน
3. เพราะเหตุใดปรากฏการณ์ภูเขาไฟระเบิดและแผ่นดินไหว มักเกิดตามเขตมุดตัวของแผ่นธรณี
4. รอยคดโค้ง รอยแตก รอยเลื่อนในหินมีลักษณะเหมือนกันหรือไม่ และเกิดขึ้นได้อย่างไร
5. จากแนวการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีต่าง ๆ จะมีผลต่อภูมิประเทศของโลกอย่างไรในอนาคต

เฉลยยย  ซื่อสัตย์ด้วยน้าา...

ตอบ  1. หลักฐานจากรอบต่อทวีป 2. หลักฐานจากการคล้ายคลึงของกลุ่มหินและภูเขา 3. หลักฐานจากหินที่เกิดจากการสะสมตัวของตัวของตะกอนจากธารน้ำแข็ง 4. หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์
ตอบ   2.เกิดจากการถ่ายโอนความร้อนภายในโลก โดยมีวงจรความร้อนเป็นกระบวนการสำคัญ ทำให้เปลือกโลกบริเวณมหาสมุทรยกตัวหนี้ หินในเนื้อโลกจะหลอมเหลวเป็นแมกมา แทรกขึ้นมาบริเวณผิวโลก ทำให้เกิดชั้นธรณีภาคใหม่ ทำให้แผ่นธรณีเกิดการเคลื่อนที่
ตอบ    3. บริเวณนี้มีการหมุนตัวของแผ่นธรณี หินบริเวณดังกล่าวจะได้รับแรงกระทำตลอดเวลา ทำให้หินตอบสนองต่อแรง โดยเปลี่ยนลักษณะและปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบเคลื่อนไหวสะเทือนทำให้เกิดแผ่นดินไหว
ตอบ  4. ไม่เหมือนกัน รอบคดโค้งเป็นการเปลี่ยนลักษณะของชั้นหินที่มีสมบัติเป็นพลาสติก ส่วนรอบเลื่อนระนาบรอยแตกตัดผ่านหิน ซึ่งมีการเคลื่อนที่ผ่านกัน
ตอบ  5. การที่แผ่นธรณีอินเดีย – ออสเตรเลีย ชนกับแผ่นดินยูเรเซีย ทำให้เกิดเทือกเขาหิมาลัย และเทือกเขาหิมาลัยจะมีแนวโน้มสูงขึ้นเรื่อย ๆ