จัดหมวดหมู่คำศัพท์ : ธรณีภาค เปลือกโลก ฐานธรณีภาค เนื้อโลก มัชฌิมาภาค แก่นโลก ฯลฯ
เชื่อว่าหลายๆ คนที่เคยเรียนเรื่อง โครงสร้างภายในโลก (Earth’s Interior) ผ่านมา คงจะมีคำศัพท์หรือตัวละครอยู่ในหัวติดมาบ้างพอสมควร ไม่ว่าจะเป็น เปลือกโลก เนื้อโลก แมนเทิล ธรณีภาค ฐานธรณีภาค มัชฌิมาภาค เปลือกโลกชั้นนอก เปลือกโลกชั้นใน หรือแม่กระทั่ง เปลือกโลกเฉยๆ ปัญหาสาธารณะที่ทุกคนจะมีร่วมกันของคนที่ผ่านหลักสูตรนี้มาก็คือ สรุปแล้วคำพวกนี้มันจัดหมวดหมู่กันอยู่แบบไหน เพราะดูคร่าวๆ แมนเทิล ก็เหมือน เนื้อโลก เหมือนฐานธรณีภาค ส่วน เปลือกโลก กับ ธรณีภาค มันต่างกันยังไงแล้วทำไมตำราบางเล่มก็แบ่งไว้แค่ แก่นโลก แต่บางครั้งบางเล่ม ก็แบ่งย่อยได้อีกว่ามีทั้ง แก่นโลกชั้นนอก และ แก่นโลกชั้นใน บางคนก็ถึงกับงง ว่าเราควรจะใช้คำไหนกันแน่ (เช่น เปลือกโลก หรือ ธรณีภาค) เพราะทั้งสองคำก็อยู่ในชั้นเดียวกัน และที่สำคัญมันก็อยู่ในโลกใบเดียวกัน
ผู้เขียนเฉลยให้เลยก็ได้ เรื่องของเรื่องมันมีอยู่ว่าโครงสร้างภายในโลกสามารถแบ่งได้จากคุณสมบัติที่แตกต่างกัน 2 อย่าง คือ 1) คุณสมบัติทางกายภาพ (คลื่นไหวสะเทือน) และ 2) คุณสมบัติทางเคมี (สัดส่วนหรือองค์ประกอบแร่) ซึ่งก่อนอื่นใครที่ลืมไปแล้วเกี่ยวกับการแบ่งโครงสร้างต่างๆ ภายในโลก ผู้เขียนแนะนำให้กลับไปทบทวนการแบ่งจากทั้ง 2 บทความนี้กันก่อนนะครับ
เพิ่มเติม การแบ่งจากคุณสมบัติทางกายภาพ : เขาใช้อะไรแบ่งโลกเป็นชั้นๆ (เปลือกโลก . เนื้อโลก . แก่นโลก)
เพิ่มเติม การแบ่งจากคุณสมบัติทางเคมี : ไส้ในโลก : กับการคาดเดาองค์ประกอบของแต่ละชั้น
ซึ่งการแบ่งทั้ง 2 แบบนี้ จะให้รอยต่อของชั้นภายในโลกคล้ายกันแต่ก็ไม่เหมือนกันเลยซะทีเดียว และคำต่างๆ ที่กล่าวมาในข้างต้น ก็จะถูกใช้เป็นตัวแทนชั้นต่างๆ อย่างเป็นระบบ เรียกว่า ค่ายใครค่ายมัน ซึ่งก็มัดรวม ขมวด สรุปได้ตามรูปด้านล่างนี้
1) ธรณีภาค = เปลือกโลก + ส่วนบนสุดของเนื้อโลกตอนบน
ชั้นธรณีภาค (lithosphere) เป็นชั้นนอกสุดของโลก ประกอบด้วย 1) เปลือกโลก (crust) และ 2) ส่วนบนสุดของเนื้อโลก (uppermost mantle) ซึ่งมีคุณสมบัติเย็นและมีสถานะเป็นของแข็ง (rigid) มีความหนารวม 100-300 กิโลเมตร โดยในส่วนของเปลือกโลกนั้นแบ่งย่อยเป็น 2 ประเภท คือ
- เปลือกทวีป (continental crust) ส่วนใหญ่มีองค์ประกอบโดยรวมเป็นหินแกรนิต มีความหนาเฉลี่ย 33-35 กิโลเมตร และมีความหนาแน่น 2.7 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
- เปลือกสมุทร (oceanic crust) มีองค์ประกอบโดยรวมเป็นหินบะซอลต์ มีความหนาเฉลี่ย 5-8 กิโลเมตร และมีความหนาแน่น 3 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
อย่างที่ทราบกันดีว่าชั้นธรณีภาค ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นของแข็ง ถูกแบ่งออกจากชั้นอื่นๆ ด้านล่าง จากการเปลี่ยนแปลงความเร็วของคลื่นไหวสะเทือน (seismic wave) ซึ่งการเปลี่ยนแปลงความเร็วของคลื่นที่ระดับความลึกนั้น เรียกว่า ความไม่ต่อเนื่องโมโฮโรวิซิค (Mohorovičić Discontinuity) หรือที่เรียกกันติดปากสั้นๆ ว่า ชั้นโมโฮโดยผลจากการศึกษาคลื่นไหวสะเทือนทั่วโลกพบว่าบริเวณต่างๆ ของโลกมีความหนาของชั้นเปลือกโลกที่แตกต่างกันระหว่าง 5-70 กิโลเมตร และนักวิทยาศาสตร์ก็เชื่อว่าลึกไปกว่านี้ วัสดุจะเปลี่ยนสถานะจากการเป็นธรณีภาคของแข็ง เข้าสู่ดินแดน ฐานธรณีภาค (asthenosphere) ซึ่งมีสถานะเป็นพลาสติก
อย่างไรก็ตาม จากการที่หลายพื้นที่ทั่วโลกพบ หินแปลกปลอม (xenolith) ที่ถูกอม ติดสอยห้อยตามมากับหินภูเขาไฟอย่างหินบะซอล์ต โดยหินแปลกปลอมนั้นส่วนใหญ่มักจะมีองค์ประกอบเป็น แร่เพอริโดไทต์ (peridotite) ซึ่งหากจำแนกตามคุณสมบัติทางเคมีของแร่แล้ว แร่ดังกล่าวจะมีศักดิ์เป็น เนื้อโลก (mantle) แต่ที่น่าแปลกและสำคัญ คือ หินแปลกปลอมเพอริโดไทต์เหล่านั้น กลับมีสถานะเป็นของแข็งที่ถูกอมขึ้นมา นักวิทยาศาสตร์จึงเชื่อว่าใต้เปลือกโลกน่ามีส่วนที่เป็นเนื้อโลกและมีสถานะเป็นของแข็งรองรับอยู่ ทำให้การศึกษาหรือแบ่งชั้นของโลกโดยใช้คลื่นไหวสะเทือน ที่แบ่งความลึกตามสถานะ (ของแข็ง) นั้นรวมเอาส่วนของเปลือกโลกและเนื้อโลกตอนบนสุด ไว้ด้วยกัน นี่จึงเป็นสาเหตุที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์กำหนดว่า ชั้นธรณีภาค (lithoshpere) ของแข็ง ประกอบไปด้วยชั้นที่มีองค์ประกอบทางเคมีเป็นแบบ เปลือกโลก (crust) บวกกับ เนื้อโลก (mantle) ชั้นบนสุด
อีกเกร็ดความรู้ที่อยากจะเล่าสู่กันฟัง คือ ปัจจุบันมีความพยายามที่จะศึกษาความหนาของเปลือกโลกหรือความลึกของชั้นโมโฮ ตามที่ต่างๆ ทั่วโลก ซึ่งในการศึกษาความลึกของชั้นโมโฮดังกล่าว มีเทคนิคการศึกษาอยู่ 2 แนวทาง คือ 1) การวิเคราะห์ชั้นโมโฮจากคลื่นไหวสะเทือน (Seismological Moho) และ 2) การวิเคราะห์ชั้นโมโฮจากคุณสมบัติอุณหภูมิและความดัน ของแร่ในหินแปลกปลอม (Petrological Moho) ซึ่งโดยภาพรวมของผลการศึกษาทั่วโลกพบว่า Seismological Moho จะให้ความลึกชั้นโมโฮที่มากกว่า การศึกษาโดยเทคนิค Petrological Moho อยู่นิดหน่อย และนี่ก็เป็นเครื่องยืนยันว่าชั้นธรณีภาคประกอบไปด้วยเปลือกโลกและเนื้อโลกตอนบนสุดที่มีสถานะเป็นของแข็ง
2) ฐานธรณีภาค = เนื้อโลกตอนบน – ส่วนบนสุดของเนื้อโลกตอนบน
ชั้นฐานธรณีภาค (asthenosphere) รองรับอยู่ใต้ชั้นธรณีภาค มีคุณสมบัติเป็นพลาสติก (plastic) ประกอบด้วยส่วนที่เป็นส่วนล่างของ เนื้อโลกตอนบน (upper mantle) มีความหนาเฉลี่ย 350-500 กิโลเมตร มีคุณสมบัติร้อน (อุณหภูมิประมาณ 600-1,000OC) หนืดและนิ่ม มีการเคลื่อนที่แบบหมุนเวียนของเนื้อโลกด้วยกลไก การพาความร้อน (convection) มีความหนาแน่นประมาณ 3.3 กรัม/เซนติเมตร นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่า ในชั้นนี้น่าจะมีองค์ประกอบเหมือนกับหินเพอริโดไทต์ โดยชั้นฐานธรณีภาคจะถูกแบ่งจากชั้นถัดไปด้านล่างด้วย ชั้นเปลี่ยนโซน (Transitional Zone) ซึ่งอยู่ลึกลงไปในตัวโลก 400-700 กิโลเมตร
3) มัชฌิมาภาค = เนื้อโลกตอนล่าง
ชั้นมัชฌิมาภาค (mesosphere) มีคุณสมบัติเป็นของแข็ง (rigid) มีความหนา 500-2,900 กิโลเมตร ประกอบด้วยส่วนที่เป็น เนื้อโลกตอนล่าง (lower mantle) มีความหนาแน่นประมาณ 5.5 กรัม/เซนติเมตร และมีอุณหภูมิเฉลี่ยประมาณ 1,000-3,500 OC เชื่อว่าชั้นนี้มีองค์ประกอบเหมือนเนื้อโลกชั้นบน แต่มีสถานะเป็นของแข็งที่ร้อนมากและเคลื่อนตัวอย่างเชื่องช้า โดยชั้นมัชฌิมาภาคถูกแบ่งออกจากชั้นที่อยู่ลึกลงไปด้วย ความไม่ต่อเนื่องกูเต็นเบิร์ก (Gutenberg Discontinuity) ซึ่งประเมินว่าอยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 2,900 กิโลเมตร จากพื้นผิว
4) แก่นโลกชั้นนอก = แก่นโลก
แก่นโลกชั้นนอก (outer core) มีความหนา 2,900-5,150 กิโลเมตร มีคุณสมบัติเป็นของเหลว (liquid) มีอุณหภูมิสูง 1,000 – 3,500 OC มีความหนาแน่น 10 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าน่าจะมีองค์ประกอบเป็นเหล็กที่หลอมละลาย เนื่องจากหลักฐานที่คลื่นทุติยภูมิ (S-wave) ไม่สามารถวิ่งผ่านชั้นนี้ได้ การหมุนเวียนของมวลเหล็กหลอมเหลวในชั้นนี้ เป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิด สนามแม่เหล็กโลก (earth’s magnetic field) โดยแก่นโลกชั้นนอกถูกแบ่งออกจากชั้นที่ลึกลงไปด้วย ความไม่ต่อเนื่องเลห์มัน (Lehman Discontinuity) ในระดับความลึกประมาณ 5,000 กิโลเมตร
5) แก่นโลกชั้นใน = แก่นโลก
แก่นโลกชั้นใน (inner core) เป็นชั้นในสุดภายในโลกที่นักวิทยาศาสตร์ได้แบ่งเอาไว้ มีองค์ประกอบเป็นเหล็กและนิเกิลในสถานะของแข็ง (rigid) ซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 5,000OC มีความหนาแน่น 12 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร อยู่ระหว่างความลึก 5,000-6,370 กิโลเมตร
. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth