Learn

มหาสมุทรและเทคนิคการหยั่งความลึก

โลกประกอบด้วยแผ่นดินประมาณ 29% ของพื้นผิวโลกทั้งหมด ส่วนที่เหลืออีก 71% หรือคิดเป็นพื้นที่ประมาณ 361×106 ตารางกิโลเมตร นั้นเป็นส่วนของมหาสมุทร โดยซีกโลกเหนือถือเป็น ซีกโลกแห่งแผ่นดิน (land hemisphere) ในขณะที่ซีกโลกใต้ เรียกว่า ซีกโลกแห่งน้ำ (water hemisphere)

นักวิทยาศาสตร์จำแนกมหาสมุทรหลักๆ ออกเป็น 4 มหาสมุทร คือ 1) มหาสมุทรแปซิฟิก (Pacific Ocean) มีพื้นที่ 181.34×106 ตารางกิโลเมตร (46% ของพื้นที่มหาสมุทรทั้งหมด) เป็นมหาสมุทรที่มีพื้นที่กว้างและลึกมากที่สุด 2) มหาสมุทรแอตแลนติก (Atlantic Ocean) มีพื้นที่ 106.57×106 ตารางกิโลเมตร (23%) มีความลึกไม่มากนัก 3) มหาสมุทรอินเดีย (Indian Ocean) มีพื้นที่ 74.1×106 ตารางกิโลเมตร (20%) มีพื้นที่โดยส่วนใหญ่อยู่ทางซีกโลกใต้ และ 4) มหาสมุทรอาร์คติก (Arctic Ocean) มีพื้นที่ประมาณ 7% ของมหาสมุทรแปซิฟิก

มหาสมุทรของโลก

โลกได้ชื่อว่าเป็นดาวเคราะห์แห่งน้ำ เนื่องจากมีพื้นที่ที่ปกคลุมด้วยน้ำมากกว่าพื้นทวีป

สืบเนื่องจากมหาสมุทรนั้นมีพื้นที่กว้างและมีความลึกมาก นักวิทยาศาสตร์จึงต้องพัฒนาเทคนิคและเครื่องมือการสำรวจพื้นมหาสมุทรให้การตรวจวัดระดับพื้นมหาสมุทรนั้นทำได้สะดวกขึ้นและรวดเร็วขึ้น โดยในปัจจุบัน เทคนิคในการหยั่งความลึกของมหาสมุทรแบ่งย่อยเป็น 3 ชนิด

1) การหยั่งความลึกด้วยเชือก

การหยั่งความลึกด้วยเชือก (rope sounding) เป็นเทคนิคที่ใช้มาตั้งแต่เริ่มสำรวจความลึกของพื้นมหาสมุทรโดยการใช้เชือกหรือเส้นลวดที่มีลูกตุ้ม (โดยส่วนใหญ่เป็นตะกั่ว) ถ่วงน้ำหนัก หย่อนลงไปในมหาสมุทรและตรวจวัดความยาวของเชือกเมื่อลูกตุ้มนั้นถึงพื้นมหาสมุทร

(ซ้าย) เชือกและลูกตุ้มตะกั่วที่ใช้ในการหยั่งความลึกของพื้นมหาสมุทร (ขวา) แผนที่มหาสมุทรแอตแลนติกแสดงความลึกของมหาสมุทร (bathymetry) สำรวจโดย ลาเวนค์ ดับเบิ้ลยู มอร์เลย์ (Morley L.W.) ในปี พ.ศ. 2392 (ที่มา : www.marinersmuseum.org; www.whoi.edu)

การหยั่งความลึกวิธีนี้มีข้อจำกัด คือ ไม่สามารถได้ข้อมูลที่ละเอียดอย่างต่อเนื่อง ไม่สามารถตรวจวัดในบริเวณที่มีความลึกมากได้และบริเวณที่ตรวจวัดต้องไม่มีกระแสน้ำและลมที่รุนแรง เนื่องจากจะทำให้ค่าความลึกที่ตรวจวัดได้คลาดเคลื่อนไปจากความเป็นจริง เนื่องจากกระแสน้ำและลมจะพัดเรือให้เคลื่อนที่ทำให้เรือย้ายตำแหน่ง และเส้นเชือกที่หย่อนลงไปนั้นไม่อยู่ในแนวดิ่ง ทำให้ได้ค่าความลึกมากกว่าที่เป็นจริง

2) การหยั่งความลึกด้วยคลื่นเสียงสะท้อน

การหยั่งความลึกด้วยคลื่นเสียงสะท้อน (echo sounding) เป็นวิธีหยั่งความลึกที่ถูกพัฒนาในเวลาต่อมา เพื่อให้การตรวจวัดนั้นละเอียดและแม่นยำมากขึ้น โดยใช้เทคนิคการส่งสัญญาณคลื่นเสียงจากเรือลงไปในมหาสมุทร เมื่อคลื่นเสียงเดินทางถึงพื้นมหาสมุทรจะสะท้อนกลับมาที่เครื่องตรวจรับ ทำให้สามารถคำนวณเป็นระยะทางที่เสียงเดินทางไปและสะท้อนกลับมาได้

(บน) เทคนิคการหยั่งความลึกของพื้นมหาสมุทร เช่น การหยั่งความลึกด้วยคลื่นเสียงสะท้อนและคลื่นไหวสะเทือน (ล่าง) ผลการสำรวจพื้นมหาสมุทรและชั้นตะกอนใต้พื้นมหาสมุทรจากเทคนิคคลื่นไหวสะเทือน

วิธีนี้มีข้อจำกัด เช่น เมื่อทะเลมีคลื่นสูงอาจทำให้การคำนวณผิดพลาด ความแตกต่างของอุณหภูมิและความเค็มซึ่งสัมพันธ์กับความหนาแน่นของน้ำทำให้เกิดการหักเหของคลื่นเสียงตามความแตกต่างของความหนาแน่นของน้ำ ดังนั้นการตรวจวัดด้วยวิธีนี้จึงต้องมีการปรับแก้ปัจจัยต่างๆ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่มีความถูกต้องและแม่นยำมากขึ้น

3) การหยั่งความลึกด้วยคลื่นไหวสะเทือน

การหยั่งความลึกด้วยคลื่นไหวสะเทือน (seismic sounding) เป็นการหยั่งความลึกของพื้นมหาสมุทรโดยใช้คลื่นไหวสะเทือนจากการจุดระเบิด โดยเมื่อคลื่นไหวสะเทือนเดินทางลงสู่พื้นมหาสมุทรในระดับความลึกต่างๆ จะสะท้อนกลับมาที่เครื่องรับสัญญาณบนเรือ ข้อมูลในการเดินทางของคลื่นไหวสะเทือนสามารถน้ำมาคำนวณหาความลึกได้ ซึ่งนอกจากความลึกแล้วยังได้ข้อมูลความหนาของชั้นหินใต้พื้นมหาสมุทรด้วย ซึ่งวิธีนี้เป็นที่นิยมในการสำรวจแหล่งแร่หรือปิโตรเลียมในมหาสมุทร แต่มีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง

เรือสำรวจพร้อมอุปกรณ์การหยั่งความลึกด้วยคลื่นไหวสะเทือน

ผลจากการสำรวจและหยั่งความลึกของพื้นมหาสมุทรอย่างต่อเนื่องจนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างแผนที่แสดง ระดับความลึกของมหาสมุทร (bathymetry) ซึ่งความลึกของมหาสมุทรนั้นจะเปลี่ยนแปลงจาก 0 กิโลเมตร ตามแนวชายฝั่งถึงประมาณ 11 กิโลเมตร ตามแนวร่องลึกของแผ่นเปลือกโลก

แผนที่แสดงระดับความลึกของมหาสมุทร (bathymetry) ทั่วโลก

โดยภาพตัดขวางของพื้นมหาสมุทรโดยส่วนใหญ่แสดงลักษณะความลึกเฉพาะในแต่ละพื้นที่แตกต่างกัน ทำให้นักวิทยาศาสตร์จำแนกพื้นมหาสมุทรตามภูมิลักษณ์ (landform) หรือสัณฐานวิทยา (morphology) ออกเป็น 3 ส่วน

ภาพตัดขวางแสดงลักษณะสภาพแวดล้อมและความลึกพื้นมหาสมุทร

1) ขอบทวีป (continental margin) หมายถึง ขอบนอกของแผ่นเปลือกโลกทวีปที่อยู่ใต้น้ำหรือบริเวณที่แผ่นเปลือกโลกทวีปพบกับแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทร

2) แอ่งมหาสมุทร (oceanic basin) หมายถึง ส่วนของแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทร

3) สันเขากลางมหาสมุทร (mid-oceanic ridge) หมายถึง บริเวณกลางมหาสมุทร ซึ่งมีความลึกตลอดจนวัสดุหรือพฤติกรรมทางธรณีวิทยาที่แตกต่างจากแอ่งมหาสมุทร

Share: