เสาหินเหลี่ยม (columnar joint) คือ หนึ่งในหลายๆ รูปแบบของโครงสร้างทางธรณีวิทยา (geological structure) ที่แสดงการแตกอย่างเป็นระบบของมวลหิน โดย ระบบรอยแตก (joint set) ทั่วไป เกิดจากแรงบีบอัด (compression stress) ของแรงทางธรณีแปรสัณฐาน ที่เข้ามากระทำมวลหิน ทำให้หินปริแตกในแนวตั้งฉากกับแนวแรงที่กระทำ ซึ่งส่วนใหญ่ในธรรมชาติ จำนวนครั้งหรือทิศของแรงธรณีแปรสัณฐานจะเข้าบีบอัดหินใดๆ ไม่กิน 1-3 ครั้ง/แนวแรง ทำให้หินทั่วไปมักจะมี ระบบรอยแตก (joint set) ไม่กิน 1-3 แนว

แตกต่างจาก เสาหินเหลี่ยม (columnar joint) ที่รอยแตกเกิดจากแรงดึง (dilation stress) จากการหดตัวของเนื้อหิน อันเนื่องมาจากลาวาเย็นตัวกลายเป็นหินอัคนี หรือหินอัคนีบาดาลค่อยๆ เย็นตัวลง (Spry, 1962) คล้ายกับ ระแหงโคลน (mudcrack) เมื่อน้ำแห้ง (โคลนหดตัวเพราะแห้ง ส่วนหินหดตัวเพราะเย็นลง) โดยรอยแตกจะร้าวจากพื้นผิวหินด้านบนลงมาในเนื้อหินด้านล่าง หรือตั้งฉากกับพื้นผิวของการไหลหลากของลาวาเดิม ทั้งนี้ก็เพราะมวลหินด้านบนคลายความร้อนได้ดีกว่า และเย็นตัวก่อนด้านล่าง

columnar joint มีการแปลเพื่อสื่อความหมายเป็นภาษาไทยหลายคำ เช่น แนวแตกเสาเหลี่ยม (ธรณีวิทยา, 2546) เสาหินเหลี่ยม เสาเหลี่ยม แท่งเสาหิน ฯลฯ

เพิ่มเติม : รอยแยกและรอยเลื่อนของหิน

โดยธรรมชาติ เสาหินเหลี่ยม (columnar joint) สามารถมีแนวรอยแตกหรือหน้าเสา 3-7 ด้าน แต่มักจะมีหน้า 5-6 ด้าน เป็นส่วนใหญ่ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางหลากหลาย ตั้งแต่หลักเซนติเมตร ไปจนถึง 3 เมตร และมีความสูงของเสาได้ถึง 30 เมตร ส่วนใหญ่เป็นเสาตรง ส่วนน้อยก็มีบ้าง ที่เป็นเสาโค้ง

สภาพแวดล้อมการเกิด

เสาหินเหลี่ยม (columnar joint) มักเกิดกับ หินอัคนีภูเขาไฟ (volcanic rock) ที่เย็นตัวมาจากลาวาไหลหลาก โดยเสาหินเหลี่ยมจะพบมากที่สุดใน หินบะซอลต์ (basalt) จนบางครั้งเราจะเรียกการจนติดปากว่า เสาหินเหลี่ยมบะซอลต์ แท่งเสาหินบะซอลต์ แต่ก็พบได้บ้างกับหินอัคนีภูเขาไฟชนิดอื่น อย่าง หินแอนดิไซท์ (andesite) และ หินไรโอไรท์ (rhyolite)

นอกจากนี้แท่งเสาหินยังสามารถเกิดได้กับ หินอัคนีบาดาล (plutonic rock) ที่เกิดในระดับตื้น (ความที่อยู่ตื้น จะช่วยให้หินคลายความร้อน เย็นตัวและหดตัวได้ดี) เช่น 1) ลำหินอัคนี (stock) 2) พนังแทรกชั้นตามยาว (sill) และ 3) พนังแทรกชั้นตามขวาง (dike) เป็นต้น ส่วน มวลหินอัคนีมวลไพศาล (batholith) ซึ่งมักจะอยู่ในระดับลึกใต้ผิวโลก จึงไม่ค่อยพบว่าเกิด เสาหินเหลี่ยม (columnar joint)

เพิ่มเติม : รู้จัก 14 เศษซาก จากการปะทุและแทรกดันของแมกมา

ประเภทเสาหินเหลี่ยม

Tomkeieff (1940), Spry (1962) และ Long and Wood (1986) แบ่งและตั้งชื่อเสาหินเหลี่ยมออกเป็น 2 ประเภท คือ

1) เสาหินเหลี่ยมแนวตั้ง หรือ โคโลนเนด (colonnade) คือ เสาหินเหลี่ยมขนาดสม่ำเสมอตลอดความสูงเสา ตรงและตั้งฉากกับพื้นผิวโลก ส่วนใหญ่มักเกิดอยู่ด้านล่างของมวลหิน (บะซอลต์) โดยมวลหินจะเย็นตัวไล่ลงจากเนื้อในด้านบน ระบบรอยแตก (joint set) จะค่อยๆ ขยายลงมาสู่ด้านล่าง กลายเป็นเสาหินเหลี่ยมที่ตั้งฉากกับพื้นผิว ขนาดของเสาหินเหลี่ยมแต่ละแท่ง จะสะท้อนถึงการไล่ระดับความร้อนและอัตราการเย็นตัวของหินบะซอลต์ เสาหินเหลี่ยมแนวตั้ง สามารถพบได้ทั่วไปทั่วโลก

2) เสาหินเหลี่ยมแนวนอน หรือ เอนทาบลาเทอร์ (entablature) คือ เสาหินเหลี่ยมที่วางตัวเอียงเทไม่ตั้งฉากกับพื้นผิวหิน ส่วนใหญ่มักเป็นเสาหินเหลี่ยมแนวนอน และโดยรวมจะมีขนาดเสาเล็กกว่าเสาหินเหลี่ยมแนวตั้ง และพบได้ยากกว่าเสาหินเหลี่ยมแนวตั้ง

เสาหินเหลี่ยมแนวนอนเกิดในสภาพแวดล้อมที่ลาวาไหลลงในที่ต่ำ และต่อมามีน้ำท่วมขังมวลหิน ทำให้น้ำไหลซึมลงไปในเนื้อหิน ส่งผลให้หินเย็นตัวอย่างรวดเร็ว จากพื้นผิวลงไปสู่เนื้อหินด้านล่าง มวลหินมีอุณหภูมิแตกต่างกัน การหดตัวจึงแตกต่างกันไปในหลายทิศทาง ก่อให้เกิดเสาหินบิดเบี้ยว ในแนวนอนหรือเอียงเทและมีขนาดเล็ก บางครั้งอาจเรียว ไม่เป็นแท่งเสาเหมือนกับเสาหินเหลี่ยมแนวตั้ง ตัวอย่างเช่น เสาหินเหลี่ยมแนวนอนในแม่น้ำโคลัมเบีย (Columbia River) ทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา เสาหินเหลี่ยมแนวนอนในประเทศไอซ์แลนด์และอินเดีย เป็นต้น (Sen and Sabale, 2011)

เกร็ดความรู้ : เสาหินเหลี่ยม

เนื่องจากรูปทรงของ เสาหินเหลี่ยม (columnar joint) มีความละม้ายคล้ายครึ่งกับ ผลึกแร่ควอซ์ต นักธรณีวิทยาในอดีต จึงเคยเชื่อว่าเสาหินเหลี่ยมเกิดจากการตกผลึกของแร่ คล้ายกับการตกผลึกของแร่ควอซ์ต และนำไปกล่าวอ้างเพื่อสนับสนุนทฤษฎี หรือลัทธิในอดีตที่ชื่อว่า ลัทธิเนปจูน (Neptunism) ซึ่งเป็นทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ด้านธรณีวิทยาที่เสนอโดย Abraham Gottlob Werner ในปลายศตวรรษที่ 18 ซึ่งเสนอว่า ในยุคแรกเริ่ม หินเกิดจากการตกผลึกของแร่ธาตุในมหาสมุทร

(ตัวอย่าง) เสาหินเหลี่ยมในประเทศไทย

การใช้ประโยชน์

ปัจจุบันมีหลายที่ ที่นำเสาหินเหลี่ยม มาเพิ่มมูลค่าโดยการตัดขวางเป็นท่อน ในกรณีของเสาหินเหลี่ยมที่มีขนาดเล็กก็ใช้เป็นเก้าอี้นั่ง นำไปวางนอนเพื่อทำบรรได หรือแต่งสวน ส่วนเสาหินเหลี่ยมขนาดใหญ่ ก็ตัดเป็นแผ่นบางเป็นโต๊ะได้ ทำอ่างล้างหน้าได้ ซึ่งมีความสวยงามและเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว

นอกจากนี้ในอดีต ยังพบหลักฐานว่าคนโบราณนเสาหินเหลี่ยมำมาใช้ในการก่อสร้างที่อยู่อาศัย ทั้งนี้เนื่องจากเสาหินเหลี่ยมง่ายต่อการแยกเป็นชิ้น และมีรูปทรงคล้ายเสาเป็นทุนเดิม สะดวกในการนำมาประยุกต์ใช้ในการก่อสร้างแบบต่างๆ ตัวอย่างเช่น แหล่งโบราณคดี กุนุง ปาดัง (Gunung Padang) บนเกาะชวาตะวันตกในประเทศอินโดนีเซีย หรือแม้กระทั่ง แหล่งโบราณคดี วัดเมืองเก่าแสนตุ่ม (วัดเขาโต๊ะโม๊ะ) ต. ประณีต อ. เขาสมิง จ. ตราด ซึ่งยังมีข้อถกเถียงในวงวิชาการว่า เป็นแหล่งโบราณคดีหรือไม่ หรือเป็นเพียงกระบวนการทางธรณีวิทยาธรรมชาติทั่วไป

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth