เรียนรู้

สันเขา (ridge) – เนินเขา (rise) ใต้มหาสมุทร

หากใครเคยร่ำเรียนหรือแวะเวียนเข้ามาในวงการ ธรณีวิทยา (Geology) ธรณีแปรสัณฐาน (Tectonic) หรือ สมุทรศาสตร์ (Oceanography) ก็จะพอรู้ว่า พื้นมหาสมุทร (ocean floor) ไม่ได้มีรูปร่างเหมือนชามก๋วยเตี๋ยว ที่ขอบทวีปหรือริมฝั่งจะตื้นมากๆ และห่างออกไปกลางมหาสมุทรจะลึกที่สุด เพราะด้วยเทคนิคการหยั่งความลึกพื้นมหาสมุทรที่ทันสมัยในปัจจุบัน ทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่า บริเวณกลางมหาสมุทร จะมีแนวเทือกเขา (สันเขา หรือ เนินเขา) ยาวเป็นพันๆ กิโลเมตร นอนทอดตัวอยู่ ทำให้กลางมหาสมุทรจะตื้นกว่าปกติที่ควรจะเป็น ซึ่งเราจะเรียกแนวเทือกเขานี้กันอย่างติดปากว่า สันเขากลางมหาสมุทร (mid-oceanic ridge หรือ MOR)

เพิ่มเติม : มหาสมุทรและเทคนิคการหยั่งความลึก

สันเขากลางมหาสมุทรที่สำคัญของโลก

การเกิดสันเขากลางมหาสมุทร

สันเขากลางมหาสมุทร (mid-oceanic ridge) คือ แนวเทือกเขาใต้ทะเล มีความสูงกว่า ที่ราบมหาสมุทร (abyssal plain) ประมาณ 1-3 กิโลเมตร แอ่นเหมือนกับหลังคาหน้าจั่ว กว้างประมาณ 1,000 กิโลเมตร ทอดตัวเป็นแนวยาว รวมทุกมหาสมุทรยาวกว่า 65,000 กิโลเมตร

ในทางธรณีวิทยา แนวเทือกเขาใต้มหาสมุทรเหล่านี้ เป็น แหล่งกำเนิดของแมกมาและภูเขาไฟ ซึ่งแผ่นเปลือกโลกมหาสุทรจะถูกสร้างขึ้นมาใหม่อยู่ตลอดเวลา จากแมกมาที่ผุดขึ้นและแข็งตัว ซึ่งในทางธรณีแปรสัณฐาน แนวเทือกเขาที่ว่า คือ ขอบของแผ่นเปลือกโลกที่กำลังแยกออกจากกัน (divergent plate)

(ซ้าย) หินบะซอลต์รูปหมอน (pillow basalt) ซึ่งเกิดจากแมกมาไหลหลากออกมาบริเวณแนวสันเขาใต้มหาสมุทร (ขวา) ปล่องควันดำใต้มหาสมุทร (black smoker) ซึ่งเกิดบริเวณแนวสันเขาใต้มหาสมุทรและเป็นแหล่งสะสมตัวของแร่สำคัญต่างๆ
วิวัฒนาการการเคลื่อนที่ออกจากันของแผ่นเปลือกโลก โดยสันเขาใต้มหาสมุทรเห็นได้ชัดในระยะที่ 4 พื้นมหาสมุทรแผ่นกว้าง(sea-floor spreading)

เพิ่มเติม : จากห้องทดลองสู่มหาสมุทร จากมหาวิทยาลัยสู่ดงสงคราม – ชีวิตที่ผกผันของผู้พันเฮสส์

สันเขา vs เนินเขา ใต้มหาสมุทร

ในทางภูมิศาสตร์ แนวเขาใต้มหาสมุทรจำแนกได้เป็น 2 ประเภท คือ 1) สันเขาใต้มหาสมุทร (Oceanic Ridge) และ 2) เนินเขาใต้มหาสมุทร (Oceanic Rise) ซึ่งความต่างดังกล่าว มีนัยสำคัญในมิติของกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานที่ต่างกัน โดยที่ สันเขา (Ridge) เกิดจากการที่แมกมาแทรกตัวเข้ามาพอประมาณ ทำให้มีการสร้างแผ่นเปลือกโลกใหม่พอสมควร ในขณะที่ เนินเขา (Rise) เกิดจากการแทรกดันของแมกมาจำนวนมาก ในอัตราที่รวดเร็วกว่า ทำให้เกิดแผ่นเปลือกโลกเพิ่มขึ้นมากกว่าสันเขา ในเวลาเท่าๆ กัน

ภาพตัดขวางบริเวณสันเขาและเนินเขาใต้มหาสมุทรแสดงความแตกต่างกันระหว่างความสูงชันและความกว้าง ของสันเขาและเนินเขา

หลักการเรียกชื่อ

อย่างที่บอก หลายคนมักจะเรียกติดปากว่า สันเขากลางมหาสมุทร (Mid-oceanic Ridge) แต่ถ้าจะเอากันให้ละเอียดจริงๆ 1) แนวภูเขานั้นมีทั้งสันเขาและเนินเขา 2) แนวภูเขานั้นก็ไม่ได้อยู่กลางมหาสมุทรเสมอไป และ 3) มหาสมุทรก็ไม่ได้มีแค่มหาสมุทรเดียว ทำให้นักธรณีวิทยาจึงเลือกที่จะตั้งชื่อ แนวภูเขาที่อยู่ใต้มหาสมุทรนั้นโดยใช้คำ 3 คำ มาประกอบกัน

(1) ตรงไหนของมหาสมุทร + (2) มหาสมุทรอะไร + (3) สันเขา หรือ เนินเขา

ซึ่งเมื่อประกอบร่างกันแล้วก็จะได้คำ 3 คำ ที่อธิบายในทางภูมิศาสตร์ของแนวภูเขาใต้มหาสมุทรทั่วโลก เช่น สันเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก (Mid-Atlantic Ridge) เนินเขามหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออก (East-Pacific Rise) ฯลฯ

สันเขา-เนินเขาทั่วโลก

ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สำรวจพบและนำเสนอแนวสันเขากลางมหาสมุทรทั่วโลก โดยในกรณีของแนวสันเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติกและมหาสมุทรอินเดียจะทอดยาวอยู่ตรงกลางมหาสมุทรจึงเรียกว่า 1) สันเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก (Mid-Atlantic Ridge) (หมายเลข 5) มีอัตราการแผ่ขยายตัวโดยเฉลี่ยประมาณ 2.5-3.5 เซนติเมตร/ปี และ 2) สันเขากลางมหาสมุทรอินเดีย (Mid-Indian Ridge) (หมายเลข 6) มีอัตราการแผ่ขยายตัวโดยเฉลี่ยประมาณ 2-7 เซนติเมตร/ปี ส่วนมหาสมุทรแปซิฟิกจะเกิดขึ้นทางตะวันออก ค่อนข้างจะชิดกับทวีปอมเริกาเหนือ จึงเรียกว่า 3) เนินเขามหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออก (East-Pacific Rise) (หมายเลข 2-4) ซึ่งมีอัตราการแผ่ขยายตัวยประมาณ 5-16.5 เซนติเมตร/ปี เป็นต้น

สันเขากลางมหาสมุทรที่สำคัญของโลก

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

ซึ่งในบรรดาแนวภูเขากลางมหาสมุทรที่มีอยู่ในโลก ก็เห็นจะมี เนินเขามหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออก (East-Pacific Rise) เท่านั้น ที่มีศักดิ์ศรีเป็นเนิน ซึ่งก็หมายความว่าทั้ง แผ่นเปลือกโลกแปซิฟิก Pacific Plate) และ แผ่นนัสกา (Nazca Plate) มีการเกิดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว กว่ามหาสมุทรอื่นๆ หรือแผ่นอื่นๆ และนี่จึงเป็นสาเหตุที่ทำให้แผ่นแปซิฟิกเคลื่อนที่ไปทางตะวันตกเฉียงเหนือและเป็นแผนที่เคลื่อนที่รวดเร็วที่สุดในโลก

นอกจากนี้ แผ่นนัสกาก็เคลื่อนที่ไปทางตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งก็มีอัตราการเคลื่อนที่ที่สูงพอๆ กับแผ่นแปซิฟิก จนวิ่งเข้าไปชนกับแผ่นอเมริกาใต้ จึงทำให้เกิดแผ่นดินไหวหลายต่อหลายครั้ง รวมทั้งแผ่นดินไหวที่ใหญ่ที่สุดในโลกขนาด 9.6ที่ประเทศชิลี เมื่อปี ค.ศ. 1960 กว่า 80 ปีที่ผ่านมา

ในอีกมุม หากสังเกตอายุของแผ่นเปลือกโลกทั่วโลก จะพบว่าที่อายุเท่าๆ กัน (เช่น สีแดงในรูป) แผ่นเปลือกโลกแปซิฟิกและแผ่นนัสกา กินพื้นที่กว้างกว่า ในขณะที่แอตแลนติกแคบ แสดงว่า การเปิดหรือเกิดของมหาสมุทรตาม 1) แนวเนินเขาแปซิฟิกตัวันออก สร้างเปลือกโลกเร็วที่สุด รองลงมาคือ 2) แนวสันเขาอินเดียตะวันออก รองลงมา คือ 3) สันเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก และ 4) สันเขากลางมหาสมุทรอินเดีย และ สันเขามหาสมุทรอินเดียตะวันตก ตามลำดับ

ผลการศึกษาอายุหินบะซอลต์ทั่วโลก (หน่วย ล้านปี)

หุบเขาลึกกลางมหาสมุทร

นอกจาก ภูมิลักษณ์ (landform) โดยภาพรวมของเนินและสันเขากลางมหาสมุทร พื้นที่แคบๆ ตรงกลางเนินเขายังมีภูมิลักษณ์เฉพาะตัวที่น่าสนใจ เรียกว่า หุบเขาลึกกลางมหาสมุทร (Rift Valley) ซึ่งเป็นบริเวณที่มีการแทรกดันขึ้นมาของแมกมาที่ยังใหม่อยู่ โดยบริเวณหุบเขาลึกนั้น แบ่งย่อยในรายละเอียดได้ 2 แบบ คือ (ดูรูปประกอบ) รูปซ้ายเกิดจากแมกมาที่หนืดกว่า ทำให้บริเวณรอยแยกนั้นจะแข็ง เร็ว และแมกมาต่อมาถ้าจะขึ้นมาได้ ก็ต่อเมื่อมีแรงดึงซ้าย-ขวา และทำให้เปลือกโลกแตกเป็นบล็อกร่องลึก จากนั้นแมกมาจึงแทรกเข้ามา ทำให้มีการทรุดตัวลงของพื้นที่อย่างเป็นระบบ เป็นบล็อกโดยมีความกว้างประมาณ 10-50 กิโลเมตร และมีความลึกอยู่ประมาณ 500-1,500 เมตร ส่วนรูปด้านขวา คือ บริเวณสันเนินที่มีการไหลอย่างรวดเร็วเพราะแมกมาเหลว ทำให้แมกมาไหลหลากบนพื้นผิวได้ง่ายขึ้นกว่าบริเวณแนวสันเขา

(ซ้าย) การเกิดหุบเขาลึกกลางมหาสมุทร (Rift Valley) บริเวณ แนวสันเขา (ridge) ที่ได้จากการแทรกดันของแมกมาหนืด (ขวา) การแทรกดันของแมกมาเหลวอย่างรวดเร็วบริเวณแนวเนินเขา (rise)

ตัวอย่างการเกิดหุบเขาทรุดอย่างเป็นระบบที่มีให้เห็นอยู่บนบก คือ ภูเขารอยเลื่อน (fault-block mountain) ซึ่งเป็นภูเขาที่เกิดจากแรงดึงทางธรณีแปรสัณฐาน ทำให้พื้นทวีปถูกยืดออกจากกันและแตกเป็นท่อนๆ และมีการยุบตัวลงอย่างเป็นระบบ เกิดภูมิลักษณ์ทางธรณีวิทยาแบบ ร่องขนาบรอยเลื่อน (graben) และ เขาขนาบรอยเลื่อน (horst) หรือในทางภูมิศาสตร์นั้น กลายเป็นแอ่งราบและเทือกเขาสลับกันไป

กระบวนการเกิดภูเขารอยเลื่อน

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

Share: