ทุกคนรู้จัก ดิน (soil) แต่ ดินบรรพกาล (paleosol) เป็นยังไง ? เชื่อว่าน้อยคนที่จะรู้จัก ทำไมต้องรู้จัก มันมีประโยชน์ในการสำรวจทางธรณีวิทยายังไงบ้าง ว่างๆ ลองอ่านเล่นๆ กันนะครับ

1) กำเนิดดิน

ในทางธรณีวิทยา วัสดุโลก (earth material) ทางกายภาพ แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ 1) หิน (rock) 2) ตะกอน (sediment) และ 3) ดิน (soil) โดยนิยาม ดิน คือ ตะกอน (เศษหิน) + อินทรียวัตถุ (ซากพืชสัตว์) + ก๊าซ (คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน) ซึ่งจะต่างจาก ตะกอน (sediment) ที่เกิดจากการผุพังของหินและมีองค์ประกอบเป็นแค่ แร่ (mineral) เท่านั้น ดังนั้นด้วยอินทรียวัตถุที่มี ดิน (soil) ในที่ราบลุ่มภาคกลาง จึงปลูกพืชผักให้เติบโตงอกงามได้ง่ายกว่า ตะกอน (sediment) ทรายริมชายหาด ที่มีแค่แร่ควอซ์ต แตกเป็นเม็ดเล็กๆ

การเกิดดิน (soil formation) เริ่มจาก ตะกอน (sediment) ที่ได้มาจากการผุพังของหิน เมื่อถูกชะล้างด้วยน้ำและมีการเกิด-ตายของสิ่งมีชีวิตในพื้นที สารละลายต่างๆ จะไหลลงไปด้านล่าง เกิดการแยก ชั้นดิน (horizon) ที่มีคุณสมบัติทางกายภาพเฉพาะตัว (เช่นชั้น O A B C) ซึ่งเมื่อผ่านเวลามากขึ้น มีอินทรีย์วัตถุมากขึ้น ประกอบกับปัจจัยอื่นๆ ที่เอื้ออำนวย เช่น ภูมิประเทศ (topography) ภูมิอากาศ (climate) ความเป็น ดิน (soil) ที่เริ่มต้นจาก เศษตะกอน (sediment) ก็จะชัดขึ้นเรื่อยๆ ไปตามกาลเวลา

ในเบื้องต้น ดินจำแนกได้ 3 ชนิด ตามสภาพภูมิอากาศที่เอื้อให้เกิด คือ 1) ดินพีดอลเฟอร์ (pedalfer) เกิดจากภูมิอากาศที่ชุ่มชื้นสูงตลอดทั้งปี 2) ดินเพโคดอล (pedocal) เกิดจากภูมิอากาศแห้งแล้ง อัตราการระเหยสูง และ 3) ศิลาแลง (laterite) เกิดในภูมิอากาศแบบร้อนชื้นหรือมรสุม เป็นต้น

เพิ่มเติม : ดิน เบื้องต้น

2) ตะกอน – ดิน ความต่างของการแปลความ

อย่างที่กล่าวไปในตอนต้น เมื่อหินผุพังและถูกพัดพาไปสะสม ณ ที่ใดที่หนึ่ง “อย่างต่อเนื่อง” จะเกิดเป็นลำดับ ชั้นตะกอน (bed) แต่หากพื้นที่นั้นมีการทิ้งช่วงเวลา ตะกอนหยุดสะสมตัว (แค่หยุดสะสมแต่ไม่ผุพัง) ชั้นตะกอนจะเริ่มมีกระบวนการชะล้าง-แยกชั้น เพิ่มอินทรีย์วัตถุ จนชั้นตะกอนกลายเป็น ชั้นดิน (soil profile) ก่อนที่ในเวลาต่อมา อาจจะมีการสะสมตัวของตะกอนชุดใหม่อีกครั้ง

ดังนั้นในทางธรณีวิทยา 1) ชั้นตะกอน (bed) แปลความได้ว่า พื้นที่มีสะสมตัวอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ 2) ชั้นดิน (soil profile) แปลความได้ว่าได้ว่า กระบวนการสะสมตัวของตะกอน มีความขาดช่วง “เว้นวรรคทางเวลา” ซึ่งการเว้นวรรคของห้วงเวลา มีนัยสำคัญอย่างมากต่อการแปลความทางธรณีวิทยา

3) สึนามิ – ดินบรรพกาล

ในการสืบประวัติการเกิดสึนามิ จากหลักฐานทางธรณีวิทยา หลักการทำงานเริ่มจาก การเสาะหาพื้นที่ใกล้ชายฝั่ง ที่มีความเงียบสงบเพียงพอต่อการเกิด ดิน (soil) ซึ่งโดยปกติชั้นดินจะมีสีดำ อันเนื่องมาจากอินทรีย์วัตถุที่สะสมมาได้ซักระยะ ดังนั้นเมื่อเกิดเหตุการณ์มวลน้ำพลังงานสูงซัดเข้าฝั่ง ตะกอนทรายหน้าหาดจะถูกพัดเข้ามาโป๊ะบนชั้นดินเดิม อย่างทันทีทันใด และหลังจากนั้นเมื่อเวลาผ่านไป ชั้นตะกอนด้านบนจะค่อยๆ พัฒนาเป็นดินอีกครั้ง ตามสภาพแวดล้อมดั้งเดิมที้ควรจะเป็น

เพิ่มเติม : ไทย-สึนามิ เคยพบหน้ากันมาแล้วหลายครั้ง – รู้ได้ยังไง ?

จากกรณีศึกษา การสืบหาประวัติการเกิดสึนามิทางฝั่งอันดามันของไทย บริเวณริมชายฝั่งเกาะพระทอง จังหวัดพังงา พบชั้นดินในพื้นที่ ถูกแทรกสลับด้วยชั้นทราย 3 ชั้น ที่เชื่อว่าถูกสึนามิพัดสาดมาจากหน้าหาด โดยผลการกำหนดอายุชั้นตะกอนทรายสึนามิบ่งชี้ว่า นอกจากเหตุการ์สึนามิปี พ.ศ. 2547 (ทรายชั้นบนสุด) ฝั่งอันดามันของไทย เคยประสบพิบัติภัยสึนามิมาแล้ว 3 ครั้ง ในช่วง 380 ปี 990 ปี และ 2,100 ปีที่ผ่านมา (Prendergast และคณะ, 2012)

ซึ่งด้วยความที่ไม่มีใน บันทึกทางประวัติศาสตร์ (historical record) ชั้นทรายทั้ง 3 ชั้นดังกล่าว จึงเป็นตัวแทนของเหตุการณ์ สึนามิบรรพกาล (paeotsunami) ที่มาสะสมแทรกสลับอยู่ในชั้นดิน ที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นพื้นผิวของโลก และเรียกชั้นดินนั้นว่า ดินบรรพกาล (paleosol)

เกร็ดความรู้ : คำที่สื่อถึงความเก่ามีหลายระดับ เช่น

1) เก่า (old) คือ เก่าแบบไม่ค่อยมีประโยชน์ เหลาเหย่

2) ย้อนยุค (retrospect) คือ แก่กว่าเก่าและคนเริ่มคิดถึงอีกครั้ง เช่น วัยรุ่นยุค 90s วัยรุ่น Y2K

3) โบราณ (ancient) คือ หลักร้อยหลักพันปี มักจะมี บันทึกทางประวัติศาสตร์ (historical record) รองรับ และ

4) บรรพกาล (paleo) คือ เก่าเกินจะมีบัญทึกทางตัวอักษร เป็นพันเป็นหมื่นปีขึ้นไป มักใช้ บันทึกทางธรณีวิทยา (geological record) เป็นหลักในการสืบค้น

อีกหนึ่งข้อสังเกตที่น่าสนใจ คือ ตอนล่างของชั้นดินใดๆ จะเริ่มจากค่อยๆ พัฒนาสีดำขึ้นมาเรื่อยๆ สื่อถึงการค่อยๆ พัฒนาดินตามกาลเวลา ในช่วงที่หยุดสะสมตะกอน ในขณะที่ชั้นทรายด้านบน เข้ามาปิดทับชั้นดินแบบคมชัด (sharp contact) แปลความได้ว่าเหตุการณ์ที่พาตะกอนทรายมากลบดิน มาแบบทันทีทันใด ซึ่งส่วนใหญ่ การมาแบบทันทีทันใด มักจะเป็นหรือเหตุการณ์ พิบัติภัย (hazard) ในทางธรณีวิทยา

4) ภูเขาไฟ – ดินบรรพกาล

ในการศึกษาประวัติการประทุของภูเขาไฟ วิธีการหลักที่นิยมใช้คือ การแยกและนับจำนวนครั้ง การไหลหลากของลาวา (lava flow) แต่ปัญหาในทางปฏิบัติของนักธรณีวิทยา คือ ด้วยความที่ลาวาเย็นตัวเป็นหินบะซอลต์ จะมีเนื้อหินเพเข้มคล้ายกัน แยกด้วยสายตาได้ยาก ดังนั้นเครื่องมือสำคัญที่นักธรณีวิทยามักจะใช้แยกแต่ละชั้นบะซอลต์หรืออดีตลาวา คือ ดินบรรพกาล (paleosol) โดยยึดหลักที่ว่าภูเขาไฟไม่ได้ปะทุตลอดเวลา ในระหว่างที่ภูเขาไฟหยุดพัก พื้นผิวภูเขาไฟจะถูกพัฒนากลายเป็นดิน และเมื่อมีเหตุการณ์ประทุของภูเขาไฟอีกครั้ง ก็จะทับถมดินนั้นอย่างทันทีทันใด ด้วยเหตุนี้ อดีตพื้นผิวภูเขาไฟหรืออดีตชั้นดินหรือ ดินบรรพกาล (paleosol) จึงช่วยให้การศึกษาประวัติการประทุของภูเขาไฟได้ง่าย และถูกต้องแม่นยำมากยิ่งขึ้น

เพิ่มเติม : 6 ลีลาการ ถ่ม-ถุย-ผุย-พ่น ของภูเขาไฟ

สรุป : ดินบรรพกาล (paleosol) คือ อดีตดิน ส่วนใหญ่ที่ยังเก็บรักษาสภาพความเป็นดินอยู่ได้ เพราะถูกซิลปิดผนึก ทับอย่างฉับพลัน มีความสำคัญในการศึกษาสภาพภูมิอากาศและกระบวนการพื้นผิวของโลกในอดีต โดยเฉพาะอย่างยิ่งการช่วยแยกชั้นหรือลำดับเหตุการณ์ ที่มักเกิดขึ้นมาแบบทันทีทันใดในทางธรณีวิทยา ซึ่งส่วนใหญ่คือ เหตุการณ์พิบัติภัยทางธรณีวิทยา

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