โลกและกาเปลี่ยนแปลง
2.1ทฤษฎีทวีปเลื่อนของเนเกเนอร์
(อังกฤษ: Continental drift) เป็นแนวคิดซึ่งเสนอโดยนักอุตุนิยมวิทยาและนักธรณีฟิสิกส์ชาวเยอรมัน อัลเฟรด เวเกเนอร์ เมื่อ พ.ศ. 2455 (ค.ศ. 1912) ซึ่งกล่าวไว้ว่า ทวีปที่อยู่ทั้งสองฝั่งของมหาสมุทรแอตแลนติกน่าจะเคยเชื่อมต่อกันเป็นมหาทวีปมาก่อน ซึ่งเรียกว่า พันเจีย (Pangea) และล้อมรอบด้วยมหาสมุทรผืนเดียวกันเรียก พันทาลัสซา (Panthalassa) โดยอ้างหลักฐานจากข้อมูลสภาพภูมิศาสตร์บริเวณขอบทวีปต่าง ๆ ได้แก่ ทวีปแอฟริกา ทวีปอเมริกาเหนือและทวีปอเมริกาใต้ ที่สามารถต่อกันเป็นผืนเดียวกันได้อย่างเหมาะสม และข้อมูลการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ที่เป็นสปีชีส์เดียวกันบนทวีปทั้งสองฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติก
แม้ว่าแนวคิดการเลื่อนไหลของทวีปนั้น จะไม่เป็นที่ยอมรับกระทั่งคริสต์ทศวรรษ 1950 ในคริสต์ทศวรรษ 1960 มีผู้เสนอทฤษฎีสนับสนุนหลายทฤษฎี เช่น การขยายตัวของพื้นมหาสมุทร (sea-floor spreading) ซึ่งได้ตอบคำถามที่มีต่อแนวคิดการเลื่อนไหลของทวีป คือ สามารถอธิบายถึงสาเหตุและแรงที่ทำให้แผ่นทวีปมีการเลื่อนไหล จึงทำให้แนวคิดของเวเกเนอร์เริ่มได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายมากขึ้น ซึ่งต่อมาแนวคิดและทฤษฎีเหล่านี้กลายเป็นหนึ่งในทฤษฎีใหม่ที่สำคัญที่สุดทางธรณีวิทยา นั่นคือ ทฤษฎีเพลทเทคโทนิค (plate tectonic)
หลักฐานการเลื่อนไหลของทวีป |
โครงกระดูกเมโซซอรัส เมกเกรเกอร์
กอนด์วานาแลนด์ |
หลักฐานการเลื่อนไหลของทวีปนั้นมีกว้างขวาง ซากพืชและสัตว์ดึกดำบรรพ์ถูกพบรอบชายฝั่งต่างทวีปกัน ซึ่งเป็นการอธิบายว่าครั้งหนึ่งทวีปทั้งสองเคยเชื่อมต่อกัน ซากดึกดำบรรพ์ของเมโซซอรัส สัตว์เลื้อยคลานน้ำจืดลักษณะคล้ายจระเข้ขนาดเล็กที่พบทั้งในบราซิลและแอฟริกาใต้ เป็นตัวอย่างหนึ่ง ส่วนอีกตัวอย่างหนึ่งนั้นคือ การค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลื้อยคลานบก ไลโทรซอรัส จากหินอายุเดียวกันในทวีปอเมริกาใต้ ทวีปแอฟริกาและแอนตาร์กติกา นอกจากนี้ยังมีหลักฐานมีชีวิตอยู่ คือ สัตว์ชนิดเดียวกันที่ถูกพบทั้งสอทวีป เช่น ไส้เดือนดินบางตระกูลพบทั้งในอเมริกาใต้และแอฟริกา
ตะกอนธารน้ำแข็งสมัยเพอร์โม-คาร์บอนิเฟอรัสที่กระจัดกระจายอย่างกว้างขวางในอเมริกาใต้ แอฟริกา มาดากัสการ์ อาราเบีย อินเดีย แอนตาร์กติกาและออสเตรเลียเป็นหนึ่งในชิ้นส่วนหลักฐานสำคัญของทฤษฎีทวีปเลื่อน ความต่อเนื่องของธารนำแข็ง อนุมานจากริ้วลายขนานธารน้ำแข็งที่หันไปทางเดียวกันและหินทิลไลต์ เสนอการมีอยู่ของมหาทวีปกอนด์วานา ซึ่งกลายมาเป็นองค์ประกอบกลางของมโนทัศน์ทวีปเลื่อน ริ้วลายขนานบ่งชี้ว่าธารน้ำแข็งไหลออกจากเส้นศูนย์สูตรไปยังขั้ว ในพิกัดสมัยใหม่ และสนับสนุนแนวคิดว่า ทวีปทางใต้เคยอยู่ในสถานที่แตกต่างกันมาก เช่นเดียวกับต่อเนื่องกันมาก่อน
2.2 หลักฐานและ้ข้อมูลทางธรณีวิทยี่สนับสนุนการเคลื่อนที่ของทวีป
หลักฐานและข้อมูลทางธรณีภาค
จากข้อมูลทางธรณีวิทยาในด้านต่างๆ จากหลักฐานการเปลี่ยนแปลงทางธรณีภาค และการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของพืชและสัตว์ชนิดเดียวกันและอายุเดียวกันในทวีปต่างๆ ที่อยู่ห่างไกลกัน ทำให้เชื่อว่าทวีปต่างๆ ในปัจจุบันแต่เดิมเป็นแผ่นดินผืนเดียวกันแล้วค่อยๆ แยกออกจากกัน
1 . รอยต่อของแผ่นธรณีภาค เมื่อพิจารณาแผ่นที่โลกปัจจุบัน จะพบว่าทวีปแต่ละทวีปมีรูปร่างต่างกัน ในอดีตทวีปต่างๆ เหล่านี้มีรุปร่างอย่างไร นักเรียนจะสังเกตรูปร่างของทวีปต่างๆในอดีต
2 . รอยต่อของแผ่นธรณีภาค และอายุหินบนเทือกเขากลางมหาสมุทร ลักษณะที่โดดเด่นของแผ่นมหาสมุทรแอตแลนติก ได้แก่ เทือกเขากลางมหาสมุทรซึ่งเป็นเหมือนเทือกเขายาวที่โค้งอ้อมไปต่างรูปร่างของขอบทวีป ด้านหนึ่งเกือบขนานกับชายฝั่งสหรัฐอเมริกา และอีกด้านหนึ่งขนานกับชายฝั่งของทวีปยุโรปและแอฟริกา นอกจากนั้นเทือกเขากลางมหาสมุทร ยังมีรอยแตกตัวเป็นรอยลึกออกไปตลอดความยาวของเทือกเขาและมีรอยแตกตัดขว้างบนสันเขานี้มากมาย รอยแตกเหล่านี้เป็นศูนย์กลางของการเกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิด ส่วนเทือกเขาอื่นๆ เป็นเทือกเขาเล็กๆ ที่กระจัดกระจายอยู่ทั้งทางด้านตะวันตกและตะวันออกของพื้นมหาสมุทรและเมื่อนักเรียนมองขึ้นไปที่ประเทศอังกฤษจะเห็นว่า ยังคงเป็นเกาะที่อยู่บนไหล่ทวีปที่มีส่วนของแผ่นดินใต้พื้นน้ำต่อเนื่องกับทวีปยุโรป
3 . การค้นพบซากดึกดำบรรพ์
นักธรณีวิทยาเชื่อว่าซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในแต่ละแผ่นธรณีภาคน่าจะเป็นหลักฐานอย่างหนึ่งที่ใช้ยืนยันเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงธรณีภาคของโลกได้ จึงสำรวจซากดึกดำบรรพ์ของพืชและสัตว์ในทวีปต่าง ๆ และนำมาเทียบเคียงดูว่าเป็นพืชหรือสัตว์ของซีกโลกเหนือหรือซีกโลกใต้ อยู่ในภูมิอากาศร้อนหรือเย็น ตลอดจนความเหมือนกันของชั้นหินที่พบซากเหล่านั้น เพราะถ้าเป็นหินที่เคยเกิดอยู่ในพื้นที่เดียวกันมาก่อน เมื่อแผ่นธรณีภาคแยกออกจากันไปแล้ว ลักษณะของซากดึกดำบรรพ์และหินก็ควรจะเหมือนกัน
จากการสำรวจ พบซากดึกดำบรรพ์ของเฟินชนิดหนึ่งชื่อ กลอสซอพเทอริส (Glossopteris) ที่ทวีปอินเดีย อเมริกาใต้ แอฟริกา ออสเตรเลีย และที่ทวีปแอนตาร์กติกา ถ้าย้อนกับไปดูแผนที่โลกก็จะพบว่าแต่ละทวีปอยู่ไกลกันมากและมีลักษณะภูมิอากาศแตกต่างกัน แต่ในอดีตยังมีพืชชนิดเดียวกัน นอกจากยังพบซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลื่อยคลานชื่อ มีโซซอรัส (Mesosuarus) ซึ่งปกติจะดำรงชีวิตอยู่ตามกลุ่มน้ำจืด แต่กลับมาพบอยู่ในส่วนล่างของทวีปแอฟริกาและอเมริกาใต้ซึ่งเป็นบริเวณที่อยู่ห่างไกลกัน และอยู่ติดทะเล
4 . หลักฐานอื่นๆ นอกจากหลักฐานต่างๆที่กล่าวมา ยังมีหลักฐานการเปลี่ยนแปลงของอากาศที่ทำให้เกิดการสะสมตัวของตะกอนในบริเวณต่างๆ ของโลก เช่น หินที่เกิดจากตะกอนธารน้ำแข็ง ซึ่งควรจะเกิดขึ้นบริเวณขั้วโลก แต่ปัจจุบันพบบริเวณชายฝั่งทะเลทางตอนใต้ของแอฟริกาและอินเดียเป็นต้น แสดงว่าแผ่นทวีปทีการเคลื่อนที่หลังจากที่มีการสะสมตะกอนจากธารน้ำแข็งแล้ว
จากหลักฐานต่างๆ ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าทำให้นักธรณีวิทยาได้แนวคิดเกี่ยวกับโลกว่า จริงๆ แล้วโลกไม่เคยคงสภาพหยุดนิ่ง มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน ใช้เวลายาวนานกว่า 250 ล้านปี มีผลให้พื้นผิวโลกชั้นธรณีภาคแบ่งออกเป็นแผ่นธรณีภาคขนาดต่างๆ มากกว่า 10 แผ่น ทุกแผ่นกำลังเคลื่อนที่
นักธรณีวิทยาแบ่งแผ่นธรณีภาคของโลกออกเป็น 2 ประเภท คือแผ่นทวีปและแผ่นมหาสมุทร ซึ่งทั้ง 2 ประเภทรวมกันมีจำนวน 13 แผ่น
2.3 กระบวนการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี
เปลือกโลกมิได้เป็นแผ่นเดียวต่อเนื่องติดกันดังเช่นเปลือกไข่ หากแต่เหมือนเปลือกไข่แตกร้าว มีแผ่นหลายแผ่นเรียงชิดติดกันเรียกว่า “เพลต” (Plate) ซึ่งมีอยู่ประมาณ 20 เพลต เพลตที่มีขนาดใหญ่ ได้แก่ เพลตแปซิฟิก เพลตอเมริกาเหนือ เพลตอเมริกาใต้ เพลตยูเรเซีย เพลตแอฟริกา เพลตอินโด-ออสเตรเลีย และเพลตแอนตาร์กติก เป็นต้น เพลตแปซิฟิกเป็นเพลตที่ใหญ่ที่สุดและไม่มีเปลือกทวีป กินอาณาเขตหนึ่งในสามของพื้นผิวโลก เพลตทุกเพลตเคลื่อนตัวเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่างอยู่ตลอดเวลา
การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกแบ่งได้ดังนี้
-ทฤษฎีวงจรการพาความร้อน (Convection current theory)การหมุนเวียนของกระแสความร้อนภายในโลก มีลักษณะเช่นเดียวกับการเดือดของน้ำในแก้ว กล่าวคือโลกส่งผ่านความร้อนจากแก่นโลกขึ้นมาสู่ชั้นแมนเทิล ซึ่งมีลักษณะเป็นของไหลที่มีสถานะกึ่งแข็งกึ่งเหลว และผลักดันให้สารในชั้นนี้หมุนเวียนจากส่วนล่างขึ้นไปสู่ส่วนบนส่งผลให้เปลือกโลกซึ่งเป็นของแข็งปิดทับอยู่บนสุดเกิดการแตกเป็นแผ่น (Plate) และเคลื่อนที่ในลักษณะเข้าหากัน แยกออกจากกัน และไถลตัวขนานออกจากกัน
-ทฤษฎีทวีปเลื่อน (Continental Drift Theory) ในปี ค.ศ.1915 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ Alfred Wagenerได้เสนอสมมติฐานทวีปเลื่อนขึ้น และได้รับการยอมรับในปี ค.ศ.1940 สมมติฐานกล่าวไว้ว่า เมื่อราว 250 ล้านปีก่อน ทวีปต่าง ๆ เคยติดกันเป็นทวีปขนาดใหญ่เรียกว่า พันเจีย (Pangaea) ต่อมามีการเคลื่อนตัวแยกออกจากกัน จนมาอยู่ในตำแหน่งปัจจุบัน หลักฐานที่เชื่อว่าแผ่นทวีปเคลื่อนที่นี้คือ ในปัจจุบันได้พบชนิดหิน ที่เกิดในสภาวะแวดล้อมเดียวกันแต่อยู่คนละทวีปซึ่งห่างไกลกันมากหินอายุเดียวกัน ที่อยู่ต่างทวีปกันมีรูปแบบสนามแม่เหล็กโลกโบราณคล้ายคลึงกัน และขอบของทวีปสามารถเชื่อมตัวประสานแนบสนิทเข้าด้วยกันได้
-ทฤษฎีเปลือกโลกใต้มหาสมุทรแยกตัว (Sea Floor Spreading Theory) จากปรากฏการณ์การแตกตัวและแยกออกจากกันของแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปและใต้มหาสมุทรสัมพันธ์กับการเคลื่อนไหว การเกิดหมู่เกาะภูเขาไฟ การเกิดแนวเทือกเขากลางมหาสมุทร การขยายตัว และการเกิดใหม่ของมหาสมุทร ทำให้เกิดสมมติฐานและกลายเป็นทฤษฎีนี้ขึ้นเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ เหล่านั้นและการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกต่างๆ
-ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก (plate Tectonic Theory) เกิดจากการนำทฤษฎีทวีปเลื่อนและทวีปแยกมารวมกันตั้งเป็นทฤษฎีใหม่ขึ้นมาโดยกล่าวไว้ว่า เปลือกโลกทั้งหมดแบ่งออกเป็น แผ่นที่สำคัญ จำนวน 13 แผ่น โดยแต่ละแผ่นจะมีขอบเขตเฉพาะได้แก่ แผ่นอเมริกาเหนือ อเมริกาใต้ ยูเรเซีย แอฟริกา อินเดีย แปซิฟิก แอนตาร์กติก ฟิลิปปินส์ อาหรับ สกอเทีย โกโก้ แคริเบียน และนาซก้าแผ่นเปลือกโลกทั้งหมดไม่หยุดนิ่งอยู่กับที่จะมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลาใน 3 แบบ ได้แก่การเคลื่อนที่เข้าหากัน แยกออกจากกัน และไถลตัวขนานออกจากกันซึ่งผลของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกทำให้เกิดปรากฎการณ์ต่าง ๆ ขึ้น เช่น แผ่นดินไหว เทือกเขา ภูเขาไฟ และกระบวนการเกิดแร่และหิน
1) รอยต่อที่แผ่นเปลือกโลกจะแยกจากกัน (Divergent Boundary) เมื่อแมกม่าในชั้นแอสทีโนสเฟียร์ดันตัวขึ้น ทำให้เพลตจะขยายตัวออกจากกัน เกิดขึ้นตรงรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลก 2 แผ่น ที่อยู่ใต้มหาสมุทรมากกว่าบนทวีป แนวเพลตแยกจากกันส่วนมากเกิดขึ้นในบริเวณสันกลางมหาสมุทร เช่น รอยต่อของแผ่นอเมริกากับแผ่นยูเรเซียน ที่เทือกเขาที่มีการแยกตัว (Spreading Ridge) หรือรอยต่อที่แยกออกจากกัน จะเกิดแผ่นดินไหวที่ระดับตื้นตามแนวแกนการแยกตัวเท่านั้น และเกิดกลไกการแยกตัวขึ้น แผ่นดินไหวที่เกิดจากลักษณะการแยกตัวมักจะมีขนาดต่ำกว่า 8 ริกเตอร์
2) รอยต่อที่แผ่นเปลือกโลกจะเคลื่อนที่ชนกันและเกยกัน (Convergent Boundary) มี 3 แบบ คือ
2.1) แผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทร 2 แผ่นมาชนกัน (Collision) โดยขอบแผ่นเปลือกโลกในแต่ละแนวที่มีความหนาแน่นสูงกว่าจะสอดมุดตัว (Subduction Zones) ลงไปใต้อีกแผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่งจนถึงชั้นแมนเทิล มีการเลื่อน ขบ กดและดัน ซึ่งกันและกัน ยังผลให้มีการปรับตัวตลอดเวลา จากนั้นจะหลอมละลายกลายเป็นหินหลอมละลายที่มีการสะสมพลังงานแรงดันมหาศาลภายในดันตัวควบคู่กันไปขึ้นมาตามชั้นหินของเปลือกโลก หากพลังงานนั้นสูงมากจนถึงระตับก็จะมีการปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปการเกิดแผ่นดินไหว ซึ่งในส่วนที่ไม่แข็งแรงที่อยู่ด้านบนเกิดเป็นปล่องภูเขาไฟ และแนวตามขอบแผ่นเปลือกโลกเป็นร่องลึกทางยาวที่เรียกว่า Trench
2.2) แผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นทวีป แผ่นมหาสมุทรที่หนักกว่าจะมุดลงใต้แผ่นทวีปและหลอมละลายกลายเป็นหินหลอมละลายและถูกดันออกมาตามรอยแยกในชั้นหินของแผ่นทวีป เกิดเป็นแนวภูเขาไฟ
2.3) แผ่นทวีปชนกับแผ่นทวีป ทำให้เพลตที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าเกิดการโก่งตัวเกยสูงขึ้นกลายเป็นเทือกเขา เช่นเทือกเขาหิมาลัย เกิดจากการชนกันของเพลตอินเดียและเพลตเอเชีย เทือกเขาแอลป์ (Alps) ในทวีปยุโรป เทือกเขาร็อกกี้ (Rocky) และเทือกเขาแอปปาเลเชียน (Appalachian) ในทวีปอเมริกาเหนือ เกิดจากการชนกันของเพลตอเมริกาเหนือกับเพลตแอฟริกา และเทือกเขาภูพานในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทย
3) รอยต่อที่แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่สวนกัน (Transform Boundary) เมื่อแผ่นเปลือกโลก 2 แผ่นเคลื่อนที่สวนกัน ทำให้เกิดเป็นรอยเลื่อนขนาดใหญ่ขึ้น มักเกิดขึ้นในบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทร แต่บางครั้งก็เกิดขึ้นบริเวณชายฝั่ง หากเปลือกโลกเคลื่อนที่กระทบกันอย่างรุนแรงจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือน และเกิดแผ่นดินไหวได้ เช่น
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น