ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

3.1 แผ่นดินไหว 

1.เกิดแผ่นดินไหวขึ้นได้อย่างไร

       แผ่นดินไหว เป็นปรากฎการณ์ธรรมชาติที่มีสาเหตุมาจากการปลดปล่อยพลังงานจากความเครียดที่เก็บอยู่ในหินใต้ผิวโลกอย่างทันทีทันใด กล่าวคือเป็นกระบวนการที่พื้นที่บนโลกเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและเด่นชัด เมื่อแรงเค้น (stress) ที่เกิดขึ้นตามรอยแตก หรือรอยเลื่อนที่เกิดขึ้นบนเปลือกโลก ภายในโลกถูกปลดปล่อยขึ้นมาสู่พื้นผิวโลก

ศูนย์การเกิดแผ่นดินไหว

    คลื่นความไหวสะเทือนเป็นผลจากกระบวนการเคลื่อนที่และแยกตัวของแผ่นธรณีภาค/แผ่นเปลือกโลก ตำแหน่งที่กำเนิดคลื่น ความไหวสะเทือนใต้ผิวโลก เรียกว่าศูนย์การเกิดแผ่นดินไหว (focus) โดยที่ตำแหน่งบนผิวโลกที่อยู่เหนือจุดโฟกัสเรียกว่าอีพิเซ็นเตอร์ (epicenter) คลื่นความไหวสะเทือนที่ออกมาจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหว

2.คลื่นไหวสะเทือน

 1.คลื่นในตัวกลาง (Body wave) เดินทางจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหว ผ่านเข้าไปในเนื้อโลกในทุกทิศทาง ในลักษณะเช่นเดียวกับคลื่นเสียงซึ่งเดินทางผ่านอากาศในทุกทิศทาง  คลื่นในตัวกลางมี 2 ชนิด ได้แก่ คลื่นปฐมภูมิ (P wave)  และ คลื่นทุติยภูมิ (S wave) 

- คลื่นปฐมภูมิ (P wave) เป็นคลื่นตามยาวที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางนั้นเกิดการเคลื่อนไหวแบบอัดขยายในแนวเดียวกับที่คลื่นส่งผ่านไป คลื่นนี้สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว และแก๊ส เป็นคลื่นที่สถานีวัดแรงสั่นสะเทือนสามารถรับได้ก่อนชนิดอื่น โดยมีความเร็วประมาณ 6 – 7 กิโลเมตร/วินาที  

- คลื่นทุติยภูมิ (S wave) เป็นคลื่นตามขวางที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลางโดยอนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวตั้งฉากกับทิศทางที่คลื่นผ่าน มีทั้งแนวตั้งและแนวนอน คลื่นชนิดนี้ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น ไม่สามารถเดินทางผ่านของเหลว  คลื่นทุติยภูมิมีความเร็วประมาณ  3 – 4 กิโลเมตร/วินาที  

2.คลื่นพื้นผิว (Surface wave) เดินทางจากจุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหว (Epicenter) ไปทางบนพื้่นผิวโลก ในลักษณะเดียวกับการโยนหินลงไปในน้ำแล้วเกิดระลอกคลื่นบนผิวน้ำ คลื่นพื้นผิวเคลื่อนที่ช้ากว่าคลื่นในตัวกลาง คลื่นพื้นผิวมี 2 ชนิด คือ คลื่นเลิฟ (L wave) และคลื่นเรย์ลี (R wave)

- คลื่นเลิฟ (L wave) เป็นคลื่นที่ทำให้อนุภาคของตัวกลางสั่นในแนวราบ โดยมีทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น  สามารถทำให้ถนนขาดหรือแม่น้ำเปลี่ยนทิศทางการไหล

- คลื่นเรย์ลี (R wave) เป็นคลื่นที่ทำให้อนุภาคตัวกลางสั่น ม้วนตัวขึ้นลงเป็นรูปวงรี ในแนวดิ่ง โดยมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของคลื่น   สามารถทำให้พื้นผิวแตกร้าว และเกิดเนินเขา ทำให้อาคารที่ปลูกอยู่ด้านบนเกิดความเสียหาย

3.แนวแผ่นดินไหว

1.แนวรอยต่อที่เกิดล้อมรอบมหาสมุทรแปรซิฟิก เกิดแผ่นดินไหวค่อนข้างรุนแรง 80% ของการเกิดทั่วโลก เรียกวงแหวนไฟ

2.แนวรอยต่อภูเขาแอลป์ในยุโรปและภูเขาหิมาลัยในเอเชีย 15% ของการเกิดทั่วโลก

3.แนวรอยต่อที่เหลืออีกร้อยละ 5 เกิดในแนวสันเขากลางมหาสมุทรต่างๆ

4.ขนาดและความรุนแรงของแผ่นดินไหว

ขนาด (Magnitude) เป็นปริมาณที่มีความสัมพันธ์กับพลังงานที่พื้นโลก ปลดปล่อยออกมาในรูปของการสั่นสะเทือน คำนวณได้จากการตรวจวัดค่าความสูงของคลื่นแผ่นดินไหวที่ตรวจวัด ได้ด้วยเครื่องมือตรวจแผ่นดินไหว โดยเป็นค่าปริมาณที่บ่งชี้ขนาด ณ บริเวณศูนย์กลางแผ่นดินไหว มีหน่วยเป็น " ริคเตอร์"
ความรุนแรงแผ่นดินไหว (Intensity) แสดงถึงความรุนแรงของเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้น วัด ได้จากปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้น ขณะเกิด และหลังเกิดแผ่นดินไหว เช่น อาคารเสียหายหรือสภาพภูมิประเทศที่เปลี่ยนแปลง 

-มาตราริคเตอร์

- มาตราเมอร์แคลลี่ (มาตราเมอร์แคลลี่มีประโยชน์สำหรับพื้นที่ที่ไม่มีเครื่องตรวจวัดความไหวสะเทือนในกรณีของประเทศไทยใช้ มาตราเมอร์แคลลี่ สำหรับเปรียบเทียบอันดับ ซึ่งมีทั้งหมด 12 อันดับ เรียงลำดับความรุนแรงแผ่นดินไหว)

5.ประเทศไทยกับปรากฏการณ์แผ่นดินไหว

รอยเลื่อนมีพลังบริเวณประเทศไทย

     1. รอยเลื่อนเชียงแสน

     2. รอยเลื่อนแพร่

     3. รอยเลื่อนแม่ทา

     4. รอยเลื่อนเถิน

     5. รอยเลื่อนเมย-อุทัยธานี

     6. รอยเลื่อนศรีสวัสดิ์

     7. รอยเลื่อนเจดีย์สามองค์

     8. รอยเลื่อนระนอง

     9. รอยเลื่อนคลองมะรุย

3.2 ภูเขาไฟ

เป็นธรณีสัณฐานที่หินหนืดปะทุผ่านขึ้นมายังพื้นผิวของดาวเคราะห์ ภูเขาไฟมักเกิดขึ้นใกล้กับแนวรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลก

1.เเนวภูเขาไฟ

เกิดเฉพาะที่เท่านั้น ส่วนใหญ่เกิดในบริเวณที่แผ่นธรณีมาชนกัน โดยเฉพาะบริเวณวงแหวนไฟ ซึ่งจะเคลื่อนที่ตลอดเวลาในรูปแบบที่ต่างกัน ทำให้เกิดภูเขาไฟระเบิด

วงแหวนไฟ(Ring of Fire) เป็นบริเวณในมหาสมุทรแปซิฟิกที่เกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิดบ่อยครั้ง มีลักษณะเป็นเส้นเกือกม้า ความยาวรวมประมาณ 40,000 กิโลเมตร และวางตัวตามแนวร่องสมุทร โดยมีภูเขาไฟที่ตั้งอยู่ภายในวงแหวนไฟทั้งหมด 452 ลูก และเป็นพื้นที่ที่มีภูเขาไฟคุกกรุ่นอยู่ทั่วโลก

2.การระเบิดของภูเขาไฟ

    เกิดจากหินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกถูกแรงดันอัดให้แทรกรอยแตกขึ้นสู่ผิวโลกโดยมีแรงปะทุหรือแรงระเบิดเกิดขึ้นสิ่งที่พุ่งออกมาจากภูเขาไฟเมื่อภูเขาไฟระเบิดก็คือหินหนืด ไอน้ำ ฝุ่นละออง เศษหินและแก๊ส ต่างๆ โดยจะพุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟ (หินหนืดถ้าถูกพุ่งออกมาจากบนพื้นผิวโลกเรียกว่า ลาวา แต่ถ้ายังอยู่ใต้ผิวโลกเรียกว่า แมกมา)  บริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟแนวรอยต่อระหว่างเพลตจะเป็นบริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟได้มากที่สุดโดยเฉพาะบริเวณที่มีการมุดตัวของแผ่นเปลือกโลกใต้พื้นมหาสมุทรลงไปสู่บริเวณใต้เปลือกโลกที่เป็นส่วนของทวีปเพราะเปลือกโลกแผ่นเปลือกโลกที่มุดตัวลงไปจะถูกหลอมกลายเป็นหินหนืดจึงแทรกตัวขึ้นมาบริเวณผิวโลกได้ง่ายกว่าบริเวณอื่นบริเวณที่อยู่ห่างจากรอยต่อระหว่างเปลือกโลกก็อาจเกิดภูเขาไฟได้เช่นกันซึ่งเกิดขึ้นโดยกระบวนการที่หินหนืดถูกดันขึ้นมาตามรอยแยกในชั้นหินตัวอย่างเช่นนักธรณีวิทยาพบว่าบริเวณจังหวัดลำปางและบุรีรัมย์ เคยมีบริเวณที่หินหนืดถูกดันแทรกขึ้นมาตามรอยแยกของชั้นหิน และมีบางแห่ง เกิดการปะทุแบบภูเขาไฟ แต่ไม่รุนแรงมากนัก

3.ผลของการระเบิดของภูเขาไฟที่มีผลต่อภูมิประเทศ

การระเบิดการปะทุส่วนประกอบของแมกมา จะทำให้ได้ภูเขาไฟที่มีรูปร่างต่างกันดังนี้

1.กรวยภูเขาไฟสลับชั้น

        กรวยภูเขาไฟสลับชั้น(Composit Cone Volcano) เป็นภูเขาไฟซึ่งเกิดจากการสลับหมุนเวียนของชั้นลาวา และเศษหิน ภูเขาไฟชนิดนี้อาจจะดันลาวาไหลออกมาเป็นเวลานาน และจะเปลี่ยนแปลงรูปแบบการประทุอย่างกระทันหัน ภูเขาไฟชนิดนี้ที่มีชื่อ เช่น ภูเขาไฟฟูจิ (ญี่ปุ่น), ภูเขาไฟมายอน (ฟิลิปปินส์) และ ภูเขาไฟเซนต์เฮเลน (สหรัฐฯ)

2.ภูเขาไฟรูปโล่

        ภูเขาไฟรูปโล่ (Shield Volcano) เป็นภูเขาไฟที่มีขนาดใหญ่ โดยพื้นฐานแล้วภูเขาไฟชนิดนี้เกิดจาก ลาวาชนิดบาซอลท์ที่ไหลด้วยความหนืดต่ำ ลาวาที่ไหลมาจากปล่องกลาง และไม่กองสูงชัน เหมือนภูเขาไฟชนิดกรวยสลับชั้น ภูเขาไฟชนิดนี้มักจะเป็นภูเขาไฟที่ใหญ่ เช่น ภูเขาไฟ Muana Loa (ฮาวาย)

3.กรวยกรวดภูเขาไฟ

        กรวยกรวดภูเขาไฟ (Cinder Cone) ภูเขาไฟชนิดนี้จะสูงชันมาก และเกิดจากลาวาที่พุ่งออกมาทับถมกัน ลาวาจะมีความหนืดสูง การไหลไม่ต่อเนื่อง และมีลักษณะเป็นลาวาลูกกลมๆ ที่พุ่งออกมาจากปล่องเดี่ยว และทับถมกันบริเวณรอบปล่อง ทำให้ภูเขาไฟชนิดนี้ไม่ค่อยก่อให้เกิดความสูญเสียชีวิต

4.โทษและประโยชน์จากภูเขาไฟ

- ประโยชน์

     1. ดินที่เกิดจากภูเขาไฟระเบิดจะอุดมสมบูรณ์ด้วยแร่ธาตุต่างๆ 

     2. การระเบิดของภูเขาไฟช่วยปรับระดับของเปลือกโลกให้อยู่ในภาวะสมดุล

     3. แหล่งภูเขาไฟจะเป็นแหล่งดินดีเหมาะแก่การเพาะปลูก เช่น ดินที่อำเภอท่าใหม่ จังหวัดจันทบุรี เป็นต้น

     4. แหล่งภูเขาไฟ เป็นแหล่งท่องเที่ยวที่สำคัญ เช่น อุทยานแห่งชาติฮาวาย ในอเมริกา หรือแหล่งภูกระโดง ภูอังคาร ในจังหวัดบุรีรัมย์ของไทย เป็นต้น

     5. ฝุ่น เถ้าภูเขาไฟที่ล่องลอยอยู่ในอากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ ทำให้บรรยากาศโลกเย็นลง ปรับระดับอุณหภูมิของบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ของโลกที่กำลังร้อนขึ้น แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ หรือการเกิดปฏิกิริยาเรือนกระจกและการเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำแอลนิโน ที่ทำให้อุณหภูมิในบรรยากาศของโลกสูงขึ้นนั้นลดต่ำลง

- โทษ

     1. เมื่อภูเขาไฟระเบิดจะมีเขม่าควันและก๊าซบางชนิดซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตได้

     2. การเคลื่อนที่ของลาวา อาจไหลออกมาจากปากปล่องภูเขาไฟเคลื่อนที่รวดเร็วถึง 50 กิโลเมตรต่อชั่วโมง มนุษย์และสัตว์อาจหนีภัยไม่ทันเกิดความสูญเสียอย่างใหญ่หลวง

     3. เกิดคลื่นซึนามิ ขณะเกิดภูเขาไประเบิด โดยเฉพาะภูเขาไฟใต้ท้องมหาสมุทร คลื่นนี้จะโถมเข้าหาฝั่งสูงขนาดตึก 3 ชั้นขึ้นไป กวาดทุกสิ่งทั้งผู้คนและสิ่งก่อสร้างลงสู่ทะเล เป็นที่น่าหวาดกลัวยิ่งนัก

     4. หลังจากภูเขาไฟระเบิด มีฝุ่นเถ้าภูเขาไฟตกทับถมอยู่ใกล้ภูเขาไฟ เมื่อฝนตกหนัก อาจจะเกิดน้ำท่วมและโคลนถล่มตามมาจากฝุ่นและเถ้าภูเขาไฟเหล่านั้น