บทที่ 1 โครงสร้างโลก

การแบ่งโครงสร้างโลก

            การแบ่งโครงสร้างโลกโดยแบ่งตามความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนเปลี่ยนไปในแต่ละระดับความลึกโดยแบ่งออกเป็นชั้นๆ คือ ธรณีภาค ฐานธรณีภาค มีโซสเฟียร์ แก่นโลกชั้นนอก และแก่นโลกชั้นใน

            ธรณีภาค ( lithosphere ) เป็นชั้นนอกสุดของโลก โดยพบว่าคลื่น p และ s เคลื่อนที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในช่วง 6.4 – 8.4 กิโลเมตรต่อวินาที และ 3.7 – 4.8 กิโลเมตรต่อชั่วโมง โดยมีความลึกประมาณ 100 กิโลเมตร จากผิวโลก ประกอบด้วยหินที่เป็นของแข็ง

            ฐานธรณีภาค แบ่งออกเป็น2 ประเภท คือ

                 - เขตที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วลดลง เป็นบริเวณที่คลื่น p และ s มึความเร็วลดลง เกิดขึ้นในระดับความลึกประมาณ 100 – 400 ก.ม. โดยบริเวณนี้มีสมบัติเป็นพลาสติกโดยมีอุณหภูมิและความดันน้อย

                 - เขตที่มีการเปลี่นแปลง เป็นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างไม่สม่ำเสมอ มีความลึกประมาณ 400 -660 ก.ม. หินส่วนล่างมีสมบัติแข็งมากและแกร่ง



            มีโซสเฟียร์ ( mesosphere ) เป็นชั้นที่อยู่ใต้ฐานธรณี และเป็นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทอนมีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ ส่วนล่างมีโซสเฟียร์มีสถานะเป็นของแข็ง มีความลึกประมาณ 660 – 2900 ก.ม จากผิวโลก

            แก่นโลกชั้นนอก ( outer core ) โดยเป็นขั้นที่อยู่ใต้ชั้นมีโซสเฟียร์ มีความลึกประมาณ 2,900 – 5,140 ก.ม. คลื่น p มีความเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆในขณะคลื่น s ไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านได้ เพราะชั้นนอกส่วนใหญ่มีสถานะเป็นของเหลว บริเวณรอยต่อระหว่างแก่นโลกชั้นนอก และชั้นใน ที่ระดับความลึกประมาณ 5,140 ก.ม. คลื่น p มีความเร็วเพิ่มขึ้น และเกิดคลื่น s เคลื่อนที่อีกครั้ง และคลื่นไหวสะเทือนทั้งสองจะเคลื่อนที่ไปยังจุดศูนย์กลางของโลก ที่ความลึกประมาณ 6,371 ก.ม.

            แก่นโลกชั้นใน ( inner core ) อยูที่ระดัยความลึกประมาณ 5,140 ก.ม.จนถึงจุดศูนย์กลางของโลก คลื่น p และ s มีอัตราเร็วค่อนข้างคงที่ และแก่นโลกชั้นในเป็นของแข็งเนื้อเดียวกัน

            เปลือกโลก ( crust ) โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

                 1.เปลือกโลกทวีป หมายถึง ส่วนที่เป็นพื้นทวีปและไหล่ทวีป มีความหนาเฉลี่ย 35 – 40 ก.ม. โดยประกอบดวยธาตุซิลิคอน และอลูมิเนียมเป็นส่วนใหญ่

                 2.เปลือกโลกมหาสมุทร หมายถึง ส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทรมีความหนาประมาณ 5 – 10 ก.ม. ประกอบด้วยธาตุซิลิคอนและแมกนีเซียมเป็นส่วนใหญ่

การศึกษาโครงสร้างโลก

            การศึกษาโครงสร้างภายในของโลก โดยศึกษาการเดินทางของ “คลื่นซิสมิค” (Seismic waves) ซึ่งมี 2 ลักษณะ คือ
                    คลื่นปฐมภูมิ (P wave) เป็นคลื่นตามยาวที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางนั้นเกิดการเคลื่อนไหวแบบอัดขยายในแนวเดียวกับที่คลื่นส่งผ่านไป คลื่นนี้สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เป็นคลื่นที่สถานีวัดแรงสั่นสะเทือนสามารถรับได้ก่อนชนิดอื่น โดยมีความเร็วประมาณ 6 – 8 กิโลเมตร/วินาที คลื่นปฐมภูมิทำให้เกิดการอัดหรือขยายตัวของชั้นหิน ดังภาพที่ 3
                     คลื่นทุติยภูมิ (S wave) เป็นคลื่นตามขวางที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลางโดยอนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวตั้งฉากกับทิศทางที่คลื่นผ่าน มีทั้งแนวตั้งและแนวนอน คลื่นชนิดนี้ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น ไม่สามารถเดินทางผ่านของเหลว คลื่นทุติยภูมิมีความเร็วประมาณ 3 – 4 กิโลเมตร/วินาที คลื่นทุติยภูมิทำให้ชั้นหินเกิดการคดโค้ง

ภาพคลื่นปฐมภูมิ (P wave) และคลื่นทุติยภูมิ (S wave)

ภาพการเดินทางของ P waveและ S wave ขณะเกิดแผ่นดินไหว