ดิน (SOIL)

ดิน  หมายถึง  วัตถุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ   เกิดจาการผุพังของหินและแร่ธาตุ รวมกับอินทรียสารจำพวกซากพืชซากสัตว์ทับถมรวมกันเป็นชั้นๆ  ซึ่งแต่ละบริเวณจะมีความแตกต่างกันตามสภาพการเกิดของดินนั้นๆ                             1.  ดินเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีประโยชน์และมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตเป็นอย่างยิ่ง โดย        เฉพาะมนุษย์ซึ่งได้อาศัยดินในการสร้างที่อยู่อาศัย  ทำการเพาะปลูกและเลี้ยงสัตว์เพื่อให้ได้อาหาร        และเกิดปัจจัยสำคัญอื่นๆ อีก  เช่น  เครื่องนุ่งห่ม  ยารักษาโรค   เป็นต้น   นับเป็นปัจจัยที่สำคัญต่อ        การดำรงชีวิตของมนุษย์  เป็นผลที่ได้จากดินทั้งทางตรงและทางอ้อมทั้งสิ้น           2.  สัตว์และพืชส่วนใหญ่จะใช้ดินเป็นแหล่งในการดำรงชีวิต  ถ้าปราศจากดินแล้วสิ่งมีชีวิต หลายๆ ชนิดจะ ไมสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้  นอกจากนี้ในดินยังมีทรัพยากรที่มีคุณค่าอีกมากมาย           3.  ดินที่มาจากแหล่งต่างกัน  หรือจากแหล่งเดียวกันที่มีระดับความลึกต่างๆ กันจะมี ลักษณะและโครงสร้าง ไม่เหมือนกัน  เช่นขนาดของเม็ดดิน  การเกาะตัวกันระหว่างเม็ดดิน  สีของ  เนื้อดิน  อากาศและน้ำในดิน  ความเป็นกรด – เบสของดิน  เป็นต้น                      กำเนิดและสมบัติทั่วไปของดิน                          การกำเนิดดิน                          ปัจจัยที่มีผลต่อการกำเนิดดิน                          ส่วนประกอบของดิน                          ความพรุนของดิน                          สีของดิน                          ความเป็น กรด - เบส ของดิน                          ชนิดและประเภทของดิน

แผ่นดินไหว และภูเขาไฟระเบิด

แผ่นดินไหวและภูเขาไฟ (Earthquake and Volcanoes)

 จุด กำเนิดแผ่นดินไหว (Focus) และจุดทำลาย (Epicenter)การเคลื่อน ที่ของเพลท ทำให้เกิดแรงเครียดมหาศาลกระทำต่อหินจนเกินกำลังที่มวลหินจะรับได้ เกิดการเคลื่อนตัวทันทีทันใด พร้อมกับปลดปล่อยพลังงานออกมา ทำให้เกิดแผ่นดินไหว ตำแหน่งที่หินเกิดการแตกและเคลื่อนตัวที่อยู่ลึกลงไปจากผิวโลก เรียกว่า Focus (จุดกำเนิดแผ่นดินไหว) ในขณะที่ตำแหน่งที่ผิวโลกเหนือตำแหน่ง Focus เรียกว่า Epicenter (จุดทำลาย)

รูป Focus and Epicenter of Earthquake

Focus จะมีระดับความลึกแตกต่างกันออกไป อย่างไรก็ตาม เท่าที่พบจะอยู่ในระดับความลึกไม่เกิน 700 กม. และสามารถจัดแบ่งกลุ่มการเกิดแผ่นดินไหวได้ตามระดับความลึกของ Focus 3 กลุ่ม คือ (1) แผ่นดินไหวระดับตื้น เกิดที่ความลึกระหว่าง 0-70 กม. (2) แผ่นดินไหวระดับกลาง เกิดที่ความลึกระหว่าง 70-300 กม. และ (3) แผ่นดินไหวระดับลึก เกิดที่ความลึกระหว่าง 300-700 กม. แผ่นดินไหวที่มีขนาดใหญ่ มักจะเป็นแผ่นดินไหวระดับตื้น เกิดขึ้นบริเวณที่เป็นเปลือกโลก (Crust)

เมื่อเกิดแผ่นดินไหว พลังงานที่สะสมตัวอยู่ภายในหิน จะถูกปล่อยออกมาในลักษณะของคลื่น เรียกว่า คลื่นแผ่นดินไหว (Seismic Waves) คล้ายกับพลังงานลมที่พัดผ่านผิวน้ำ จะทำให้เกิดคลื่น คลื่นแผ่นดินไหวจะเคลื่อนตัวผ่านชั้นหินตามพื้นผิวของโลก และเป็นสาเหตุทำให้เกิดอำนาจการทำลาย คลื่นแผ่นดินไหวนี้จะถูกปล่อยออกมาจาก Focus ในทุกทิศทางโดยรอบคลื่นแผ่นดินไหว ประกอบด้วยคลื่น 3 ประเภท คือ 1. P or Primary Waves เป็นคลื่นบีบอัด (Compressional Wave) ลักษณะเป็นคลื่นตามยาว มีลักษณะเช่นเดียวกับคลื่นเสียง เกิดจากการอัด-ขยาย ซึ่งอนุภาคจะถูกดันกลับไป-มา ในทิศทางขนานกับการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถเคลื่อนที่ได้ทั้งในของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เดินทางด้วยความเร็วสูงมาก เป็นคลื่นประเภทแรกที่จะเดินทางขึ้นมาถึงผิวโลก เมื่อกระทบวัตถุจะเกิดแรงผลักและแรงดึง รูป P or Primary Waves 2. S or Secondary Waves เป็นคลื่นเฉือน (Shear Wave) ลักษณะเป็นคลื่นตามขวาง มีลักษณะเดียวกับคลื่นแสง อนุภาคจะถูกดันเคลื่อนที่ออกไปด้านข้างกลับไป-มา ในทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถเคลื่อนที่ได้เฉพาะในของแข็งเท่านั้น เดินทางช้ากว่า P Wave เมื่อกระทบวัตถุ จะเกิดแรงยกขึ้นและลง รูปS or Secondary Waves 3. Surface Waves เป็นคลื่นที่เกิดขึ้นที่ผิวโลก เนื่องมาจากการกระทำของ P และ S Waves จะเคลื่อนที่เฉพาะที่พื้นผิวโลก คล้าย ๆ กับคลื่นผิวน้ำที่เคลื่อนที่เฉพาะที่ผิวน้ำ เคลื่อนที่ช้าที่สุด แต่มีอำนาจการทำลายสูง (รูปที่ 16.5) สามารถแยกเป็น 2 ชนิด คือ (1) Love Wave เป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ตามขวาง อนุภาคเคลื่อนที่ในด้านข้างกลับไป-มา (2) Rayleigh Wave เป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ทางตรง โดยอนุภาคของคลื่นจะเคลื่อนที่เป็นวงรี ความเร็วของ Seismic Waves จะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของหินที่มันเคลื่อนที่ผ่านที่ผิวโลก P Wave จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ตั้งแต่ 5.5 ถึง 7.0 กม./วินาที ซึ่งจะเร็วกว่าความเร็วของ S Wave ประมาณ 1.73 เท่า Surface Wave จะเคลื่อนที่ช้าที่สุดด้วยความเร็ว ประมาณ 3.2 กม./วินาที รูป Surface Waves

ขนาดและความรุนแรง (Magnitude and Intensity)การอธิบาย ลักษณะของแผ่นดินไหวแต่ละครั้ง จะอธิบายในรูปของพลังงานที่ถูกปล่อยออกมา และในรูปของความเสียหายที่เกิดขึ้น การอธิบายพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจากการเกิดแผ่นดินไหวแต่ละครั้ง จะอธิบายในรูปของขนาด (Magnitude) ในขณะที่การอธิบายความเสียหาย จะอธิบายในรูปของความรุนแรง (Intensity) โดยกำหนดให้มีมาตราวัดทั้งขนาดและความรุนแรง 1. ขนาด (Magnitude) ขนาดของแผ่นดินไหวเป็นค่าของพลังงานที่แผ่นดินไหวปลดปล่อยออกมาในแต่ละครั้ง แสดงได้โดยมาตราริคเตอร์ (Richter Scale) ซึ่งเสนอโดย C. F. Richter นักธรณีวิทยาแผ่นดินไหวชาวอเมริกัน เมื่อปี พ.ศ. 2443 การวัดขนาดของแผ่นดินไหวจะวัดโดยเครื่องมือที่เรียกว่า Seismograph (รูปที่ 16.6) โดยบันทึกและวัดออกมาเป็นกราฟ เรียกว่า Seismogram แสดงขนาดและระยะเวลาของแผ่นดินไหว ยิ่งห่างออกจากจุดกำเนิดแผ่นดินไหว ขนาดของคลื่นแผ่นดินไหวก็จะเล็กลง เนื่องจากขนาดของคลื่นจะสัมพันธ์กับระยะทาง ดังนั้น จึงสามารถวัดพลังงานทั้งหมดที่ถูกปล่อยออกมาจากแผ่นดินไหวแต่ละครั้งได้จาก การตรวจวัดขนาดของคลื่นที่ระยะทางต่าง ๆ กัน รูป การตรวจวัดขนาด (Magnitude) ของแผ่นดินไหวโดย Seismograph ในมาตราริคเตอร์นี้ แผ่นดินไหวขนาด 2.5 สามารถทำให้ผู้คนรู้สึกได้ ขนาด 4.5 จะทำให้เกิดความเสียหายให้แก่บางบริเวณ ขนาด 6 มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดความเสียหายมาก ขนาด 7 ขึ้นไป จะเป็นแผ่นดินไหวที่รุนแรงมาก เนื่องจากมาตราริคเตอร์นี้เป็น Log-scale ดังนั้น แผ่นดินไหวที่มีขนาด 5 จะมีความรุนแรงเป็นสิบเท่าของขนาด 4 และขนาด 5 จะมีความรุนแรงน้อยกว่าขนาด 6 เป็นสิบเท่าเช่นกัน แผ่นดินไหวที่มีขนาดตั้งแต่มากกว่า 0 ถึงมากกว่า 8 เล็กน้อย ได้เคยเกิดขึ้นบนโลก แต่ยังไม่เคยมีขนาดถึง 9 ทั้งนี้ อาจเป็นเพราะหินในโลกไม่มีความแข็งแรงพอที่จะทำให้พลังงานปริมาณมากขนาดนั้น สะสมกักเก็บไว้ในตัวมันได้ 2. ความรุนแรง (Intensity) ความรุนแรงของแผ่นดินไหว จะวัดจากความรู้สึกของคนและสัตว์ หรือผลกระทบที่เกิดขึ้นกับอาคารสิ่งก่อสร้าง สภาพภูมิประเทศที่เปลี่ยนไป โดยเทียบหาอันดับความรุนแรงได้ จากตารางสำเร็จที่บอกรายละเอียดของผลกระทบไว้เรียบร้อยแล้ว มาตราแสดงความรุนแรงของแผ่นดินไหว มีหลายมาตรา ขึ้นอยู่กับความนิยมในการใช้แต่ละประเทศหรือภูมิภาค ที่สำคัญได้แก่ (1) มาตรารอสซี่-ฟอเรล (Rossi-Forel, RF Scale) แบ่งออกเป็น 10 อันดับ (I-X) ใช้มากในประเทศยุโรป (2) มาตราเจ เอ็ม เอ (Japan Meteorological Agency, JMA Scale) แบ่งออกเป็น 8 อันดับ (0-7) ใช้มากในประเทศญี่ปุ่น (3) มาตราเมอร์แคลลี่ (Modifield Mercalli, MM Scale) แบ่งออกเป็น 12 อันดับ (I-XII) ใช้มากในสหรัฐอเมริกา สำหรับประเทศไทย ก็ใช้มาตราเมอร์แคลลี่ อันดับ I เป็นแผ่นดินไหวที่มนุษย์เราไม่สามารถรู้สึกได้ นอกจากตรวจวัดโดยเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหวเท่านั้น อันดับ III มนุษย์พอรู้สึกได้ อันดับ V รู้สึกเกือบทุกคน ของเริ่มแกว่งไกว อันดับ IX สิ่งก่อสร้างที่แข็งแรงจะเสียหาย พื้นดินแยก ไปจนถึงอันดับ XII ซึ่งเป็นแผ่นดินไหวที่ทำลายทุกสิ่งทุกอย่าง ความรุนแรงของแผ่นดินไหว จะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ที่สำคัญที่สุด คือ ระยะห่างจากผู้สังเกตและตำแหน่ง Epicenter ซึ่งจะเป็นตำแหน่งที่มีความรุนแรงมากที่สุด และลดน้อยลงเมื่ออยู่ห่างไกลออกไป ปัจจัยที่สำคัญอีกอย่างก็คือ ชนิดของหินและขนาดของการแข็งตัวของหิน เมื่อมีแผ่นดินไหวเกิดขึ้นแต่ละครั้ง เจ้าหน้าที่ของรัฐที่เกี่ยวข้อง จะส่งแบบฟอร์มไปยังประชาชนในบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหว เพื่อขอรับทราบข้อมูลต่าง ๆ โดยขอความร่วมมือประชาชนกรอกลงในแบบฟอร์มดังกล่าว เมื่อทราบข้อมูลต่าง ๆ แล้ว เจ้าหน้าที่ก็จะกำหนดค่าของความรุนแรงตามมาตราที่ใช้และลงตำแหน่งในแผนที่ เขียนเส้นระดับ (Contour) ที่มีขนาดของความรุนแรงที่เท่ากัน เพื่อแสดงบริเวณที่มีความรุนแรงสูงสุดและลดน้อยลงตามลำดับ ไปจนถึงบริเวณที่ไม่รู้สึกต่อการเกิดแผ่นดินไหวครั้งนั้น แผนที่แสดงความรุนแรงของแผ่นดินไหวที่เท่ากันที่ตำแหน่งต่าง ๆ ดังกล่าว เรียกว่า Isoseismal Map รูป แผนที่แสดงความรุนแรงของแผ่นดินไหว (Isoseismal Map)

คลื่นสึนามิ(Tsunami)ภัย ธรรมชาติอีกประเภทหนึ่ง ซึ่งอาจเกิดร่วมกับการเกิดแผ่นดินไหว ได้แก่ คลื่น สึนามิ (Tsunami) ซึ่งเป็นคลื่นในทะเลที่มีช่วงคลื่นยาวประมาณ 80 ถึง 200 กม. เกิดจากการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวหรือแผ่นดินถล่ม หรือภูเขาไฟระเบิดบริเวณพื้นท้องมหาสมุทร คลื่นนี้อาจเคลื่อนที่ข้ามมหาสมุทร ซึ่งห่างจากตำแหน่งที่เกิดเป็นพัน ๆ กิโลเมตร โดยไม่มีลักษณะที่ผิดสังเกต เพราะมีความสูงเพียง 30 ซม. เคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 600-1,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เรือที่แล่นผ่านคลื่นนี้จะได้รับความสั่นสะเทือน ทำให้เรือโคลงอย่างรุนแรง ทำให้คนประจำเรือเข้าใจว่า เรือเกยหินใต้ทะเล ถ้าคลื่นเคลื่อนตัวผ่านที่ตื้นบริเวณใกล้ชายฝั่ง จะเพิ่มความสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ประมาณ 15 ม. ก่อให้เกิดอันตรายแก่มนุษย์และอาคารสิ่งก่อสร้างในบริเวณชายหาดนั้น ๆ การระเบิดของภูเขาไฟกรากาตัว (Krakatau) ในอินโดนีเซีย เมื่อปี ค.ศ. 1883 ทำให้เกิด Tsunami มีผู้คนเสียชีวิตมากกว่า 34,000 คน คลื่นมีความสูงถึง 40 ม. 11 มีนาคม 2554 สึนามิถล่มญี่ปุ่น

ภูเขาไฟ(Volcano)ภูเขาไฟมาจากคำว่า Vulcan (ภาษาโรมัน) หมายความว่า God of Fire โดยความหมายแล้ว ภูเขาไฟ อาจหมายถึง (1) เป็นช่อง (รูเปิด) ในเปลือกโลกที่หินหนืด (Magma) และก๊าซจากภายในโลก สามารถหนีขึ้นมาที่พื้นผิวโลกได้ หรือ (2) ภูเขาที่เกิดขึ้น ซึ่งเป็นผลเนื่องมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ หินหนืด (Magma) ซึ่งเกิดขึ้นภายในโลก เมื่อเคลื่อนตัวขึ้นสู่ผิวโลก โดยเฉพาะตามบริเวณขอบของเพลทต่าง ๆ บริเวณ Mid-ocean Ridge และบริเวณแนวมุดตัว (Subduction Zone) เมื่อหินหนืดโผล่ขึ้นมาที่ผิวโลก จะเรียกว่า ลาวา (Lava) อาจจะมีการระเบิดหรือไม่มีก็ได้ ถ้ามีการระเบิด มักจะมีแผ่นดินไหวขนาดเล็กเกิดขึ้นก่อน รูป ลาวา (Lava) มากกว่า 80% ของเปลือกโลกทั้งที่เป็นพื้นทวีปและพื้นมหาสมุทร เป็นผลพวงมาจากการเกิดภูเขาไฟ นอกจากนั้น อากาศ น้ำ ที่มนุษย์เราใช้อยู่ในปัจจุบันก็เป็นผลพวงมาจากการเกิดภูเขาไฟที่มีมาอย่าง ต่อเนื่องหลายร้อยหรือหลายพันล้านปี ตั้งแต่โลกเริ่มเย็นตัวลง ดังนั้น ภูเขาไฟจึงเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่ส่งผลกระทบต่อโลกและมนุษย์มาตั้งแต่ อดีตจนถึงปัจจุบัน

ภูเขาไฟมี แนวหรือบริเวณการเกิดที่ค่อนข้างชัดเจน เช่นเดียวกับการเกิดแผ่นดินไหว ซึ่งจะกระจุกตัวอยู่ตามแนวหรือขอบขอบเพลทเป็นสำคัญ บริเวณหรือแนวภูเขาไฟที่สำคัญได้แก่ (1) Subduction Zone Volcanoes ได้แก่ บริเวณที่เพลทมีการมุดตัว มักจะเป็นภูเขาไฟที่มีการระเบิดรุนแรงและอำนาจการทำลายสูง เช่น Mt. St. Helens สหรัฐอเมริกา Mt. Pinatubo ฟิลิปปินส์ และ Mt. Vesuvius ประเทศอิตาลี บริเวณนี้บางทีเรียก Ring of Fires รูป  Ring of Fires เป็นบริเวณที่เพลทมีการมุดตัวและเป็นแนวที่ภูเขาไฟเกิดระเบิด (2) Mid-ocean Rift Volcanoes ตามแนวของ Mid-atlantic Ridge ซึ่งเป็นบริเวณที่เพลทมีการเคลื่อนตัวแยกออกจากกัน ยาวทอดมากกว่า 40,000 ไมล์ (3) (3) Hot Spot Volcanoes ที่สำคัญได้แก่ บริเวณหมู่เกาะฮาวาย ซึ่งเป็นหมู่เกาะที่เกิดจากภูเขาไฟทั้งหมด เป็นบริเวณที่มีหินหนืด (Magma) อยู่ตื้นใกล้ผิวโลกมากที่สุด เมื่อเทียบกับบริเวณอื่น ๆ ทั้งโลก ภาพตัดขวางแสดง Subduction Zone Volcanoes, Mid-ocean Rift Volcanoes และ Hot Spot Volcanoes

ชนิดของภูเขาไฟภูเขาไฟสามารถแบ่งได้เป็น 3 ชนิด ขึ้นอยู่กับลักษณะ รูปร่าง และประเภทของการระเบิด 1. ภูเขาไฟรูปโล่ (Shield Volcanoes) มีลักษณะภาพตัดขวางคล้ายโล่ มีความลาดชันน้อย ประมาณ 15 องศา เกิดจากการไหลของลาวาที่ค่อนข้างเหลว ไหลแผ่เป็นบริเวณกว้าง ไม่มีการระเบิด เป็นลักษณะภูเขาไฟที่พบในหมู่เกาะฮาวาย รูป ภูเขาไฟรูปโล่ (Shield Volcanoes) 2. กรวยกรวดภูเขาไฟ (Cinder Cone) มีลักษณะภาพตัดขวางเป็น รูปกรวย ความลาดชันประมาณ 30-40 องศา เกิดจากการระเบิดพ่นลาวาและเถ้าถ่านออกมา หลังจากระเบิดกระจัดกระจายขึ้นสู่ท้องฟ้าแล้วแข็งตัวตกกลับลงมาสะสมตัวอยู่ รอบ ๆ ช่องระเบิด ตรงกลางจะเป็นแอ่งตื้น ๆ และมีขอบไม่สูงมากนัก แล้วจึงลาดลงไปหาภูมิประเทศแวดล้อม  ตัวอย่างเช่น Mt. Vesuvius ประเทศอิตาลี และ Mt. Paricutin ประเทศเม็กซิโก รูป กรวยกรวดภูเขาไฟ (Cinder Cone) 3. กรวยภูเขาไฟสลับชั้น (Strato-volcano, Composite Volcano) มีลักษณะภาพตัดขวางเป็นรูปกรวย เกิดจากการระเบิดหลาย ๆ ครั้ง โดยปกติจะเกิดการระเบิดอย่างรุนแรงก่อน พ่นเถ้าถ่าน ก๊าซ ไอน้ำ และเศษหินออกมา หลังจากนั้น จึงเกิดลาวาไหลออกมาซ้อนกันเป็นชั้น ๆ (รูปที่ 16.13) ภูเขาไฟชนิดนี้พบมากที่สุดในโลก ตัวอย่างเช่น Mt. Fuji ประเทศญี่ปุ่น Mt. Pinatubo ประเทศฟิลิปปินส์ และ Mt. St. Helens ประเทศสหรัฐอเมริกา รูป กรวยภูเขาไฟสลับชั้น (Strato-volcano, Composite Volcano)

ประเภทของภูเขาไฟภูเขาไฟอาจจะแบ่งออกตามสภาวะของมันได้เป็น 3 ประเภท คือ (1) Active Volconoes (ภูเขาไฟที่ยังมีพลัง) เคยระเบิดขึ้นแล้วและอยู่ในสภาวะที่ยังมีพลัง รอโอกาสที่จะระเบิดขึ้นอีก มีประมาณ 500 ลูกบนโลก รูป ภูเขาไฟเมราปี  ของประเทศอินโดนีเซีย (2) Dormant (Resting) Volcanoes (ภูเขาไฟที่สงบ) อยู่ในสภาวะที่สงบ แต่น่าที่จะเกิดการระเบิดได้อีก อาจเป็นประมาณ 100 ปีต่อครั้ง (3) Extinct (Dead) Volcanoes (ภูเขาไฟที่ดับ) อยู่ในสภาวะที่สงบหรือตายไปแล้ว ไม่มีการระเบิดและไม่น่าจะเกิดการระเบิดอีก

วัตถุที่ถูกปล่อยออกมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ อาจแบ่งได้เป็น 4 ประเภท ดังนี้1. ลาวา (Lava) หินหนืดที่ไหลออกมา คุณสมบัติของหินหนืดอาจจะแตกต่างกันออกไปในแต่ละพื้นที่ และเมื่อเย็นตัวลง อาจได้หินอัคนีคนละชนิด อุณหภูมิปกติจะสูงกว่า 1,000 องศาเซลเซียส 2. เศษหินภูเขาไฟ (Pyroclastic Debris) ได้แก่ วัตถุต่าง ๆ ที่ภูเขาไฟพ่นออกมา อาจจะมีขนาดใหญ่ ลักษณะกลมมน (Volcanic Bombs) หรือเป็นเหลี่ยม (Volcanic Blocks) หรืออาจจะมีขนาดเล็กขนาดเม็ดถั่ว (Lapilli) หรือขนาดเล็กเป็นเถ้าถ่าน (Volcanic Ash and Dust) 3. ก๊าซ (Gases) ก๊าซที่สำคัญที่ภูเขาไฟพ่นออกมาในขณะเกิดการระเบิด ได้แก่ H2O (70%), CO2 (15%), N2 (5%), สารประกอบซัลเฟอร์ H2S, SO4, SO2 อื่นๆ (5%) และที่เหลืออื่นๆ ประมาณ 5% ได้แก่ Cl, H2, As 4. ธุลีหลาก (Nuee Ardentes) ประกอบด้วย ธุลี ก๊าซ และไอน้ำ ลักษณะเป็นกลุ่มเมฆร้อน อุณหภูมิสูง เคลื่อนตัวเร็ว และเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์

ภูเขาไฟกับมนุษย์ภูเขาไฟ เป็นทั้งผู้ทำลายและผู้สร้าง มากกว่า 80%ของเปลือกโลกทั้งบนบกและทะเลเป็นผลพวงของภูเขาไฟ ภูเขาไฟเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดควบคู่มากับโลกตั้งแต่อดีตกาล ก๊าซที่ภูเขาไฟพ่นออกมาเมื่อหลายร้อยล้านปี ทำให้เกิดบรรยากาศ มหาสมุทร และสิ่งมีชีวิต ที่มีการวิวัฒนาการสืบทอดมาจนถึงปัจจุบัน ภูมิประเทศต่าง ๆ บนเปลือกโลกส่วนหนึ่งก็เป็นผลพวงจากภูเขาไฟ หินภูเขาไฟที่เกิดมาจากการเย็นตัวของลาวา เป็นแหล่งแร่ที่สำคัญ ดินซึ่งผุพังจากหินภูเขาไฟ เป็นดินที่มีความอุดมสมบูรณ์ของแร่ธาตุสูง เหมาะแก่การเพาะปลูก บริเวณภูเขาไฟเป็นบริเวณที่มีแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพกักเก็บสะสมตัว ซึ่งมนุษย์สามารถพัฒนานำความร้อนธรรมชาติจากโลกขึ้นมาใช้ประโยชน์ได้ในหลาย รูปแบบ มีการทำแหล่งแร่กำมะถันอย่างกว้างขวางในบริเวณรอบ ๆ ภูเขาไฟ มนุษย์จึงมีความสัมพันธ์และได้ประโยชน์หลายประการจากผลพลอยได้ของภูเขาไฟ มลภาวะที่สำคัญจากภูเขาไฟ ได้แก่ ก๊าซ SO2 ซึ่งเป็นอันตรายต่อระบบการหายใจ ตา คอ จมูก และผลกระทบจากฝนกรด ไม่นับรวมผลกระทบจากการเผาไหม้จากลาวาโดยตรง ที่มีอันตรายต่อทั้งชีวิตมนุษย์ สัตว์ พืชพันธุ์ และอาคารสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ ถ้าหากอยู่ในทิศทางของการไหลล้นของลาวา รูป ภูเขาไฟเป็นแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ รูป มลภาวะที่สำคัญของภูเขาไฟ คือ กลุ่มควันร้อน และก๊าซพิษต่างๆ ที่มา  http://www.tps.ac.th/~lop/astro/index_files/page0007.htm http://www.rmutphysics.com/charud/naturemystery/sci3/volcano/index.htm

แบบฝึกหัด1. ขนาดและความรุนแรงของแผ่นดินไหวแตกต่างกันอย่างไร
2. คลื่นแผ่นดินไหวมีกี่ประเภท อะไรบ้าง
3. บริเวณหรือแนวสำคัญที่เกิดภูเขาไฟมีอะไรบ้าง
4. อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับแผ่นดินไหว

โลกและการเปลี่ยนแปลง

โลก เป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีมาแล้ว นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่สันนิษฐานว่า ระบบสุริยะเกิดจากการหมุนวนของกลุ่มแก๊สและฝุ่นละออง(เนบิวลา) แรงโน้มถ่วงระหว่างมวลทำให้ฝุ่นละอองและแก๊สในอวกาศเกิดการยุบตัวและรวมกัน จนในที่สุดกลายเป็นระบบสุริยะ ซึ่งประกอบด้วย ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ต่างๆ จากข้อมูลและหลักฐานต่างๆ นักวิทยาศาสตร์แบ่งโครงสร้างโลกตามลักษณะมวลสารเป็นชั้นใหญ่ๆ 3 ชั้น คือ    ชั้นเปลือกโลก (crust) เป็นส่วนผิวด้านนอกที่ปกคลุมโลก แบ่งเป็น 2 บริเวณ คือ เปลือกโลกภาคพื้นทวีป หมายถึงส่วนที่เป็นแผ่นดินทั้งหมด ประกอบด้วยซิลิกาและอลูมินาเป็นส่วนใหญ่ เปลือกโลกใต้มหาสมุทร หมายถึง เปลือกโลกส่วนที่ถูกปกคลุมด้วยน้ำ ประกอบด้วย ซิลิกา และแมกนีเซียเป็นส่วนใหญ่ เนื้อโลก ( mantle ) เป็นชั้นที่อยู่ถัดลงไปจากชั้นเปลือกโลก ส่วนมากเป็นของแข็ง มีความลึกประมาณ 2,900 กิโลเมตร นับจากฐานล่างสุดของเปลือกโลก จนถึงตอนบนของแก่นโลก ชั้นเนื้อโลกส่วนบนเป็นหินที่เย็นตัวแล้วและบางส่วนมีรอยแตกเนื่องจากความเปราะ ชั้นเนื้อโลกส่วนบนกับชั้นเปลือกโลกรวมกันเรียกว่า "ธรณีภาค (lithosphere)" มีความหนาประมาณ 100 กิโลเมตร นับจากผิวโลกลงไป ชั้นเนื้อโลกถัดลงไปที่ความลึก 100 - 350 กิโลเมตร เรียกว่า ชั้น ฐานธรณีภาค (asthenosphere) เป็นชั้นของหินหลอมละลายร้อน หรือหินหนืดที่เรียกว่า แมกมา ซึ่งหมุนวนอยู่ภายในโลกอย่างช้าๆ ชั้นเนื้อโลกที่อยู่ถัดลงไปอีกเป็นชั้นล่างสุดอยู่ที่ความลึกตั้งแต่ 350 - 2,900 กิโลเมตร เป็นชั้นที่เป็นของแข็งร้อนแต่แน่นและหนืดกว่าตอนบน มีอุณหภูมิสูงตั้งแต่ประมาณ 2,250- 4,500?C แก่นโลก (core) แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ แก่นโลกชั้นนอก มีความลึกตั้งแต่ 2,900 - 5100 กิโลเมตร เชื่อกันว่าชั้นนี้ประกอบด้วยสารเหลวร้อนของโลหะเหล็กและนิกเกิลเป็นส่วน ใหญ่และมีความร้อนสูงมาก แก่นโลกชั้นใน เป็นส่วนที่ต่อเนื่องจากแก่นโลกชั้นนอก มีส่วนประกอบเหมือนกับชั้นนอก แต่อยู่ในสภาพของแข็งเนื่องจากมีความดันและอุณหภูมิสูงมาก อาจสูงถึง 6,000 องศาเซลเซียส โลกและการเปลี่ยนแปลง ชั้นเนื้อโลกหรือชั้นแมนเทิล (Earth’s Mantle) เป็นชั้นที่สองของเรียกกันว่า เนื้อโลก หรือชั้นแมนเทิล (Mantle) มีสภาพส่วนใหญ่เป็นหินหลอมเหลว เนื่องจากได้รับความร้อนจากแก่นโลกที่มีอุณหภูมิสูงมาก หินหลอมเหลวที่อยู่ในชั้นนี้ มีชื่อที่คุ้นหูว่า แมกมา (Magma) แต่เมื่อแมกมาปะทุขึ้นมาบนเปลือกโลกจากปรากฏการณ์ภูเขาไฟระเบิด จะเรียกว่า ลาวา (Lava) นั่นเอง องค์ประกอบทางเคมีของชั้นแมนเทิล (Earth’s Mantle) ชั้นแมนเทิลมีส่วนประกอบหลักเป็นหินที่มีปริมาณแร่โอลิวีนสูง ( olivine-rich rock ) อุณหภูมิของชั้นแมนเทิลมีความแตกต่างกันตามความลึก ซึ่งบริเวณที่ติดกับเปลือกโลกจะมีอุณหภูมิต่ำและเพิ่มขึ้นตามความลึก อุณหภูมิสูงสุดพบบริเวณที่ติดกับแกนโลกที่ให้ความร้อน (heat-producing core) การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิตามความลึกอย่างคงที่เรียกว่า ” geotherrmal gradient” ซึ่ง geothermal gradient มีค่าขึ้นอยู่กับชนิดหินแต่ละชนิดและหินแต่ละ โดยที่ชั้นแมนเทิลที่แบ่งเป็นสองส่วนคือ ส่วนบน (upper mantle) ส่วนล่าง (lower mantle) หินในชั้นแมนเทิลส่วนบนมีอุณหภูมิต่ำและค่อนข้างเปราะ ในขณะที่หินในชั้นแมนเทิลส่วนล่างมีอุณหภูมิสูงและค่อนข้างอ่อน (แต่ไม่หลอม) หินในชั้นแมนเทิลส่วนบนมีความเปราะมากพอที่จะแตกเมื่อมีแรงมากระทำและก่อให้ เกิดแผ่นดินไหวได้ อย่างไรก็ตามหินในชั้นแมนเทิลมีความอ่อนและ สามารถไหลได้ เมื่ออยู่ภายใต้สภาวะที่มีแรงมากระทำ แมนเทิลชั้นบนและล่างแบ่งโดยบริเวณที่มีลักษณะความเปราะที่น้อยที่สุด …………………………………………………….. ชั้นเปลือกโลก เป็นชั้นที่สามของโลกเป็นชั้นที่อยู่ นอกสุด เรียกว่า ชั้นเปลือกโลก (Crust) บางส่วนของเปลือกโลกเกิดจากการเย็นตัวของลาวาแล้วกลายสภาพเป็นหินแข็ง เปลือกโลกมีลักษณะเป็นแผ่นขนาดใหญ่ที่ลอยอยู่เหนือหิน หลอมเหลวหรือแมกมา ด้วยเหตุนี้เองจึงส่งผลให้แผ่นเปลือกโลกที่เกิดขึ้นมาได้ประมาณ 3,500 ล้านปีมาแล้วมีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา ซึ่งมนุษย์เราสามารถรับรู้การเคลื่อนไหวนี้ได้จากการเกิดภูเขาไฟระเบิดและ แผ่นดินไหว ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่าในอดีต ทวีปต่าง ๆ เคยเป็นแผ่นดินขนาดใหญ่แผ่นเดียวที่เรียกว่า พันเจีย (Pangaea) แต่ต่อมาทวีปใหญ่พิเศษนี้ได้แยกออกจากกันเป็นเวลากว่าล้านปีมาแล้ว จนมีลักษณะเป็นทวีปต่าง ๆ ดังเช่นปัจจุบันที่เราเห็นกันอยู่นี้ โดยรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกมีโอกาสที่จะเกิดภูเขาไฟระเบิดและแผ่นดินไหว ได้มากที่สุด นอกจากนี้แล้ว การกัดเซาะของน้ำ กระแสลม และธารน้ำแข็งยังเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ทำให้แผ่นเปลือกโลกมีการเปลี่ยน แปลงอยู่ตลอดเวลาด้วยเช่นกัน ดังจะเห็นได้จากลักษณะการคดเคี้ยวของแม่น้ำสายต่าง ๆ จะค่อย ๆ เปลี่ยนแปลงไป ที่น่าตื่นเต้นยิ่งไปกว่านั่นคือ นักวิทยาศาสตร์พบว่าทวีป ถ้าวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีในส่วนของเปลือกโลก สามารถแบ่งเป็น 1 องค์ประกอบทางเคมีในส่วนที่เป็นเปลือกทวีป (หินแกรนิต) 2 องค์ประกอบทางเคมีในส่วนที่เป็นเปลือกสมุทร (หินบะซอลต์) 1 องค์ประกอบทางเคมีในส่วนที่เป็นเปลือกทวีป (หินแกรนิต) ประกอบด้วย หินซิลิเกตทั่วไป (Normal Silicate Rocks) โดยส่วนเปลือกทวีปมีองค์ประกอบซิลิเกตที่มากด้วยซิลิกอน (Si) กับอลูมิเนียม (Al) ซึ่งเป็นองค์ประกอบแบบหินแกรนิต จึงเรียกเปลือกทวีปนี้ว่า “ไซอัล” (SIAL) หรือ “เปลือกโลกส่วนที่มีองค์ประกอบแบบหินแกรนิต” 2 องค์ประกอบทางเคมีในส่วนที่เป็นเปลือกสมุทร (หินบะซอลต์) มีองค์ประกอบ ซิลิเกตของพวกเหล็กแมกนีเซียม (Mg) อลูมิเนียม ซิลิกอน จึงเรียกเปลือกสมุทรว่า “ไซมา” (SIMA) ชั้นเปลือกสมุทรนี้แผ่ตัวต่อเนื่องไปจนถึงชั้นรองรับเปลือกทวีป ซึ่งเดิมทีมักเชื่อกันว่ามีองค์ประกอบอย่างหินบะซอลต์ จึงเรียกว่า “เปลือกโลกมีองค์ประกอบอย่างหินบะซอลต์” (Basaltic Crust) มีความถ่วงจำเพาะ 3.0 แต่ปัจจุบันส่วนที่รองรับเปลือกทวีปนี้เชื่อว่าน่าจะมีองค์ประกอบคล้าย หินเพ ริโดไทต์ (Peridotitic Composition) ซึ่งมี ความถ่วงจำเพาะ 3.3 ถ้าวิเคราะห์ตามโครงสร้างภายในของโลก สามารถจำแนกตาม คุณสมบัติทางวัสดุได้กว้างๆ 2 ส่วนคือ 1. ชั้นธรณีภาค (Lithosphere) คือส่วนที่มีคุณสมบัติเป็นของแข็งมีความแกร่ง (rigid solid) นับรวมเอาส่วนเปลือกโลกถึงบางส่วนของชั้นเนื้อโลกส่วนบน ในระดับจากผิวโลกถึงลึกไม่เกิน 100 กิโลเมตร 2. ชั้นฐานธรณีภาค (Asthenosphere) นับจากระดับประมาณ 100 กิโลเมตร ต่อจากชั้น ธรณีภาคลงไป มีสมบัติพลาสติกมากขึ้น พร้อมที่จะไหลได้ องค์ประกอบหลักของโลก ทั้งสองส่วนนี้ มีบทบาทอย่างยิ่งต่อการเคลื่อนที่ของมวลเปลือกโลก ขนาดใหญ่ . ชั้นแก่นโลก (Earth’s Core) ชั้นแรกของเปลือกโกลกเป็นส่วนที่อยู่ใจกลางโลก เรียกว่า ชั้นแก่นโลก (Core) แกนโลก (Earth’s Core): ส่วนประกอบหลักๆ ของแกนโลกคือโลหะผสมระหว่างเหล็กและนิเกิล (iron-nickel alloys) ซึ่งเป็นสัณนิษฐานที่ได้จากการคำนวณความหนาแน่นและความจริงที่ว่าอุกกาบาต ทั้งหลายที่ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งจากโครงสร้างข้างในดาวเคราะห์ ประกอบด้วยโลหะผสมเหล็กนิเกิล แกนโลกเป็นแหล่งกำเนิดความร้อนเนื่องจากประกอบด้วยวัสดุกัมมันตภาพรังสี (radioactive meterial)ที่ซึ่งปลดปล่อยความร้อนออกมาจากการแตกตัวเพื่อเข้าสู่สถานะที่ เสถียรกว่า แกนโลกแบ่งเป็นสองส่วน คือ - แกนโลกชั้นนอก (outer core) มีสถานะเป็นของเหลวเนื่องจากอุณหภูมิที่สะสมเพื่อหลอมโลหะผสมเหล็กนิเกิล - แกนโลกชั้นใน (inner core) มีสถานะเป็นของแข็งถึงแม้ว่าจะมีอุณหภูมิที่สูงกว่าแกนโลกชั้นนอกแต่เนื่อง จากความกดดันที่สูงมากจากน้ำหนักของหินที่ปิดทับอยู่ด้านบนที่มากพอที่จะทำ ให้อะตอมมีการจับตัวกันอย่างแน่นหนาทำให้ไม่เกิดสถานะของเหลว ขอบคุณ crack.seismo.unr.edu sciencedaily thaigoodview pkkv.org รูปแสดงการเคลื่อนตัวของทวีป ตามแนวคิดของอัลเฟรด  เวเกเนอร์