ประกาศ!!!

บล็อกนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชา ว 32161 ดาราศาสตร์

อาจารย์ผู้สอน อาจารย์วิสูตร ยอดสุข


จัดทำโดย  นายวโรดม  ฮุ่นศิริ  ชั้น ม.5/4  เลขที่ 3

ปีการศึกษา 2555


โรงเรียนสมุทรปราการ

โลกและการเปลี่ยนแปลง

เนื้อหา                                                                                                

1.หลักฐานและสมมติฐานการเคลื่อนที่ของทวีปของเวเกเนอร์

หลักฐานของทวีปเลื่อน
(Evidence for Continental Drift)

 
   เวเกเนอร์ได้เสนอแนะให้ลองพิจารณารูปร่างของทวีปต่างๆ บนแผนที่โลก ซึ่งดูเหมือนจะสอดคล้องกับสมมติฐานที่ว่าครั้งหนึ่งผืนแผ่นดินต่างๆ ที่แยกกันอยู่นี้เคยต่อเป็นแผ่นเดียวกัน เช่น แนวชายฝั่งด้านตะวันตกของทวีปแอฟริกานำมาเทียบต่อแบบจิกซอว์ได้กับแนวชาย ฝั่งตะวันออกของทวีปอเมริกา หากพิจารณาทวีปอื่นๆ แบบเดียวกันแล้วก็พบว่าแนวคิดของเวเกเนอร์เรื่องผืนดินใหญ่ (supercontinent) ที่เขาเรียกว่า แพนเจีย นั้นมีความเป็นไปได้อย่างมาก
ปัจจุบันเราสามารถประมาณขอบเขตจริงของทวีปที่เป็นขอบเขตส่วนนอกได้ดีขึ้นมาก ด้วยการตรวจสอบบริเวณ ไหล่ทวีป (continental shelf) 
อยู่ใต้มหาสมุทรและปรากฏว่าบริเวณไหล่ทวีปของทวีปต่างๆ ที่ความลึก 900 เมตร เมื่อนำมาเทียบรอยต่อกันจะสามารถต่อรอยสันเข้ากันได้พอดี
 
   เวเกเนอร์ได้เสนอแนะให้ลองพิจารณารูปร่างของทวีปต่างๆ บนแผนที่โลก เวเกเนอร์ยังได้ศึกษาซากฟอสซิลของพืชและสัตว์ที่มีอยู่ตามแนวชายฝั่ง (coastline) ทั้งทวีปอเมริกาใต้และทวีปแอฟริกา ซึ่งพบว่าบริเวณที่แนว ชายฝั่งทวีปทั้งสองต่อตรงกันนั้น ซากฟอสซิลที่พบก็เหมือนกันทุกอย่างด้วยซึ่ง
หมายความว่าพืชและสัตว์ที่ กลายเป็นฟอสซิลนั้นเป็นชนิดเดียวกัน หากทวีปทั้งสอง อยู่แยกกันมาอย่างในปัจจุบัน โดยมีมหาสมุทรคั่นระหว่างทวีปเช่นนี้ แล้วพวก พืชและสัตว์ในอดีตเหล่านี้จะเดินทางจากทวีปหนึ่งข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกไปสู่ อีกทวีปหนึ่งได้อย่างไร ข้อสังเกตนี้สนับสนุนสมมติฐานของเวเกเนอร์ที่ว่า ทวีปอเมริกาใต้และทวีปแอฟริกาเดิมเป็นผืนดินเดียวกัน
 
   ถ้า หากทวีปทั้งหลายเคยต่อกันเป็นแผ่นใหญ่หรือแพนเจียดังที่กล่าวมาแล้วนั้นเป็น ความจริง หินต่างๆ ที่พบในภูมิภาคของทวีปหนึ่งก็จะต้องมีลักษณะเหมือนกับหิน ในภูมิภาคที่คาดว่า เคยต่อกันมาก่อนของอีกทวีปหนึ่ง กรณีนี้จะเห็นได้ชัดเจนมาก บริเวณแนวเทือกเขาที่ทอดยาวต่อจากพื้นแผ่นดินทวีปไปจรดฝั่งทวีปและยังทอดยาว ต่อเนื่องผ่านผืนดินขนาดใหญ่ (landmass) พาดข้ามมหาสมุทรจากฝั่งทวีปหนึ่งไปอีกฝั่งทวีปหนึ่ง ตัวอย่างเช่น เทือกเขาแอปปาเรเชียน (Appalachians) ในทวีปอเมริกาเหนือ หมู่เกาะอังกฤษ (British Isles) และสแกนดิเนเวีย เมื่อนำผืนดินขนาดใหญ่พวกนี้มาประกอบกัน เข้าอีกครั้งดังแผนที่แพนเจียนี้ จะพบว่าเทือกเขาเหล่านี้ต่อเป็นสายยาวต่อเนื่องกันไป ประเภทหินที่พบตามเทือกเขาเหล่านี้มีลักษณะ อายุ และโครงสร้างที่เหมือนกันด้วย
 
   นอกจากนี้เวเกเนอร์ยังพบหลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีทวีปเลื่อน เมื่อเขาได้เริ่มศึกษา สภาพอากาศในยุคโบราณก็ได้พบหลักฐานที่น่าสนใจ คือ กา เปลี่ยนแปลงสภาพ อากาศของโลกธารน้ำแข็งที่ทับถมสะสมกันบ่งชี้ให้เห็นว่าบางส่วนของ ทวีปอเมริกาใต้ แอฟริกาใต้ อินเดีย และออสเตรเลียตะวันตก เมื่อประมาณ 300 ล้านปีที่แล้วเคย ปกคลุมด้วยแผ่นน้ำแข็ง ใต้กองธารน้ำแข็งเหล่านี้จะเป็นชั้นหินแข็งชั้นล่าง (bedrock) ที่ปรากฏร่องรอยครูดเป็นทาง แสดงให้เห็นว่าธารน้ำแข็งเคยเคลื่อนที่ พาดผ่านหินนี้มาก่อน โดยเคลื่อนตัวจา ทวีปแอฟริกาไป สู่มหาสมุทรแอตแลนติกและจากมหาสมุทรแอตแลนติกไปสู่ทวีปอเมริกาใต้ รอยครูดจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อแผ่นดิน ของสองทวีปนี้ติดกันเท่านั้น ถ้าแยกกันโดยมีมหาสมุทรกั้นอย่างเช่นในปัจจุบัน ธารน้ำแข็งจะไม่สามารถทิ้งรอยครูดไว้กับชั้นหินที่อยู่ใต้มหาสมุทรได้เลย ในช่วงเวลา เดียวกันนี้ ซีกโลกด้านเหนือ (Northern Hemisphere) มีลักษณะเป็นเขตร้อน และเขียวชอุ่ม พืชพันธุ์อันอุดมสมบูรณ์ที่เกิดในหนองน้ำบนผืน ทวีปอเมริกาตะวันออก ยุโรป และ ไซบีเรียเมื่อครั้งนั้น ได้กลายมาเป็นเขต เหมืองถ่านหิน ในปัจจุบันซีกโลก ด้านเหนือซึ่งมีภูมิอากาศแบบเขตร้อนนี้ช่วยสนับสนุน ทฤษฎีของเวเกเนอร์ เนื่องจาก เมื่อพิจารณา
ผืนดินใหญ่
หรือแพนเจีย 300 ล้านปีมาแล้ว จะเห็นได้ว่าส่วนที่เป็นเขตร้อนเขียวชอุ่มนั้นคือบริเวณเหนือเส้นศูนย์สูตร แม้ว่าจะมีข้อมูลสนับสนุนทฤษฎีของ เวเกเนอร์แต่นักวิทยาศาสตร์ในยุคนั้นก็ไม่เห็นด้วยกับแนวคิดนี้และต้องใช้ เวลานานถึงครึ่งศตวรรษ ทฤษฎีของเวเกเนอร์จึงได้รับการยอมรับ
 
 

การเคลื่อนที่ของแผ่นโลก
(Plate Tectonics)

ในปี พ.ศ. 2511 ได้มีการจัดทำแผนผังพื้นมหาสมุทรและบันทึก ข้อมูลการเกิดแผ่นดินไหวและสนามแม่เหล็กโลกมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่ทฤษฎี การเคลื่อนที่ของแผ่นโลก(Plate Tectonics) โดยอ้างอิงจากเค้าโครงทฤษฎีทวีปเลื่อน แนวคิดนี้จะกล่าวถึงเนื้อโลก (Mantle) ชั้นบนสุดรวมทั้งเปลือกโลก (Crust) ที่มีลักษณะแข็ง ไม่ยืดหยุ่น และเปราะเรียกว่า ชั้นลิโทสเฟียร์ (Lithosphere) หรือธรณีภาคชั้นนอก ส่วนใต้ชั้นนี้ลงไปจะเป็น เนื้อโลกที่นุ่มกว่าเรียกว่า ฐานธรณีภาค หรือ แอสเทโนสเฟียร์ (Asthenosphere)
   ธรณีภาคชั้นนอกหรือลิโทสเฟียร์นี้จะแยกออกเป็น 7 แผ่นหลักๆ ได้แก่ อเมริกาเหนือ แปซิฟิก แอฟริกา ยูเรเชียน ออสเตรเลียน และแอนตาร์กติก นอกจากนี้ยังมีแผ่นโลกที่มีขนาดรองลงมาอีกจำนวนหลายแผ่น เช่น แคริเบียน แนซคา ฟิลิปปินส์ และอาราเบียน อีกทั้งยังมีแผ่นโลกขนาดเล็กอีกเป็นจำนวนมาก แผ่นโลกเหล่านี้จะเคลื่อนที่ไปคนละทิศคนละทางด้วยความเร็วที่ต่างกัน ประมาณ 2 ถึง 10 เซนติเมตร ต่อปี การเคลื่อนที่นี้เกิดขึ้นโดยแรงขับเคลื่อนจากการกระจายความร้อนที่ไม่เท่า กันภายในโลก การเคลื่อนที่ของแผ่นโลกเหล่านี้เองทำให้เกิดแผ่นดินไหว จุดประกายระเบิดของภูเขาไฟ รวมทั้งบดมวลหินใหญ่ของภูเขาต่างๆ

หลักฐานการเคลื่อนที่แผ่นเปลือกโลก
Evidence for Plate Tectonics)

จากแนวคิดเรื่องรูปแบบการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก ทำให้นักวิจัยเริ่มค้นคว้าเพื่อทดสอบสมมติฐานในเรื่องนี้ ดังนี้

สนามแม่เหล็กที่พบในซากดึกดำบรรพ์ (Paleomagnetism)
   หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีของการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกได้มากที่สุดนั้น มาจากการศึกษาเรื่องสนามแม่เหล็กโลก ซึ่งมีลักษณะเดียวกันกับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากแท่งแม่เหล็กทั่วไป ขั้วแม่เหล็กโลกนั้นวางตัวตามแนวภูมิศาสตร์ขั้วโลกเหนือ-ใต้ การศึกษาสนามแม่เหล็กในยุคโบราณจึงสามารถทำได้ เนื่องจากหินที่มีสินแร่ที่ถูกเหนี่ยวนำด้วยสนามแม่เหล็กโลกในสมัยโบราณนั้น ก็จะกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์เข็มทิศ ที่ชี้ค้างไว้ที่ขั้วโลกเหนือ และเมื่อค้นพบซากดึกดำบรรพ์แม่เหล็กพวกนี้ก็จะทำให้รู้แนวทิศขั้วแม่เหล็กใน อดีตที่เกิดซากดึกดำบรรพ์แม่เหล็กในยุคนั้นๆ ได้ด้วย หรือพูดได้ว่าซากดึกดำบรรพ์แม่เหล็กที่เกิดขึ้นในเวลาใดก็จะบอกทิศทางของ ขั้ว
แม่เหล็กโลกในเวลานั้น ซึ่งมันก็คือสนามแม่เหล็กที่พบในซากดึกดำบรรพ์นั่นเอง

   ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1950 (พ.ศ. 2493) การศึกษาการไหลของลาวา แสดงให้เห็นว่าทิศทางของสนามแม่เหล็กของลาวาที่ไหลออกมานั้น มีทิศทางที่สัมพันธ์กับอายุของลาวานั้นๆ การที่อายุลาวาต่างกันจะมีทิศทางของสนามแม่เหล็กที่ต่างกันนี้ อธิบายได้ว่า อาจเป็นอย่างใดอย่างหนึ่งระหว่างขั้วแม่เหล็กโลกมีการเคลื่อนตัวได้แบบไม่มี ทิศทางแน่นอน หรือไม่ก็เกิดจากเปลือกโลกที่มีการเคลื่อนตัวแบบไม่มีทิศทางแน่นอน ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ได้สรุปว่าขั้วโลกทั้งแบบขั้วโลกทางภูมิศาสตร์และ ขั้วแม่เหล็กโลก ไม่ได้เคลื่อนแบบไร้ทิศ ดังนั้นก็เหลือที่เป็นไปได้ว่ามีการเคลื่อนที่แบบไร้ทิศอย่างเดียวคือ แผ่นเปลือกโลก

การสลับขั้วของแม่เหล็กและการแยกตัวของพื้นทะเล (Magnetic Reversals and Seafloor Spreading)
   หลักฐานสนับสนุนเพิ่มเติมทฤษฎีของการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกนั้น เกิดจากการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ว่าสนามแม่เหล็กโลกมีการหมุนกลับสลับขั้ว กันเป็นช่วงๆ หมายความว่าขั้วโลกเหนือกลับมาเป็นขั้วโลกใต้และขั้วโลกใต้ก็สลับมาเป็นขั้ว โลกเหนือ เมื่อหินที่พบมีแนวทิศแม่เหล็กทางเดียวกับสนามแม่เหล็กโลกจะถูกเรียกว่าชี้ ตามขั้วปกติ แต่เมื่อใดพบว่าหินที่พบมีทิศแม่เหล็กตรงข้ามกับสนามแม่เหล็กโลกก็จะเรียก ว่าสลับขั้ว หลักฐานที่สนับสนุนการสลับขั้วแม่เหล็กนี้มาจากการศึกษาลาวาและการสะสมตัว ของมันทั่วโลก ซึ่งสามารถบอกได้ว่าการสลับขั้วแต่ละครั้งมีช่วงเวลาอย่างไร ทั้งนี้โดยการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของพื้นทะเล การเกิดการสลับขั้วของแม่เหล็กโลกนี้เป็นประเด็นสนับสนุนที่สำคัญว่านำไปสู่ การแยกตัวของพื้นทะเล

รูปแบบของแผ่นดินไหว (Earthquakes Patterns)
   รูปแบบของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกได้รับการสนับสนุนให้เป็นจริงเป็นจัง อย่างมากเมื่อนักวิทยาศาสตร์ด้านการไหวสะเทือน ได้ตีพิมพ์ผลงานที่พิสูจน์ว่ารูปแบบของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกนั้นเชื่อ ได้ว่าเป็นเหตุของแผ่นดินไหวทั่วโลก อีกทั้งยังแสดงถึงความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดของเรื่องรอยต่อระหว่างแผ่น เปลือกโลกและเรื่องของแผ่นดินไหว โดยสนับสนุนความคิดที่ว่าแผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนไหวนั้นเมื่อมาปะทะกัน อย่างแรงก็เป็นสาเหตุหลักให้เกิดแผ่นดินไหว

การขุดเจาะมหาสมุทร (Ocean Drilling)
   ระหว่างปี ค.ศ.1968 – 1983 (พศ. 2511- 2526) ได้มีการขุดเจาะพื้นทะเลในมหาสมุทรกันเป็นการใหญ่เพื่อเก็บตัวอย่างของการ สะสมตัวของพื้นทะเล เมื่อนำเอาส่วนตะกอนสะสมที่มีอายุมากที่สุดตามจุดต่างๆ มาสร้างความสัมพันธ์ ได้พบว่า ยิ่งห่างจากรอยต่อแผ่นเปลือกโลกเท่าไรส่วนตะกอนสะสมที่ขุดพบก็จะยิ่งมีอายุ มากขึ้น การขุดเจาะนี้ยังพบอีกว่า ลุ่มมหาสมุทร (ocean basin) นั้นในทางธรณีวิทยาถือว่ามีอายุน้อย เนื่องจากยังไม่พบตะกอนสะสมใดที่มีอายุเกิน 180 ล้านปี ในขณะที่เปลือกโลกที่เป็นพื้นทวีปบางแห่งมีอายุถึง 3.9 พันล้านปี การขุดเจาะนี้ได้พิสูจน์ต่อไปเรื่องของการแยกตัวของพื้นทะเลที่ต่อเรื่อง เข้ากับทฤษฎีการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก
   ภูเขาไฟที่อยู่บนพื้นทะเลนั้นเรียกว่า ภูเขาใต้ทะเล (Seamount) เทือกเขาใต้ทะเลนี้ทอดแนวจากหมู่เกาะฮาวายขึ้นมายังร่องลึกเอลูเชียน (Aleutian trench) เครื่องวัดกัมมันตรังสี (radiometric) ได้วัดอายุภูเขาไฟที่อยู่ในเทือกเดียวกันนี้ว่าภูเขาไฟที่พบมีอายุมากขึ้น เมื่อมันอยู่ห่างจากฮาวายมากขึ้น ภูเขาใต้ทะเลที่อยู่ใกล้ซากดึกดำบรรพ์มากที่สุดมีอายุ 65 ล้านปี ภูเขาที่อยู่ช่วงกลางมีอายุ 27 ล้านปี ส่วนที่ฮาวายนั้นมีอายุประมาณ 1 ล้านปีเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์จึงได้ตั้งสมมุติฐานว่าบริเวณจุดอ่อนตัวของธรณีภาคชั้นนอก หรือที่เรียกว่าจุดร้อนตรงบริเวณใต้หมู่เกาะฮาวายนั้นกำเนิดจากส่วนที่ลึก ภายในโลก เมื่อแผ่นโลกแปซิฟิกเกิดการเคลื่อนตัวผ่านเหนือจุดร้อนนี้ ภูเขาไฟก็จะสร้างตัวขึ้นมา หลักฐานนี้สนับสนุนว่าการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนตัวที่ สัมพันธ์กับลักษณะภายในของโลกนั่นเอง
2.หลักฐานและข้อมูลทางธรณีวิทยาอื่นๆ ที่สนับสนุนการเคลื่อนตัวของทวีป
3.กระบวนการที่ทำให้ เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี
4.ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี
5.การเปลี่ยนลักษณะของเปลือกโลก


ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

facebook