คำถามเกี่ยวกับธรณีวิทยา
คำถามเกี่ยวกับธรณีวิทยา
หินแกรนิต เป็นหินอัคนีชนิดหนึ่งที่เกิดจากการแทรกดันของแมกมาเข้าไปในหินเดิม ในช่วงปลายสุดของมัน โดยแมกกาจะไม่สามารถทะลุมาผิวโลกได้ ส่งผลให้การเย็นตัวของแมกมา ช้า เพียงพอให้หินแสดงรูปผลึกมองด้วยตาเปล่าได้ (phaneritic texture) อีกทั้งส่วนประกอบของแมกมาก็จะมีแร่หนักน้อยลง แร่สีเข้มน้อยลง จึงทำให้เปอร์เซ็นต์ควอตซ์ เฟลด์สปาร์และไมกา เพิ่มสูงขึ้น เมื่อเย็นตัวแล้วจึงได้หินที่มีลักษณะผลึกสีขาวเป็นส่วนใหญ่ แมกมาที่ทำให้เกิดหินแกรนิตมาอย่างไร มีถึง 4 แบบ แต่ขอเสนอเพียง 2 แบบ 1 I-type เป็นลักษณะของการเกิดแมกมาจาก ผิวเนื้อโลก ผุดมาเป็นกระเปาะ และค่อยๆ กลั่นลำดับส่วน ลดสีและแร่หนักลง จนมาเป็นกระเปาะสุดท้ายซึ่งมีเนื้อของหินแกรนิต ตัวนี้มักให้แร่ทอง วุลแฟรม ทังสเตน 2. S-type เป็นการเกิดแมกมาจากตะกอนหรือหินตะกอน เกิดการหลอมละลายอันเนื่องจากขบวนการแปรสัณฐานโลก เกิดเป็นของเหลวไหลลงใต้ผิวโลก ก่อนผุดขึ้นมาเป็นหินแกรนิต ส่วนใหญ่จะสีขาวกว่าประเภทแรก มักพบให้แร่ดีบุก
คุณถามกว้างมากและคงหมายถึงแหล่งแร่ (mineral deposit) ต้องเข้าใจก่อนว่า การเกิดแหล่งแร่เป็นผลจากการทำงานของแมกมา (magatism) ซึ่งเป็นตัวก่อให้เกิดการแทรกซอน (intrusion) ของหินอัคนี เกิดการระเบิดหรือประทุของภูเขาไฟ (volcanism) ที่ทำให้เกิดหินภูเขาไฟ ดังนั้นบริเวณที่พบหินภูเขาไฟที่ให้แหล่งแร่ ที่สำคัญๆมีตั้งแต่แร่ของโลหะพื้นฐาน เช่น ตะกั่ว ทองแดง สังกะสี พลวง เป็นต้น นอกจากนี้ยังมี แร่ทองคำ ทองคำขาว โครไมต์ แบบที่เกิดเป็นกระเปาะ (podiform chromite) เหล็ก อัญมณี และแร่โลหะอื่นๆอีกมาก
เกิดตามธรรมชาติ เช่นเกิดจากการเลื่อนขึ้นลงของเปลือกโลก หรือจากการกัดเซาะของน้ำในหินต่างชนิดกัน
ศึกษาจากคลื่นแผ่นดินไหว P-wave และ S-wave โดย – P-wave เคลื่อนที่ผ่านได้ทั้งตัวกลางที่เป็นของแข็งและของเหลว – S-wave เดินทางผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็ง แต่คลื่นทั้งสองมีการหักเหเมื่อผ่านตัวกลางชนิดต่างๆ – เมื่อเครื่องมือส่งและรับคลื่นที่วิ่งลงไปใต้โลก โดยรู้ความเร็วและระยะเวลาเดินทางของคลื่นก็คำนวณหาระยะทางหรือความลึกได้ เพราะคลื่นจะมีความเร็ว การหักเห และการสะท้อนในตัวกลางต่างๆ กัน เมื่อส่งคลื่นเข้าไปที่จุดหนึ่งของโลกและรับสัญญาณกลับจะพบว่า 1. ในช่วง 5-35 กิโลเมตรแรกคลื่นทั้งสองทะลุผ่านได้ ด้วยความเร็วหนึ่ง แต่พอถึง กม. ที่ 5 -35 คลื่นทั้งสองจะหักเห ซึ่งเมื่อคำนวณไปมาแล้ว คลื่นทะลุผ่านของแข็งประเภท Sial และ Sima ก็คือแร่ที่มีความหนาแน่นปานกลางใกล้ผิวโลกถึงหนักกว่าเล็กน้อยจึงสรุปว่า นี่คือ เปลือกโลกหนา 5-35 กิโลเมตร และลึกลงไปกว่านั้นจะเป็นอะไรที่มีคุณสมบัติต่างจากเปลือกโลก 2. ในช่วง 35-2880 กิโลเมตร คลื่นทั้งสองทะลุผ่านได้ ด้วยความเร็วสูงขึ้นผิดปกติจาก 5-35 กิโลเมตรเดิม การหักเหของคลื่นทั้งสองมีเล็กน้อยในช่วงต้นๆ และต่อเนื่องจนถึง กม. ที่ 2880จะมีการหักเหมุมอีกครั้ง พร้อมความเร็วของ P-wave สูงขึ้นผิดปกติ และการสะท้อนของคลื่น S-Wave คือสรุปว่านี่คือเนื้อโลก ซึ่งมีของแข็งประเภทเหล็กมากขึ้น ความหนาแน่นสูงขึ้น โดยที่รอยต่อกับชั้นเปลือกโลกมีลักษณะของแข็งกึ่งของเหลวอยู่ประมาณกิโลเมตรที่ 70-150 และ กม.ที่ 2880 เป็นอะไรที่เป็นชั้นใหม่แล้ว 3. ในช่วง 2880-3600 กิโลเมตร (รัศมี) ปรากฏว่าคลื่น S-wave สะท้อนกลับหมด ในขณะที่คลื่น P-wave ผ่านได้ด้วยอัตราเร็วสูง จึงสรุปได้เลยว่าในชั้นนี้ต้องมีของเหลวอยู่ข้างนอกแน่นอน แต่เมื่อดูคลื่น P-wave พบว่ามีการหักเหตรงกลางประมาณ กม.ที่ 3200 ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีอีกชั้นหนึ่ง เมื่อตรวจดูมุมหักเหแล้ว น่าจะเป็นของแข็งที่มีคุณสมบัติเดียวกับของเหลว จึงสรุปได้ว่านี่คือแกนโลกซึ่งประกอบด้วย 2 ชั้น คือชั้นนอกเป็นของเหลวและชั้นในเป็นของแข็ง ทั้งสองชั้นมีความหนาแน่นสูงมากและประกอบด้วยธาตุหนักๆ เช่นเหล็ก นิกเกิลสูง และมีความดันสูงมากๆ ดังนั้นชั้นแก่นโลกที่มีชั้นนอกเป็นของเหลวแต่ชั้นในเป็นของแข็งจึงมี P-wave เท่านั้นที่ผ่านได้ การศึกษาจึงใช้เครื่องมือส่งและรับคลื่นที่วิ่งลงไปใต้โลก รู้ความเร็วและระยะเวลาเดินทางของคลื่นก็คำนวณหาระยะทางหรือความลึกได้ เพราะคลื่นจะมีความเร็ว การหักเห และการสะท้อนในตังกลางต่างๆแตกต่างกัน
ทะเลสาบรูปแอก หรือ oxbow lake คือบึงหรือทะเลสาบรูปโค้งคล้ายแอก เกิดจากการที่ทางน้ำโค้งตวัด (meander) เปลี่ยนเส้นทางจากการไหลตามแนวโค้งเดิมเป็นตัดตรง ทำให้ลำน้ำโค้งเดิมถูกตัดขาดเป็นทะเลสาบรูปแอก เช่น บึงสีไฟ จ.พิจิตร ซึ่งเกิดจากแม่น้ำน่าน
การเกิดไม้กลายเป็นหิน (petrified wood) เริ่มจากต้นไม้ตายถูกทับถมด้วยตะกอนกรวดหินดินทราย ขณะที่ต้นไม้เริ่มสลาย น้ำใต้ดินหรือน้ำบาดาลหรือแม้กระทั่งน้ำผิวดินได้พาเอาสารละลายซิลิกา (silica solution: SiO2 solution) จากธรรมชาติ เช่นจากเถ้าถ่านภูเขาไฟ หรือหินภูเขาไฟ เป็นต้น ค่อยๆเข้าแทนที่โครงสร้างของเซลล์ต่างๆของต้นไม้ โดยที่กระบวนการนี้ค่อยๆดำเนินไปใช้เวลาเป็นร้อยๆล้านปี แล้ว silica solution ก็ตกตะกอนและแข็งตัว โดยโครงสร้างของต้นไม้ยังเห็นอยู่แต่ถูกแทนที่ด้วย silica ส่วนที่มีสีต่างๆนั้นเกิดเพราะว่ามีมลทิน (impurity) ซึ่งได้แก่ธาตุหรือสารประกอบต่างๆปนอยู่ใน silica solution เช่น สีแดง เหลือง น้ำตาลได้จาก เหล็กออกไซด์ สีเขียว หรือฟ้า ได้จาก ทองแดง หรือโครเมี่ยม สีดำได้จากคาร์บอน หรือแมงกานีสออกไซด์ เป็นต้น
คงไม่ได้ เพราะ Qt จะเป็นตะกอนยุคปัจจุบันหรือที่เรียกง่ายๆ ว่าตะกอนน้ำพาหรือตะกอนที่สะสมตัวโดยการพัดพาของน้ำ ไม่จำเป็นต้องพบชั้นทรายเสมอไป ถ้าประมาณว่าจะพบชั้นทรายที่สามารถนำมาใช้ในงานก่อสร้างได้ เพราะขึ้นกับลักษณะทางธรณีวิทยาที่ทางน้ำนั้นๆ ไหลผ่าน แต่อาจพบเป็นเป็นชั้นบางแทรกสลับชั้นกับ ดินเหนียว ทรายแป้ง กรวดและอื่นๆ ได้ ในสนามสังเกตได้จากบริเวณที่พบมีชั้นกรวดหรือ terrace หรือไม่ก็พบเป็น oxbow lake ส่วนในแผนที่ธรณีวิทยาคงบอกลำบาก ต้องใช้ดูจากแผนที่ภูมิประเทศ ซึ่งแสดงเส้นชั้นความสูง ทางน้ำ แหล่งน้ำ
เกิดจากการพยายามปรับสมดุลของโลก คือการพยายามให้โลกเย็นตัวลงโดยคายความร้อนที่สูงมากๆ ในแกนโลกและเนื้อโลกออกมา การคายความร้อนกระทำโดยการพ่นลาวา แมกมาออกมา โดยมีทิศทางการเคลื่อนที่ตามกระแสความร้อนที่หมุนเวียนในโลก เรียกว่า convection current ทีนี้ ตรงเปลือกโลกที่ลาวาหรือแมกมาจะพ่นออกมาเป็นบริเวณหรือแนวที่แน่นอนที่หนึ่งหรือขยับไปมาเล็กน้อย ซึ่งประกอบด้วย – hotspot หรือจุดร้อน เช่นแถบฮาวาย และแนว – แนวแยกตัวของเปลือกโลก เช่นกลางมหาสมุทรแอตแลนติก ซึ่งส่งผลให้เปลือกโลกมีลักษณะเป็นชิ้นๆ ต่อประกอบกัน ในข้อที่ 2 เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก เนื่องจาก ลาวาที่พ่นออกมาเป็นแนวยาวนั้นจะถูกความเย็นของน้ำทะเลทำให้พอกสะสมตัวที่แนวดังกล่าว และจะดันให้เปลือกโลกถ่างออกไปจากแนวลาวานั้น ส่งผลให้เปลือกโลกเคลื่อนตัว และเมื่อปลายข้างหนึ่งเคลื่อนตัวออกไป อีกปลายของเปลือกโลกก็ต้องไปกระแทกหรือชนหรือมุดกับเปลือกโลกอื่น ซึ่งก็เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการโค้งงอของเปลือกโลก การเกิดแผ่นดินไหว และสึนามิ
ขอให้ช่วยนึกภาพไปด้วยนะครับจะได้เข้าใจได้ง่ายขึ้น เมื่อแผ่นเปลือกโลกชนกัน จะก่อให้เกิดเทือกเขาสูงและที่ราบสูงด้วย เช่น ภูเขาหิมาลัย ที่ราบสูงทิเบต เทือกเขาสูงยูนนาน การชนกันก็ทำให้ชั้นหินโก่งงอ และมีรอยแตก เมื่อกาลเวลาผ่านไปเป็นแสน-ล้านปี ชั้นหินมีความทนต่อการผุ สึกกร่อนไมเท่ากัน โดยเฉพาะตามรอยแตกจะผุกร่อนเร็ว ผลก็ทำให้เทือกเขาที่เคยเป็นพืด เหลือเป็นเทือกเล็กลง บางแห่งเป็นเขาโดด และท้ายที่สุดก็จะกลายเป็นที่ราบ เขาโดดๆ กลางทุ่งที่เราเห็นบ่อยๆ เป็นหินปูน ซึ่งจะทนต่อการสึกกร่อนได้ดีกว่าหินทั่วๆไป ตัวอย่างที่ช่วยให้เข้าใจการเปลี่ยนแปลงได้ดี ก็ลองสังเกตสภาพการเกิดของแพะเมืองผี หรือ ละลุ ทั้งสองแห่งเป็นสถานที่ท่องเที่ยวที่สวยงาม