โครงสร้างโลก

posted on 26 May 2011 20:44 by purekuz

 โครงสร้างโลก

โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีมาแล้ว  นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่สันนิษฐานว่า  ระบบสุริยะเกิดจากการหมุนวนของฝุ่นและแก๊สในอวกาศ(เนบิวลา) แรงโน้มถ่วงระหว่างมวลทำให้ฝุ่นและแก๊สในอวกาศเกิดการยุบตัวและรวมตัวกันจนในที่สุดกลายเป็นระบบสุริยะ

การศึกษาโครงสร้างโลก

นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามหาวิธีการต่างๆ ที่จะศึกษาโครงสร้างโลกทั้งทางตรงและทางอ้อม  เมื่อ 300 ร้อยปีที่ผ่านมา เซอร์ไอแซก  นิวตัน  ได้ค้นพบวิธีการคำนวณค่าความหนาแน่นเฉลี่ยของโลก  มีค่าประมาณเป็น 2 เท่าของความหนาแน่นของหินบนผิวโลก  แสดงว่าภายในโลกต้องประกอบด้วยสารที่มีความหนาแน่นมากกว่าบนผิวโลก  ถัดจากนั้น 100 ปี นักวิทยาศาสตร์หลากหลายสาขาวิชาพยายามวิจัยและสำรวจเพื่อหาความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างโลกจากสิ่งต่างๆ ที่ระเบิดของมาจากภูเขาไฟ ช่วงเวลาต่อจากนั้นจนถึงปัจจุบัน มีการวัดอุณหภูมิในบริเวณเหมืองลึกและภายในหลุมเจาะ นอกจากนี้ยังใช้วิธีการศึกษาโครงสร้างโลกโดยทางอ้อมร่วมด้วย ซึ่งเป็นการศึกษาสมบัติภายในโลกโดยอาศัยหลักการทางวิทยาศาสตร์

ในการศึกษาโครงสร้างโลกจากคลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนผ่านโลก คลื่นที่ใช้ในการวิเคราะห์ คือ คลื่นปฐมภูมิ(คลื่น P)  และคลื่นทุติยภูมิ (คลื่น S) ซึ่งเป็นคลื่นในตัวกลาง

คลื่น P สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางได้ทุกสถานะ และมีความเร็วมากกว่าคลื่น S

คลื่น S สามารถเคลื่อนที่ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น

 

 

 

 

 

การแบ่งโครงสร้างโลก

นักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์ว่า องค์ประกอบต่างๆ ภายในโลกไม่ได้เป็นเนื้อเดียวกันตลอด โดยสามารถแบ่งโครงสร้างโลกออกเป็นชั้น คือ ธรณีภาค ฐานธรณีภาค มีโซสเฟียร์ แก่นโลกชั้นนอก และแก่นโลกชั้นใน

1.     ธรณีภาค  ชั้นนอกสุดของโลก พบว่าคลื่น P และ คลื่น S จะเคลื่อนที่ผ่านธรณีด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ชั้นนี้มีความลึกประมาณ 100 กิโลเมตร จากผิวโลก ประกอบด้วยหินที่มีสมบัติเป็นของแข็ง

2.     ฐานธรณีภาค  เป็นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วไม่สม่ำเสมอ  แบ่งได้เป็น 2 บริเวณ

-      เขตที่มีคลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วลดลง  เป็นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือน P และ S  มีความเร็วลดลง เนื่องจากบริเวณนี้ประกอบด้วยหินที่มีสมบัติเป็นพลาสติก

-      เขตที่มีการเปลี่ยนแปลง  เป็นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วเพิ่มขึ้นในอัตราที่สม่ำเสมอ เนื่องจากหินบริเวณส่วนล่างของฐานธรณีภาคเป็นของแข็งที่แกร่ง และมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของแร่

3.     มีโซสเฟียร์  เป็นชั้นที่อยู่ใต้ฐานธรณีภาค และเป็นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วเพิ่มขึ้นสม่ำเสมอ เนื่องจากหินหรือสาร บริเวณส่วนล่างของโซสเฟียร์มีสถานะเป็นของแข็ง

4.     แก่นโลกชั้นนอก  เป็นชั้นที่อยู่ใต้โซสเฟียร์ มีความลึกประมาณ 2,900 – 5,140 กิโลเมตร จากผิวโลก คลื่น P มีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ในขณะที่คลื่น S ไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านชั้นดังกล่าว ที่ระดับความลึกประมาณ 5,140 กิโลกรัม จากผิวโลก คลื่น P จะมีความเร็วเพิ่มขึ้นและเกิดคลื่น S เคลื่อนั้อีกครั้งและคลื่นไหวสะเทือนทั้งสองจะเคลื่อนที่ไปยังจุดศูนย์กลางของโลก

5.    แก่นโลกชั้นใน  อยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 5,140 กิเมตร จนถึงจุดศูนย์กลางของโลก คลื่น P และ คลื่น S มีอัตราเร็วค่อนข้างคงที่ เนื่องจากแก่นโลกชั้นในเป็นของแข็งที่มีเนื้อเดียวกัน

นอกจากนี้ เรายังใช้ส่วนประกอบทางกายภาพและทางเคมีของหิน ที่อยู่ภายในโลก  แบ่งโครงสร้างโลกออกเป็น  เปลือกโลก เนื้อโลก และแก่นโลก

1.     เปลือกโลก  แบ่งออกได้เป็น 2 บริเวณ คือ เปลือกโลกทวีป และเปลือกโลกมหาสมุทร โดยเปลือกโลกทวีป  หมายถึง ส่วนที่เป็นพื้นที่ทวีปและไหล่ทวีป มีความเฉลี่ย 35-40 กม. ส่วนเปลือกโลกมหาสมุทร หมายถึง ส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทรต่างๆ มีความหนาประมาณ 5-10 กม.ประกอบด้วยธาตุซิลิคอน และแมกนีเซียมเป็นส่วนใหญ่  รอยต่อระหว่างเปลือกโลกกับเนื้อโลก หรือแนวแบ่งเขตโมโฮโรวิซิก นิยมเรียกสั้นๆ ว่า โมโฮ เป็นรอยต่อระหว่างเปลือกโลกกับเนื้อโลก

2.    เนื้อโลก  เนื้อโลกตอนบนเป็นหินอัลตราเมฟิก ส่วนบริเวณอื่นๆ เป็นหินที่ประกอบด้วยแร่ที่สามารถทนต่อสภาพความดันและอุณหภูมิที่เกิดขึ้นภายในโลกได้

3.    แก่นโลก  เราไม่สามารถพบตัวอย่างองค์ประกอบต่างๆ ในส่วนของแก่นโลกที่ขึ้นมาบนผิวโลกได้ นักวิทยาศาสตร์จึงต้องอาศัยความรู้จากทฤษฎีการกำเนิดโลกในระบบสุริยะ