บทที่1,2

บท1 โครงสร้างโลก

       1.1การศึกษาโครงสร้างโลก

   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
ขณะที่เกิดแผ่นดินไหว (Earthquake) จะเกิดแรงสั่นสะเทือนหรือคลื่นซิสมิคขยายแผ่จากศูนย์เกิดแผ่นดินไหวออกไปโดยรอบทุกทิศทุกทาง เนื่องจากวัสดุภายในของโลกมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน และมีสถานะต่างกัน คลื่นทั้งสองจึงมีความเร็วและทิศทางที่เปลี่ยนแปลงไปดังภาพที่ 4 คลื่นปฐมภูมิหรือ P wave สามารถเดินทางผ่านศูนย์กลางของโลกไปยังซีกโลกตรงข้ามโดยมีเขตอับ (Shadow zone) อยู่ระหว่างมุม 100 – 140 องศา แต่คลื่นทุติยภูมิ หรือ S wave ไม่สามารถเดินทางผ่านชั้นของเหลวได้ จึงปรากฏแต่บนซีกโลกเดียวกับจุดเกิดแผ่นดินไหว โดยมีเขตอับอยู่ที่มุม 120 องศาเป็นต้นไป

      1.2 การแบ่งโครงสร้างโลก

โครงสร้างของโลกตามลักษณะมวลสารเป็นชั้นใหญ่ 3 ชั้น คือ ชั้นเปลือกโลก  เนื้อโลก  และแก่นโลก

1. ชั้นเปลือกโลก (crust) เป็นผิวด้านนอกที่ปกคลุมโลก ส่วนที่บางที่สุดของชั้นเปลือกโลกอยู่ที่มหาสมุทรแปซิฟิกทางตะวันออกของฟิลิปปินส์ และส่วนที่หนาที่สุดอยู่ที่แนวยอดเขา ชั้นเปลือกโลกแบ่งเป็น 2 บริเวณ คือ
1) เปลือกโลกภาคพื้นทวีป หมายถึง ส่วนที่เป็นแผ่นดินทั้งหมด ประกอบด้วยธาตุซิลิคอนร้อยละ 65275 และอะลูมิเนียมร้อยละ 25235 เป็นส่วนใหญ่ มีสีจาง เรียกหินชั้นนี้ว่า หินไซอัล (sial) ได้แก่ หินแกรนิต ผิวนอกสุดประกอบด้วยดิน และหินตะกอน
2) เปลือกโลกใต้มหาสมุทร หมายถึง ส่วนของเปลือกโลกที่ปกคลุมด้วยน้ำ ประกอบด้วยธาตุซิลิคอนร้อยละ 40250 และแมกนีเซียมร้อยละ 50260 เป็นส่วนใหญ่ มีสีเข้ม เรียกหินชั้นนี้ว่า หินไซมา (sima) ได้แก่ หินบะซอลต์ติดต่อกับชั้นหินหนืด มีความลึกตั้งแต่ 5 กิโลเมตรในส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทรลงไปจนถึง 70 กิโลเมตรในบริเวณที่อยู่ใต้เทือกเขาสูงใหญ่
2. ชั้นเนื้อโลก (mantle) อยู่ถัดลงไปจากชั้นเปลือกโลก ส่วนมากเป็นของแข็ง มีความลึกประมาณ 2,900 กิโลเมตรนับจากฐานล่างสุดของเปลือกโลกจนถึงตอนบนของแก่นโลก เป็นหินหนืด ร้อนจัด ประกอบด้วยธาตุเหล็ก ซิลิคอน และอะลูมิเนียม แบ่งเป็น 3 ชั้น คือ
1) ชั้นเนื้อโลกส่วนบน เป็นหินที่เย็นตัวแล้ว บางส่วนมีรอยแตก เนื่องจากความเปราะ ชั้นเนื้อโลก ส่วนบนกับชั้นเปลือกโลกรวมกันเรียกว่า ธรณีภาค (lithosphere) ซึ่งมีรากศัพท์มาจากภาษากรีกที่แปลว่า ชั้นหิน ชั้น

ธรณีภาคมีความหนาประมาณ 100 กิโลเมตรนับจากผิวโลกลงไป
2) ชั้นฐานธรณีภาค (asthenosphere) มีความลึก 1002350 กิโลเมตร เป็นชั้นที่มีแมกมา ซึ่งเป็นหินหนืดหรือหินหลอมละลายร้อน หมุนวนอยู่ภายในโลกอย่างช้าๆ
3) ชั้นเนื้อโลกชั้นล่างสุด อยู่ที่ความลึก 35022,900 กิโลเมตร เป็นชั้นที่เป็นของแข็งร้อนแต่แน่นและหนืดกว่าตอนบน มีอุณหภูมิสูงประมาณ 2,25024,500 องศาเซลเซียส
3. ชั้นแก่นโลก (core) แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ
1) แก่นโลกชั้นนอก อยู่ที่ความลึก 2,90025,100 กิโลเมตร เชื่อว่าประกอบด้วยสารเหลวร้อนของโลหะเหล็กและนิกเกิลเป็นส่วนใหญ่ มีความร้อนสูงมาก มีความถ่วงจำเพาะ 12
2) แก่นโลกชั้นใน อยู่ที่ความลึก 5,10026,370 กิโลเมตร มีส่วนประกอบเหมือนแก่นโลกชั้นนอก แต่อยู่ในสภาพแข็ง เนื่องจากมีความดันและอุณหภูมิสูงมาก อาจสูงถึง 6,000 องศาเซลเซียส มีความถ่วงจำเพาะ 17
ชั้นต่างๆ ของโลกมีลักษณะและสมบัติแตกต่างกัน ทั้งด้านกายภาพและส่วนประกอบทางเคมี โครงสร้างและส่วนประกอบภายในของโลกจึงเป็นสาเหตุหนึ่งท

บทที่2 โลกและการเปลี่ยนแปลง

      2.1 ทฤษฎีทวีปเลื่อนของเวเกเนอร์

การเลื่อนไหลของทวีปหรือทวีปเลื่อน 

    เป็นแนวคิดซึ่งเสนอโดยนักอุตุนิยมวิทยาและนักธรณีฟิสิกส์ชาวเยอรมัน อัลเฟรด เวเกเนอร์ เมื่อ พ.ศ. 2455 (ค.ศ. 1912) ซึ่งกล่าวไว้ว่า ทวีปที่อยู่ทั้งสองฝั่งของมหาสมุทรแอตแลนติกน่าจะเคยเชื่อมต่อกันเป็นมหาทวีปมาก่อน ซึ่งเรียกว่า พันเจีย (Pangea) และล้อมรอบด้วยมหาสมุทรผืนเดียวกันเรียก พันทาลัสซา (Panthalassa) โดยอ้างหลักฐานจากข้อมูลสภาพภูมิศาสตร์บริเวณขอบทวีปต่าง ๆ ได้แก่ ทวีปแอฟริกา ทวีปอเมริกาเหนือและทวีปอเมริกาใต้ ที่สามารถต่อกันเป็นผืนเดียวกันได้อย่างเหมาะสม และข้อมูลการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ที่เป็นสปีชีส์เดียวกันบนทวีปทั้งสองฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติก

มีนักวิทยาศาสตร์หลายคนก่อนเวเกเนอร์ที่สังเกตทวีปเลื่อนแล้ว เช่น ฟรานซิส เบคอน, อันโตนิโอ สไนเดอร์ เพลลิกรินีและเบนจามิน แฟรงคลิน ตอนแรกแนวคิดนี้นักภูมิศาสตร์และนักธรณีวิทยาหลายคนมองว่าไร้เหตุผล เพราะแนวคิดนี้ไม่สามารถอธิบายได้ว่าเพราะเหตุใดจึงเกิดการเลื่อนไหลของทวีป และเกิดแรงมหาศาลที่ใช้ในการเลื่อนไหลได้อย่างไร แต่ขณะเดียวกันแนวคิดนี้ก็ได้รับการสนับสนุนโดยอเล็กซานเดอร์ ดูทอยท์ นักธรณีวิทยาชาวแอฟริกาใต้ รวมทั้งอาเธอร์ โฮล์มส

แม้ว่าแนวคิดการเลื่อนไหลของทวีปนั้น จะไม่เป็นที่ยอมรับกระทั่งคริสต์ทศวรรษ 1950 ในคริสต์ทศวรรษ 1960 มีผู้เสนอทฤษฎีสนับสนุนหลายทฤษฎี เช่น การขยายตัวของพื้นมหาสมุทร (sea-floor spreading) ซึ่งได้ตอบคำถามที่มีต่อแนวคิดการเลื่อนไหลของทวีป คือ สามารถอธิบายถึงสาเหตุและแรงที่ทำให้แผ่นทวีปมีการเลื่อนไหล จึงทำให้แนวคิดของเวเกเนอร์เริ่มได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายมากขึ้น ซึ่งต่อมาแนวคิดและทฤษฎีเหล่านี้กลายเป็นหนึ่งในทฤษฎีใหม่ที่สำคัญที่สุดทางธรณีวิทยา นั่นคือ ทฤษฎีเพลทเทคโทนิค (plate tectonic)

2.2 หลักฐานและข้อมูลทางธรณีภาค
จากข้อมูลทางธรณีวิทยาในด้านต่างๆ จากหลักฐานการเปลี่ยนแปลงทางธรณีภาค   และการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของพืชและสัตว์ชนิดเดียวกันและอายุเดียวกันในทวีปต่างๆ  ที่อยู่ห่างไกลกัน   ทำให้เชื่อว่าทวีปต่างๆ   ในปัจจุบันแต่เดิมเป็นแผ่นดินผืนเดียวกันแล้วค่อยๆ แยกออกจากกัน   นักเรียนจะได้ศึกษาแนวความคิดของนักธรณีวิทยาเกี่ยวกับหลักฐานต่างๆ ดังกล่าวนี้ต่อไป

2.2.1 รอยต่อของแผ่นธรณีภาค
เมื่อพิจารณาแผ่นที่โลกปัจจุบัน   จะพบว่าทวีปแต่ละทวีปมีรูปร่างต่างกัน   ในอดีตทวีปต่างๆ เหล่านี้มีรุปร่างอย่างไร   นักเรียนจะสังเกตรูปร่างของทวีปต่างๆ ในอดีตได้จากกิจกรรมต่อไปนี้

ภาพ 2.2   แผนที่แผ่นธรณีภาค   แสดงแนวการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคและลักษณะรอยต่อ
ระหว่างแผ่นธรณีภาคที่ปรากฏอยู่บนโลก
กิจกรรม 2.1 แผ่นทวีปของโลก
1.    สังเกตรูปร่างของทวีปต่างๆ ในโลกจากแผนที่แผ่นธรณีภาคดังภาพ 2.2
2.    ตัดภาพแผนที่ตามแนวของทวีป
3.    นำภาพที่เป็นส่วนของทวีปมาต่อกัน   สังเกตรอยต่อของทวีปต่างๆ เป็นอย่างไรเปรียบเทียบกับตำแห่งของทวีปนั้นกับตำแหน่งปัจจุบัน
4.    วิเคราะห์และตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับแผ่นทวีปบนโลกตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน
5.    ร่วมกันอภิปราย   พร้อมทั้งเสนอเหตุผลที่สนับสนุน   หรือโต้งแย้งความคิดแล้วเสนอผลการศึกษา

แนวขอบของทวีปต่างๆ ในปัจจุบัน ที่คิดว่าเคยเชื่อมต่อเป็นผืนเดียวกัน
เมื่อนักเรียนนำแผนภาพแต่ละทวีปมาต่อกันจะเห็นว่ามีส่วนที่สามารถต่อกันได้พอดี   เช่นขอบตะวันออกของอเมริกาใต้สามารถต่อกับขอบตกวันตกของทวีปแอฟริกาใต้ได้พอดี   ซึ่งเป็นเหตุผลที่สามารถตั้งสมมติฐานได้ว่าทวีปทั้งสองอาจเป็นแผ่นดินผืนเดียวกันมาก่อน   แล้วต่อมาก็แยกออกกันเคลื่อนไปทางทิศตะวันออกส่วนหนึ่งและทิศตะวันตกอีกส่วนหนึ่ง   จนกลายเป้นมหาสมุทรแอตแลนติกเข้ามาแทนที่ตรงรอยแยก   และแผ่นทวีปที่มีการเคลื่อนที่ตัวออกไปเรื่อยๆ จนปรากฏเป็นตำแหน่งและรูปร่างของทวีปทั้งสองดังปัจจุบัน
จากหลักฐานและแนวคิดดังกล่าว   ได้มีการศึกษาใต้บริเวณหมาสมุทรแอตแลนติกต่อไป  เพื่อหาข้อมูลอื่นๆ ที่สามารถใช้เป็นหลักฐานสนับสนุนความคิดดังกล่าว

2.2.2 รอยต่อของแผ่นธรณีภาค   และอายุหินบนเทือกเขากลางมหาสมุทร

จากภาพ 2.3 จะเห็นว่าลักษณะที่โดดเด่นของแผ่นมหาสมุทรแอตแลนติก ได้แก่ เทือกเขากลางมหาสมุทรซึ่งเป็นเหมือนเทือกเขายาวที่โค้งอ้อมไปต่างรูปร่างของขอบทวีป   ด้านหนึ่งเกือบขนานกับชายฝั่งสหรัฐอเมริกา   และอีกด้านหนึ่งขนานกับชายฝั่งของทวีปยุโรปและแอฟริกา   นอกจากนั้นเทือกเขากลางมหาสมุทร   ยังมีรอยแตกตัวเป็นรอยลึกออกไปตลอดความยาวของเทือกเขาและมีรอยแตกตัดขว้างบนสันเขานี้มากมาย   รอยแตกเหล่านี้เป็นศูนย์กลางของการเกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิด   ส่วนเทือกเขาอื่นๆ เป็นเทือกเขาเล็กๆ ที่กระจัดกระจายอยู่ทั้งทางด้านตะวันตกและตะวันออกของพื้นมหาสมุทรและเมื่อนักเรียนมองขึ้นไปที่ประเทศอังกฤษจะเห็นว่า   ยังคงเป็นเกาะที่อยู่บนไหล่ทวีปที่มีส่วนของแผ่นดินใต้พื้นน้ำต่อเนื่องกับทวีปยุโรป

ภาพ 2.3   เทือกเขากลางมหาสมุทรภาพในกรอบเล็กแสดงลักษณะรอยลึกบนเทือกเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติกและลักษณะของรอยเลื่อนเฉือนระนาบด้านข้างที่ตัดขวางอยู่บนเทือกเขากลางมหาสมุทร
    ต่อมาเครื่องมือการสำรวจใต้ทะเลและมหาสมุทรได้รับการพัฒนาอย่างมาก   ดังนั้นการสำรวจมหาสมุทรใหญ่ทั้ง 3 แห่ง   รวมทั้งทะเลใกล้เคียง   เมื่อปี พ.ศ. 2503 จึงได้ข้อมูลด้านธรณีสมุทรศาสตร์ใหม่ที่เป็นประโยชน์ เช่น การพบหินบะซอลต์ที่บริเวณร่องลึก   หรือรอยแยกบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก และยังพบต่อไปอีกว่าหินบะซอลต์ที่อยู่ไกลจากรอยแยกมีอายุมากกว่าหินบะซอลต์ที่อยู่ใกล้รอยแตกหรือในรอยแยก
จากหลักฐานและข้อมูลดังกล่าวทำให้อธิบายได้ว่า เมื่อเกิดรอยแยก   แผ่นดินจะเกิดการเคลื่อนตัวออกจากกันอย่างช้าๆ ตลอกเวลา   ในขณะเดียวกันแมกมาใต้แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรจะถูกดันแทรกเสริมขึ้นมาตรงรอยแยกแข็งตัวเป็นหินบะซอลต์หรือเป็นเปลือกโลกใหม่   ทำให้ตรงกลางรอยแยกเกิดหินบะซอลต์ใหม่เรื่อยๆ ดังนั้นโครงสร้างและอายุหินรองรับแผ่นธรณีภาคจึงมีอายุอ่อนสุดบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทร   และอายุมากขึ้นเมื่อเข้าใกล้ขอบทวีปดังภาพ 2.4

ภาพ 2.4 อายุของหินบะซอล์บริเวณรอยแยกกลางมหาสมุทรแอตแลนติก
นอกจากรอยแยกของแผ่นธรณีภาคและอายุหินบนเทือกเขากลางมหาสมุทรแล้ว   ยังมีหลักฐานเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์และหลักฐานอื่นอีกที่ใช้ในการสนับสนุนสมมติฐานที่ว่า   ในอดีตแผ่นธรณีภาคต่างๆ เป็นผืนเดียวกัน

2.2.3   การค้นพบซากดึกดำบรรพ์
นักธรณีวิทยาเชื่อว่าซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ   ในแต่ละแผ่นธรณีภาคน่าจะเป็นหลักฐานอย่างหนึ่งที่ใช้ยืนยันเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงธรณีภาคของโลกได้   จึงสำรวจซากดึกดำบรรพ์ของพืชและสัตว์ในทวีปต่าง ๆ และนำมาเทียบเคียงดูว่าเป็นพืชหรือสัตว์ของซีกโลกเหนือหรือซีกโลกใต้   อยู่ในภูมิอากาศร้อนหรือเย็น   ตลอดจนความเหมือนกันของชั้นหินที่พบซากเหล่านั้น   เพราะถ้าเป็นหินที่เคยเกิดอยู่ในพื้นที่เดียวกันมาก่อน   เมื่อแผ่นธรณีภาคแยกออกจากันไปแล้ว   ลักษณะของซากดึกดำบรรพ์และหินก็ควรจะเหมือนกัน
จากการสำรวจ   พบซากดึกดำบรรพ์ของเฟินชนิดหนึ่งชื่อ กลอสซอพเทอริส (Glossopteris) ที่ทวีปอินเดีย อเมริกาใต้ แอฟริกา ออสเตรเลีย และที่ทวีปแอนตาร์กติกา   ถ้านักเรียนย้อนกับไปดูแผนที่โลกก็จะพบว่าแต่ละทวีปอยู่ไกลกันมากและมีลักษณะภูมิอากาศแตกต่างกัน   แต่ในอดีตยังมีพืชชนิดเดียวกัน   นอกจากยังพบซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลื่อยคลานชื่อ มีโซซอรัส (Mesosuarus) ซึ่งปกติจะดำรงชีวิตอยู่ตามกลุ่มน้ำจืด   แต่กลับมาพบอยู่ในส่วนล่างของทวีปแอฟริกาและอเมริกาใต้ซึ่งเป็นบริเวณที่อยู่ห่างไกลกัน   และอยู่ติดทะเล
จากหลักฐานการค้นพบพืช กลอสซอพเทอริส และสัตว์เลื้อยคลาน มีโซซอรัส กระจายไปอยู่ในทวีปต่างๆ ที่ห่างไกลกัน   ดังภาพ 2.5 นักเรียนคิดว่าปรากฏการณ์นี้อธิบายถึงเรื่องอะไร   มีความเกี่ยวข้องกับการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาคหรือไม่   อย่างไร

ภาพ 2.5 ซากดึกดำบรรพ์ที่พบในทวีปต่างๆ ในอดีตกาล
2.2.4   หลักฐานอื่นๆ
นอกจากหลักฐานต่างๆ   ที่กล่าวมาซึ่งใช้สนับสนุนเพื่อพิสูจน์ทฤษฎีการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาคแล้ว   ยังมีหลักฐานการเปลี่ยนแปลงของอากาศที่ทำให้เกิดการสะสมตัวของตะกอนในบริเวณต่างๆ ของโลก  เช่น หินที่เกิดจากตะกอนธารน้ำแข็ง   ซึ่งควรจะเกิดขึ้นบริเวณขั้วโลก   แต่ปัจจุบันพบหินลักษณะนี้ในบริเวณชายฝั่งทะเลทางตอนใต้ของแอฟริกาและอินเดียเป็นต้น   แสดงว่าแผ่นทวีปทีการเคลื่อนที่หลังจากที่มีการสะสมตะกอนจากธารน้ำแข็งแล้ว
สนามแม่เหล็กโลกโบราณ (pale magnetism) เป็นหลักฐานอีกอย่างหนึ่งที่ใช้พิสูจน์ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค   โดยใช้หลักฐานที่ว่าในอดีตเหล็กที่เกิดปนอยู่กับแร่อื่นๆ (ก่อนที่จะมีการแข็งตัวกลายเป็นหิน) จะมีการเรียงตัวในรูปแบบที่เกิดจากหารเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กโลกขณะนั้น   ต่อมาเมื่อเกิดจากแข็งตัวเป็นหิน   เหล็กนั้นจะมีสมบัติคล้ายเข็มทิศที่ถูกเก็บฝั่งอยู่ในเนื้อหนเป็นระยะเวลานาน   เมื่อนำตัวอย่างหินซึ่งทราบตำแหน่ง (พิกัด) ที่เก็บ มาวัดหาค่ามุมเอียงเทของชั้นหิน   วัดค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กในห้องปฏิบัติการ   รวมทั้งคำนวณหาค่าต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง จะได้ข้อมูลเบื้องต้นของภาวะแม่เหล็กในอดีตกาล   เช่น ทิศทาง ความเข้มของสนามแม่เหล็กในสมัยนั้น เป็นต้น   เมื่อนำข้อมูลที่ได้มาเขียนกราฟ   จะสามารถหาค่าภาวะแม่เหล็กโบราณได้ ค่าต่างๆ เหล่านี้ถูกนำมาแปลความหมาย   และคำนวณหาตำแหน่งดั้งเดิมของพื้นที่ในอดีตเพื่อยืนยันการเคลื่อนที่ของแผ่นทวีปต่างๆ ได้
จากหลักฐานต่างๆ ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าทำให้นักธรณีวิทยาได้แนวคิดเกี่ยวกับโลกว่า   จริงๆ แล้วโลกไม่เคยคงสภาพหยุดนิ่ง   มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน   ใช้เวลายาวนานกว่า 250 ล้านปี มีผลให้พื้นผิวโลกชั้นธรณีภาคแบ่งออกเป็นแผ่นธรณีภาคขนาดต่างๆ มากกว่า 10 แผ่น   ทุกแผ่นกำลังเคลื่อนที่
นักธรณีวิทยาแบ่งแผ่นธรณีภาคของโลกออกเป็น 2 ประเภท คือแผ่นทวีปและแผ่นมหาสมุทร   ซึ่งทั้ง 2 ประเภทรวมกันมีจำนวน 13 แผ่น   ดังภาพ 2.6 แผ่นธรณีภาคเหล่านี้มีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา   นักเรียนศึกษาแผ่นธรณีภาคบริเวณต่างๆ ของโลกได้จากกิจกรรม 2.2

กิจกรรม 2.2 ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค
1. สังเกตแผ่นธรณีภาคบริเวณต่างๆ   จากภาพ 2.6
2. สังเกตลูกศรแสดงทิศทางการเคลื่อนที่   สัญลักษณ์ที่แสดงลักษณะการเคลื่อนที่บนขอบแผ่นธรณีภาค ชื่อ และจำนวนแผ่นธรณีภาค
3. ตัดรอยภาพตามรอยต่อแผ่นธรณีภาค
4. ทดลองเคลื่อนที่แผ่นธรณีภาคคู่ใดคู่หนึ่งตามแนวลูกศรโดยให้การเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคไปตามสัญลักษณ์ แล้วสังเกต บันทึก ลักษณะการเปลี่ยนแปลงในแนวของแผ่นธรณีภาค
5. สังเกตและศึกษาลักษณะภูมิประเทศจากแผนที่โลกเพื่อนำมาประกอบภาพตัดต่อ
6. สืบค้นข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแผ่นธรณีภาคจากวีดิทัศน์   และเอกสารต่างๆ
7. รวบรวมข้อมูล   อภิปรายและสรุปความรู้เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคแล้วนำเสนอข้อมูลทั้งหมด

ภาพ 2.6 แผ่นธรณีภาคบริเวณต่างๆ ของโลก
นักวิทยาสาสตร์และนักธรณีวิทยาได้ศึกษารอยต่อของแผ่นธรณีภาคอย่างละเอียด   และสามารถสรุปลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคได้ดังนี้
(1) ขอบแผ่นธรณีภาคแยกออกจากกัน
เป็นแนวขอบของแผ่นธรณีภาคที่แยกออกจากัน   อันเนื่องมาจากการดันตัวของแมกมาในชั้นธรณีภาค   ทำให้เกิดรอยแตกในชั้นหินแข็ง   จนแมกมาสามารถถ่ายโอนความร้อนสู่ชั้นเปลือกโลกได้อุณหภูมิและความดันของแมกมาจึงลดลงเป็นผลให้เปลือกโลกตอนบนทรุดตัวกลายเป็นหุบเขาทรุด ดังภาพ 2.7

ภาพ 2.7 การแยกออกจากกันของแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีป
ในระยะเวลาต่อมาเมื่อน้ำไหลมาสะสมเกิดเป็นทะเล   และเกิดเป็นรอยแตกจนเป็นร่องลึก   เมื่อแมกมาเคลื่อนตัวแทรกขึ้นมาตามรอยแตก   จะทำให้แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรเคลื่อนตัวแยกออกไปทั้งองข้าง   พื้นทะเลจะขยายกว้างออกไปทั้งสองด้านเรียกกระบวนการนี้ว่า การขยายตัวของพื้นทะเล (sea floor spreading)    และปรากฏเป็นเทือกเขากลางมหาสมุทร   ดังภาพ 2.8 เช่น บริเวณทะเลแดง   รอยแยกแอฟริกาตะวันออก   อ่าวแคลิฟอร์เนีย   มีลักษณะเป็นหุบเขาทรุด   ทีร่องรอยการแยก   เกิดแผ่นดินไหวตื้นๆ มีภูเขาไฟและลาวาไหลอยู่ใต้มหาสมุทร

ภาพ 2.8 การแยกออกจากกันของแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร
(2) ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนเข้าหากัน
แนวที่แผ่นธรณีภาคชนหรือมุดซ้อนกันเป็นไปได้ 3 แบบ   คือ แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร  แผ่นธรณีภาคหนึ่งจะมุดลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง   ปลายของแผ่นที่มุดลงจะหลอมตัวกลายเป้นแมกมาและปะทุขึ้นมาบดแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร   เกิดเป็นภูเขาไฟกลางมหาสมุทร เช่น ที่หมู่เกาะมาริอานาส์ อาลูเทียน ญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์   จะมีลักษณะเป็นร่องใต้ทะเลลึก   มีแนวการเกิดแผ่นดินไหวตามขอบแผ่นธรณีภาคลึกลงไปถึงชั้นเนื้อโลก   รวมทั้งมีภูเขาไฟที่ยังมีพลัง ดังภาพ 2.9

ภาพ 2.9 การชนกัน ระหว่างแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร
แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกันแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีป    แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรซึ่งหนักกว่าจะมุดลงใต้แผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีป   ทำให้เกิดรอยคดโค้งเป็นเทือกเขาบนแผ่นธรณีภาค   ภาคพื้นทวีป เช่น ที่อเมริกาใต้ แถบตะวันตก   แนวชายฝั่งโอเรกอน จะมีลักษณะเป็นร่องใต้ทะเลลึก   ตามแนวขอบทวีปมีภูเขาไฟปะทุในส่วนที่เป็นแผ่นดิน  เกิดเป็นแนวภูเขาไฟชยฝั่ง เกิดแผ่นดินไหวรุนแรง ดังภาพ 2.10

ภาพ 2.10 การเคลื่อนที่เข้าหากัน   ระหว่างแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรกับแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีป
แผ่นธรณีภาค   ภาคพื้นทวีปชนกับแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีปอีกแผ่นหนึ่ง   แผ่นธรณีภาคทั้งสองมีความหนามาก   เมื่อชนกันจึงทำให้ส่วนหนึ่งมุดลง   อีกส่วนหนึ่งเกยกันอยู่เกิดเป็นเทือกเขาสูงแนวยาวอยู่ในแผ่นธรณีภาค   ภาคพื้นทวีป เช่น เทือกเขาหิมาลัยในทวีปเอเชีย เทือกเขาแอลป์ ในทวีปยุโรป เป็นต้น ดังภาพ 2.11

ภาพ 2.11 การเคลื่อนที่เข้าหากัน ระหว่างแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีปกับแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีป

(3) ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน

เนื่องจากอัตราการเคลื่อนตัวของแมกมาในชั้นเนื้อโลกไม่เท่ากัน   ทำให้แผ่นธรณีภาคในแต่ละส่วนมีอัตราการเคลื่อนที่ไม่เท่ากัน   ทำให้เปลือกโลกใต้มหาสมุทรและบางส่วนของเทือกเขาใต้สมุทรไถลเลื่อนผ่านและเฉือนกัน   เกิดเป็นรอยเลื่อนเฉือนระนาบด้านข้างขนาดใหญ่ขึ้น   สันเขากลางมหาสมุทรถูกรอยเลื่อนขึ้นตัดเฉือนเป็นแนวเหลื่อมกันอยู่   มีลักษณะเป็นแนวรอยแตกแคบยาวมีทิศทางตั้งฉากกับเทือกเขากลางสมุทรและหรือร่องใต้ทะเลลึก   ระหว่างขอบของแผ่นธรณีภาคที่ซ้อนเกยกัน   ในบริเวณภาคพื้นทวีปหรือมหาสมุทร ดังภาพ 2.12 เช่นรอยเลื่อนซานแอนเดรียส ประเทศสหรัฐอเมริกา รอยเลื่อนอัลไพน์ ประเทศนิวซีแลนด์

ภาพ 2.12 การเคลื่อนที่ผ่านสวนกันของแผ่นธรณีภาค

2.3 กระบวนการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี

เปลือกโลกมิได้เป็นแผ่นเดียวต่อเนื่องติดกันดังเช่นเปลือกไข่ หากแต่เหมือนเปลือกไข่แตกร้าว มีแผ่นหลายแผ่นเรียงชิดติดกันเรียกว่า “เพลต” (Plate) ซึ่งมีอยู่ประมาณ 20 เพลต เพลตที่มีขนาดใหญ่ ได้แก่ เพลตแปซิฟิก เพลตอเมริกาเหนือ เพลตอเมริกาใต้ เพลตยูเรเซีย เพลตแอฟริกา เพลตอินโด-ออสเตรเลีย และเพลตแอนตาร์กติก เป็นต้น เพลตแปซิฟิกเป็นเพลตที่ใหญ่ที่สุดและไม่มีเปลือกทวีป กินอาณาเขตหนึ่งในสามของพื้นผิวโลก เพลตทุกเพลตเคลื่อนตัวเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่างอยู่ตลอดเวลา (ดูภาพที่ 1)

            การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกแบ่งได้ดังนี้

 ทฤษฎีวงจรการพาความร้อน 

(Convection current theory)

          กล่าวไว้ว่าการหมุนเวียนของกระแสความร้อนภายในโลก มีลักษณะเช่นเดียวกับการเดือดของน้ำในแก้ว กล่าวคือโลกส่งผ่านความร้อนจากแก่นโลกขึ้นมาสู่ชั้นแมนเทิล ซึ่งมีลักษณะเป็นของไหลที่มีสถานะกึ่งแข็งกึ่งเหลว และผลักดันให้สารในชั้นนี้หมุนเวียนจากส่วนล่างขึ้นไปสู่ส่วนบนส่งผลให้เปลือกโลกซึ่งเป็นของแข็งปิดทับอยู่บนสุดเกิดการแตกเป็นแผ่น (Plate) และเคลื่อนที่ในลักษณะเข้าหากัน แยกออกจากกัน และไถลตัวขนานออกจากกัน

 ทฤษฎีทวีปเลื่อน (Continental Drift Theory) 

ในปี ค.ศ.1915 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ Alfred Wagenerได้เสนอสมมติฐานทวีปเลื่อนขึ้น และได้รับการยอมรับในปี ค.ศ.1940 สมมติฐานกล่าวไว้ว่า เมื่อราว 250 ล้านปีก่อน ทวีปต่าง ๆ เคยติดกันเป็นทวีปขนาดใหญ่เรียกว่า พันเจีย (Pangaea) ต่อมามีการเคลื่อนตัวแยกออกจากกัน จนมาอยู่ในตำแหน่งปัจจุบัน หลักฐานที่เชื่อว่าแผ่นทวีปเคลื่อนที่นี้คือ ในปัจจุบันได้พบชนิดหิน ที่เกิดในสภาวะแวดล้อมเดียวกันแต่อยู่คนละทวีปซึ่งห่างไกลกันมากหินอายุเดียวกัน ที่อยู่ต่างทวีปกันมีรูปแบบสนามแม่เหล็กโลกโบราณคล้ายคลึงกัน และขอบของทวีปสามารถเชื่อมตัวประสานแนบสนิทเข้าด้วยกันได้

 ทฤษฎีเปลือกโลกใต้มหาสมุทรแยกตัว (Sea Floor Spreading Theory) 

           จากปรากฏการณ์การแตกตัวและแยกออกจากกันของแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปและใต้มหาสมุทรสัมพันธ์กับการเคลื่อนไหว การเกิดหมู่เกาะภูเขาไฟ การเกิดแนวเทือกเขากลางมหาสมุทร การขยายตัว และการเกิดใหม่ของมหาสมุทร ทำให้เกิดสมมติฐานและกลายเป็นทฤษฎีนี้ขึ้นเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ เหล่านั้นและการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกต่างๆ

 ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก (plate Tectonic Theory) 

เกิดจากการนำทฤษฎีทวีปเลื่อนและทวีปแยกมารวมกันตั้งเป็นทฤษฎีใหม่ขึ้นมาโดยกล่าวไว้ว่า เปลือกโลกทั้งหมดแบ่งออกเป็น แผ่นที่สำคัญ จำนวน 13 แผ่น โดยแต่ละแผ่นจะมีขอบเขตเฉพาะได้แก่ แผ่นอเมริกาเหนือ อเมริกาใต้ ยูเรเซีย แอฟริกา อินเดีย แปซิฟิก แอนตาร์กติก ฟิลิปปินส์ อาหรับ สกอเทีย โกโก้ แคริเบียน และนาซก้าแผ่นเปลือกโลกทั้งหมดไม่หยุดนิ่งอยู่กับที่จะมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลาใน 3 แบบ ได้แก่การเคลื่อนที่เข้าหากัน แยกออกจากกัน และไถลตัวขนานออกจากกันซึ่งผลของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกทำให้เกิดปรากฎการณ์ต่าง ๆ ขึ้น เช่น แผ่นดินไหว เทือกเขา ภูเขาไฟ และกระบวนการเกิดแร่และหิน

 ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก

1) รอยต่อที่แผ่นเปลือกโลกจะแยกจากกัน (Divergent Boundary) เมื่อแมกม่าในชั้นแอสทีโนสเฟียร์ดันตัวขึ้น ทำให้เพลตจะขยายตัวออกจากกัน เกิดขึ้นตรงรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลก 2 แผ่น ที่อยู่ใต้มหาสมุทรมากกว่าบนทวีป แนวเพลตแยกจากกันส่วนมากเกิดขึ้นในบริเวณสันกลางมหาสมุทร เช่น รอยต่อของแผ่นอเมริกากับแผ่นยูเรเซียน ที่เทือกเขาที่มีการแยกตัว (Spreading Ridge) หรือรอยต่อที่แยกออกจากกัน จะเกิดแผ่นดินไหวที่ระดับตื้นตามแนวแกนการแยกตัวเท่านั้น และเกิดกลไกการแยกตัวขึ้น แผ่นดินไหวที่เกิดจากลักษณะการแยกตัวมักจะมีขนาดต่ำกว่า 8 ริกเตอร์

 2) รอยต่อที่แผ่นเปลือกโลกจะเคลื่อนที่ชนกันและเกยกัน (Convergent Boundary) มี 3 แบบ คือ

2.1) แผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทร 2 แผ่นมาชนกัน (Collision) โดยขอบแผ่นเปลือกโลกในแต่ละแนวที่มีความหนาแน่นสูงกว่าจะสอดมุดตัว (Subduction Zones) ลงไปใต้อีกแผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่งจนถึงชั้นแมนเทิล มีการเลื่อน ขบ กดและดัน ซึ่งกันและกัน ยังผลให้มีการปรับตัวตลอดเวลา จากนั้นจะหลอมละลายกลายเป็นหินหลอมละลายที่มีการสะสมพลังงานแรงดันมหาศาลภายในดันตัวควบคู่กันไปขึ้นมาตามชั้นหินของเปลือกโลก หากพลังงานนั้นสูงมากจนถึงระตับก็จะมีการปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปการเกิดแผ่นดินไหว ซึ่งในส่วนที่ไม่แข็งแรงที่อยู่ด้านบนเกิดเป็นปล่องภูเขาไฟ และแนวตามขอบแผ่นเปลือกโลกเป็นร่องลึกทางยาวที่เรียกว่า Trench

 2.2) แผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นทวีป แผ่นมหาสมุทรที่หนักกว่าจะมุดลงใต้แผ่นทวีปและหลอมละลายกลายเป็นหินหลอมละลายและถูกดันออกมาตามรอยแยกในชั้นหินของแผ่นทวีป เกิดเป็นแนวภูเขาไฟ

 2.3) แผ่นทวีปชนกับแผ่นทวีป ทำให้เพลตที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าเกิดการโก่งตัวเกยสูงขึ้นกลายเป็นเทือกเขา เช่นเทือกเขาหิมาลัย เกิดจากการชนกันของเพลตอินเดียและเพลตเอเชีย เทือกเขาแอลป์ (Alps) ในทวีปยุโรป เทือกเขาร็อกกี้ (Rocky) และเทือกเขาแอปปาเลเชียน (Appalachian) ในทวีปอเมริกาเหนือ เกิดจากการชนกันของเพลตอเมริกาเหนือกับเพลตแอฟริกา และเทือกเขาภูพานในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทย แผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นได้หลายตำแหน่งตั้งแต่ใกล้ผิวโลกไปจนถึงความลึกหลายร้อยกิโลเมตร เนื่องจากแผ่นเปลือกโลกที่มุดตัวลงไปมีความเย็นจนทำให้เกิดการเปราะแตกออกได้ที่ความลึกถึง 700 กิโลเมตร รอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกที่เคลื่อนที่เข้าหากันเป็นตำแหน่งที่เกิดแผ่นดินไหวที่ใหญ่ที่สุดในโลก เหตุการณ์บางครั้งที่เกิดขึ้นที่บริเวณแผ่นเปลือกโลกมุดตัวที่ อลาสกาและชิลีทำให้แผ่นดินไหวมีขนาดมากกว่า 9 ริกเตอร์

 3) รอยต่อที่แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่สวนกัน (Transform Boundary) เมื่อแผ่นเปลือกโลก 2 แผ่นเคลื่อนที่สวนกัน ทำให้เกิดเป็นรอยเลื่อนขนาดใหญ่ขึ้น มักเกิดขึ้นในบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทร แต่บางครั้งก็เกิดขึ้นบริเวณชายฝั่ง หากเปลือกโลกเคลื่อนที่กระทบกันอย่างรุนแรงจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือน และเกิดแผ่นดินไหวได้ เช่น รอยเลื่อน San Andrea’s ที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหวในรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา คือ ตัวอย่างของการเคลื่อนที่ผ่านกัน แยกแผ่นเปลือกโลก Pacific ออกจากแผ่นเปลือกโลก North America ในขณะที่เคลื่อนผ่านกัน แผ่นเปลือกโลกส่วนใหญ่จะเลื่อนผ่านกันทางด้านข้าง ทำให้เกิดการทรุดตัวและยกตัวของพื้นดินน้อยกว่าการเคลื่อนที่ออกจากกันหรือเข้าหากัน จุดสีเหลืองข้างล่างแสดงตำแหน่งที่เกิดแผ่นดินไหวตามขอบของระบบรอยเลื่อนนี้ที่บริเวณอ่าวซานฟรานซีสโก

2.4 ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี

     ลักษณะการเคลื่อนของแผ่นธรณี

นักธรณีวิทยาได้ศึกษารอยต่อของแผ่นธรณีภาคพบว่า แผ่นธรณีภาคมีการเคลื่อนที่มีลักษณะต่างๆ ดังนี้
1. ขอบแผ่นธรณีภาคแยกออกจากกัน ขอบแผ่นธรณีภาคที่แยกจากกันนี้ เนื่องจากการดันตัวของแมกมาในชั้นธรณีภาค ทำให้เกิดรอยแตกในชั้นหินแข็ง แมกมาสามารถถ่ายโอนความร้อนสู่ชั้นเปลือกโลก อุณหภูมิและความดันของแมกมาลดลงเป็นผลให้เปลือกโลกตอนบนทรุดตัวกลายเป็นหุบเขาทรุด (rift valley)

รูปแสดงการแยกออกจากกันของแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป

ต่อมาน้ำทะเลไหลมาสะสมกลายเป็นทะเล และเกิดรอยแตกจนเป็นร่องลึก เมื่อแมกมาเคลื่อนตัวแทรกขึ้นมาตามรอยแตก เป็นผลให้แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรเคลื่อนตัวแยกออกไปทั้งสองข้าง ทำให้พื้นทะเลขยายกว้างออกไปทั้งสองด้านเรียกว่า กระบวนการขยายตัวของพื้นทะเล (sea floor spreading) และปรากฏเป็นเทือกเขากลางมหาสมุทร เช่น บริเวณกลางมหาสมุทรแอตแลนติก บริเวณทะเลแดง รอยแยก แอฟริกาตะวันออก อ่าวแคลิฟอร์เนีย มีลักษณะเป็นหุบเขาทรุด มีร่องรอยการแยก เกิดแผ่นดินไหวตื้นๆ มีภูเขาไฟและลาวาไหลอยู่ใต้มหาสมุทร

รูปแสดงการแยกออกจากกันของแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร

ในขณะที่แผ่นธรณีภาคเกิดรอยแตกและเลื่อนตัว จะมีผลทำให้เกิดคลื่นไหวสะเทือนไปยังบริเวณต่างๆ ใกล้เคียงกับจุดที่เกิดรอยแตก รอยเลื่อนในชั้นธรณีภาคเกิดเป็นปรากฏการณ์แผ่นดินไหว

2. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่เข้าหากัน แบ่งเป็น 3 ลักษณะ คือ

1. แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร แผ่นธรณีภาคแผ่นหนึ่งจะมุดลงใต้อีกแผ่นหนึ่ง ปลายของแผ่นที่มุดลงจะหลอมตัวกลายเป็นแมกมาและปะทุขึ้นมาบนแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร เกิดเป็นแนวภูเขาไฟกลางมหาสมุทร เช่น ที่หมู่เกาะมาริอานาส์ อาลูเทียน ญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์ หมู่เกาะฮาวาย จะมีลักษณะเป็นร่องใต้ทะเลลึก มีแนวการเกิดแผ่นดินไหวตามแนวของแผ่นธรณีภาคลึกลงไปถึงชั้นเนื้อโลก รวมทั้งมีภูเขาไฟที่ยังมีพลัง
   
   รูปแสดงการชนกันระหว่างแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร
2. แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร ที่หนักกว่าจะมุดลงใต้แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป ทำให้เกิดรอยคดโค้งเป็นเทือกเขาบนแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป เช่น ที่อเมริกาใต้แถบตะวันตก แนวชายฝั่งโอเรกอนจะมีลักษณะเป็นร่องใต้ทะเลลึก ตามแนวขอบทวีปมีภูเขาไฟปะทุในส่วนที่เป็นแผ่นดิน เกิดเป็นแนวภูเขาไฟชายฝั่ง และเกิดแผ่นดินไหวรุนแรง ส่วนแนวขอบด้านตะวันออก- เฉียงเหนือของแผ่นธรณีภาคอาระเบียที่เคลื่อนที่เข้าหาและมุดกันกับแนวขอบด้านใต้ของแผ่นธรณีภาคยูเรเชีย จะเกิดเป็นร่องลึกก้นมหาสมุทร และเกิดเป็นเทือกเขาคดโค้งอยู่บนแผ่นธรณีภาคในบริเวณประเทศตะวันออกกลาง ปัจจุบันบริเวณนี้กลายเป็นแหล่งสะสมน้ำมันดิบแหล่งใหญ่ของโลก

2.5 การเปลี่ยนลักษณะของเปลือกโลก

การเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลก

ธรรมชาติทำให้เปลือกโลกเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร 

เมื่อประมาณ พ.ศ. 2163 อัลเฟรด เวเจเนอร์ ได้สันนิษฐานว่า ถ้าย้อนอดีตไปอีกประมาณ 50 ล้านปี ผิวโลกส่วนที่เป็นแผ่นดินซึ่งโผล่ขึ้นมาจากผิวน้ำนั้นมีเพียงส่วนเดียวเป็นทวีปใหม่ทวีปเดียวเท่านั้น

จากข้อมูลในปัจจุบันจะเห็นว่า ทวีปต่างๆอยู่กระจายไปตามส่วนต่างๆของโลก โดยมีมหาสมุทรและทะเลคั่น อยู่ระหว่างทวีปเหล่านั้น

นอกจากนี้ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าในระยะต่อๆมา พบว่าทวีปทั้งหลายที่มนุษย์อาศัยอยู่นี้มิได้นิ่งอยู่กับที่ แต่สามารถเคลื่อนที่ได้

นักธรณีวิทยาได้ศึกษาและพบว่าสิ่งต่างๆที่ประกอบกันเป็นเปลือกโลกนั้นมิได้อยู่รวมติดกันเป็นแผ่นเดียวกันโดยตลอดแต่มีรอยแยกอยู่ทั่วไป รอยแยกเหล่านี้ส่วนใหญ่จะอยู่ลึกลงไปจากผิวโลก จึงทำให้สามารถแบ่งเปลือกโลกออกเป็นแผ่นๆเรียกแต่ละแผ่นว่าแผ่นเปลือกโลก ซึ่งแผ่นเปลือกโลกจะประกอบด้วยแผ่นเปลือกโลกขนาดใหญ่ 6 แผ่นด้วยกันคือ

1.แผ่นยูเรเซีย เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปเอเชียและทวีปยุโรป และพื้นน้ำบริเวณใกล้เคียง

2.แผ่นอเมริกา เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปอเมริกาเหนือ ทวีปอเมริกาใต้ และพื้นน้ำครึ่งซีกตะวันตกของมหาสมุทรแอตแลนติก

3.แผ่นแปซิฟิก เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับมหาสมุทรแปซิฟิก

4.แผ่นออสเตรเลีย เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปออสเตรเลีย ประเทศอินเดีย และพื้นน้ำระหว่างประเทศออสเตรเลียกับประเทศอินเดีย

5.แผ่นแอนตาร์กติก เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปแอนตาร์กติก และพื้นน้ำโดยรอบ

6.แผ่นแอฟริกา เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปแอฟริกา และพื้นน้ำรอบๆทวีปนี้

นอกจากนี้ยังมีแผ่นเปลือกโลกขนาดเล็กอีกด้วย เช่น แผ่นฟิลิปปินส์ เป็นต้น

การเปลี่ยนแปลง(แปรรูป)ของเปลือกโลก Diformation

แบ่งเป็น 2 แบบ ได้แก่

1.การเปลี่ยนแปลงเคลื่อนที่แบบรวดเร็วฉับพลัน (abrupt movements)

มักเกี่ยวข้องกับแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นอย่างรุนแรง จนทำให้เปลือกโลกจมตัวลงเป็นบริเวณกว้าง หรือเอียงไปข้างใดข้างหนึ่งหรือเคลือนที่ออกจากกันในแนวราบทำให้เกิดลุ่มน้ำขัง (swamps) หรือทะเลสาป เช่น ที่ราบลุ่มในภาคเหนือของประเทศไทย หรือที่ราบลุ่มตอนกลางที่เรียกว่าที่ราบลุ่มเจ้าพระยาของไทย

2. การเปลี่ยนแปลงหรือเคลื่อนที่อย่างช้าๆ (slow movemants)

แผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่อย่างช้า ๆ เช่น แผ่นเปลือกโลกแปซิฟิคเคลื่อนที่ไปทางทิศเหนือ 5 เซนติเมตร/ปี เฉลี่ยทั้งโลก 5 – 8 เซนติเมตร/ปี

การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก

หินหนืดที่อยู่ในชั้นแมนเทิลได้รับความร้อนจากแก่นโลก หินหนืดจึงไหลสวนในลักษณะคล้ายกับการเคลื่อนที่ของสีผสมอาหารที่สังเกตได้จากกิจกรรม การเคลื่อนที่ ของหินหนืดเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ได้ ประกอบกับแผ่นเปลือกโลกที่อยู่ใต้มหาสมุทรมีความหนาน้อยกว่าแผ่นเปลือกโลกส่วนที่เป็นทวีป หินหนืดในชั้นแมนเทิล จึงสามารถแทรกตัวขึ้นมาตามรอยแยกระหว่างแผ่นเปลือกโลกที่อยู่ใต้มหาสมุทรได้ง่ายกว่า หินหนืดในชั้นแมนเทิลจึงทำหน้าที่เป็นตัวดันและพยุงให้แผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรเคลื่อนที่และขยายตัวแยกออกจากกัน ดังเช่นนักธรณี วิทยาพบว่าที่บริเวณรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกที่อยู่ใต้มหาสมุทรแอตแลนติกนั้นมีแนวหินเกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา แนวหินใหม่ที่เกิดขึ้นจากหินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกดันขึ้นมาที่บริเวณรอยต่อนี้ แนวหินใหม่เหล่านี้พบว่ามีอายุน้อยกว่าหินปูนที่อยู่บนทวีปที่อยู่รอบมหาสมุทรแอตแลนติกมาก นอกจากนี้ยังพบอีกว่า การที่หินหนืดดันขึ้นมาตามรอยต่อนี้เองทำให้แผ่นดินของทวีปอเมริกากับทวีปยุโรป และทวีปแอฟริกาห่างมากขึ้นตลอดเวลา เมื่อแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรเคลื่อนที่ออกไปมากยิ่งขึ้น ขอบอีกด้านหนึ่ง จะเข้าไปชนและมุดตัวเข้าไปสู่ใต้แผ่นเปลือกโลก และมีแรงดันมหาศาลเกิดขึ้นตามบริเวณที่จรดกันนี้

นักธรณีวิทยาศึกษาพบว่า แผ่นเปลือกโลกทั้งปวงเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาด้วยอัตราเร็วที่ต่ำมาก บางแผ่นเคลื่อนที่เข้าชนอีกแผ่นหนึ่ง เช่น แผ่นออสเตรเลียเคลื่อนที่เข้าชนแผ่นยูเรเซีย เกิดการเปลี่ยนแปลงคือแผ่นออสเตรเลียมุดตัวเข้าสู่แผ่นยูเรเซียและมุดหายไปในส่วนแมนเทิลของโลกที่มีความร้อนสูง จึงทำให้เกิดมีการหลอมตัวของหินเปลือกโลก นอกจากการชนกันของทั้งสองแผ่น นี้ยังผลให้เปลือกโลกบางส่วนถูกดันให้โค้งตัวขึ้นกลายเป็นภูเขาสูง เช่น บริเวณเทือกเขาหิมาลัย ซึ่งอยู่ทางตอนเหนือของประเทศอินเดีย

จากความรู้ที่นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามศึกษาค้นคว้าทำให้เราทราบว่าแผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา และถ้านักเรียนตัดภาพทวีปต่างๆแล้วนำมาต่อกันก็จะเห็นว่าบางส่วนอาจปะติดปะต่อกันเข้าเกือบสนิท เช่น ชายฝั่งตะวันออกของทวีปอเมริกาใต้กับชายฝั่งตะวันตกของทวีปแอฟริกา บางส่วนอาจต่อกันไม่สนิทนัก เช่น บริเวณชายฝั่งทวีปเอเซียตอนล่างกับส่วนบนของชายฝั่งทวีปออสเตรเลียและทวีปแอนตาร์กติก อย่างไรก็ตาม อาจถือได้ว่าภาพที่เกิดจากการนำทวีปต่างๆมาปะติดปะต่อกันนี้ให้แนวคิดที่สำคัญที่ทำให้เราได้ทราบว่า แผ่นเปลือกโลกทั้งหลายมีการเคลื่อนที่