โลกของเรา

โลกของเรา

โครงสร้างและส่วนประกอบของโลก

โครงสร้าง

เปลือกโลก (crust) เป็นชั้นนอกสุดของโลกที่มีความหนาประมาณ 60-70 กิโลเมตร ซึ่งถือว่าเป็นชั้นที่บางที่สุดเมื่อเปรียบกับชั้นอื่นๆ เสมือนเปลือกไข่ไก่หรือเปลือกหัวหอม เปลือกโลกประกอบไปด้วยแผ่นดินและแผ่นน้ำ ซึ่งเปลือกโลกส่วนที่บางที่สุดคือส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทร ส่วนเปลือกโลกที่หนาที่สุดคือเปลือกโลกส่วนที่รองรับทวีปที่มีเทือกเขาที่ สูงที่สุดอยู่ด้วย นอกจากนี้เปลือกโลกยังสามารถแบ่งออกเป็น 2 ชั้นคือ

ชั้นที่หนึ่ง: ชั้นหินไซอัล (sial) เป็น เปลือกโลกชั้นบนสุด ประกอบด้วยแร่ซิลิกาและอะลูมินาซึ่งเป็นหินแกรนิตชนิดหนึ่ง สำหรับบริเวณผิวของชั้นนี้จะเป็นหินตะกอน ชั้นหินไซอัลนี้มีเฉพาะเปลือกโลกส่วนที่เป็นทวีปเท่านั้น ส่วนเปลือกโลกที่อยู่ใต้ทะเลและมหาสมุทรจะไม่มีหินชั้นนี้

 ชั้นที่สอง: ชั้นหินไซมา (sima) เป็นชั้นที่อยู่ใต้หินชั้นไซอัลลงไป ส่วนใหญ่เป็นหินบะซอลต์ประกอบด้วยแร่ซิลิกา เหล็กออกไซด์และแมกนีเซียม ชั้นหินไซมานี้ห่อหุ้มทั่วทั้งพื้นโลกอยู่ในทะเลและมหาสมุทร ซึ่งต่างจากหินชั้นไซอัลที่ปกคลุมเฉพาะส่วนที่เป็นทวีป และยังมีความหนาแน่นมากกว่าชั้นหินไซอัล

แมนเทิล      

                      แมน เทิล (mantle หรือ Earth’s mantle) คือชั้นที่อยู่ถัดจากเปลือกโลกลงไป มีความหนาประมาณ 3,000 กิโลเมตร บางส่วนของหินอยู่ในสถานะหลอมเหลวเรียกว่าหินหนืด (Magma) ทำให้ชั้นแมนเทิลนี้มีความร้อนสูงมาก เนื่องจากหินหนืดมีอุณหภูมิประมาณ 800 – 4300°C ซึ่งประกอบด้วยหินอัคนีเป็นส่วนใหญ่ เช่นหินอัลตราเบสิก หินเพริโดไลต์

 

แก่นโลก

                 ความหนาแน่นของดาวโลกโดยเฉลี่ยคือ 5,515 กก./ลบ.ม. ทำให้มันเป็นดาวเคราะห์ที่หนาแน่นที่สุดในระบบสุริยะ แต่ถ้าวัดเฉพาะความหนาแน่นเฉลี่ยของพื้นผิวโลกแล้ววัดได้เพียงแค่ 3,000 กก./ลบ.ม. เท่านั้น ซึ่งทำให้เกิดข้อสรุปว่า ต้องมีวัตถุอื่นๆ ที่หนาแน่นกว่าอยู่ในแก่นโลกแน่นอน ระหว่างการเกิดขึ้นของโลก ประมาณ 4.5 พันล้านปีมาแล้ว การหลอมละลายอาจทำให้เกิดสสารที่มีความหนาแน่นมากกว่าไหลเข้าไปในแกนกลางของ โลก ในขณะที่สสารที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าคลุมเปลือกโลกอยู่ ซึ่งทำให้แก่นโลก (core) มีองค์ประกอบเป็นธาตุเหล็กถึง 80%, รวมถึงนิกเกิลและธาตุที่มีน้ำหนักที่เบากว่าอื่นๆ แต่ในขณะที่สสารที่มีความหนาแน่นสูงอื่นๆ เช่นตะกั่วและยูเรเนียม มีอยู่น้อยเกินกว่าที่จะผสานรวมเข้ากับธาตุที่เบากว่าได้ และทำให้สสารเหล่านั้นคงที่อยู่บนเปลือกโลก แก่นโลกแบ่งได้ออกเป็น 2 ชั้นได้แก่

  • แก่นโลกชั้นนอก (outer core) มีความหนาจากผิวโลกประมาณ 2,900 – 5,000 กิโลเมตร ประกอบด้วยธาตุเหล็กและนิกเกิลในสภาพที่หลอมละลาย และมีความร้อนสูง มีอุณหภูมิประมาณ 6200 – 6400 มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ 12.0 และส่วนนี้มีสถานะเป็นของเหลว

  • แก่นโลกชั้นใน (inner core) เป็น ส่วนที่อยู่ใจกลางโลกพอดี มีรัศมีประมาณ 1,000 กิโลเมตร มีอุณหภูมิประมาณ 4,300 – 6,200 และมีความกดดันมหาศาล ทำให้ส่วนนี้จึงมีสถานะเป็นของแข็ง ประกอบด้วยธาตุเหล็กและนิกเกิลที่อยู่ในสภาพที่เป็นของแข็ง มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ 17.0


สภาพบรรยากาศ

           สภาพอากาศของโลก คือ การถูกห่อหุ้มด้วยชั้นบรรยากาศ ซึ่งมีทั้งหมด 5 ชั้น ได้แก่

  1.  เมฆ หมอกซึ่งมีความหนาแน่นมาก และมีการแปรปรวนของอากาศอยู่ตลอโทรโพสเฟียร์ เริ่มตั้งแต่ 0-10 กิโลเมตรจากผิวโลก บรรยกาศมีไอน้ำดเวลา

  2. สต ราโตสเฟียร์ เริ่มตั้งแต่ 10-35 กิโลเมตรจากผิวโลก บรรยากาศชั้นนี้แถบจะไม่เปลื่ยนแปลงจากโทรโพสเฟียร์ยกเว้นมีผงฟุ่นเพิ่มมา เล็กน้อย

  3. เมโสสเฟียร์ เริ่มตั้งแต่35-80 กิโลเมตร จากผิวโลก บรรยากาศมีก๊าซโอโซนอยู่มากซึ่งจะช่วยสกัดแสงอัลตร้า ไวโอเรต (UV) จาก ดวงอาทิตย์ไม่ให้มาถึงพื้นโลกมากเกินไป

  4. ไอโอโนสเฟียร์ เริ่มตั้งแต่ 80-600 กิโลเมตร จากผิวโลก บรรยากาศมีออกซิเจน จางมากไม่เหมาะกับมนุษย์

  5. เอก โซสเฟียร์ เริ่มตั้งแต่ 600กิโลเมตรขึ้นไปจากผิวโลก บรรยากาศมีออกซิเจนจางมากๆ และมีก๊าซฮีเลียมและไฮโดรเจนอยู่เป็นส่วนมาก โดยมีชั้นติดต่อกับอวกาศ

โลกมีอุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียส โดยเฉลี่ย

รูปร่าง

            โลก มีรูปทรงกระบอกแบนขั้ว หมายความว่ามีรูปทรงกระบอกแต่บริเวณขั้วโลกทั้งสองแบนเล็กน้อย และโป่งออกทางเส้นศูนย์สูตร ความยาวรอบโลกประมาณ 40,000 กิโลเมตร มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 12,700 กิโลเมตร จุดที่สูงที่สุดบนพื้นโลกคือ ยอดเขาเอเวอร์เรสต์ ซึ่งมีความสูง 8,848 เมตรจากระดับน้ำทะเล ส่วนจุดที่ลึกที่สุดในโลกคือ ร่องลึกก้นสมุทรมาเรียนา ซึ่งมีความลึก 10,911 เมตรจากระดับน้ำทะเล เนื่องจากโลกมีลักษณะโป่งออกทางตอนกลางคือเส้นศูนย์สูตร ทำให้จุดที่ห่างไกลจากจุดศูนย์กลางโลกคือยอดเขาชิมโบราโซ ในประเทศเอกวาดอร์

ที่มาhttp://maneesudalpru.wordpress.com/category

  8 เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา

         8 เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา นี้เป็นเรื่องจริงที่ถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ การสำรวจ วิจัย เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ ปรากฏการณ์ธรรมชาติต่างๆ รวมถึงเรื่องของระบบสุริยะ ดาวดวง ดวงจันทร์นอกโลก

1. เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา : โลกเรามีอายุเยอะ

            นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามหาอายุที่แท้จริงของโลก โดยการวัดอายุหินและอุกกาบาตที่แก่ที่สุด (ที่เคยมีการพบ) และพบว่าโลกแทบจะเกิดในเวลาเดียวกันกับระบบสุริยะถือกำเนิดขึ้นมาเลย พวกเขาพบว่าโลกน่าจะมีอายุประมาณ 4.54 พันล้านปี

8 เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา

                    ในภาพคือ หินที่อายุมากที่สุดในโลก ตั้งอยู่บริเวณอ่าวฮัดสัน ทางตอนเหนือของรัฐควิเบก ประเทศแคนาดา บริเวณนี้มีชื่อว่า Nuvvuagittuq Belt มีอายุประมาณ 4.28 พันล้านปี

2. เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา :?แผ่นดินไหว บนดวงจันทร์

         ดวงจันทร์ก็มีแผ่นดินไหว ที่นักวิทยาศาสตร์เรียกกันว่า Moonquake แต่มีจำนวนและความรุนแรงน้อยกว่าบนโลก นักวิทยาศาสตร์ USGS กล่าวว่า แผ่นดินไหวบนดวงจันทร์มีส่วนเกี่ยวข้องกับ tidal stresses (แรงกดไทดัล) ที่มากน้อยขึ้นอยู่กับระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์ พวกเขายังพบอีกว่า แผ่นดินไหวบนดวงจันทร์มักจะเกิดลึกลงไปใต้พื้นดิน

3. เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา :?แผ่นดินไหว

             แผ่นดินไหวที่วัดขนาดได้รุนแรงที่สุดในอเมริกามีขนาด 9.2 ริกเตอร์สเกล ที่ Prince William Sound อลาสกา ในวันที่ 28 มีนาคม 1964 (ในรูปคืออพาร์ทเมนต์โฟซีซัน สูง 6 ชั้น สร้างจากคอนกรีต ที่ถล่มลงมาหลังเกิดแผ่นดินไหว) ส่วนแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดในโลก วัดค่าได้ถึง 9.5 ริกเตอร์สเกล เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 22 พฤษภาคม 1960 ในประเทศชิลี (ข้อมูลจาก USGS)

เทือกเขาที่ยาวที่สุด

4. เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา :?เทือกเขาที่ยาวที่สุด

            หากต้องการจะมองหาเทือกเขาที่ยาวที่สุดในโลกแล้วละก็ ทุกคนคงต้องมาลงไปใต้ทะเลลึก จะพบกับเทือกเขากลางสมุทร (mid-oceanic range) แนวเทือกเขาใต้ทะเลโดยจะมีแนวร่องหุบที่รู้จักกันในนามของร่องแยก (rift) ที่สันของแนวเทือกเขาซึ่งเกิดขึ้นจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐาน ซึ่งเป็นการแผ่ขยายออกของแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทร การยกตัวของพื้นมหาสมุทรเป็นผลเนื่องมาจากกระแสการพาความร้อน(convection currents) ซึ่งเป็นการดันตัวขึ้นมาของหินหนืดจากชั้นฐานธรณีภาค เทือกเขานี้มีความยาวกว่า 65,000 กิโลเมตร (บางที่บอก 80,000)

5. เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา :?จุดที่หนาวที่สุดในโลก

           เมื่อคิดถึงความหนาวเย็นยะเยือก ทุกคนคงคิดถึงแอนตาร์คติกา ไม่แปลกนักเพราะทุกคนคิดถูก สถานีวอสตอคเป็นสถานีวิจัยในทวีปแอนตาร์กติกาของรัสเซียซึ่งสามารถตรวจวัดอุณหภูมิที่ต่ำที่สุดบนโลกเท่าที่เคยบันทึก โดยวัดได้ -89.2 ?ซ (เมื่อ 21 กรกฎาคม ค.ศ. 1983) สถานีดังกล่าวทำการวิจัยเกี่ยวกับการเจาะแกนน้ำแข็งและการวัดความเข้มข้นของสนามแม่เหล็ก

8 เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา

6. เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา :?มันเดินทางไปรอบดวงอาทิตย์

                นอกจากจะหมุนวนรอบตัวเองแล้ว โลกเราก็หมุนรอบดวงอาทิตย์ด้วย (โดยใช้เวลาทั้งสิ้น 365 วันจึงจะครบ 1 รอบ) โดยใช้ความเร็วในการเดินทาง 67,000 ไมล์ต่อชั่วโมง (107,826 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)

7. เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา : เธอมีรอบเอว

                โลกของเรา (Mother Earth) มีรอบเอวที่ค่อนข้างกว้าง ด้วยความยาวของเส้นศูนย์สูตรหรือเส้นรอบวงที่ 24,901 ไมล์ หรือ 40,075 กิโลเมตร

8. เรื่องจริงน่ารู้ เกี่ยวกับโลกของเรา :?ดาวเคราะห์ดวงที่ 3

                โลก บ้านของเราเป็นดาวเคราะห์ดาวที่ 3 จากดวงอาทิตย์ และเป็นแห่งเดียวที่มีบรรยากาศเหมาะสำหรับสิ่งมีชีวิต เต็มไปด้วยอ็อกซิเจน แหล่งน้ำบนพื้นผิว และสำคัญที่สุด คือ สิ่งมีชีวิต

   ขอบคุณข้อมูล?http://www.nextsteptv.com/

แหล่งน้ำ

    2.1 โลก
โลกของเราอาจแบ่งได้ 3 ส่วน คือ
1. บรรยากาศ (Atmosphere) คือ ส่วนที่เป็นบรรยากาศห่อหุ้มโลก
2. ดิน (Lithosphere) คือ ส่วนที่เป็นแผ่นดิน
3. น้ำ (Hydrosphere) คือ ส่วนที่เป็นมหาสมุทร ทะเลสาบ แม่น้ำ และน้ำใต้ดิน
หากพิจารณาองค์ประกอบของโลก พบว่า โลกประกอบด้วยพื้นผิวน้ำถึงร้อยละ 70,78 คิดเป็นพื้นที่ 361 ล้านตารางกิโลเมตรหรือประมาณ 1,385 ตารางกิโลเมตร และที่เหลืออีกร้อยละ 29.22 หรือคิดเป็นพื้นที่ 149 ล้านตารางกิโลเมตร คือ ส่วนที่เป็นผิวดิน ดังนั้น โลกของเราจึงได้ชื่อว่าเป็นโลกแห่งน้ำ (1 ลูกบาศก์กิโลเมตร = 1000 ลูกบาศก์เมตรหรือ 1 ล้านลิตร)

    2.2 ทรัพยากรน้ำ
                                       น้ำจัดเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่ใช้แล้วไม่หมดสิ้นเช่นเดียวทรัพยากรดิน อากาศ เป็นต้น (Non-exhausting หรือ Inexhaustible natural resources) เมื่อน้ำนั้นเป็นน้ำที่อยู่ในวัฎจักร (Water in cycle) ซึ่งจะหมุนเวียนเปลียนไปจากสภาพหนึ่งเป็นอีกสภาพหนึ่งเรื่อยไปไม่มีที่สิ้นสุด ขณะเดียวถ้าน้ำนั้นเป็นน้ำที่อยู่ ณ ที่ใดที่หนึ่ง (Water in place) หมายถึง น้ำที่อยู่ในที่เฉพาะแห่งที่เราเห็นหรือใช้อยู่ทุกวัน เช่น น้ำในภาชนะ เมื่อใช้แล้วก็จะหมดไป แต่เราสามารถหามาทดแทนใหม่ได้ จัดเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่ใช้แล้วทดแทนได้ (Renewable natural resources)

Nace (1960) แบ่งน้ำในโลกไว้ ดังนี้
• น้ำเค็มหรือน้ำทะเล ร้อยละ 97.137
• น้ำจืด ร้อยละ 2.863

สำหรับปริมาณน้ำจืดที่มีในโลก สามารถแบ่งได้ดังนี้
• น้ำแข็งตามขั้วโลกและหิมะที่จับอยู่ตามยอดภูเขาสูง ร้อยละ 2.240
• น้ำภายใต้พื้นดิน เช่น น้ำใต้ดิน ความชื้นในดิน ร้อยละ 0.612
• น้ำตามหนอง บึง และทะเลสาป ร้อยละ 0.009
• น้ำในแม่น้ำลำคลองต่างๆ ร้อยละ 0.001
• น้ำในบรรยากาศ ร้อยละ 0.001

    อย่างไรก็ตาม ศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับน้ำที่สำคัญที่ควรรู้จัก ได้แก่
อุทกวิทยา (Hydrology) เป็นศาสตร์ที่อธิบายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลง การหมุนเวียน การกระจายของน้ำ ตลอดจนคุณสมบัติทางด้านกายภาพและทางด้านเคมีที่มีต่อสภาวะแวดล้อม รวมทั้งความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตทั้งหลายบนโลกนี้
อุตุนิยมวิทยา (Meteorology) เป็นศาสตร์ที่เกี่ยวกับดินฟ้าอากาศหรือการพยากรณ์ ซึ่งจะมีผลต่อ energy input ต่างๆในแหล่งน้ำไปด้วย

    2.3 แหล่งน้ำ
ประเภทของแหล่งน้ำสามารถจำแนกตามระดับความเค็มได้ 3 ลักษณะ คือ แหล่งน้ำจืด แหล่งน้ำกร่อย และแหล่งน้ำเค็ม ดังมีรายละเอียดต่อไปนี้
    2.3.1 แหล่งน้ำจืด (Freshwater habitat)
    ความหมายของแหล่งน้ำจืด
แหล่งน้ำจืด คือ แหล่งน้ำที่มีความเค็ม ไม่เกิน 0.5 %o (คิดจำนวนเกลือเป็นหน่วยต่อน้ำ 1000 ส่วน โดยน้ำหนัก) ศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับแหล่งน้ำจืด คือ ชลธีวิทยา (Limnology) เป็นศาสตร์ที่ว่าด้วยลักษณะของน้ำในแผ่นดิน เช่น ทะเลสาบ แม่น้ำ ลำธาร รวมทั้งสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตในแหล่งน้ำ สำหรับการศึกษาทางด้านลักษณะของแหล่งน้ำ เป็นการศึกษาทั้งคุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์
การแบ่งเขตแหล่งน้ำจืด
การแบ่งเขตแหล่งน้ำจืดสามารถจำแนกโดยใช้สิ่งรองรับหรือสิ่งที่ใช้ยึดเกาะ (Substrate) ดังนี้
1) เขตชายฝั่ง (Littoral zone) ระยะจากผิวน้ำลงมาถึงสิ่งรองรับระดับ 2 เมตร เป็นเขตที่แสงแดดส่องถึงพื้นดิน บริเวณนี้จะมีพรรณไม้เกิดขึ้นจำนวนมาก สิ่งมีชีวิตที่พบในบริเวณนี้มีมากชนิดเนื่องจากเป็นพื้นที่ที่เหมาะสำหรับการเลี้ยงตัวและหาอาหาร
2) Sublittoral zone เป็นบริเวณถัดลงมาจากเขตแรกในระดับ 6-8 เมตร เป็นเขตที่ได้รับแสงน้อยกว่าเขตแรก มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่แต่ไม่มีมากเท่ากลุ่มสัตว์หน้าดิน (Benttic fauna)
3) Inflalittoral zone เป็นเขตที่ถัดลงมาจากเขต 2 ลงมาในระดับ 10 เมตร จะมีแสงบ้าง แต่แสงไม่มีผลต่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตที่พบเป็นกลุ่มหอย (Aquatic mollusk) และสัตว์หน้าดิน
4) เขตกลางน้ำ (Limnetic zone) เป็นเขตผิวหน้าน้ำที่อยู่ถัดออกไปจากเขตชายฝั่ง เป็นบริเวณที่มีแสงแดดส่องถึง ความลึกของชั้นน้ำนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณแสงที่ส่องลงในน้ำได้เพียงใด บริเวณนี้เราอาจเรียกว่า Open water สิ่งมีชีวิตกลุ่มเนกตอน (Nekton) สามารถอยู่อาศัยและเจริญเติบโตได้ดี
5) เขตน้ำลึก (Profundal zone) เป็นบริเวณที่อยู่ลึกลงมาจากเขตที่ 1 ถึง 4 เป็นเขตที่แสงแดดส่องไม่ถึง ในเขตนี้จะไม่มีพืชสีเขียวหรือแพลงก์ตอนพืชในเขตนี้ สัตว์ที่พบตามพื้นท้องน้ำบริเวณนี้ส่วนใหญ่เป็นพวกกินซากเน่าเปื่อยเป็นอาหาร (Detritus)

ประเภทของแหล่งน้ำจืด
แหล่งน้ำจืดสามารถแบ่งได้เป็น 2 ลักษณะ คือ
   1) แหล่งน้ำนิ่ง (Lentic or Standing water) เป็นแหล่งน้ำปิด (Closed water body)     ที่อาจมีทางติดต่อกับแม่น้ำ ลำธาร หรือบริเวณที่มีน้ำท่วมถึง ในบางแห่งแหล่งน้ำปิดอาจได้รับน้ำจากน้ำฝนแต่เพียงอย่างเดียวเท่านั้น แต่บางแห่งก็ได้รับน้ำจากการท่วมท้นของแม่น้ำและการไหลลงมาโดยลำธารหลายสาย แหล่งน้ำนิ่งจะไม่มีการขึ้นลงของน้ำ โดยน้ำจะเคลื่อนที่ได้ส่วนใหญ่เกิดจากกระแสลม แหล่งน้ำนิ่งที่สำคัญ ได้แก่ ทะเลสาบ บึง หนอง บ่อ แหล่งน้ำท่วม อ่างเก็บน้ำ เป็นต้น

    • ทะเลสาบ(Lake)
    เป็นแหล่งน้ำขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยมีเขตกลางน้ำและเขตน้ำลึกมากกว่าเขตชายฝั่ง ส่วนใหญ่มีทางน้ำไหลเข้าได้ จะมีน้ำอยู่ตลอดปีและมีระดับแตกต่างกันไม่มากนัก ทะเลสาปมีรูปร่างที่ไม่แน่นอน ทะเลสาปน้ำจืดที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก คือ ทะเลสาปสุพีเรียในประเทศสหรัฐอเมริกา มีพื้นที่ผิวน้ำถึง 31,800 ตารางไมล์ ลึก 1,333 ฟุต สำหรับทะเลสาปที่ลึกที่สุด ได้แก่ ทะเลสาปไบคาล ในไซบีเรียตอนใต้ มีพื้นที่ 21,150 ตารางไมล์ ลึก 5,700 ฟุต ประเภทของทะเลสาปเมื่อแบ่งตามความอุดมสมบูรณ์และอุณหภูมิของแหล่งน้ำ สามารถแบ่งได้ 2 ประเภท คือ
1. Eutrophic lake เป็นทะเลสาปที่มีความอุดมสมบูรณ์มากเนื่องจากมีผลผลิตเบื้องต้นมาก ลักษณะของทะเลสาปประเภทนี้ เป็นทะเลสาปที่มีอายุมาก เกิดขึ้นมานาน ความลึกของทะเลสาปไม่มาก น้ำมีสารอินทรีย์มาก ทำให้มีผลผลิตเบื้องต้นมาก อุณหภูมิน้ำไม่เย็น และไม่ค่อยมีการแบ่งชั้นของน้ำ เช่น Great Lake ในอเมริกา
2. Oligotrophic lake เป็นทะเลสาปที่มีความอุดมสมบูรณ์น้อย คือ ให้ผลผลิตเบื้องต้นน้อย ลักษณะของทะเลสาปประเภทนี้ เป็นทะเลสาปที่เกิดขึ้นมาไม่นาน มีอายุน้อย ลักษณะชายฝั่งมีความลาดชันสูง ทะเลสาปมีความลึกมาก น้ำส่วนใหญ่เป็นน้ำเย็น มีการแบ่งชั้นของน้ำเป็นน้ำชั้นบน (Epilimnion) มีปริมาณน้อยกว่าน้ำชั้นล่าง (Hypolimnion) เช่น ทะเลสาปสุพีเรีย ในประเทศสหรัฐอเมริกา

    • บึง (Swamp)
    เป็นแหล่งน้ำขนาดกลางหรือใหญ่ที่เป็นที่ลุ่ม (Low Land) มีน้ำท่วมขังตลอดปี มีความลึกพอประมาณ ลักษณะชายฝั่งเป็นที่ราบมีพรรณไม้พุ่มหรือต้นไม้ขึ้นอยู่รอบๆ ตัวอย่างบึงในปะเทศไทย ได้แก่ บึงบอระเพ็ด ในจังหวัดนครสวรรค์ ทะเลสาปสงขลาในจังหวัดสงขลา กว๊านพะเยา ในจังหวัดพะเยา

    • หนอง(Marsh)
    เป็นแหล่งน้ำตื้นๆที่มีความลาดชันของชายฝั่งน้อย ไม่มีเขตน้ำลึกเลย ส่วนใหญ่เป็นที่ลุ่มน้ำท่วม ไม่มีทางน้ำไหลเข้าออก ในฤดูฝนพื้นที่จะกลายเป็นพื้นน้ำกว้างใหญ่ แต่ในฤดูแล้ง ปริมาณน้ำอาจลดลงมาก จนตื้นเขินไปทั้งหมด บริเวณรอบๆหนองน้ำจะมีพืชล้มลุกขึ้นอยู่โดยรอบ ตัวอย่าง ได้แก่ หนองหาร ในจังหวัดสกลนคร

    • บ่อ (Pond)
เป็นแหล่งน้ำขนาดเล็กที่ถูกสร้างโดยมนุษย์ ทำให้ชายฝั่งมีความลาดชันสูง ความลึกไม่มาก เป็นแหล่งน้ำที่ไม่มีทางน้ำเข้า ปริมาณน้ำจะเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาล วัตถุประสงค์ของการสร้างบ่อแตกต่างกันออกไป เช่น สำหรับการอุปโภคบริโภค การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ เป็นต้น

 

   • แหล่งน้ำท่วม (Flood Plains)
หมายถึง บริเวณที่ราบลุ่มริมฝั่งแม่น้ำ คลอง หนอง บึง เมื่อถึงฤดูฝน น้ำจะหลากท่วมบริเวณเหล่านี้เป็นพื้นน้ำกว้างใหญ่ หรือเป็นแนวแคบขนานไปกับลำน้ำ ตัวอย่าง ที่ราบภาคกลางจังหวัดอยุธยา อ่างทอง สิงห์บุรี ปทุมธานี

   • อ่างเก็บน้ำ (Reservoir)
เป็นแหล่งน้ำขนาดใหญ่ที่มนุษย์สร้างขึ้น โดยการสร้างเขื่อนปิดกั้นทางเดินของน้ำ ทำให้ระดับน้ำหน้าเขื่อนถูกยกขึ้นมาสูงตามระดับความสูงของเขื่อน ปริมาณน้ำเหนือเขื่อนจำนวนมากนี้จะท่วมพื้นดินที่ต่ำตามลักษณะภูมิประเทศ ปัจจุบันสามารถจัดประเภทของอ่างเก็บน้ำออกเป็น 4 ประเภท ตามวัตถุประสงค์หลักของการใช้งานดังนี้
     1. Flood control reservoir สร้างเพื่อป้องกันน้ำท่วมในพื้นราบ ท้องทุ่ง ไร่นา บ้านเมืองที่อยู่อาศัยของคนในชุมชน เช่น เขื่อนเจ้าพระยา จ.ชัยนาท
    2. Storage reservoir สร้างเพื่อเก็บกักน้ำไว้ในการชลประมานและการอุปโภคบริโภค ตัวอย่าง อ่างเก็บน้ำบางพระ จ.ชลบุรี
3. Hydro-electric reservoir สร้างเพื่อเก็บกักน้ำไว้ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า ตัวอย่าง เขื่อนภูมิพล จ.ตาก เขื่อนบางลาง จ.ยะลา เขื่อนรัชชประภา จ.สุราษฎร์ธานี
   4. Multipurpose reservoir สร้างเพื่อใช้งานหลายๆอย่าง เช่น ผลิตกะแสไฟฟ้า การชลประทาน การป้องกันน้ำท่วม การประมง เป็นต้น ตัวอย่าง เขื่อนอุบลรัตน์ จ.ขอนแก่น เขื่อนแก่นกระจาน จ.เพชรบุรี เขื่อนสิรินธร จ.อุบลราชธานี


2) แหล่งน้ำไหล (Lotic or Running water)


ลักษณะของแหล่งน้ำไหล ได้แก่ แม่น้ำ ลำธาร คลอง คู เป็นต้น โดยต้นน้ำอาจมีขนาดเล็กและจะค่อยๆใหญ่ขึ้นในช่วงตอนปลายน้ำ สำหรับแหล่งน้ำไหลสามารถแบ่งเขตได้ 2 เขตหลัก คือ

    1. เขตน้ำไหลเชี่ยว(Rapid zone) บริเวณนี้มักตื้น พื้นล่างของแหล่งน้ำจะสะอาด เพราะกระแสน้ำพัดพาตะกอนไปหมด พืชที่ขึ้นในบริเวณนี้เป็นกลุ่มสาหร่าย (Algae) ซึ่งยึดเกาะแน่นกับสิ่งหนึ่งสิ่งใด ลำต้นหรือใบสามารถลู่ไปตามกระแสน้ำได้
   2. เขตน้ำไหลเอื่อย (Pool zone) บริเวณนี้มักลึก กระแสน้ำไหลช้าๆ พื้นล่างของแหล่งน้ำมีตะกอนทับถมกันอยู่ พืชที่ขึ้นในบริเวณนี้ จะมีรากหยั่งลึกไม่แน่นหนา
ประเภทของแหล่งน้ำไหลที่สำคัญ มีลักษณะดังนี้

    • แม่น้ำ
แม่น้ำ (River) หมายถึง ธารน้ำขนาดใหญ่ที่มีมวลน้ำไหลตลอดปีจากที่สูงลงสูที่ต่ำ หรือจากต้นน้ำไปสู่ปลายน้ำคือทะเล แม่น้ำและลำธารเป็นแหล่งน้ำที่สำคัญที่เกิดเองตามธรรมชาติ เปรียบเสมือนถนนหรือช่องทางให้น้ำไหลผ่านจากที่หนึ่งไปสู่แหล่งน้ำที่ต่ำกว่าตามแรงดึงดูดของโลก และท้ายสุดก็จะไหลกลับไปสู่ทะเลและมหาสมุทร แม่น้ำมีองค์ประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน คือ ส่วนของหลังคารับน้ำ(Watershed area) ส่วนของลำธาร(Stream) และส่วนของแม่น้ำ (River) ลักษณะของลำธารที่พบมีอยู่ 3 ลักษณะคือ
1. ลำธารที่มีน้ำตลอดปี (permanent stream) ลำธารนี้ในฤดูฝนจะได้รับน้ำจาก overland run off ส่วนในฤดูแล้งจะได้น้ำหล่อเลี้ยงจากน้ำใต้ดิน
2. ลำธารที่มีน้ำบางฤดู (Intermittent stream) เป็นลำธารที่มีน้ำในช่วงฤดูฝนเท่านั้น ลักษณะพื้นลำธารเป็นดินทราย กรวด อยู่ในเขตป่าละเมาะ
3. ลำธารที่ขาดบางตอน (Interupted stream) เป็นลำธารที่มีบางช่วงที่น้ำจะไหลวกลงสู่ใต้ดินทำให้ลำธารขาดหายไปแล้วไปเปิดเป็นลำธารบนพื้นดินอีกในบริเวณ เป็นลำธารที่อยู่ในทะเลทราย

    •ลุ่มน้ำหรือระบบแม่น้ำ (River system)
      คือ แม่น้ำทั้งสายตั้งแต่ต้นน้ำถึงปากน้ำที่ไหลลงสู่ทะเล รวมทั้งลำธารสาขาที่ไหลลงสู่แม่น้ำ หลังคารับน้ำ ที่ราบลุ่มน้ำท่วมถึง หนอง บึง ที่มีทางน้ำติดถึงแม่น้ำหรือถูกน้ำท่วมได้ในฤดูหลากน้ำ ในประเทศไทยมีลุ่มน้ำมากมาย โดยมีลุ่มน้ำประธานทั้งหมด 25 ลุ่มน้ำ ดังนี้ (เรียงตามพื้นที่มากไปน้อย)
– ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ มีพื้นที่ทั้งหมด 176,599 ตร.กม. ครอบคลุมพื้นที่ 17 จังหวัด ลุ่มน้ำที่เกี่ยวข้องได้แก่ โขง ชี มูล (ชี มูล ไหลลงสู่แม่น้ำโขง
– ภาคเหนือ มีพื้นที่ทั้งหมด 128,450 ตร.กม. ครอบคลุมพื้นที่ 16 จังหวัด ลุ่มน้ำที่เกี่ยวข้องได้แก่ ได้แก่ สาละวน กก ปิง วัง ยม น่าน (ปิง วัง ยม น่าน จะไหลลงสู่ลุ่มน้ำภาคกลางแล้วไหลออกทะเลในอ่าวไทย ในเขตภาคเหนือตอนบน คือ ลุ่มน้ำกก ซึ่งจะไหลลงสู่แม่น้ำโขง)
– ภาคกลาง มีพื้นที่ทั้งหมด 98,476 ตร.กม. ครอบคลุมพื้นที่ 19 จังหวัด ลุ่มน้ำที่เกี่ยวข้องได้แก่ คือ เจ้าพระยา สะแกกรัง ป่าสัก ท่าจีน แม่กลอง เพชรบุรี ชายฝั่งทะเลตะวันตก (ลุ่มน้ำป่าสัก สะแกกรัง ไหลลงสู่ลุ่มน้ำเจ้าพระยา บางปะกง ลุ่มน้ำแม่กลอง ก่อนไหลลงสู่อ่าวไทยตอนใน)
– ภาคใต้ มีพื้นที่ทั้งหมด 72,102 ตร.กม. ครอบคลุมพื้นที่ 14 จังหวัด ลุ่มน้ำที่เกี่ยวข้องได้แก่ แม่น้ำสายสั้นๆ เช่น แม่น้ำตาปี ปัตตานี ทะเลสาปสงขลา ภาคใต้ฝั่งทะเลตะวันออก ภาคใต้ฝั่งทะเลตะวันตก
– ภาคตะวันออก มีพื้นที่ทั้งหมด 36,480 ตร.กม. ครอบคลุมพื้นที่ 7 จังหวัด ลุ่มน้ำที่เกี่ยวข้องได้แก่ ปราจีนบุรี บางปะกง โตนเลสาป ชายฝั่งทะเลตะวันออก (แม่น้ำสายสั้นๆ เช่น แม่น้ำเวฬุ)

    • คู คลอง
คู คลอง เป็นทางน้ำที่เกิดจากการขุดของมนุษย์ เช่น คลองแสนแสบ คลองดำเนินสะดวก เป็นต้น

2.3.2 แหล่งน้ำกร่อย (Brackishwater habitat)
      ความหมายของแหล่งน้ำกร่อย
       แหล่งน้ำกร่อย หมายถึง บริเวณที่เป็นเขตติดต่อระหว่างทะเลและแม่น้ำ หรือบริเวณปากแม่น้ำ ทำให้มีการผสมกันระหว่างน้ำจืดและน้ำเค็ม อาจจัดเป็นแหล่งน้ำชายฝั่งกึ่งปิด (Semi-closed) ความเค็มของแหล่งน้ำกร่อยอยู่ระหว่าง 0.5-30 %o
 การแบ่งเขตแหล่งน้ำกร่อย
การแบ่งเขตบริเวณปากแม่น้ำซึ่งเป็นแหล่งน้ำกร่อย สามารถจัดแบ่ง ได้ 2 แบบ ดังนี้
    • แบ่งตามระดับเขตความเค็มของน้ำได้ 3 เขต คือ
1. Tidal river zone เป็นเขตส่วนบนของแหล่งน้ำกร่อย ซึ่งจะยังคงอยู่ในแม่น้ำ ความเค็มของน้ำทะเลยังคงเข้าไปไม่ถึงเต็มที่ ทั้งส่วนใหญ่ยังเป็นน้ำจืดแต่จะมีการขึ้นลงของน้ำจากอิทธิพลของน้ำทะเล เช่น จังหวัดนนทบุรีของแม่น้ำเจ้าพระยา
2. Mixing zone เป็นบริเวณที่มีการผสมกันของน้ำจืดและน้ำทะเลอย่างเต็มที่ทำให้คุณสมบัติทางเคมี ฟิสิกส์ เปลี่ยนแปลงไป เช่น บริเวณ กรุงเทพมหานครและ จังหวัดสมุทรปราการ ของแม่น้ำเจ้าพระยา
3. Neaeshore turbid zone เป็นเขตที่อยู่ถัดจาก Mixing zone ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ชายฝั่งทะเลบริเวณน้ำลงต่ำสุดของน้ำจืดที่ไหลไปถึง เช่น บริเวณปากน้ำสมุทรปราการ
    • แบ่งตามระดับการขึ้นลงของน้ำ สามารถแบ่งเขตได้ 3 เขตใหญ่ คือ
  1. พื้นที่น้ำท่วมไม่ถึง (Upland)
เป็นเขตที่น้ำทะเลท่วมไม่ถึงจึงไม่ได้อิทธิพลของน้ำทะเลโดยตรง แต่จะมีพรรณไม้เป็นไม้ใหญ่หรือไม้พุ่ม (shrub) เกิดขึ้น ซึ่งเป็นไม้ที่ปรับตัวได้กับสภาพแวดล้อมทางชายฝั่งทะเล เช่น ต้นสนทะเล โพธิ์ทะเล เป็นต้น
  2. พื้นที่เขตน้ำท่วม (Tidal-marsh) เป็นบริเวณพื้นดินที่น้ำขึ้นสูงสุดท่วมถึงจนถึงเขตน้ำลงต่ำสุดในสภาวะปกติและจะโผล่พ้นน้ำ ในเขตนี้พื้นดินเป็นโคลนตมเป็นส่วนใหญ่ ยกเว้นพื้นที่ด้านบนที่อยู่ติดต่อกับ upland บริเวณนี้มีพรรณไม้ชายเลนเกิดขึ้นจำนวนมาก เช่น โกงกาง แสม จาก ลำพู เป็นต้น แต่บางเขตซึ่งเป็นเขตที่อยู่ระหว่างน้ำขึ้นลงสูงสุดต่ำสุด มีความลาดเอียงน้อยมากไม่มีพรรณไม้เกิดขึ้น จะเป็นที่อยู่ของสัตว์จำพวกปูและหอยหลายชนิด เช่น ปูแสม ปูก้ามดาบ หอยแครง เป็นต้น และอาจพบปลาตีนรวมอยู่ด้วย
  3. พื้นที่มีน้ำท่วมตลอด (Sub tidal)
เป็นพื้นที่ที่อยู่ใต้น้ำตลอดเวลาแม้ว่าจะอยู่ในสภาวะปกติของน้ำลงต่ำสุด (Normal low tide) ลักษณะพื้นดินก็เป็นโคลนตม อาจมีสาหร่ายทะเลหรือหญ้าทะเลเกิดขึ้น มีสัตว์น้ำทั้งพวกขุดรูอยู่และพวกว่ายไปมาตามการขึ้นลงของน้ำ เช่น ลูกกุ้งแชบ๊วย ลูกปลากระบอก ลูกปลากุเรา เป็นต้น

ประเภทของปากแม่น้ำ
การจำแนกประเภทของปากแม่น้ำ จำแนกตามหลักการระเหยของน้ำ ได้ดังนี้
    1. ปากแม่น้ำชนิดบวก (Positive estuary)
คือ ปากแม่น้ำที่มีการไหลเข้ามาของน้ำจืดมากกว่าการระเหยของน้ำออกไปจากบริเวณปากแม่น้ำ ปากแม่น้ำชนิดนี้น้ำจืดจะถูกถ่ายเทออกไปจากบริเวณปากแม่น้ำในช่วงน้ำขึ้นน้ำลง
    2. ปากแม่น้ำชนิดเป็นกลาง (Neutral estuary)
คือ ปากแม่น้ำที่มีการไหลเข้ามาของน้ำจืดเท่ากับจำนวนน้ำที่ระเหยออกไปจากบริเวณปากแม่น้ำ ปากแม่น้ำชนิดนี้จะไม่มีการถ่ายเข้าหรือถ่ายออกสู่ทะเล
    3. ปากแม่น้ำชนิดลบ (Negative estuary)
ปากแม่น้ำที่มีการระเหยของน้ำมีปริมาณมากกว่าน้ำจืดที่ไหลเข้ามา ปากแม่น้ำชนิดนี้จะมีความเค็มมากกว่าความเค็มปกติของน้ำทะเล

ระบบนิเวศน์น้ำกร่อย ที่สำคัญที่ควรรู้จัก
    • ชะวากทะเล (Estuaries)
คือ ลักษณะพิเศษอย่างหนึ่งของธรรมชาติที่เกิดจากการผสมกันระหว่างน้ำจืดกับน้ำเค็ม สถานที่ที่จะพบชะวากทะเล คือ ปากแม่น้ำ อ่าว และบริเวณชายเลน สิ่งมีชีวิตที่พบในบริเวณนี้จะมีความสามารถในการปรับตัวสูงต่อการเปลี่ยนแปลงของน้ำ ซึ่งขึ้นและลงประจำวัน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้ำ ความเค็มของน้ำ และความเข้มข้นของตะกอนที่ถูกพัดพามาก

    • ดินดอนสามเหลี่ยม (Deltas) ระบบนิเวศแบบดินดอนสามเหลี่ยมที่เกิดจากการทับถมของตะกอนที่น้ำในแม่น้ำพัดพามาก เมื่อถึงปากน้ำความเร็วของกระแสน้ำในแม่น้ำจะลดลงเป็นโอกาสให้ตะกอนที่มากับน้ำเริ่มทับถม ถ้าหากปริมาณของสารวัตถุและแร่ธาตุต่างๆที่น้ำพัดพามามีจำนวนมาก และอิทธิพลของคลื่นลมมีจำกัด การทับถมของตะกอนจะทำให้เกิดเป็นที่ราบที่มีความสูงพ้นระดับน้ำขึ้นมา เมื่ออัตราการทับถมสูงกว่าอัตราการกัดเซาะและพังทลายโดยคลื่นลม ดินดอนสามเหลี่ยมจะขยายกว้างมากยิ่งขึ้น

    • ป่าชายเลน (Mangrove forest, Intertidal forest)
คือ สังคมพืชที่เป็นพวกต้นไม้ หรือไม้พุ่มที่ขึ้นตามชายฝั่งทะเลหรือปากแม่น้ำที่มีความเค็มของน้ำท่วมถึง เป็นบริเวณแหล่งน้ำกร่อยที่มีความอุดมสมบูรณ์มากแห่งหนึ่ง ป่าชายเลนจะพบอยู่ทั่วไปทางชายฝั่งทะเล บริเวณปากแม่น้ำ หรืออ่าว ที่มีลักษณะพื้นเป็นดินโคลน หรือทรายปะปนโคลน พันธุ์ไม้ป่าชายเลนที่พบ ได้แก่ สกุลโกงกาง สกุลโปร่ง สกุลแสม แต่บางครั้งเนื่องจากพบสกุลไม้โกงกางมากกว่าพืชสกุลอื่น จึงเรียกชื่อว่า “ป่าโกงกาง” (ความรู้เพิ่มเติม พื้นที่ป่าชายเลนของโลกมีทั้งหมดประมาณ 113,428,089 ไร่ (ปี 1987) ประเทศที่มีพื้นที่ป่าชายเลนมากที่สุดทั้งในโซนเอเซียเขตร้อนและในโลก คือ อินโดนีเซีย มีพื้นที่ 26,568,818 ไร่) ป่าชายเลนในประเทศไทยกระจัดกระจายตามชายฝั่งทะเลภาคตะวันออก ภาคกลาง และภาคใต้ จากข้อมูลปี พ.ศ.2539 ประเทศไทยมีพื้นที่ป่าชายเลนทั้งหมด 1,047,390 ไร่

ความสำคัญและประโยชน์ของป่าชายเลน มีดังนี้
ด้านป่าไม้
– การนำไม้มาเผาถ่าน ไม้ฟืน (โดยเฉพาะไม้โกงกางถือว่าเป็นไม้คุณภาพดี) ไม้เสาเข็ม
– เครื่องมือในการทำการประมง เช่น ลอบ
– การทำเฟอร์นิเจอร์
– การกลั่นเอาสารเคมี เช่น แทนนิน แอลกอฮอล์ กรดน้ำส้ม

ด้านการประมง
– เป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของสัตว์น้ำ
– เป็นที่อยู่อาศัยและที่อนุบาลสัตว์น้ำในระยะวัยอ่อน
– เป็นแหล่งชักนำผลผลิตทางการประมงที่สำคัญ เช่น กุ้งแชบ๊วย กุ้งกุลาดำ ปลากระบอก ปลากระพงขาว ปูทะเล หอยแครง หอยนางรม

ด้านการอนุรักษ์พื้นที่ชายฝั่ง
– เป็นฉากกำบังภัยธรรมชาติ ป้องกันพายุมรสุมพังทลายดินตามชายฝั่งทะเล
– ช่วยป้องกันสิ่งแวดล้อมเป็นพิษ รากของต้นไม้ในป่าชายเลนที่งอกออกมาเหนือพื้นดิน ทำหน้าที่คล้ายตะแกรงธรรมชาติ คอยกลั่นกรองสิ่งปฏิกูลที่มากับกระแสน้ำ ทำให้น้ำในแม่น้ำลำคลองและชายฝั่งทะเลสะอาดขึ้น
– ช่วยทำให้พื้นดินบริเวณชายฝั่งทะเลงอกขยายออกไปในทะเล โดยช่วยทำให้ตะกอนที่แขวนลอยมากับน้ำทับถมเกิดเป็นแผ่นดินงอกใหม่ เมื่อระยะเวลานานก็จะขยายออกไปในทะเลเกิดเป็นหาดเลน เหมาะแก่การเกิดพันธุ์ไม้ป่าชายเลน

2.3.3 แหล่งน้ำเค็ม (Marine water)

ความหมายของแหล่งน้ำเค็ม
แหล่งน้ำเค็ม หมายถึง แหล่งน้ำที่มีความเค็มมากกว่า 30 %o ได้แก่ ทะเลและมหาสมุทร ค่าความเค็มเฉลี่ยของมหาสมุทรทั้งหมด คือ 34.72 %o วิชาที่เกี่ยวข้อง คือ Oceanography หรือ สมุทรศาสตร์ คือ ศาสตร์ที่ว่าด้วยน้ำเค็ม (Salt water) หรือ วิชาที่ว่าด้วยศาสตร์แขนงต่างๆ ที่เกี่ยวข้องสัมพันธ์อยู่กับห้วงมหาสมุทร ศาสตร์แขนงต่างๆ ได้แก่ สมุทรศาสตร์สกายะ สมุทรศาสตร์เคมี สมุทรศาสตร์ธรณี และสมุทรศาสตร์ชีวภาพ
    -สมุทรศาสตร์สกายะ (Physical oceanography)
เป็นการศึกษาขบวนการทางกายภาพต่างๆ เช่น กระแสน้ำ คลื่นในมหาสมุทร การเปลี่ยนแปลงของระดับอุณหภูมิในบริเวณต่างๆของมหาสมุทร เป็นต้น
    -สมุทรศาสตร์เคมี(Chemical oceanography)
เป็นการศึกษาองค์ประกอบทางเคมี ปัจจัยและสาเหตุที่ทำให้องค์ประกอบทางเคมีของมหาสมุทรเปลี่ยนไป เป็นต้น
    -สมุทรศาสตร์ธรณี (Geological oceanography) เป็นการศึกษาจุดกำเนิดของพื้นก้นสมุทรโครงสร้างและชั้นดินตะกอนและพื้นของท้องมหาสมุทร เป็นต้น
– สมุทรศาสตร์ชีวภาพ (Biological oceanography)
เป็นการศึกษาสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทร รูปร่าง การแพร่กระจาย ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างๆ เป็นต้น

        น้ำทะเล เป็นน้ำเค็ม หรือมีเกลือเป็นสารละลายประกอบอยู่ องค์ประกอบของน้ำทะเล ประกอบด้วย คลอรีน 55% โซเดียม 31% โดยน้ำหนัก ธาตุสำคัญอื่นๆ ได้แก่ โบรมีน คาร์บอน สตรอนเดียม โบลอน ซิลิคอน และฟลูออรีน
มหาสมุทร ซึ่งเป็นแหล่งน้ำที่มีขนาดใหญ่ที่สุดของโลก มีอยู่ 4 แห่ง คือ
• มหาสมุทรแปซิฟิกเป็นมหาสมุทรที่ใหญ่ที่สุด มีพื้นที่ถึง 180 ล้านตารางกิโลเมตร อยู่ระหว่างทวีปเอเซียกับทวีปอเมริกา
• มหาสมุทรแอตแลนติก เป็นมหาสมุทรที่ใหญ่เป็นอันดับ 2 มีพื้นที่ถึง 107 ล้านตารางกิโลเมตร อยู่ระหว่างทวีปอเมริกากับทวีปยุโรป
• มหาสมุทรอินเดีย เป็นมหาสมุทรที่ใหญ่เป็นอันดับ 3 มีพื้นที่ 74 ล้านตารางกิโลเมตร อยู่ตอนใต้ของทวีปเอเซีย
• มหาสมุทรอาร์กติก เป็นมหาสมุทรที่เล็กที่สุด อยู่ตอนเหนือของทวีปยุโรป
ในการศึกษาเกี่ยวกับแหล่งน้ำเค็ม ขบวนการหนึ่งที่เกิดขึ้นและน่าสนใจ คือ ขบวนการ up-welling หมายถึง การหมุนเวียนของมวลน้ำทะเล เกิดจากกระแลลมน้ำทะเลและความหนาแน่นของน้ำ นำเอาธาตุอาหาร ที่อยู่ใต้พื้นท้องน้ำขึ้นมาบนชั้นผิวน้ำธาตุอาหารเหล่านี้จะใช้สังเคราะห์แสงและสร้างเป็นอาหาร

การแบ่งเขตในทะเล (Zonation of the sea)
การแบ่งเขตในทะเลสามารถแบ่งในลักษณะกว้างๆ ได้เป็น 2 ส่วน คือ
ก. ส่วนพื้นท้องน้ำ (benthic)
พื้นท้องน้ำของทะเลจะกล่าวคือ ลักษณะของพื้นที่รองรับ (Substratum) ตั้งแต่บริเวณฝั่งที่น้ำทะเลท่วมไม่ถึงจนถึงเขตที่ลึกที่สุดซึ่งแบ่งได้เป็น 4 เขต ดังนี้
1) เขตชายฝั่งทวีป (Continental shelf) เป็นเขตชายฝั่งทะเลเริ่มตั้งแต่บริเวณที่น้ำทะเลท่วมไม่ถึง ไปจนถึงพื้นที่บริเวณที่ๆมีความลาดชัน(slope)มาก บริเวณนี้ แสงแดดส่องถึงพื้นน้ำ ความลึกของเขตนี้อยู่ระหว่าง 0-200 เมตร เป็นเขตที่มีความสมบูรณ์มากกว่าเขตอื่นๆ แบ่งเป็นเขตย่อยได้ดังนี้
– เขตริมทะเล (Supra-tidal zone) เป็นเขตที่อยู่เหนือบริเวณที่น้ำทะเลขึ้นสูงสุด (high tide) น้ำทะเลจึงท่วมไม่ถึงเขตนี้ พืช-สัตว์ไม่ได้รับอิทธิพลของน้ำทะเลโดยตรง แต่อาจได้รับอิทธิพลจากไอความชื้นของน้ำทะเลเท่านั้น
– เขตชายทะเล (Intertidal zone) เป็นเขตชายฝั่งทะเลที่อยู่ระหว่างน้ำทะเลขึ้นสูงสุดและน้ำทะเลลงต่ำสุด (Hing tide and low tide) เขตนี้บางพื้นที่กว้าง บางพื้นที่แคบ ขึ้นอยู่กับภูมิประเทศ พืชและสัตว์จะต้องปรับตัวเองมากที่สุดจึงต้องมีคุณสมบัติหรือลักษณะพิเศษเฉพาะเพื่อปรับตัวเองในด้านการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความชื้น ความเค็ม หรือแรงกระแทกของคลื่น ทราย เป็นต้น
– เขตใต้น้ำ (Sub-tidal zone) เขตนี้อยู่ต่ำจากเขตชายทะเลลงมา มีน้ำท่วมอยู่โดยตลอด บางพื้นที่มีความกว้างมาก เขตนี้นับว่ามีความอุดมสมบูรณ์มากที่สุด การปรับตัวของพืชและสัตว์มีน้อยกว่าเขตชายทะเล ในบางแห่งมีที่กำบังคลื่น-ลม ทำให้ลดความเสียดทานลงได้ เนื่องจากเป็นบริเวณที่มีแสงแดดส่องถึงและอยู่ใกล้ชายฝั่งทำให้ได้รับแร่ธาตุอาหารมาก จึงมีการสร้างอาหารโดยในกลุ่มผู้ผลิตเบื้องต้น (Primary producer) ได้มากที่สุด จึงมีพืชและสัตว์อยู่อาศัยบริเวณนี้มาก
  2) เขตไหล่ทวีป (Continental slope) เป็นบริเวณที่อยู่ถัดจากเขตชายฝั่งทวีปโดยเริ่มจากเขตที่มีความลาดชัน (Slpoe) เพิ่มขึ้นจากแนวเดิม ความลึกเริ่มตั้งแต่ระดับประมาณ 200 เมตรลงไปจนถึงประมาณ 4,000 เมตร
3) เขตพื้นมหาสมุทร (Abyssal plain) เป็นเขตที่ราบกว้างใหญ่ คล้ายท้องกะทะ มีความชันไม่มากนัก อยู่ถัดจากเขตไหล่ทวีป ระดับความลึกของพื้นที่ราบนี้ตั้งแต่ 4,000 เมตร ไปจนถึง 6,000 เมตร พื้นที่มีบางแห่งที่เป็นเสมือนภูเขาบนพื้นราบ บริเวณนี้ไม่มีแสงสว่าง สิ่งมีชีวิตมีอยู่อย่างเบาบางสัตว์ที่พบได้แก่ Chinoderms, Polychaetes และ Bryozoa เป็นต้น
4) เขตหุบเหว (Trenches zone or Hadal zone) หรือ สะดือทะเล ลึกลงมาจากระดับ 6,000 เมตร เป็นเขตที่ไม่มีแสงสว่างและสิ่งมีชีวิตมีน้อยกว่าเขตอื่นๆ

ข. ส่วนที่เป็นน้ำ (Pel
agic)
ในส่วนที่เป็นน้ำแบ่งได้เป็น 2 เขตตามแนวราบ (Horizontal approach) คือ
1) เขตชายฝั่งทะเล (Coastal sea or Neritic zone) เป็นเขตตั้งแต่ชายฝั่งออกไป เป็นบริเวณที่มีแร่ธาตุอาหารสมบูรณ์ซึ่งได้รับจากแม่น้ำและแผ่นดินมีแสงแดดส่องถึงพื้นท้องน้ำ ซึ่งมีความลึกไม่เกิน 200 เมตร อยู่เหนือพื้นดินบริเวณชายฝั่งทวีป อาหารปฐมภูมิ (Primary production) จึงเกิดขึ้นในบริเวณนี้อย่างมาก เป็นที่อยู่อาศัยของพืชและสัตว์ทุกขนาด ทุกวัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสัตว์ทะเลวัยอ่อนจะพัฒนาและเจริญเติบโตในบริเวณนี้ได้อย่างดี
 2) เขตทะเลเปิด (Open sea) หรือมหาสมุทร (Oceanic zone) เป็นบริเวณที่อยู่ถัดจากเขตทะเลชายฝั่งออกไป ตั้งแต่เขตเหนือบริเวณไหล่ทวีปออกไปนอกชายฝั่ง ในเขตนี้สามารถแบ่งเป็นเขตย่อยได้     3 เขต โดยใช้แสงแดดเป็นปัจจัยแบ่งคือ
2.1 Euphotic zone เป็นบริเวณที่ได้รับแสงแดดอย่างเต็มที่ ทำให้เขตนี้มีขบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งในน้ำทะเลมีความลึกประมาณ 200 เมตร อยู่ในเขตเดียวกับ Continental shelf
2.2 Dysphotic zone เป็นบริเวณที่ลึกถัดลงมาจากเขตที่ 1 จนถึงความลึก 1000 เมตร ปริมาณแสงและอุณหภูมิจะน้อยกว่าในเขตที่ 1 ซึ่งไม่เพียงพอต่อการสังเคราะห์แสง
2.3 Aphotic zone คือ บริเวณที่แสงแดดส่องลงไปไม่ถึง ซึ่งอยู่ลึกลงไปจากเขตที่ 2 ในเขตนี้จะไม่มีการสังเคราะห์แสง และสิ่งมีชีวิตจึงมีจำนวนน้อย

หากแบ่งตามสิ่งมีชีวิต สามารถแบ่งส่วนที่เป็นน้ำนี้ได้ 4 เขต คือ
1) Epipelagic zone เป็นบริเวณที่ลึกจากผิวน้ำลงไปจนถึงระดับ 200 เมตร สิ่งมีชีวิตในเขตนี้เรียกว่า Epipelagic organism
2) Mesopelagic zone เป็นบริเวณที่ลึกลงมาจากระดับ 200 เมตร จนถึง 1000 เมตร สิ่งมีชีวิตในเขตนี้เรียกว่า Mesopelagic organism
3) Bethypelagic zone เป็นบริเวณที่อยู่ถัดลงมาจากระดับ 1000 เมตร ถึง 4000 เมตร สิ่งมีชีวิตในเขตนี้เรียกว่า Bethypelagic organism
4) Abyssalpelagic zone เป็นบริเวณที่อยู่ในระดับ 4000-6000 เมตร สิ่งมีชีวิตในเขตนี้เรียกว่า Abyssalpelagic organism

ลักษณะที่อยู่อาศัยของสัตว์ หรือลักษณะของพื้นดิน(Substratum) ที่สำคัญ ได้แก่
1) หาดทราย (sandy beach) ลักษณะของ substratum เป็นทรายตลอด ตัวอย่างเช่น หาดบางแสน หาดพัทยา หาดหัวหิน เป็นต้น ลักษณะหาดมักอยู่ชายฝั่งทะเลที่เป็นอ่าวเปิดกว้าง ได้รับคลื่นลมอย่างสม่ำเสมอ หาดทรายโดยทั่วไปจะมีความลาดชันไม่มาก
2) หาดหิน (rocky shore) ลักษณะหาดมี substratum เป็นก้อนขนาดต่างๆ อาจมีทรายปนอยู่บ้าง พื้นที่เหนือเขตน้ำทะเลสูงสุดมักเป็นภูเขา ที่ตั้งของหาดชนิดนี้จะอยู่ในเขตทะเลเปิดที่รับคลื่นลมแรงตลอดเวลา ความลาดชันของเขตน้ำขึ้น-น้ำลงสูงสุดที่มี substratum เป็นก้อนหินขนาดใหญ่จะมีความลาดชันสูง ถ้าเป็นก้อนหินขนาดเล็กจะมีความลาดชันน้อย ตัวอย่างเช่น หาดที่เกาะหินงาม เป็นต้น
    3) หาดโคลน (muddy flat) ลักษณะพื้นท้องน้ำเป็นเลนหรือโคลน มักจะอยู่บริเวณอ่าวเกือบปิดหรือบริเวณที่มีคลื่นลมไม่มาก เช่น บริเวณปากคลองหรือแม่น้ำมีตะกอนแขวนลอยสูง ความลาดชันน้อย ลักษณะภูมิประเทศเช่นเดียวกันกับป่าชายเลนแต่มีบริเวณเล็กกว่าและมีการเปลี่ยนแปลงทางด้านความเค็มไม่มาก เช่น บริเวณอ่าวที่เขาสามมุก อ่าวที่หมู่บ้านตลาดนาเกลือพัทยา และหาดปากพารา เป็นต้น
เนื่องด้วยแหล่งน้ำเค็มเป็นระบบนิเวศน์ขนาดใหญ่ที่ประกอบสังคมและขุมขนของสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายและมากมาย การใช้ประโยชน์จากทรัพยากรทางทะเลจึงมีมากมายและนับว่ามีความสำคัญมากขึ้น

อย่างไรก็ตามสามารถสรุปลักษณะการใช้ประโยชน์ที่สำคัญได้ดังนี้
1) การทำประมง ผลผลิตสัตว์น้ำของประเทศที่มีชายฝั่งทะเล ส่วนใหญ่ได้มาจากการทำการประมงทะเล การทำการประมงก่อให้เกิดรายได้กับชาวประมง เกิดการจ้างงาน และนำเงินตราต่างประเทศเข้าสู่ประเทศ เป็นต้น
2) การผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานน้ำทะเล โดยมีหลักการ คือ ใช้พลังงานซึ่งเกิดขึ้นจากการไหลเวียนของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงเป็นตัวฉุดลากกังหันเทอไบน์ ซึ่งต่อเข้ากับเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้ากำลังสูง มักนิยมทำบริเวณปากอ่าวหรือปากน้ำกร่อย เช่น โรงไฟฟ้าพลังน้ำทะเลในสหภาพโซเวียตและฝรั่งเศส
3) การทำน้ำจืดจากน้ำทะเล เป็นโครงการที่มีประโยชน์ต่อภูมิภาคที่แห้งแล้งกันดารแต่มีอาณาเขตติดทะเล เช่น กลุ่มประเทศตะวันออกกลางโดยใช้พลังงานความร้อนจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นตัวกลั่นน้ำทะเล นอกจากนี้ ยังได้เกลือแร่ที่ได้จากการระเหยน้ำออกจากน้ำทะเล

เชื้อเพลิงธรรมชาติ

จุดประสงค์การเรียนรู้

  1. อธิบายกระบวนการเกิดเชื้อเพลิงธรรมชาติได้
  2. บอกวิธีการนำเชื้อเพลิงไปใช้ประโยชน์ได้

บทเรียน

เชื้อเพลิงธรรมชาติ

เชื้อเพลิงธรรมชาติเป็นทรัพยากรพลังงานที่สำคัญในการพัฒนาประเทศ เชื้อเพลิงธรรมชาติเกิดจากการทับถมของซากพืชซากสัตว์ในความดันและอุณหภูมิที่สูงเป็นระยะเวลานาน จนกลายเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน ได้แก่ ถ่านหิน ปิโตรเลียม

1. ถ่านหิน

ถ่านหินเกิดจากการสลายตัวซากพืชที่อยู่ใต้ดินในแอ่งตะกอนน้ำตื้น เมื่อผิวโลกเปลี่ยนแปลง เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด หรือตะกอนทับถม ทำให้แหล่งสะสมตัวนั้นได้รับความกดดันและความร้อนที่อยู่โลกเพิ่มขึ้น ซากพืชเหล่านั้นก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงกลายเป็นถ่านหินชนิดต่างๆ โดยถ่านหินเริ่มต้นเป็นชนิดพีต เมื่อฝังลึกลงไปจะเปลี่ยนไปเป็น ลิกไนต์ ซับบิทูมินัส บิทูมินัส และแอนทราไซส์

การใช้ประโยชน์จากถ่านหิน

  • ใช้เป็นเชื้อเพลิง เช่น ผลิตกระแสไฟฟ้า การถลุงเหล็ก และอุตสาหกรรมต่างๆ
  • ใช้เป็น “ถ่านกัมมันต์” เพื่อดูดซับกลิ่นในเครื่องกรองน้ำ เครื่องกรองอากาศ หรือเครื่องใช้ต่าง ๆ
  • ใช้ทำถ่านสังเคราะห์ประเภทคาร์บอนไฟเบอร์ เพื่อเป็นวัสดุทำอุปกรณ์กีฬา เช่น ไม้เแบตมินตัน ไม้เทนนิส ซึ่งมีความแข็งแกร่ง น้ำหนักเบา

2. ปิโตรเลียม

ปิโตรเลียมเป็นสารโฮโดรคาร์บอนที่ขึ้นเองตามธรรมชาติจากการทับถมของซากสิ่งมีชีวิตที่ถูกย่อยสลายภายใต้อุณหภูมิและความดันสูงใต้เปลือกโลก หลังจากนั้นจะเปลี่ยนเป็นปิโตรเลียม มีทั้งสถานะของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ซึ่งปิโตรเลียมที่มีสถานะของเหลว เรียกว่า “น้ำมันดิบ” ส่วนปิโตรเลียมในสถานะแก๊ส เรียกว่า “แก๊สธรรมชาติ” ปิโตรเลียมจากแหล่งกำเนิดจะไหลไปตามรอยแตกของชั้นหินทำให้เกิดการสะสม และเมื่อแก๊สธรรมชาติขึ้นมาบนผิวโลกและถูกกักเก็บเป็นของเหลว จะเรียกว่า “แก๊สธรรมชาติเหลว”

แหล่งปิโตรเลียมในประเทศไทย มีดังนี้

  • แหล่งทรัพยากรปิโตเลียมบนบก เช่น แหล่งน้ำมันฝาง จังหวัดเชียงใหม่ แหล่งน้ำมันสิริกิตติ์ จังหวัดกำแพงเพชร แหล่งน้ำมันวิเชียรบุรีและศรีเทพ จังหวัดเพชรบูรณ์แหล่งน้ำมันกำแพงแสน จังหวัดนครปฐม แหล่งน้ำมันอ่างทอง จังหวัดสุพรรณบุรี
  • แหล่งทรัพยากรปิโตเลียมในทะเลอันดามันและอ่าวไทย เช่น แหล่งแก๊สเอราวัณ แหล่งแก๊สบงกช และแหล่งน้ำมันดิบในอ่าวไทย ส่วนในทะเลอันดามันนั้นยังมีไม่มากพอ

การใช้ประโยชน์จากปิโตรเลียม

การใช้ประโยชน์จากปิโตรเลียมจำเป็นต้องแยกสารผสมออกจากกัน โดยอาศัยมวลโมเลกุล ความหนาแน่น และจุดเดือดที่ต่างกัน เรียกว่า “การกลั่นลำดับส่วน”

การแยกปิโตรเลียมเริ่มจากให้ความร้อนแก่น้ำมันดิบที่อยู่ในเตา น้ำมันดิบจะระเหยขึ้นไปในหอกลั่น ไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลใหญ่ที่มีจุดเดือดสูงจะกลั่นตัวเป็นของเหลวที่ด้านล่างของหอกลั่น ส่วนไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลเล็กจะเป็นแก๊สและลอยตัวสูงขึ้นสู่ชั้นบนหอกลั่น ซึ่งส่วนประกอบแต่ละส่วนจะควบแน่นที่ความสูงต่างกัน โดยหอกลั่นบนสุดจะมีจุดเดือดต่ำ ไม่ควบแน่น และกลายเป็นแก๊ส แต่สารที่กลั่นได้ก็ไม่ยังบริสุทธิ์ เพราะสารหลายชนิดควบแน่นที่อุณหภูมิใกล้เคียงกัน กระบวนการกลั่นลำดับส่วนจะได้สารดังตาราง

 ถ่านหิน (coal) เป็นเชื้อเพลิงธรรมชาติ เกิดจากการสะสมตัวตามธรรมชาติของซากพืชในแอ่งตะกอนน้ำตื้น ถ่านหินเป็นหินตะกอนชนิดหนึ่งซึ่งสามารถติดไฟได้ มีส่วนประกอบที่สำคัญคือ สารประกอบของคาร์บอน ซึ่งจะมีอยู่ประมาณไม่น้อยกว่าร้อยละ 50 โดยปริมาณ ถ่านหินมีกำเนิดมาจากการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติของพืชพันธุ์ไม้ต่างๆ ที่สลายตัวและสะสมอยู่ในลุ่มน้ำหรือแอ่งน้ำต่างๆ นับเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของผิวโลกเช่น เกิดแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด หรือมีการทับถมของตะกอนมากขึ้น ทำให้แหล่งสะสมตัวนั้นได้รับความกดดันและความร้อนที่มีอยู่ภายในโลกเพิ่มขึ้น ซากพืชเหล่านั้นก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงกลายเป็นถ่านหินชนิดต่างๆ

ประเภทของถ่านหิน

1. พีต (Peat)  มีคาร์บอน 60% 

 
ภาพที่ 1 พีต

        เป็นถ่านหินในขั้นเริ่มต้นของกระบวนการเกิดถ่านหิน ซากพืชบางส่วนยังสลายตัวไม่หมด และมีลักษณะให้เห็นเป็นลำต้น กิ่งหรือใบ มีสีน้ำตาลจนถึงสีดำ มีความชื้นสูง  เมื่อนำพีตมาเป็นเชื้อเพลิงต้องผ่านกระบวนการไล่ความชื้นหรือทำให้แห้งก่อน ความร้อนที่ได้จากการเผาพีตสูงกว่าที่ได้จากไม้ ใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อให้ความร้อนในบ้านหรือผลิตไฟฟ้า ข้อดีของพีตคือมีร้อยละของกำมะถันต่ำกว่าน้ำมันและถ่านหินอื่น ๆ ส่วนมากจะพบในที่ราบน้ำท่วมถึง พีตที่เป็นชั้นหนามักจะพบในป่าพรุ 

2. ลิกไนต์ (Lignite) มีคาร์บอน 55 – 60 %

ภาพที่ 2 ลิกไนต์

        เป็นถ่านหินที่มีซากพืชสลายตัวหมด ไม่เห็นโครงสร้างของพืช ลักษณะเนื้อเหนียวและผิวด้าน มีสีเข้ม  มีปริมาณออกซิเจนและความชื้นต่ำ มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าพีต เมื่อติดไฟมีควันและเถ้าถ่านมาก ลิกไนต์ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับให้ความร้อน ใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และใช้บ่มใบยา แหล่งลิกไนต์ที่สำคัญ คืออำเภอแม่เมาะ จังหวัดลำปาง

3. ซับบิทูมินัส (Sub–bituminous)

ภาพที่ 3 ซับบิทูมินัส

        เป็นถ่านหินที่เกิดนานกว่าลิกไนต์ มีสีน้ำตาลจนถึงดำ ลักษณะมีทั้งผิวด้านและผิวมัน มีทั้งเนื้ออ่อนร่วนและแข็ง มีปริมาณออกซิเจนและความชื้นต่ำ แต่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าลิกไนต์ ใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าและอุตสาหกรรม

4. บิทูมินัส (bituminous)

ภาพที่ 4 บิทูมินัส

 

        เป็นถ่านหินที่เกิดนานกว่าซับบิทูมินัส มีเนื้อแน่นและแข็ง มีทั้งสีน้ำตาลจนถึงสีดำ มีปริมาณออกซิเจนและความชื้นต่ำ แต่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าซับบิทูมินัส เมื่อเผาไหม้แล้วจะให้ค่าความร้อนสูง ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการถลุงโลหะ และนำมาเป็นวัตถุดิบเพื่อเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงเคมีอื่น ได้

5. แอนทราไซต์ (Anthracite)

ภาพที่ 5 แอนทราไซต์ 

        เป็นถ่านหินที่มีการแปรสภาพสูงสุด เนื่องจากแรงกดดันและความร้อนใต้เปลือกโลกทำให้น้ำและสารระเหยต่างๆในพืชหมดไปเหลือแต่คาร์บอน มีอายุการเกิดนานที่สุด มีสีดำ ลักษณะเนื้อแน่น แข็ง และเป็นมัน มีปริมาณออกซิเจนและความชื้นต่ำ แต่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าถ่านหินชนิดอื่น จุดไฟติดยาก เมื่อติดไฟจะให้เปลวไฟสีน้ำเงินจาง มีควันน้อย ให้ความร้อนสูง และไม่มีสารอินทรีย์ระเหยออกมาจากการเผาไหม้

 

การใช้ประโยชน์จากถ่านหิน

1. ถ่านหิน ถูกนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานมากกว่า 3000 ปี ประเทศจีนเป็นประเทศแรก ที่นำถ่านหินมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการถลุงทองแดง ปัจจุบันการใช้ประโยชน์จากถ่านหินส่วนใหญ่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้าการถลุงโลหะ การผลิตปูนซีเมนต์ และอุตสาหกรรมที่ใช้เครื่องจักรไอน้ำ การผลิตกระแสไฟฟ้าทั่วโลกใช้พลังงานจากถ่านหินประมาณร้อยละ 39

2. แหล่งถ่านหินในประเทศไทยมีมากที่เหมืองแม่เมาะ จังหวัดลำปาง คิดเป็น 97% ของปริมาณสำรองที่มีอยู่ในประเทศไทย รองลงมาคือเหมืองกระบี่ จังหวัดกระบี่ ส่วนใหญ่เป็นลิกไนต์และซับบิทูมินัส ซึ่งมีคุณภาพต่ำ ให้ปริมาณความร้อนไม่สูงมากนัก

3. ถ่านหินยังนำมาทำเป็น ถ่านกัมมันต์ (Activated carbon) เพื่อใช้เป็นสารดูดซับกลิ่นในเครื่องกรองน้ำ เครื่องกรองอากาศ หรือในเครื่องใช้ต่าง ทำคาร์บอนไฟเบอร์ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความแข็งแกร่ง แต่นำหนักเบา สำหรับใช้ทำอุปกรณ์กีฬา เช่น ด้ามไม้กอล์ฟ ไม้แบดมินตัน ไม้เทนนิส

4. นักวิทยาศาสตร์พยายามเปลี่ยนถ่านหินให้เป็นแก๊ส และแปรสภาพถ่านหินให้เป็นของเหลว เพื่อเพิ่มคุณค่าทางด้านพลังงานและความสะดวกในการขนส่งด้วยระบบท่อส่ง เชื้อเพลิงแก๊สหรือของเหลวนี้จะถูกเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์เคมีอื่น ๆ ที่มีประโยชน์ รวมทั้งเป็นการช่วยเสริมปริมาณความต้องการใช้เชื้อเพลิงธรรมชาติจากปิโตรเลียมด้วย

แร่

แร่ เป็นสารอนินทรีย์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ประกอบด้วยอะตอมของธาตุ 1 ชนิด หรือตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป เรียงประกอบกันเป็นรูปผลึก (ดังนั้นแร่จึงมีสถานะเป็นของแข็งเท่านั้น) ตัวอย่างเช่น เพชร เป็นแร่ซึ่งประกอบด้วยอะตอมของธาตุคาร์บอน  แร่ควอตซ์ประกอบด้วยอะตอมของธาตุซิลิกอนและธาตุออกซิเจน  เนื่องจากแร่จึงมีองค์ประกอบทางเคมีคงที่ จึงมีคุณสมบัติทางฟิสิกส์เฉพาะตัว เช่น มีลักษณ รูปร่าง สี ความวาว ความแข็ง รอยแยก และผิวแตก เป็นต้น  มนุษย์จึงนำแร่มาใช้ประโยชน์ต่างๆ กัน

ประเภทของแร่แร่เป็นทรัพยากรที่มนุษย์ นำมาใช้ประโยชน์มากมาย แบ่งเป็น 3 ประเภท คือ1. แร่โลหะ เป็นแร่ที่มีความเหนียว เป็นตัวทนความร้อน และไฟฟ้าได้ดีหลอมตัวได้ และมีความทึบแสง ได้แก่ แร่ดีบุก เหล็ก แมงกานีส ทองแดง ตะกั่ว อลูมิเนียม แมกนีเซียม ทองคำ เงิน วุลแฟรม ฯลฯ2. แร่อโลหะ เป็นแร่ที่ไม่เป็นตัวนำความร้อนมีลักษณะโปร่งแสง เปราะแตกหักง่าย ได้แก่ ฟลูออไรท์ ฟอสเฟส หิน ทราย เกลือ กำมะถัน โปแตสเซียม แคลเซียม ดินขาว ฯลฯ3. แร่พลังงาน หรือแร่เชื้อเพลิงเป็นแร่ที่สำคัญถูกนำมาใช้มากเกิดจากซากสิ่งมีชีวิตในอดีต ได้แก่ ถ่านหิน น้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ

ประโยชน์แร่1. ประโยชน์ทางด้านความมั่นคง และมั่งคั่งของประเทศ ประเทศที่มีแร่ธาตุต่าง ๆ มากมายและสามารถนำไปใช้แปรรูปเป็นผลผลิตต่าง ๆ ที่ทำประโยชน์ต่อมนุษย์ เช่น ด้านอาวุธ ด้านอุตสาหกรรม2. ประโยชน์ด้านความเป็นอยู่ของมนุษย์นำแร่ธาตุต่าง ๆ มาสร้างขึ้นเป็นภาชนะใช้สอยพาหนะที่ช่วยในการคมนาคม อาคารบ้านเรือน ก๊าซหุงต้ม พลังงานไฟฟ้า3. ประโยชน์ด้านการสร้างงานแก่ประชาชน ทำให้ประชาชนมีรายได้จากการขุดแร่ ไปจนถึงแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ไปสู่ผู้บริโภคนอกจากนี้ แร่ธาตุชนิดต่าง ๆ มีคุณสมบัติลักษณะต่างกัน จึงมีประโยชน์แตกต่างกัน เช่น แร่วุลแฟรม นำมาทำไส้หลอดไฟฟ้า ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องแก้ว แร่พลวงนำมาใช้ทำตัวพิมพ์หนังสือ ทำสี แบตเตอรี่ รัตนชาติ เป็นแร่ที่มีลักษณะสีสันสวยงาม นำมาใช้ทำเครื่องประดับต่าง ๆ มากมายปัญหาทรัพยากรแร่1. ปัญหาสิ่งแวดล้อมบริเวณที่ทำเหมืองแร่แล้วทำให้สภาพดินไม่อุดมสมบูรณ์ สกปรกพื้นที่ขรุขระมีหลุมบ่อมากมายจึงถูกปล่อยทิ้งใช้ประโยชน์ไม่เต็มที่2. ปัญหาการใช้แร่ธาตุบางประเภทเป็นจำนวนมาก เช่น แร่เหล็กถูกนำมาใช้มากและแพร่หลายที่สุด ถ่านหิน น้ำมันปิโตรเลียม ดีบุก ฯลฯ3. ปัญหาการใช้แร่ไม่คุ้มค่า ได้แก่ พวกแร่ที่ใช้แล้วยังเหลืออยู่ ยังสามารถนำกลับไปใช้อีก เช่น เหล็ก ส่วนแร่ที่นำไปใช้แล้วหมดไป เช่น ถ่านหิน น้ำมัน ปิโตรเลียม ก๊าซธรรมชาติ เราจึงต้องใช้อย่างคุ้มค่า และประหยัด

การทำเหมืองแร่

การอนุรักษ์แร่ธาตุดังได้กล่าวมาแล้วถึงทรัพยากรแร่ธาตุในปัจจุบันซึ่งกำลังประสบปัญหาหากไม่มีการป้องกันแก้ไข ดังนั้นการอนุรักษ์แร่ธาตุจึงเป็นมาตรการสำคัญที่จะช่วยได้ดังต่อไปนี้1. การใช้แร่ธาตุอย่างประหยัด ในการทำเหมืองแร่บางอย่างนั้นบางทีทรัพยากรแร่ธาตุที่ได้มาอาจมีหลายชนิด ดังนั้นจึงควรจะพยายามใช้ให้คุ้มค่าทุกชนิด อย่างประหยัดและลดการสูญเปล่า2. การสำรวจแหล่งแร่ ควรมีการเร่งรัดการสำรวจทรัพยากรแร่ธาตุให้ครอบคลุมทั่วประเทศเพื่อประโยชน์ในการวางแผนการใช้ประโยชน์อย่างคุ้มค่า3. การใช้แร่ชนิดอื่นทดแทน พยายามหาแร่ธาตุอื่น ๆ มาใช้ทดแทนแร่ที่ใช้กันมาก อาทิการใช้อลูมิเนียมแทนเหล็ก4. นำแร่ที่ใช้แล้วกลับมาใช้อีก เพื่อการใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ควรมีการนำแร่ที่ใช้แล้วกลับมาใช้อีก อาทิ ภาชนะเครื่องใช้ที่เป็นอลูมิเนียมบางอย่างที่หมดสภาพการใช้แล้วสามารถนำกลับมาหลอมใช้ใหม่ได้อีก

1   แร่เหล็ก  เป็นแร่โลหะที่ถูกนำมาใช้ประโยชน์มากที่สุด  เพราะเป็นแร่ที่มีความแข็งแกร่งมาก

img2.gif

                  2.  แร่เงิน    มักพบอยู่ในสายแร่ที่มักปนอยู่กับแร่ทองแดง  มีลักษณะเป็นเส้นฝอยทำเครื่องประดับเงิน
3
 แร่กาลีนา   เป็นแร่ตะกั่วปนกำมะถัน  ผิวมีสีน้ำเงินเผาได้กลิ่นกำมะถัน  เมื่อสลายในกรดดินประสิวจะได้    ก๊าซไข่เน่า  ใช้ถลุงเอาตะกั่ว
4
 แร่ทองแดง    มักจะพบแร่เงินปนอยู่ด้วยด้วยเป็นแร่ที่มีสีน้ำตาลแดงโดยตรง  ทองแดงเมื่อนำมาผสมกับทองจะเป็นนาก  และนำมาผสมกับสังกะสีเป็นทองเหลือง

img3.gif

 

                  5  แร่ทองคำ     มักไม่พบเป็นทองคำบริสุทธิ์   อาจพบอยู่กับแร่ชนิดอื่น   เช่น  แร่เงิน  แร่ทองแดง   เป็นต้น  ส่วนใหญ่พบเป็นเม็ดหรือก้อนสีเหลืองเข้ม  ถ้ามีแร่อื่นปนอยู่จะมีสีเหลืองอ่อน  บางครั้งพบในสายแร่ที่ปนอยู่ในหินเขี้ยวหนุมานและพบอยู่ในแร่ไพไรต์
6.
แร่ดีบุก   มีลักษณะเป็นก้อนผลึก  มีเนื้อแน่นลักษณะค่อนข้างแข็ง  มีสีน้ำตาลหรือสีดำเมื่อนำมาถลุงแล้วสามารถนำไปตีแผ่เป็นแผ่นบางๆ  ใช้สำหรับห่ออาหาร  บุหรี่   และ ผลิตภัณฑ์  อื่นๆ อีกมากมาย  เพื่อป้องกันไม่ให้ความชื้นเข้าไปข้างใน

                  7. แร่อะลูมิเนียม    ในเปลือกโลกมีอะลูเนียมมากเป็นอับดับสามโดยน้ำหนัก  ส่วนมากมักอยุ่ร่วมเป็นสารประกอบกับพวกหินเป็นโลหะเบานำความร้อนและไฟฟ้าได้ดีปัจจุบันได้จากการถลุงแร่บอกไซต์  ซึ่งพบอยู่ในแร่ชนิดต่างๆ
8.  
แร่แมงกานีส       เป็นแร่สีเทาหรือสีดำเหมือนเหล็ก  พบในสายแร่ร่วมกับหินอัคนี  และหินแกรนิต   นำไปใช้ในการถลุงเหล็กเป็นโลหะผสมเหล็กเพื่อให้ได้เหล็กกล้า
9.
แร่แมกนีเซียม   อาจมีแร่แมงกานีสปนอยู่ด้วยเป็นโลหะเบาสีขาวอ่อนและเหนียว   มักพบในลักษณะเป็นสายแร่ใช้ในอุตสาหกรรมถลุงโลหะ
10.
 แร่ทองคำขาว    มักพบลักษณะเป็นเม็ดและเกล็ดสีเทาเงินวาว  ส่วนใหญ่เป็นทองคำขาวไม่ปฏิกิริยากับสาร
ประกอบเกือบทั้งหมดยกเว้นกรดกัดทองและเบสแก่ทนความร้อนสูง
11.
แร่ตะกั่ว  พบมากในรูปของสารตะกั่วและกำมะถัน ( PbS ) ที่มีชื่อว่า แร่กาลีน่า มักพบอยู่ร่วมกับแร่สังกะสี แร่เหล็ก แร่พลวง และแร่ฟลูออไรด์ แร่ตะกั่วนำมาใช้ทำแบตเตอรี่ ทำตะกั่วแผ่น ตะกั่วบัดกรี ตัวพิมพ์สำหรับพิมพ์หนังสือ ทำกระสุนปืน ใช้เป็นตัวป้องกันกัมมันตรังสีรั่วไหลออกจากโรงงานการผลิตอุปกรณ์หรือโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ พบมากในประเทศสหรัฐอเมริกา สวีเดน พม่า ออสเตรเลีย และไทย ในประเทศไทยพบที่จังหวัดกาญจนบุรี แพร่ ยะลา

 

ดิน

ดินเป็นสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ เกิดจากการสลายตัวผุพังของหินชนิดต่าง ๆ โดยใช้เวลาที่นานมาก หินที่สลายตัวผุกร่อนนี้จะมีขนาดต่าง ๆ กัน เมื่อผสมรวมกับซากพืช ซากสัตว์ น้ำ อากาศ ก็กลายเป็นเนื้อดินซึ่งส่วนประกอบเหล่านี้จะมากน้อยแตกต่างกันไปตามชนิดของดิน

ประโยชน์ของดินดินมีประโยชน์มากมายมหาศาลต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ คือ1. ประโยชน์ต่อการเกษตรกรรม เพราะดินเป็นต้นกำเนิดของการเกษตรกรรมเป็นแหล่งผลิตอาหารของมนุษย์ ในดินจะมีอินทรียวัตถุและธาตุอาหารรวมทั้งน้ำที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช อาหารที่คนเราบริโภคในทุกวันนี้มาจากการเกษตรกรรมถึง 90%2. การเลี้ยงสัตว์ ดินเป็นแหล่งอาหารสัตว์ทั้งพวกพืชและหญ้าที่ขึ้นอยู่ ตลอดจนเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์บางชนิด เช่น งู แมลง นาก ฯลฯ3. เป็นแหล่งที่อยู่อาศัย แผ่นดินเป็นที่ตั้งของเมือง บ้านเรือน ทำให้เกิดวัฒนธรรมและอารยธรรมของชุมชนต่าง ๆ มากมาย4. เป็นแหล่งเก็บกักน้ำ เนื้อดินจะมีส่วนประกอบสำคัญ ๆ คือ ส่วนที่เป็นของแข็ง ได้แก่ กรวด ทราย ตะกอน และส่วนที่เป็นของเหลว คือ น้ำซึ่งอยู่ในรูปของความชื้นในดินซึ่งถ้ามีอยู่มาก ๆ ก็จะกลายเป็นน้ำซึมอยู่คือน้ำใต้ดิน น้ำเหล่านี้จะค่อย ๆ ซึมลงที่ต่ำ เช่น แม่น้ำลำคลองทำให้เรามีน้ำใช้ได้ตลอดปีชนิดของดินอนุภาคของดินจะรวมตัวกันเข้าเกิดเป็นเม็ดดิน อนุภาคเหล่านี้จะมีขนาดไม่เท่ากัน ขนาดเล็กที่สุดคืออนุภาคดินเหนียว อนุภาคขนาดกลางเรียกอนุภาคทรายแป้ง อนุภาคขนาดใหญ่เรียกว่า อนุภาคทรายเนื้อดิน จะมีอนุภาคทั้ง 3 กลุ่มนี้ผสมกันอยู่ในสัดส่วนที่ไม่เท่ากันทำให้เกิดลักษณะของดิน 3 ชนิดใหญ่ ๆ คือ ดินเหนียว ดินทราย และดินร่วน1. ดินเหนียว เป็นดินที่เมื่อเปียกแล้วมีความยืดหยุ่น อาจปั้นเป็นก้อนหรือคลึงเป็นเส้นยาวได้เหนียวเหนอะหนะติดมือ เป็นดินที่มีการระบายน้ำและอากาศไม่ดี มีความสามารถในการอุ้มน้ำได้ดี มีความสามารถในการจับยึดและแลกเปลี่ยนธาตุอาหารพืชได้สูง หรือค่อนข้างสูง เป็นดินที่มีก้อนเนื้อละเอียด เพราะมีปริมาณอนุภาคดินเหนียวอยู่มาก เหมาะที่จะใช้ทำนาปลูกข้าวเพราะเก็บน้ำได้นาน2. ดินทราย เป็นดินที่มีการระบายน้ำและอากาศดีมาก มีความสามารถในการอุ้มน้ำต่ำ มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำ เพราะความสามารถในการจับยึดธาตุอาหารพืชมีน้อย พืชที่ชั้นบนดินทรายจึงมักขาดทั้งอาหารและน้ำเป็นดินที่มีเนื้อดินทรายเพราะมีปริมาณอนุภาคทรายมาก3. ดินร่วน เป็นดินที่มีเนื้อดินค่อนข้างละเอียดนุ่มมือ ยืดหยุ่นได้บ้าง มีการระบายน้ำได้ดีปานกลาง จัดเป็นเนื้อดินที่เหมาะสมสำหรับการเพาะปลูกในธรรมชาติมักไม่ค่อยพบ แต่จะพบดินที่มีเนื้อดินใกล้เคียงกันมากกว่าสีของดิน สีของดินจะทำให้เราทราบถึงความอุดมสมบูรณ์ปริมาณอินทรียวัตถุที่ปะปนอยู่และแปรสภาพเป็นฮิวมัสในดิน ทำให้สีของดินต่างกันถ้ามีฮิวมัสน้อยสีจะจางลงมีความอุดมสมบูรณ์น้อย

ลักษณะโครงสร้างที่ดีของดิน ได้แก่ สภาพที่เม็ดดินเกาะกันเป็นก้อนเล็ก ๆ อยู่รวมกันอย่างหลวม ๆ ตลอดชั้นของหน้าดิน

ปัญหาทรัพยากรดินดินส่วนใหญ่ถูกทำลายให้สูญเสียความอุดมสมบูรณ์ หรือตัวเนื้อดินไปเนื่องจากการกระทำของมนุษย์ และการสูญเสียตามธรรมชาติทำให้เราไม่อาจใช้ประโยชน์จากดินได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ การสูญเสียดินเกิดได้จาก1. การกัดเซาะและพังทลายโดยน้ำ น้ำจำนวนมากที่กระทบผิวดินโดยตรงจะกัดเซาะผิวดิน ให้หลุดลอยไปตามน้ำ การสูญเสียบริเวณผิวดินจะเป็นพื้นที่กว้าง หรือถูกกัดเซาะเป็นร่องเล็ก ๆ ก็ขึ้นอยู่กับความแรง และบริเวณของน้ำที่ไหลบ่าลงมาก2. การตัดไม้ทำลายป่า การเผาป่า ถางป่าทำให้หน้าดินเปิด และถูกชะล้างได้ง่ายโดยน้ำและลมเมื่อฝนตกลงมา น้ำก็ชะล้างเอาหน้าดินที่อุดมสมบูรณ์ไปกับน้ำ ทำให้ดินมีคุณภาพเสื่อมลง3. การเพาะปลูกและเตรียมดินอย่างไม่ถูกวิธี การเตรียมที่ดินทำการเพาะปลูกนั้นถ้าไม่ถูกวิธีก็จะก่อความเสียหายกับดินได้มากตัวอย่างเช่น การไถพรวนขณะดินแห้งทำให้หน้าดินที่สมบูรณ์หลุดลอยไปกับลมได้ หรือการปลูกพืชบางชนิดจะทำให้ดินเสื่อมเร็ว การเผาป่าไม้ หรือตอข้าวในนา จะทำให้ฮิวมัสในดินเสื่อมสลายเกิดผลเสียกับดินมาก

ดินที่เป็นกรด เกษตรกรแก้ไขได้โดยการใช้ปูนขาวหว่าน และไถพรวนให้เข้ากับดิน

การอนุรักษ์ดินปัญหาที่เกิดขึ้นจากการพังทลายหรือการสูญเสียความอุดมสมบูรณ์ของหน้าดินนั้น จะทำให้เกิดปัญหาอื่น ๆ ติดตามมา เช่น ดินขาดความอุดมสมบูรณ์ทำให้เกษตรกรต้องซื้อปุ๋ยเคมีมาบำรุงดินเสียค่าใช้จ่ายมหาศาล ตะกอนดินที่ถูกชะล้างทำให้แม่น้ำและปากแม่น้ำตื้นเขิน ต้องขุดลอกใช้เงินเป็นจำนวนมาก เราจึงควรป้องกันไม่ให้ดินพังทลายหรือเสื่อมโทรมซึ่งสามารถกระทำได้ด้วยการอนุรักษ์ดิน1. การใช้ที่ดินอย่างถูกต้องเหมาะสม การปลูกพืชควรต้องคำนึงถึงชนิดของพืชที่เหมาะสมกับคุณสมบัติของดิน การปลูกพืชและการไถพรวนตามแนวระดับเพื่อป้องกันการชะล้างพังทลายของหน้าดิน นอกจากนี้ควรจะสงวนรักษาที่ดินที่มีความอุดมสมบูรณ์ไว้ใช้ในกิจการอื่น ๆ เช่น โรงงานอุตสาหกรรม ที่อยู่อาศัย เพราะที่ดินที่มีความอุดมสมบูรณ์และเหมาะสมในการเพาะปลูกมีอยู่จำนวนน้อย2. การปรับปรุงบำรุงดิน การเพิ่มธาตุอาหารให้แก่ดิน เช่น การใส่ปุ๋ยพืชสด ปุ๋ยคอก การปลูกพืชตะกูลถั่ว การใส่ปูนขาวในดินที่เป็นกรด การแก้ไขพื้นที่ดินเค็มด้วยการระบายน้ำเข้าที่ดิน เป็นต้น3. การป้องกันการเสื่อมโทรมของดิน ได้แก่ การปลูกพืชคลุมดิน การปลูกพืชหมุนเวียน การปลูกพืชบังลม การไถพรวนตามแนวระดับ การทำคันดินป้องกันการไหลชะล้างหน้าดิน รวมทั้งการไม่เผาป่าหรือการทำไร่เลื่อนลอย4. การให้ความชุ่มชื้นแก่ดิน การระบายน้ำในดินที่มีน้ำขังออกการจัดส่งเข้าสู่ที่ดินและการใช้วัสดุ เช่น หญ้าหรือฟางคลุมหน้าดินจะช่วยให้ดินมีความอุดมสมบูรณ์

เราทุกคนรู้จัก..”ดิน” แต่ถ้าจะให้ความหมายของคำว่าดินคืออะไร?
คงจะตอบแตกต่างกันไป….
เพราะคนทั่วไปมักจะมองดินตามการใช้ประโยชน์ที่ตนเองเกี่ยวข้อง เช่น

เกษตรกร..จะมองดินในแง่ของความอุดมสมบูรณ์ ว่าสามารถปลูกพืชให้ผลผลิตได้ดีหรือไม่

ส่วนวิศวกร..จะมองดินในรูปของวัสดุที่ใช้ในการสร้างถนนหนทาง เป็นต้น

ดังนั้น..คำจำกัดความของดินจึงมีหลากหลาย !!!

นักวิทยาศาสตร์ทางดิน..ได้ให้ความหมายไว้ว่า
“ดิน” คือวัสดุธรรมชาติที่เกิดขึ้นจากการผุพังสลายตัวของหินและแร่ ตลอดจนการสลายตัวของซากพืชและสัตว์ ผสมคลุกเคล้ากัน โดยได้รับอิทธิพลจากสภาพแวดล้อม เช่น สภาพภูมิอากาศ สภาพพื้นที่ และระยะเวลาในการพัฒนาที่แตกต่างกัน เกิดเป็นดินหลากหลายชนิด ปกคลุมพื้นผิวโลกอยู่เป็นชั้นบางๆ เป็นที่ยึดเหนี่ยวและเจริญเติบโตของพืช รวมถึงเป็นแหล่งน้ำและอาหารของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่อาศัยอยู่ในดินและบนดิน
ดิน...สำคัญต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลก เพราะเป็นแหล่งที่มาของปัจจัยสี่เพื่อการดำรงชีพ ได้แก่ อาหาร เครื่องนุ่งห่ม ที่อยู่อาศัย และยารักษาโรค ซึ่งได้มาจากดินทั้งทางตรงและทางอ้อม
ดิน..มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืชและการเกษตรกรรม พืชอาศัย..ดิน..เป็นที่ให้รากยึดเกาะเพื่อให้ลำต้นยืนอยู่ได้อย่างมั่นคงแข็งแรง ต้านทานต่อลมพายุ เป็นแหล่งกักเก็บน้ำ อากาศ และธาตุอาหารที่พืชต้องใช้ในการเจริญเติบโตและให้ผลผลิต
..โลกของเรา มี ” ดิน” มากน้อยแค่ไหน?…
พื้นผิวของโลก ประกอบด้วย ส่วนที่เป็นพื้นน้ำ เช่น มหาสมุทร ทะเล ทะเลสาบ แม่น้ำ ลำธาร ประมาณ 3 ส่วน มีส่วนที่เป็นพื้นดิน เพียง 1 ส่วน (ที่มา : http://soil.gsfc.nasa.gov/app_soil/hmsoil.htm)
ดังนั้น…ถ้าเปรียบโลกของเราเหมือน..แอปเปิล 1 ผล
เมื่อแบ่งออกเป็น 4 ส่วน จะมีเพียง 1 ส่วนเท่านั้นที่เป็นพื้นดิน อีก 3 ส่วนที่เหลือเป็นส่วนที่ปกคลุมด้วยพื้นผิวน้ำ เช่น มหาสมุทร ทะเล ทะเลสาบ แ่ม่้น้ำ ลำธารต่างๆ
แต่ใน 1 ส่วนที่เป็นพื้นดินนี้้ พื้นที่เกินกว่าครึ่งหนึ่ง เป็นส่วนของทะเลทราย ขั้วโลก หรือเป็นเทือกเขาที่สูงชัน ซึ่งมีความแห้งแล้ง หนาวเย็นไม่เหมาะแก่การใช้ประโยชน์
ในส่วนของพื้นดินที่เหลืออยู่อีกครึ่งหนึ่งนั้นมีเพียงร้อยละ 60 เท่านั้น ที่สามารถใช้เพาะปลูกได้ดนอกนั้น..เป็นพื้นที่ที่มีข้อจำกัดในการใช้ เช่น สภาพพื้นที่ไม่เหมาะสม ดินตื้น หรือดินไม่อุดมสมบูรณ์
ดังนั้น..เมื่อปอกเอาเฉพาะส่วนของเปลือกแอปเปิล ซึ่งเปรียบเสมือนพื้นผิวโลกที่มีดินปกคลุมอยู่ออกมา จะเห็นว่า นี่คือส่วนที่เป็นพื้นดินที่เราสามารถใช้ประโยชน์ในการเพาะปลูกพืช เพื่อผลิตอาหารเลี้ยงชีวิตของคนทั้งโลก ซึ่งเปรียบเทียบกับพื้นที่ผิวโลกทั้งหมดแล้ว มีอยู่เพียงร้อยละ 10 เท่านั้น

 

เห็นได้ว่า..พื้นที่ที่สามารถใช้เพาะปลูกพืชเพื่อผลิตอาหารเลี้ยงชีวิตคนทั้งโลกมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น และยังถูกเปลี่ยนแปลงโดยมนุษย์นำไปใช้ในกิจกรรมอื่นอีก เช่น เป็นพื้นที่อยู่อาศัย สนามกอล์ฟ โรงงานอุตสาหกรรม และกิจกรรมอื่นๆ ทำให้พื้นดินที่จะใช้เพื่อการเพาะปลูกจริงๆ ยิ่งลดน้อยลงไปอีก

..ถึงเวลาแล้วหรือยัง?..ที่เราจะต้องช่วยกันปกป้อง ดูแลรักษา
ผืนแผ่นดินที่มีอยู่อย่างจำกัดนี้ ให้เกิดประโยชน์อย่างคุ้มค่าและยั่งยืน….

หิน

 

หินอัคนี

        หินอัคนี (Igneous rock) เป็นหินที่เกิดจากการแข็งตัวของแมกมาจากใต้เปลือกโลกที่แทรกตัวขึ้นมา เราแบ่งหินอัคนีตามแหล่งที่มาเป็น 2 ประเภท คือ 

  • หินอัคนีแทรกซอน (Intrusive igneous rock) เป็นหินที่เกิดจากหินหนืดที่เย็นตัวลงภายในเปลือกโลกอย่างช้าๆ ทำให้ผลึกแร่มีขนาดใหญ่และมีเนื้อหยาบ เช่น หินแกรนิต หินไดออไรต์ และหินแกบโบร

ภาพที่ 1 แหล่งกำเนิดหินอัคนี

  • หินอัคนีพุ (Extrusive igneous rock)  บางทีเรียกว่า หินภูเขาไฟ เป็นหินหนืดที่เกิดจากลาวาบนพื้นผิวโลกเย็นตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้ผลึกมีขนาดเล็ก และเนื้อละเอียด เช่น หินบะซอลต์ หินไรออไรต์ และหินแอนดีไซต์ 

        นอกจากนั้นนักธรณีวิทยายังจำแนกหินอัคนี โดยใช้องค์ประกอบของแร่ เป็น หินชนิดกรด หินชนิดปลางกลาง หินชนิดด่าง และหินอัลตราเมฟิก โดยใช้ปริมาณของซิลิกา (SiO2) เป็นเกณฑ์แบ่งจากมากไปหาน้อยตามลำดับ ดังรายละเอียดในตารางที่ 1 ซึ่งจะเห็นได้ว่า หินที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นควอตซ์และเฟลด์สปาร์จะมีสีอ่อน ส่วนหินที่มีองค์ประกอบเป็นเหล็กและแมกนีเซียมมากจะมีสีเข้มตารางที่ 1 ตัวอย่างหินอัคนี

อัคนีแทรกซอน

เย็นตัวช้าผลึกใหญ่

หินแกรนิต หินไดออไรต์ หินแกรโบร หินเพริโดไทต์





อัคนีพุ

เย็นตัวเร็วผลึกเล็ก

หินไรโอไลต์ หินแอนดีไซต์ หินบะซอลต์




ชนิดของหิน หินชนิดกรด (Felsic) หินชนิดปานกลาง (Intermediate) หินชนิดด่าง (Mafic) อัลตราเมฟิก (Ultramafic)
องค์ประกอบ ซิลิกา72% อะลูมิเนียมออกไซด์ 14%
เหล็กออกไซด์ 3%
แมกนีเซียมออกไซด์1%
อื่นๆ 10%์
ซิลิกา 59%
อะลูมิเนียมออกไซด์17% เหล็กออกไซด์ 8%
แมกนีเซียมออกไซด์ 3%
อื่นๆ 13%
ซิลิกา50% อะลูมิเนียมออกไซด์ 16%
เหล็กออกไซด์ 11%
แมกนีเซียมออกไซด์7%
อื่นๆ 16%
ซิลิกา 45%
อะลูมิเนียมออกไซด์4%
เหล็กออกไซด์ 12%
แมกนีเซียมออกไซด์31%
อื่นๆ 8%
แร่หลัก ควอตซ์

เฟลด์สปาร์

เฟลด์สปาร์

แอมฟิโบล

เฟลด์สปาร์

ไพร็อกซีน

ไพร็อกซีน

โอลิวีน

แร่รอง ไมก้า และแอมฟิโบล ไพร็อกซีน โอลิวีน เฟลด์สปาร์
สีที่พบเห็นโดยทั่วไป สีอ่อน เทา หรือ เขียว เทาแก่ เขียวเข้ม หรือดำ

หินอัคนีที่สำคัญ

  • หินแกรนิต (Granite) เป็นหินอัคนีแทรกซอนที่เย็นตัวลงภายในเปลือกโลกอย่างช้าๆ จึงมีเนื้อหยาบซึ่งประกอบด้วยผลึกขนาดใหญ่ของแร่ควอตซ์สีเทาใส แร่เฟลด์สปาร์สีขาวขุ่น และแร่ฮอร์นเบลนด์สีดำ หินแกรนิตแข็งแรงมาก ชาวบ้านใช้ทำครก เช่น ครกอ่างศิลา ภูเขาหินแกรนิตมักเตี้ยและมียอดมน เนื่องจากเปลือกโลกซึ่งเคยอยู่ชั้นบนสึกกร่อนผุพัง เผยให้เห็นแหล่งหินแกรนิตซึ่งอยู่เบื้องล่าง

ภาพที่ 2 ผลึกแร่ในหินแกรนิต (ควอตซ์เทาใส, เฟลด์สปาร์ขาว, ฮอร์นเบลนด์ดำ)

  • หินบะซอลต์ (Basalt) เป็นหินอัคนีพุ เนื้อละเอียด เกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีสีเข้มเนื่องจากประกอบด้วยแร่ไพร็อกซีนเป็นส่วนใหญ่ อาจมีแร่โอลิวีนปนมาด้วย เนื่องจากเกิดขึ้นจากแมกมาใต้เปลือกโลก หินบะซอลต์หลายแห่งในประเทศไทยเป็นแหล่งกำเนิดของอัญมณี (พลอยชนิดต่างๆ) เนื่องจากแมกมาดันผลึกแร่ซึ่งอยู่ลึกใต้เปลือกโลก ให้โผล่ขึ้นมาเหนือพื้นผิว
  • หินไรโอไลต์ (Ryolite) เป็นหินอัคนีพุซึ่งเกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีเนื้อละเอียดซึ่งประกอบด้วยผลึกแร่ขนาดเล็ก มีแร่องค์ประกอบเหมือนกับหินแกรนิต แต่ทว่าผลึกเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ ส่วนมากมีสีชมพู และสีเหลือง
  • หินแอนดีไซต์ (Andesite) เป็นหินอัคนีพุซึ่งเกิดจากการเย็นตัวของลาวาในลักษณะเดียวกับหินไรโอไรต์แต่มีองค์ประกอบของแมกนีเซียมและเหล็กมากกว่า จึงมีสีเขียวเข้ม
  • หินพัมมิซ (Pumice) เป็นหินแก้วภูเขาไฟชนิดหนึ่งซึ่งมีฟองก๊าซเล็กๆ อยู่ในเนื้อมากมายจนโพรกคล้ายฟองน้ำ มีส่วนประกอบเหมือนหินไรโอไลต์ แต่เกิดขึ้นจากเถ้าภูเขาไฟ (Pyroclastic flow) มีน้ำหนักเบาลอยน้ำได้ ชาวบ้านเรียกว่า หินส้ม ใช้ขัดถูภาชนะทำให้มีผิววาว
  • หินออบซิเดียน (Obsedian) เป็นหินแก้วภูเขาไฟซึ่งเย็นตัวเร็วมากจนผลึกมีขนาดเล็กมาก เนื้อหินเหมือนแก้วสีดำ 

๒. หินตะกอน

         หินตะกอนเกิดจากการผุพังของหินต่างๆทที่ผิวโลก เกิดการพัดพา ทับถม และอัดตัวกันของกรวดทราย เศษหิน และดิน โดยมีวัตถุประสานในธรรมชาติ เช่น ซิลิกา เหล็กออกไซด์ แคลเซียมคาบอเนต ทำหน้าที่เป็นตัวประสานให้เนื้อตะกอนติดกัน ลักษณะของหินตะกอนเป็นชั้นๆ ที่มีความหนาแน่นแตกต่างกัน อันเนื่องมาจากปริมาณของตะกอนและระยะเวลาของการทับถม ทำให้สามารถจำแนกชนิดของหินตะกอนได้

ชนิดของหินตะกอน

ลักษณะของเนื้อหิน

ประโยชน์

แหล่งที่พบ

๑. ศิลาแลง เกิดจากการผุกร่อนของหินอัคนี โดยมีเหล็กออกไซด์ เป็นวัตถุประสาน

เนื้อแข็ง หยาบ มีรูพรุน ขรุขระ สีน้ำตาลแดง ใช้ทำกำแพง บุรีรัมย์ ศรีสะเกษ

. หินทราย เกิดจากตะกอนของทราย ตะกอนมาเกาะกัน มีซิลิกา เหล็กออกไซด์ หรือแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นวัตถุประสาน

เนื้อสา หยาบ คล้ายทรายทั้งก้อน มักมีสีน้ำตาล ใช้ทำหินลับมีด นำมาแกะสลัก ใช้ในงานก่อสร้าง เพชรบุรี ราชบุรี กาญจนบุรี

นครราชสีมา


. หินดินดาน เกิดจากตะกอนของดินโคลน เศษหิน และแร่ที่ละเอียดมาก 

เนื้อละเอียด กะเทาะหลุดออกมาเป็นแผ่นได้ง่าย ใช้ผสมทำปูนซีเมนต์ปูพื้นทางเดิน สงขลา เลย สระบุรี

๔. หินปูน เกิดจากการทับถมของซากพืช ซากสัตว์

ในเนื้อหินอาจพบซากพืช ซากสัตว์ติดอยู่เป็นเนื้อแข็ง ผสมคอนกรีตใช้ในงานก่อสร้าง ทำวัตถุทนไฟ สระบุรี ราชบุรี เพชรบุรี


๕.หินกรวดมน
เกิดจากตะกอนของกรวดหรือเศษหินขนาดใหญ่

กลม มน เนื่องจากถูกขัดสีระหว่างการพัดพาตะกอน เนื้อหยาบมากประกอบด้วย เศษหินและเศษแร่ขนาดใหญ่ แข็งแกร่ง ทนทาน ใช้ทำถนนในบ้าน ใช้ในการก่อสร้าง พบทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือเกือบทุกจังหวัด

หินแปร

            หินแปร (Metamophic rock) คือหินที่แปรสภาพเนื่องจากความร้อน แรงดัน หรือปฏิกิริยาเคมี หินแปรบางชนิดยังคงแสดงเค้าเดิมของหินต้นกำเนิด แต่บางชนิดอาจมีลักษณะแตกต่างไปจากเดิมมากจนต้องอาศัยดูรายละเอียดเนื้อในหรือวิเคราะห์สภาพสิ่งแวดล้อมจึงจะทราบที่มา  อย่างไรก็ตามหินแปรชนิดหนึ่งๆ จะมีองค์ประกอบเดียวกันกับหินต้นกำเนิด แต่อาจจะมีการตกผลึกของแร่ใหม่ เช่น หินชนวนแปรมาจากหินดินดาน หินอ่อนแปรมาจากหินปูน เป็นต้น  หินแปรส่วนใหญ่เกิดขึ้นในระดับลึกใต้เปลือกโลกหลายกิโลเมตร ที่ซึ่งมีความดันสูงและอยู่ใกล้กลับหินหนืดร้อนในชั้นฐานธรณี  อย่างไรก็ตามการแปรสภาพในบริเวณใกล้พื้นผิวโลกเนื่องจากสิ่งแวดล้อมโดยรอบก็ยังมี นักธรณีวิทยาแบ่งการแปรสภาพออกเป็น 4 ประเภท คือ
  • การแปรสภาพสัมผัส (Contact metamorphism) เป็นการแปรสภาพเพราะความร้อน เกิดขึ้น ณ บริเวณที่หินหนืดร้อนหรือแมกมาแทรกดันขึ้นมาสัมผัสกับหินท้องถิ่น ความร้อนจากแมกมาทำให้หินท้องถิ่นแปรสภาพผิดไปจากเดิม ตัวอย่างเช่น เมื่อหินปูนได้รับความร้อนจากหินอัคนีแทรกซอนซึ่งเกิดขึ้นจากแมกมาก็จะแปรสภาพเป็นหินอ่อน  
 

ภาพที่การแปรสภาพสัมผัส

  • การแปรสภาพบริเวณไพศาล (Regional metamorphism) เป็นการแปรสภาพของหินซึ่งเกิดเป็นบริเวณกว้างใหญ่ไพศาลเนื่องจากอุณหภูมิและความกดดัน โดยปกติการแปรสภาพแบบนี้จะไม่มีความเกี่ยวพันกับมวลหินอัคนี และมักจะมี “ริ้วขนาน” (Foliation) มองเห็นเป็นแถบลายสลับสี บิดตัวแบบลูกคลื่น ซึ่งพบในหินชีสต์ หินไนส์ ทั้งนี้เป็นผลมาจากการตกผลึกใหม่ของแร่ในหิน ริ้วขนานที่เกิดขึ้นอาจแยกออกได้เป็นแผ่น และมีผิวหน้าเรียบเนียน เช่น หินชนวน

ภาพที่ 2 การแปรสภาพบริเวณไพศาล

  • การแปรสภาพแบบบด (Fault metamorphism) เกิดขึ้นบริเวณรอยเลื่อน แรงเสียดทานที่เกิดจากแผ่นธรณีเคลื่อนที่ผ่านกันทำให้เกิดความร้อนและความดันสูง หินแปรที่เกิดขึ้นโดยวิธีนี้่ ได้แก่ หินไมโลไนต์ หินกรวดเหลี่ยมบด
  • การแปรสภาพด้วยน้ำร้อน (Hydrothermal Metamorphism) เกิดขึ้นเมื่อน้ำที่ได้รับความร้อนจากหินอัคนีแทรกซอน นำพาประจุให้แทรกซึมเข้าไปในรอยแตกของหิน ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีกับแร่บางชนิดให้เปลี่ยนสภาพไป เช่น แร่เฟลด์สปาร์เปลี่ยนสภาพเป็นแร่เซริไซต์หรือดินขาว แร่ฮอร์นเบลนด์เปลี่ยนสภาพเป็นแร่คลอไรต์ เป็นต้น

ตารางที่ 1 ตัวอย่างหินแปร

ตัวแปร  แร่หลัก  หินต้นกำเนิด  คำอธิบาย
 หินไนซ์
(Gneiss)
 
ควอตซ์
เฟลด์สปร์
ไมก้า

 หินแกรนิต
(Granite)

หินแปรเนื้อหยาบ มีริ้วขนาน หยักคดโค้งไม่สม่ำเสมอ สีเข้มและจางสลับกัน แปรสภาพมาจากหินแกรนิต โดยการแปรสภาพบริเวณไพศาล ที่มีอุณหภูมิสูงจนแร่หลอมละลาย และตกผลึกใหม่ (Recrystallize)

หินควอตไซต์ (Quartzite)

 

ควอตซ์

 หินทราย (Sandstone)

หินแปรเนื้อละเอียด เนื้อผลึกคล้ายน้ำตาลทราย มีสีเทา หรือสีน้ำตาลอ่อน โดยการแปรสภาพบริเวณไพศาลที่มีอุณหภูมิสูงมาก จนแร่ควอตซ์หลอมละลายและตกผลึกใหม่ จึงมีความแข็งแรงมาก
 
หินชนวน
(Slate)
 

แร่ดินเหนียว

หินดินดาน
(Shale)

หินแปรเนื้อละเอียดมาก เกิดจากการแปรสภาพของหินดินดานด้วยความร้อนและความกดอัดทำให้แกร่ง และเกิดรอยแยกเป็นแผ่นๆ ขึ้นในตัว  หินดินดานวางตัวตามแนวราบเนื่องจากการทับถม แต่หินชนวนวางตัวเป็นแนวโค้งเนื่องจากแรงดัน 

หินชีตส์
(Schist)

 

ไมก้า

 

หินชนวน (Slate)

หินแปรมีเนื้อเป็นแผ่น เกิดจากการแปรสภาพบริเวณไพศาลของหินชนวน แรงกดดันและความร้อนทำให้ผลึกแร่เรียงตัวเป็นแผ่นบางๆขนานกัน

หินอ่อน
(Marble)

 

แคลไซต์

 หินปูน (Limestone)

หินแปรเนื้อละเอียดถึงหยาบ แปรสภาพมาจากหินปูน โดยการแปรสัมผัสที่มีอุณหภูมิสูงจนแร่แคลไซต์หลอมละลายและตกผลึกใหม่ ทำปฎิกิริยากับกรดทำให้เกิดฟองฟู่ หินอ่อนใช้เป็นวัสดุตกแต่งอาคาร

 

ธาตุกัมมันตรังสีที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวัน

จากข่าวสารกัมมันตรังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในประเทศญี่ปุ่นรั่วไหลออกมา หลังอาคารโรงไฟฟ้าเกิดการระเบิดขึ้น ก็ทำให้หลายคนสงสัยว่า สารกัมมันตรังสีดังกล่าวจะส่งผลอย่างไรต่อสุขภาพบ้าง และหากได้รับรังสีเข้าไปสะสมในร่างกายเป็นปริมาณมาก ๆ จะมีอาการอย่างไร วันนี้กระปุกดอทคอม มีความรู้ดี ๆ จาก คุณ กิ๊ฟไม่ใช่ตุ๊กตา เว็บไซต์ Pantip.com และ สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ มาบอกต่อกันค่ะ อย่างไรก็ตาม ใครที่อ่านบทความนี้ก็ไม่ต้องตื่นตระหนกไป เพราะโอกาสที่จะได้รับรังสีในปริมาณมากถึงขนาดส่งผลขั้นรุนแรงมีน้อยมากค่ะ

ก่อนอื่นมารู้จักคำว่า “สารกัมมันตรังสี” กันก่อน โดย “สารกัมมันตรังสี” คือ ธาตุที่มีการสลายตัวและปล่อยรังสี ซึ่งเป็นพลังงานรูปหนึ่งออกจากตัวเองตลอดเวลา จนกว่าจะหมดอายุ โดยมีครึ่งอายุเฉพาะตัวต่าง ๆ กัน เช่น ไอโอดีน-131 มีครึ่งอายุ 8 วัน แร่ซีเซียม-137 มีครึ่งอายุ 30 ปี ทั้งนี้ สารกัมมันตรังสีบางชนิดมีอยู่แล้วตามธรรมชาติ เช่น แร่เรเดียม-226,ยูเรเนียม-238 ฯลฯ  แต่ที่มีใช้ในวงการแพทย์ปัจจุบันเป็นสารที่มนุษย์ผลิตขึ้น เช่น โคบอลท์-60, ซีเซียม-137, อิริเดียม-192 เป็นต้น

สำหรับการเกิดอันตรายจากรังสีต่อมนุษย์ อาจแบ่งได้ 2 กลุ่มใหญ่ คือ

1. การได้รับรังสีจากแหล่งกำเนิดรังสีจากภายนอก (External exposure) ความรุนแรงของการบาดเจ็บ ขึ้นอยู่กับความแรงของแหล่งกำเนิดและระยะเวลาที่ได้รับรังสี แต่ตัวผู้ที่ได้รับอันตรายไม่ได้สารกัมมันตรังสีเข้าไปในร่างกาย จึงไม่มีการแผ่รังสีไปทำอันตรายผู้อื่น

2. การได้รับสารกัมมันตรังสีเข้าสู่ร่างกาย (Internal exposure) มักพบในกรณีมีการรั่วไหลของสารกัมมันตรังสีที่เป็นก๊าซ ของเหลว หรือฝุ่นละอองจากแหล่งเก็บสารกัมมันตรังสี หรือที่เก็บกากสารกัมมันตรังสีจากการระเบิดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นอยู่ในประเทศญี่ปุ่นขณะนี้

การกระจายของสารกัมมันตรังสีจะฟุ้งไปในอากาศ น้ำ มนุษย์อาจได้รับรังสีเข้าสู่ร่างกาย ทางการหายใจฝุ่นละอองของรังสีเข้าไป , กินของที่เปรอะเปื้อนเข้าไป หรือการกิน, การฝังสารกัมมันตรังสีเพื่อการรักษา สารกัมมันตรังสีที่อยู่ในร่างกายจะแผ่รังสีออกมา ทำอันตรายต่อร่างกายเป็นระยะเวลานาน จนกว่าจะถูกกำจัดออกไปจากร่างกายจนหมด และยังสามารถแผ่รังสีไปทำอันตรายคนที่อยู่ใกล้เคียงได้

แต่หากใครที่ได้รับรังสีในปริมาณมาก ๆ อาจกลายเป็นอาการ “ความผิดปกติจากการได้รับรังสีสูงแบบเฉียบพลัน (Acute Radiation Syndrome, ARS)” ซึ่งเป็นความผิดปกติทางร่างกาย อันเป็นผลมาจากการได้รับรังสีปริมาณสูง ๆ ทั่วทั้งร่างกาย หรือเกือบทั้งร่างกายในระยะเวลาสั้น ๆ เช่น ผู้ป่วยจากการได้รับรังสีจากระเบิดปรมาณูที่ฮิโรชิมาและนางาซากิ หรือผู้ป่วยจากการได้รับรังสีแกมมาจากวัสดุกัมมันตรังสีโคบอลต์-60 ที่สมุทรปราการ เมื่อหลายปีที่ผ่านมา โดยต่อไปนี้ จะกล่าวถึงเฉพาะกรณีที่ได้รับรังสีสูงเฉียบพลัน คือ “ความผิดปกติจากการได้รับรังสีสูงแบบเฉียบพลัน (Acute Radiation Syndrome, ARS)” นะคะ

ทั้งนี้ การนำไปสู่การเกิดความผิดปกติจากการได้รับรังสีสูงแบบเฉียบพลัน มีข้อบ่งชี้อยู่ 5 ประการ คือ

1. ปริมาณรังสี (dose) ที่ได้รับทั่วทั้งร่างกายจะต้องสูง เช่น มีปริมาณสูงกว่า 0.7 เกรย์ (หน่วยที่วัดว่า วัตถุรับรังสีไปเท่าใด) ทั้งนี้ การได้รับรังสีทั่วร่างกายปริมาณ 0.3 เกรย์ อาจเป็นผลให้มีอาการแสดงของผิดปกติเพียงเล็กน้อย

2. รังสีที่ได้รับจะต้องมาจากแหล่งกำเนิดรังสีที่อยู่ภายนอกร่างกาย (external exposure)

3. รังสีที่ได้รับจะต้องเป็นรังสีที่มีพลังงาน หรืออำนาจทะลุทะลวงสูง เช่น รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา หรือ นิวตรอน เป็นต้น ซึ่งสามารถทะลุทะลวงผ่านเข้าไปให้รังสีแก่อวัยวะภายในร่างกายได้

4. จะต้องได้รับรังสีทั่วทั้งร่างกาย (หรือโดยส่วนใหญ่ของร่างกาย) ในคราวเดียวกัน

5. การได้รับรังสีจะต้องเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาสั้น ๆ (acute/immediate exposure)

จากข้อบ่งชี้ดังกล่าวข้างต้น การได้รับรังสีของร่างกายเพียงบางส่วน เช่น ที่แขนหรือขา หรือการรับรังสีของผู้ป่วยในทางรังสีรักษา ซี่งแม้ปริมาณรังสีที่ให้แก่ผู้ป่วยจะสูงมาก (อาจถึง 80 เกรย์) แต่ก็แบ่งการให้รังสีเป็นหลาย ๆ ส่วน (fractions) ในช่วงเวลาที่กาหนด เช่น 1–2 เกรย์ต่อวัน ติดต่อกันหลายสัปดาห์ ซึ่งการได้รับรังสีแบบนี้ มีผลในการก่อให้เกิดความผิดปกติจากการได้รับรังสีสูงแบบเฉียบพลันได้น้อย

สารกัมมันตรังสี

อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตจะมีความไวต่อรังสีแตกต่างกัน โดยพิจารณาจากค่า LD50 (การวัดความรุนแรงของสารเคมีกำจัดแมลง ใช้หน่วย Lethal dose 50% เป็นหน่วยเปรียบเทียบ) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสุขภาพของผู้ถูกรังสีด้วย อีกทั้งอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกายจะมีความไวต่อรังสีไม่เท่ากัน โดยระบบการสร้างเม็ดเลือด และอัณฑะรังไข่ จะไวต่อรังสีมากที่สุด รองลงมาคืออวัยวะที่มีเยื่อบุ เช่น ช่องปาก หลอดอาหาร ลำไส้ผิวหนัง ตามด้วยตับ ปอด ไต และต่อมต่าง ๆ ส่วนอวัยวะที่ทนต่อรังสีมากที่สุดคือ ไขสันหลัง สมอง กล้ามเนื้อ และหัวใจ

นอกเหนือจากความไวที่แตกต่างกันแล้ว แต่ละอวัยวะยังมี Vitality ที่ไม่เท่ากัน ดังนั้นความล้มเหลวของระบบสร้างเม็ดเลือด (hematopoietic syndrome) ระบบทางเดินอาหาร (gastrointestinal syndrome) และระบบประสาทส่วนกลาง (central nervous system syndrome) จึงเป็นสาเหตุสำคัญในการเสียชีวิต ของผู้ได้รับบาดเจ็บจากรังสี

สำหรับผู้ประสบเหตุทางรังสี จะมีอาการเจ็บป่วย แบ่งออกเป็น 4 ระยะคือ

1. Initial stage (Prodomal phase) ผู้บาดเจ็บจะมีอาการคลื่นไส้อาเจียน เบื่ออาหาร อาการเหล่านี้จะเกิดขึ้นหลังจากได้รับรังสี 2-3 ชั่วโมง และกินเวลานาน 2-3 วัน หากได้รับรังสีปริมาณไม่มากนัก

2. Latent stage เป็นระยะที่อาการต่าง ๆ ข้างต้นหายไป ผู้บาดเจ็บจะรู้สึกสบายดีเป็นเวลาหลายวัน และอาจนาน 2-3 สัปดาห์

3. Third stage (Symptomatic phase) เริ่มตั้งแต่สัปดาห์ที่ 3 ถึงสัปดาห์ที่ 5 หรืออาจเร็วกว่านี้หากได้รับรังสีปริมาณมาก ผู้ป่วยจะมีอาการผิดปกติของระบบทางเดินอาหาร เกิดภาวะเลือดออกง่าย โลหิตจาง ติดเชื้อ และผมร่วง

4. Fourth stage เป็นระยะที่ผู้ป่วยเริ่มฟื้นคืนสู่สภาพปกติหากได้รับรังสีไม่มากนัก หรือเสียชีวิตในกรณีที่ได้รับรังสีในปริมาณมาก

ทั้งนี้ ผู้ป่วยแต่ละคนจะเกิดทั้ง 4 ขั้นแบบนี้ แต่สำหรับขั้นที่สามจะเป็นอาการที่เกิดขึ้นกับ 3 ระบบของร่างกาย คือ ไขกระดูก , ทางเดินอาหาร , ทางเดินโลหิต ซึ่งจะเกิดกับระบบใดนั้น ขึ้นอยู่กับว่า ได้รับปริมาณรังสีกี่เกรย์ โดยเปรียบเทียบจากตารางข้างล่างนี้

รังสี

ตารางแสดงปริมาณรังสีที่ได้รับ จะส่งผลต่อระบบใดบ้าง

สำหรับความผิดปกติจากการได้รับรังสีสูงแบบเฉียบพลันนั้น แบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มอาการ คือ

1. ความผิดปกติอันเกี่ยวข้องกับระบบไขกระดูก (Bone marrow syndrome)

หรืออาจเรียกว่า ความผิดปกติอันเกี่ยวข้องกับระบบผลิตเลือด (hematopoietic syndrome) ความผิดปกติแบบนี้ สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อได้รับรังสีสูงแบบเฉียบพลันทั่วทั้งร่างกายที่ปริมาณรังสี 0.7 เกรย์ โดยอาจปรากฎอาการผิดปกติเพียงเล็กน้อยเมื่อได้รับรังสีปริมาณ 0.3 เกรย์ โดยสาเหตุหลักของการเสียชีวิตในผู้ป่วย กลุ่มนี้ คือ การติดเชื้อและการเสียเลือดอันเนื่องมาจากไขกระดูกถูกทำลาย

ระบบไขกระดูก

2. ความผิดปกติอันเกี่ยวข้องกับระบบทางเดินอาหาร (Gastrointestinal syndrome)

ความผิดปกติ โดยสมบูรณ์จะเกิดขึ้นเมื่อได้รับรังสีเฉียบพลันทั่วร่างกายสูงเกิน 10 เกรย์ โดยความผิดปกติแบบอ่อน ๆ จะเกิดขึ้นเมื่อได้รับรังสีประมาณ 6 เกรย์ ทั้งนี้ อัตราการรอดชีวิตเมื่อได้รับรังสีสูงระดับนี้มีน้อย หากระบบทางเดินอาหารเปลี่ยนแปลง ได้รับความเสียหาย จะทำให้เกิดการติดเชื้อ เสียสมดุลของน้ำและเกลือแร่ โดยผู้ป่วยจะเสียชีวิตภายในระยะเวลา 2 สัปดาห์

ระบบทางเดินอาหาร

3. ความผิดปกติอันเกี่ยวข้องกับระบบทางเดินโลหิตและระบบประสาทกลาง (Cardiovascular (CV)/Central Nervous System (CNS)

ความผิดปกติโดยสมบูรณ์จะเกิดขึ้น ถ้าได้รับรังสีโดยเฉียบพลันทั่วร่างกายสูงเกินกว่า 50 เกรย์ โดยความผิดปกติของระบบ CV และ CNS จะเริ่มปรากฎให้เห็นเมื่อได้รับรังสีสูงถึง 20 เกรย์ โดยทั่วไปผู้ป่วยจะเสียชีวิตภายใน 3 วัน อันเนื่องมาจากความล้มเหลวของระบบการไหลเวียนโลหิต และแรงดันที่สูงขึ้นภายในโพรงกะโหลก อันเนื่องมาจากการสะสมของของเหลวที่มีสาเหตุมาจากการบวม หรือการอับเสบของ หลอดเลือดและเยื่อหุ้มสมอง (Meningitis)

สารกัมมันตรังสี

ผลกระทบต่อร่างกาเทียบกับปริมาณรังสีที่ได้รับ (หน่วยมิลลิซีเวิร์ต)

นอกจากนี้ ผู้ป่วยยังมีความผิดปกติทางผิวหนังเกิดขึ้นด้วย โดยผู้ป่วยอาจได้รับรังสีปริมาณสูงพอที่จะก่อให้เกิดความเสียหายต่อผิวหนังได้ โดยที่ไม่ปรากฎอาการของความผิดปกติในระบบอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเป็นการได้รับรังสีสูงเฉียบพลัน จากรังสีบีตา หรือรังสีเอ็กซ์  ในบางกรณีผู้ป่วยอาจได้รับรังสีที่ผิวหนังอันเป็นผลมาจากการเปรอะเปื้อนของวัสดุกัมมันตรังสีที่ติดอยู่กับผิวหนัง หรือเสื้อผ้าของผู้ป่วย

เมื่อเซลล์ในชั้นล่างของผิวหนังถูกทำลายด้วยรังสีจะปรากฎอาการอักเสบ เป็นผื่นแดง หรือตกสะเก็ดของผิวหนัง ในบางครั้ง ถ้ารากของเส้นขนถูกทำลายอาจเป็นผลให้เกิดการหลุดร่วงของเส้นขนขึ้นได้ ภายในเวลา 2-3 ชั่วโมง อาจเกิดอาการเป็นผื่นแดงร่วมกับอาการคันของผิวหนังขึ้น หลังจากนั้น อาการเหล่านี้อาจหายไปเป็นระยะเวลาตั้งแต่ 2-3 วัน ถึงหลายสัปดาห์ จากนั้นผิวหนังจะมีอาการแดงมากขึ้น และตามมาด้วยการแตกและอักเสบเป็นแผลของผิวหนังบริเวณที่ได้รับรังสี

ส่วนผู้ที่รอดชีวิต อาจต้องเผชิญกับผลของรังสีในอวัยวะอื่น ๆ เช่น การเป็นหมัน , แท้ง , ผมร่วง , ปอดอักเสบ และรังสีสามารถก่อให้เกิดอาการอื่น ๆ ตามมาภายหลังได้ เช่น เกิดต้อกระจก และเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งในอีกหลาย ๆ ปีต่อมา

และนี่ก็คือความร้ายกาจของรังสี ที่หากมนุษย์รับเข้าไปมากจนเกินไป ก็ส่งผลอันตรายถึงชีวิตได้ แต่ไม่ต้องตกใจไป เพราะไม่ว่าประเทศไหนที่นำ “รังสี” มาใช้วินิจฉัยตรวจรักษาโรค และการวิจัยต่าง ๆ รวมถึงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ก็ล้วนแต่ต้องทำตามระบบควบคุมป้องกันรังสีอย่างเคร่งครัด ดังนั้นแล้ว เทคโนโลยีทางรังสีจึงมีความปลอดภัยมาก เว้นเสียแต่ว่าเกิดอุบัติเหตุทางรังสี ซึ่งมีไม่บ่อยนักนั่นเอง