เเร่

ทรัพยากรแร่ธาตุ

แร่เป็นทรัพยากรที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติมีความสำคัญและมีบทบาทที่สนองความต้องการ ทางด้านปัจจัยต่าง ๆ ของประชากร ทั้งทางด้านอุตสาหกรรมและพลังงาน ความสำคัญและประโยชน์ของแร่ธาตุที่จะนำมาใช้ขึ้นอยู่กับระยะเวลาความเจริญทางเทคโนโลยี ตลอดจนความต้องการในการนำไปใช้ของมนุษย์ทรัพยากรแร่ธาตุ ที่มนุษย์เราใช้ส่วนใหญ่มาจากแผ่นดิน ซึ่งค่อย ๆ ลดจำนวนลงทำให้มีการสำรวจค้นคว้าหาแหล่งทรัพยากรแร่ธาตุใหม่ ๆ อยู่เสมอ ปัจจุบันได้มีการบุกเบิกหาแหล่งทรัพยากรแร่ธาตุในทะเล เช่น น้ำมันปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยี และระยะเวลาทำให้ความสำคัญของแร่ธาตุเปลี่ยนแปลงไปจากชนิดหนึ่งไปใช้อีกชนิดหนึ่ง เช่น จากการใช้ถ่านหินมาใช้น้ำมันปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติจากการใช้เหล็กมาใช้อลูมิเนียมแทนประเภทของแร่แร่เป็นทรัพยากรที่มนุษย์ 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

» Read more

กระบวนการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาบนเปลือกโลก

การเปลี่ยนแปลงของโลกที่เกิดขึ้นรอบๆตัวเรามีปัจจัยที่ทำให้เปลี่ยนแปลงซึ่งเกิดจากหลายสาเหตุและมีผลกระทบทั้งทางตรงและทางอ้อม

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการกระทำของธรรมชาติ
1. แรงจากภายในเปลือกโลก เรียกกระบวนการ เทคโทนิก เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ เทคโทนิก มี 2 กระบวนการคือ

  1. ไดแอสโตรฟิซึม (diastrophism) เป็นกระบวนการแตก หัก โก่ง งอ บิด ของเปลือกโลก เกิดขึ้นอย่างช้าๆ เกิดจากการยืดหดตัวของเปลือกโลกทั้งหมด เช่นการเลื่อนตัวของเปลือกโลก (fault) ทำให้เกิดรอยแตกร้าวที่อยู่แนวตั้งเรียก รอยต่อ (Joint) รอยแตกจะเหลือน้อยเมื่อลงไปในระดับลึก แรงกดที่ทำให้เปลือกโลกแตกและเลื่อนทำให้ชั้นของหินเปลือกโลกสลับกัน
    – ถ้ารอยเลื่อนขนาบหุบเขาที่ 2 ข้างส่วนที่ยุบลงเป็นหุบเขาเรียกว่า “กราเบน” (graben)
    – ถ้า ส่วนที่ยกตัวขึ้น ขนาบทั้ง 2 ข้างด้วยรอยเลื่อนส่วนที่ดันตัวสูงขึ้นเรียก“ฮอร์ส” (horst) การโก่งตัวของเปลือกโลก(fold) การบีบอัดทำให้เปลือกโลกโก่ง พับ งอ ส่วนที่โค้งขึ้นเรียกประทุนคว่ำ (anticline) ส่วนที่โก่งเรียกประทุนหงาย (syncline)


                   ภาพรอยคดโค้ง                                ภาพรอยเลื่อน

  2. วอลคานิสซึม (volcanism) เป็นกระบวนการของวัตถุละลายภายในโลกเคลื่อนที่ ทำให้เปลือกโลกสั่นเสทือน วัตถุละลายล้นไหลออกมาทับถมภายนอกเปลือกโลกเช่น หินละลายเคลื่อนที่มายังเปลือกโลกดันออกมาเกิดภูเขาไฟระเบิดพ่นลาวาออกมาหรือหินบะซอลต์ไหลออกมาดันตัวแข็งอยู่ใต้เปลือกโลกคล้ายกำแพงเรียก ไดค์(dike) ถ้าดันตัวออกมาเป็นบริเวณกว้างทำให้บริเวณนั้นถูกยกตัวด้วยเรียก แลคโคลิธส์ (laccoliths) หินละลายที่ดันตัวถูกยกตัวแข็งตัวอย่างช้าๆใต้เปลือกโลกทำให้หินชั้นที่สัมผัสกับหินละลายได้รับความร้อนและแรงบีบกลายเป็นหินแปร แร่ที่ อยู่ในหินละลายตกผลึกจึงพบแร่มีค่าในบริเวณที่หินละลายดันตัวขึ้นมา แผ่นดินไหวเป็นผลจากแรงภายในโลกทำให้เปลือกโลกสั่นเสทือน

การเกิดภูเขาไฟ
ภูเขาไฟ (Volcano) เกิดจากหินหนืดในชั้นแมนเทิลซึ่งอยู่ใต้ผิวโลก มีความร้อนและความ ดันสูงมาก พยายามดันขึ้นมาตามรอยแตกและแทรกตัวขึ้นมาสู่ผิวโลก โดยจะมีแร่ปะทุหรือระเบิดเกิดขึ้นทำให้หินหนืดไหลออกมาสู่ผิวโลก ที่เรียกว่าลาวา (Lava) ไหลมาจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำ สิ่งที่ พุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟนอกจากลาวาแล้วยังมีเถ้าถ่าน ฝุ่นละออง เศษหิน ไอน้ำ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ก๊าซไนโตรเจน และก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์

บริเวณที่เกิดภูเขาไฟ แนวรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกจะเป็นบริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟระเบิดมากกว่าบริเวณที่อยู่ถัดเข้าไปภายในแผ่นทวีป

การเคลื่อนที่ของหินหนืด
หินหนืดหรือหินหลอมเหลวในชั้นแมนเทิลได้รับความร้อนจากแก่นโลก เกิดการเคลื่อนที่ไหลวนอย่างช้าๆ และส่งผลดันแผ่นเปลือกโลกให้เคลื่อนที่ไปอย่างช้าๆ ตามหินหนืดไปด้วยแรงดันของหินหนืด ทำให้หินหนืดในชั้นแมนเทิลที่มีอุณหภูมิและแรงดันสูงสามารถแทรกตัวขึ้นมาตามรอยแยกระหว่างแผ่นเปลือกโลกที่อยู่ใต้มหาสมุทร หินหนืดในชั้นแมนเทิล จึงทำหน้าที่เป็นตัวดันและพยุงให้แผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรเคลื่อนที่ และขยายตัวแยกออกจากกัน ทำให้เกิดแนวหินใหม่

ผลที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก
แผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่เป็นไปอย่างช้าๆ ด้วยอัตราเร็วที่ต่ำมาก แต่มีแรงดันอย่างมหาศาล ทำให้ขอบอีกด้านหนึ่งของแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่เข้าไปชนกับขอบแผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่ง เช่น แผ่นออสเตรเลีย เคลื่อนที่เข้าชนแผ่นยูเรเซีย การชนกันของแผ่นเปลือกโลกทั้งสองนี้ ทำให้บางบริเวณเกิดการเปลี่ยนแปลง คือแผ่นออสเตรเลียมุดตัวเข้าสู่ใต้แผ่นยูเรเซีย และมุดหายไปในส่วนแมนเทิลของโลกที่มีความร้อนสูงจึงทำให้เกิดการหลอมตัวของหินเปลือกโลก นอกจากนั้นการชนของแผ่นออสเตรเลีย และแผ่นยูเรเซียนี้ยังส่งผลให้เปลือกโลกบางส่วนถูกดันตัวขึ้นกลายเป็นภูเขาสูง เช่น บริเวณเทือกเขาหิมาลัย ซึ่งอยู่ทางตอนเหนือของประเทศอินเดีย

การเกิดแผ่นดินไหว
ความร้อนจากแก่นโลกนอกจากจะทำให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ได้แล้วยังทำให้เปลือกโลกส่วนล่างขยายตัวได้มากกว่าผิวบน ทั้งนี้เพราะที่ผิวโลกมีอุณหภูมิต่ำกว่าแก่นโลกมาก และบริเวณผิวโลกยังมีการเปลี่ยนแปลงอุณภูมิอยู่ตลอดเวลา อิทธิพลนี้จะส่งผลกระทบต่อรอยแตกในชั้นหิน และรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลก การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกทำให้เปลือกโลกเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน

ผลกระทบการเกิดแผ่นดินไหวอย่างรุนแรง ทำให้เปลือกโลกทรุดตัวลงอย่างรวดเร็วส่งผล ให้อาคารบ้านเรือน สิ่งก่อสร้าง เกิดการพังทลาย แผ่นดินถล่ม เกิดคลื่นขนาดใหญ่ในทะเล มนุษย์ ไม่สามารถยับยั้งการเกิดแผ่นดินไหวได้ เครื่องมือที่ใช้ในการตรวจสอบการเกิดแผ่นดินไหว เรียกว่า เครื่องวัดความไหวสะเทือนหรือไซโมกราฟ (Seismograph) ซึ่งจะบันทึกการสั่นไหวของแผ่นดิน การวัดแผ่นดินไหว ปัจจุบันใช้มาตราริกเตอร์ คือ กำหนดขนาด (magnitude) ของแผ่นดินไหวโดยใช้หลักการจากผลบันทึกของเครื่องวัดความเคลื่อนไหวสะเทือนมาตรานี้มีค่าตั้งแต่ 0 – 9 ริกเตอร์ แต่ถ้าเป็นมาตราเมอร์คัลลิปรับปรุงแล้วจะวัดความรุ่นแรงของผลลัพธ์ที่เกิดขึ้น โดยใช้มาตรา 12 ระดับ

แหล่งน้ำ

แหล่งน้ำ

ภาพที่ 1 โลก ดาวเคราะห์สีน้ำเงิน

        แม้ว่าพื้นผิว 2 ใน 3 ส่วนของโลกปกคลุมไปด้วยน้ำ  แต่น้ำจืดที่สามารถนำมาใช้ในการดำรงชีวิตของมนุษย์กลับมีไม่ถึง 1%  ถ้าหากสมมติว่าน้ำในโลกทั้งหมดเท่ากับ 100 ลิตร จะมีน้ำทะเล 97 ลิตร  น้ำแข็งเกือบ 3 ลิตร  ส่วนน้ำจืดที่เราสามารถใช้บริโภคอุปโภคได้มีเพียง 3 มิลลิลิตร ดังภาพที่ 2  ด้วยเหตุนี้น้ำจึงเป็นทรัพยากรที่ล้ำค่า และขาดแคลนง่าย 

ภาพที่ 2 เปรียบเทียบแหล่งน้ำบนโลก

        แม้ว่าปริมาณน้ำส่วนใหญ่จะอยู่ในทะเลและมหาสมุทร แต่น้ำก็มีอยู่ในทุกหนแห่งของโลก ไม่ว่าจะเป็นแม่น้ำ ลำคลอง น้ำใต้ดิน น้ำในบรรยากาศ รวมทั้งเมฆหมอกและหยาดน้ำฟ้า ดังข้อมูลในตารางที่ 1  นอกจากนั้นร่างกายมนุษย์มีองค์ประกอบเป็นน้ำร้อยละ 65  ร่างกายของสัตว์น้ำบางชนิด เช่น แมงกะพรุน มีองค์ประกอบเป็นน้ำร้อยละ 98  ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า น้ำคือปัจจัยที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต 
ตารางที่ 1 แหล่งน้ำบนโลก
มหาสมุทร 97.2 % ทะเลสาบน้ำเค็ม 0.008 %
ธารน้ำแข็ง 2.15 % ความชื้นของดิน 0.005 %
น้ำใต้ดิน 0.62 % แม่น้ำ ลำธาร 0.00001 %
ทะเลสาบน้ำจืด 0.009 % บรรยากาศ 0.001 %

น้ำผิวดิน 

        แหล่งน้ำที่เรารู้จักและใช้ประโยชน์กันมากที่สุดคือ “น้ำผิวดิน” (Surface water)  น้ำผิวดินมีทั้งน้ำเค็มและน้ำจืด  แหล่งน้ำผิวดินที่เป็นน้ำจืดได้แก่ ทะเลสาบน้ำจืด แม่น้ำ ลำธาร ห้วย หนอง คลอง บึง  เนื่องจากภูมิประเทศของพื้นผิวโลกไม่ราบเรียบเสมอกัน พื้นผิวของโลกแต่ละแห่งมีความแข็งแรงทนทานไม่เหมือนกัน  แรงโน้มถ่วงทำให้น้ำไหลจากที่สูงลงที่ต่ำ น้ำมีสมบัติเป็นตัวทำละลายที่ดีจึงสามารถกัดเซาะพื้นผิวโลกให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศ

        การกัดเซาะของน้ำอย่างต่อเนื่อง ทำให้ร่องน้ำเปลี่ยนแปลงขนาด รูปร่าง และทิศทางการไหล เมื่อฝนตก หยดน้ำจะรวมตัวกันแล้วไหลทำให้เกิดร่องน้ำ ร่องน้ำเล็กๆ ไหลมารวมกันเป็น “ธารน้ำ” (Stream)  เมื่อกระแสน้ำในธารน้ำไหลอย่างต่อเนื่องก็จะกัดเซาะพื้นผิวและพัดพาตะกอนขนาดต่างๆ ไปกับกระแสน้ำ ธารน้ำจึงมีขนาดใหญ่และยาวขึ้นจนกลายเป็น แม่น้ำ (River) ความเร็วของกระแสน้ำขึ้นอยู่กับความลาดชันของพื้นที่ ถ้าพื้นที่มีความลาดชันมากกระแสน้ำจะเคลื่อนที่เร็ว แต่ถ้าหากพื้นที่มีความลาดชันน้อยกระแสน้ำก็จะเคลื่อนที่ช้า  นอกจากนั้นความเร็วของกระแสน้ำยังขึ้นอยู่กับพื้นที่หน้าตัด เข่น เมื่อกระแสน้ำไหลผ่านช่องเขาแคบๆ ก็จะเคลื่อนที่เร็ว  เมื่อกระแสน้ำพบความที่ราบกว้างใหญ่ เช่น บึง หรือทะเลสาบ กระแสน้ำจะหยุดนิ่งทำให้ตะกอนที่น้ำพัดพามาก็จะตกทับถมใต้ท้องน้ำ ดังเราจะพบว่า อ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อนที่มีอายุมากมักมีความตื้นเขินและเก็บกักน้ำได้น้อยลง  อย่างไรก็ตามปริมาณของน้ำผิวดินขึ้นอยู่กับลักษณะภูมิอากาศ ภูมิประเทศ ปริมาณน้ำฝน เนื้อดิน การใช้ประโยชน์ที่ดินและทรัพยากรน้ำ  

ภาพที่ 3 ภาคตัดขวางของแม่น้ำ

น้ำใต้ดิน 

        หากไม่นับธารน้ำแข็งขั้วโลกแล้ว “น้ำบาดาล” (Ground water) เป็นแหล่งน้ำจืดที่มีปริมาณมากที่สุดบนโลกของเรา  น้ำบาดาลเกิดขึ้นจากการไหลซึมของน้ำผิวดิน  ในเนื้อดินมีรูพรุน (Pore) สำหรับอากาศและน้ำ เช่น ดินเหนียวมีรูพรุนขนาดเล็ก น้ำไหลผ่านได้ยาก  ดินทรายมีรูพรุนขนาดใหญ่ น้ำไหลผ่านได้ง่าย  เมื่อพื้นผิวดินเกิดความชื้นหรือมีฝนตก เม็ดดินจะเก็บน้ำไว้ในรูพรุนไว้จนกระทั่งดินอิ่มตัวด้วยน้ำ ไม่สามารถเก็บน้ำได้มากกว่านี้แล้ว น้ำส่วนหนึ่งจะไหลบ่าไปตามพื้นผิว (Run off) น้ำอีกส่วนหนึ่งจะไหลซึมลงสู่ชั้นดินเบื้องล่าง (Infiltration)  ใต้ชั้นดินลึกลงไปจะเป็นชั้นหินตะกอนเนื้อหยาบที่สามารถเก็บกักน้ำบาดาลไว้ได้เรียกว่า “ชั้นหินอุ้มน้ำ” (Aquifer)  ซึ่งเป็นหินทราย กรวด ตะกอนทราย จึงมีสมบัติยอมให้น้ำซึมผ่านโดยง่าย เนื่องจากช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างอนุภาคตะกอน จึงเก็บกักน้ำได้เป็นปริมาณมากจนกลายเป็นแหล่งน้ำบาดาล  ใต้ชั้นหินอุ้มน้ำลงไปเป็นชั้นหินตะกอนเนื้อละเอียด เช่น หินดินดานหรือทรายแป้งซึ่งไม่ยอมให้น้ำซึมผ่านได้  ในบางแห่งที่ชั้นหินอุ้มน้ำถูกขนาบด้วยชั้นหินเนื้อละเอียดก็จะเกิดแรงดันน้ำ ถ้าเราเจาะบ่อบาดาลลงไปตรงบริเวณดังกล่าง แรงดันภายในจะดันน้ำให้มีระดับสูงขึ้น หรือไหลล้นปากบ่อออกมา  และเนื่องจากชั้นหินมีความลาดเอียง น้ำในดินจึงไหลจากที่สูงไปสู่ที่ต่ำ แรงดันของน้ำใต้ดินจึงมักทำให้เกิด “น้ำพุ” (Spring) ในบริเวณที่ราบต่ำ ดังภาพที่ 4

ภาพที่ 4 ภาคตัดขวางของแหล่งน้ำใต้ดิน 

            อย่างไรก็ตามน้ำบาดาลทำให้เกิดแรงดันภายใต้พื้นผิว ซึ่งช่วยรับน้ำหนักที่กดทับจากด้านบน แต่ถ้าหากเราสูบน้ำบาดาลขึ้นมาใช้เป็นปริมาณมาก เกินกว่าที่น้ำจากธรรมชาติจะไหลมาแทนที่ช่องว่างระหว่างอนุภาคตะกอนของชั้นหินอุ้มน้ำได้ทัน ก็จะส่งผลให้ระดับน้ำใต้ดินลดลงอย่างรวดเร็ว โพรงที่ว่างที่เกิดขึ้นจะทำให้แผ่นดินที่อยู่ด้านบนทรุดตัวลงมากลายเป็น หลุมยุบ (Sinkhole) ซึ่งถ้าเกิดขึ้นในเขตชุมชน ก็จะสร้างความเสียหายแก่สิ่งปลูกสร้าง และเกิดอันตรายต่อชีวิต

เชื้อเพลิงธรรมชาติ

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

แร่

แร่ (อังกฤษ: Mineral) เป็นธาตุหรือสารประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ด้วยกระบวนการทางอนินทรีย์ ส่วนใหญ่เป็นของแข็ง มีโครงสร้างภายในที่เป็นระเบียบ มีสูตรเคมีและสมบัติอื่น ๆ ที่แน่นอนคงที่หรืออาจเปลี่ยนแปลงได้ในวงจำกัด

แร่แบ่งตามองค์ประกอบทางเคมี[แก้]

  1. แร่ธาตุธรรมชาติ (Native elements) มักจะอยู่รวมตัวกันเป็นสารประกอบ แต่บางชนิดอยู่กันเดี่ยว ๆ ในรูปธาตุธรรมชาติ แบ่งได้เป็น
    1. โลหะ ได้แก่ เงิน ทองแดง ทองคำ ทองคำขาว
    2. อโลหะ ได้แก่ กำมะถัน แกรไฟต์ เพชร
  2. ซัลไฟด์ (sulphides) แร่กลุ่มนี้ เป็นสารเริ่มต้นของโลหะผสม แร่ซัลไฟด์มักเกิดเป็นสายแร่ จากหินหนืดที่เย็นลงในอุณหภูมิต่าง ๆ กัน ดังนั้น จึงหลอมง่าย และ อับแสง
  3. ซัลโฟซอล (sulphosalt) ในโครงสร้างผลึกแร่เดียวกันประกอบด้วยธาตุโลหะหรือกึ่งโลหะ และทำตัวเหมือนโลหะ ได้แก่พวก ตะกั่ว พลวง
  4. ออกไซด์ ออกไซด์เชิงช้อน และไฮดรอกไซด์ (Oxides, Multiple Oxides and Hydroxides) เป็นธาตุที่มีจำนวนมากและหายาก แต่ธาตุที่มีประโยชน์นั้นมีน้อย ประกอบอยู่ในหินแปร และ หินอัคนี เป็นธาตุที่ทนทานและแข็งแรง จึงมีค่าทางเศรษฐกิจมาก เช่น เหล็ก (ฮีมาไทต์ แมกนีไทต์ )
  5. เฮไลด์ (Halides) ประกอบอยู่ด้วยธาตุหมู่ฮาโลเจน (ธาตุหมู่ 7) ตัวอย่างเช่น Atacamite, Fluorite
  6. ซัลเฟต (sulphates) สามารถจำแนกได้เป็นสองชนิด คือ
    1. Anhydrous sulphates คือไม่มีส่วนประกอบของน้ำ ได้แก่ anhydrite และ barite
    2. Hydrous sulphates and Basic sulphates คือ มีน้ำเป็นส่วนประกอบ ได้แก่ Bloedite, Chalcanthite, Melanterite และ ยิปซัม
  7. ทังสเตต และ โมลิบเดต (Tungststes and Molybdates) เป็นสินแร่ที่มีสีสันสวยงาม คือซีไลท์ ซึ่งเมื่ออยู่ในอัลต้าไวโอเลตจะได้สีขาวนวลฟ้า และวุลฟีไนท์ มีสีส้ม
  8. ฟอสเฟต อาร์เซเนต และวาเนเดต เป็นแร่ที่หาได้ยาก ซึ่งมีฟอสเฟสเป็นส่วนประกอบ ที่น่าสนใจได้แก่กลุ่ม ฟอสเฟส อาเซเนต และ วาเนเตต
  9. ซิลิเกต (Silicates) เป็นแร่ที่เกิดจากการรวมตัวของ ซิลิกอนและ ออกซิเจน และยังมีสารอื่นประกอบ ทำให้เกิดลักษณะต่างๆกันหลายชนิด ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 6 ชนิด คือ
    1. นีโซซิลิเกต (Nesosilicate)
    2. โซโรซิลิเกต (Sorosilicate)
    3. ไซโคลซิลิเกต (Cyclosilicate)
    4. ไอโนซิลิเกต (Inosilicate)
    5. ฟิลโลซิลิเกต (Phyllosilicate)
    6. เทกโทซิลิเกต (Tectsilicate)

หิน

หิน เป็นของแข็งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นสารผสมที่เกิดจากการเกาะตัวกันแน่นของแร่ตั้งแต่ 1 ชนิดขึ้นไป หรือ เป็นสารผสมของแร่กับแก้วภูเขาไฟหรือ แร่กับซากดึกดำบรรพ์ หรือของแข็งอื่น ๆ หินมีหลายลักษณะ รูปร่างที่แตกต่างกันออกไป มีสีสันที่ต่างกันออกไป ตามถิ่นที่อยู่

เราสามารถจำแนกหินที่อยู่บนเปลือกโลกทางธรณีวิทยาออกได้เป็น 3 พวกใหญ่ ๆ คือ

แต่เนื่องจากลักษณะที่หินตะกอนในประเทศไทยเรามักแสดงลักษณะชั้น (bed) เนื่องจากการตกตะกอนให้เห็นเด่นชัด จึงทำให้ในอดีตมีหลายท่านเรียกชื่อหินตะกอนเหล่านี้อีกอย่างหนึ่งว่า หินชั้น แต่ในปัจจุบันพบว่าการเรียกชื่อหินตะกอนว่าหินชั้นนั้น ไม่ค่อยได้รับการนิยมเท่าใดนัก เนื่องจากนักธรณีวิทยาพบว่ามีหลายครั้งๆ ที่หินอัคนีหรือหินแปรก็แสดงลักษณะเป็นชั้นๆเช่นกัน เช่น ชั้นลาวาของหินบะซอลต์ หรือริ้วรอยชั้นเนื่องจากการแปรสภาพของหินไนส์ และในบางครั้งหินตะกอนก็ไม่แสดงลักษณะเป็นชั้นๆก็มี

ดังนั้นทางด้านการศึกษาธรณีวิทยาของประเทศไทยจึงพยายามรณรงค์ให้กลุ่มนิสิตนักศึกษาและประชาชนทั่วไปให้ใช้ชื่อ หินตะกอน ในการเรียกชื่อหินตะกอนแทนคำว่า หินชั้น

หิน คือ มวลของแข็งที่ประกอบไปด้วยแร่ชนิดเดียวกัน หรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติ เนื่องจากองค์ประกอบของเปลือกโลกส่วนใหญ่เป็นสารประกอบซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) ดังนั้นเปลือกโลกส่วนใหญ่มักเป็นแร่ตระกูล ซิลิเกต นอกจากนั้นยังมีแร่ตระกูลคาร์บอเนต เนื่องจากบรรยากาศโลกในอดีตส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำฝนได้ละลายคาร์บอนไดออกไซด์บนบรรยากาศลงมาสะสมบนพื้นดินและมหาสมุทร สิ่งมีชีวิตอาศัยคาร์บอนสร้างธาตุอาหารและร่างกาย แพลงตอนบางชนิดอาศัยซิลิกาสร้างเปลือก เมื่อตายลงทับถมกันเป็นตะกอน หินส่วนใหญ่บนเปลือกโลกจึงประกอบด้วยแร่ต่างๆ

แร่ประกอบหิน[แก้]

ตระกูลซิลิเกต
เฟลด์สปาร์ (Feldspar) เป็นกลุ่มแร่ที่มีมากกว่าร้อยละ 50 ของเปลือกโลก ซึ่งเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของหินหลายชนิดในเปลือกโลก เฟลด์สปาร์มีองค์ประกอบหลักเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกต รูปผลึกหลายชนิด เมื่อเฟลด์สปาร์ผุพังจะกลายเป็นอนุภาคดินเหนียว (Clay minerals)

ควอรตซ์ (SiO2) เป็นซิลิกาไดออกไซด์บริสุทธิ์ มีรูปผลึกทรงหกเหลี่ยมยอดแหลม มีอยู่ทั่วไปในเปลือกทวีป แต่หาได้ยากในเปลือกมหาสมุทรและแมนเทิล เมื่อควอรตซ์ผุพังจะกลายเป็นอนุภาคทราย (Sand) ควอรตซ์มีความแข็งแรงมาก ขูดแก้วเป็นรอย

ไมก้า (Mica) เป็นกลุ่มแร่ซึ่งมีรูปผลึกเป็นแผ่นบาง มีองค์ประกอบเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮดรอกไซด์ มีอยู่ทั่วไปในเปลือกทวีป ไมก้ามีโครงสร้างเช่นเดียวกับ แร่ดินเหนียว (Clay minerals) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของดิน

แอมแฟโบล (Amphibole group) มีลักษณะคล้ายเฟลด์สปาร์แต่มีสีเข้ม มีองค์ประกอบเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮดรอกไซด์ ที่มีแมกนีเซียม เหล็ก หรือ แคลเซียม เจือปนอยู่ มีอยู่แต่ในเปลือกทวีป ตัวอย่างของกลุ่มแอมฟิโบลที่พบเห็นทั่วไปคือ แร่ฮอร์นเบลนด์ ซึ่งอยู่ในหินแกรนิต

ไพร็อกซีน (Pyroxene group) มีสีเข้ม มีองค์ประกอบที่เป็นแมกนีเซียมและเหล็กซิลิเกตอยู่มาก มีลักษณะคล้ายแอมฟิโบล มีอยู่แต่ในเปลือกมหาสมุทร

โอลิวีน (Olivine) มีองค์ประกอบหลักเป็นแมกนีเซียมและเหล็กซิลิเกต มีอยู่น้อยมากบนเปลือกโลก กำเนิดจากแมนเทิลใต้เปลือกโลก

ตระกูลคาร์บอเนต

แคลไซต์ (Calcite) เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) เป็นองค์ประกอบหลักของหินปูนและหินอ่อน โดโลไมต์ (Dolomite) ซึ่งเป็นแร่คาร์บอเนตอีกประเภทหนึ่งที่มีแมงกานีสผสมอยู่ CaMg(CO3) 2 แร่คาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับกรดเป็นฟองฟู่ให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา

 

เรื่อง หิน

หิน (Rock) หมายถึง มวลของแข็งที่ประกอบขึ้นด้วยแร่ชนิดเดียวกันหรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติ แบ่งตามลักษณะการเกิดได้ 3 ชนิดใหญ่

1. หินอัคนี (Igneous Rock)
เกิดจากหินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกแทรกดันขึ้นมาแล้วตกผลึกเป็นแร่ต่างๆ และเย็นตัวลงจับตัวแน่นเป็นหินที่ผิวโลก แบ่งเป็น 2 ชนิดคือ

  • หินอัคนีแทรกซอน (Intrusive Igneous Rock) เกิดจากการเย็นตัวลงอย่างช้า ๆ ของหินหนืดใต้เปลือกโลก มีผลึกแร่ขนาดใหญ่ (>1 มิลลิเมตร) เช่นหินแกรนิต (Granite) หินไดออไรต์ (Diorite) หินแกบโบร (Gabbro)
  • หินอัคนีพุ (Extruisive Igneous Rock) หรือหินภูเขาไฟ (Volcanic Rock) เกิดจากการเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วของหินหนืดที่ดันตัวพุออกมานอกผิวโลกเป็นลาวา (Lava) ผลึกแร่มีขนาดเล็กหรือไม่เกิดผลึกเลยเช่น หินบะซอลต์ (Basalt) หินแอนดีไซต์ (Andesite) หินไรโอไลต์ (Rhyolite)

หินแกรนิต แสดงลักษณะทั่วไป และผลึกแร่ในเนื้อหิน

2. หินชั้นหรือหินตะกอน (Sedimentary Rock)
เกิดจากการทับถม และสะสมตัวของตะกอนต่างๆ ได้แก่ เศษหิน แร่ กรวด ทราย ดินที่ผุพังหรือสึกกร่อนถูกชะละลายมาจากหินเดิม โดยตัวการธรรมชาติ คือ ธารน้ำ ลม ธารน้ำแข็งหรือคลื่นในทะเล พัดพาไปทับถมและแข็งตัวเป็นหินในแอ่งสะสมตัวหินชนิดนี้แบ่งตามลักษณะเนื้อหินได้ 2 ชนิดใหญ่ ๆ คือ

หินทรายแสดงชั้นเฉียงระดับ

ชั้นหินทรายสลับชั้นหินดินดาน

หินกรวดมน

ชั้นหินปูน

ชั้นหินเชิร์ต

  • หินชั้นเนื้อประสม (Clastic Sedimentary Rock) เป็นหินชั้นที่เนื้อเดิมของตะกอน พวกกรวด ทราย เศษหินและดิน ยังคงสภาพอยู่ให้พิสูจน์ได้ เช่น หินทราย (Sandstone) หินดินดาน (Shale) หินกรวดมน (Conglomerate) เป็นต้น
  • หินเนื้อประสาน (Nonclastic Sedimentary Rock) เป็นหินที่เกิดจากการตกผลึกทางเคมี หรือจากสิ่งมีชีวิต มีเนื้อประสานกันแน่นไม่สามารถพิสูจน์สภาพเดิมได้ เช่น หินปูน (Limestone) หินเชิร์ต (Chert) เกลือหิน (Rock Salte) ถ่านหิน (Coal) เป็นต้น

3. หินแปร (Metamorphic Rock)
เกิดจากการแปรสภาพโดยการกระทำของความร้อน ความดันและปฏิกิริยาทางเคมี ทำให้เนื้อหิน แร่ประกอบหินและโครงสร้างเปลี่ยนไปจากเดิม การแปรสภาพของหินจะอยู่ในสถานะของของแข็ง ซึ่งจัดแบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ

  • การแปรสภาพบริเวณไพศาล (Regional metamorphism) เกิดเป็นบริเวณกว้างโดยมีความร้อนและความดันทำให้เกิดแร่ใหม่หรือผลึกใหม่เกิดขึ้น มีการจัดเรียงตัวของแร่ใหม่ และแสดงริ้วขนาน (Foliation) อันเนื่องมาจากแร่เดิมถูกบีบอัดจนเรียงตัวเป็นแนวหรือแถบขนานกัน เช่น หินไนส์ (Gneiss) หินชีสต์ (Schist) และหินชนวน (Slate) เป็นต้น
  • การแปรสภาพสัมผัส (Contact metamorphism) เกิดจากการแปรสภาพโดยความร้อนและปฏิกิริยาทางเคมีของสารละลายที่ขึ้นมากับหินหนืดมาสัมผัสกับหินท้องที่ ไม่มีอิทธิพลของความดันมากนัก ปฏิกิริยาทางเคมีอาจทำให้ได้แร่ใหม่บางส่วนหรือเกิดแร่ใหม่แทนที่แร่ในหินเดิม หินแปรที่เกิดขึ้นจะมีการจัดเรียงตัวของแร่ใหม่ ไม่แสดงริ้วขนาน (Nonfoliation) เช่น หินอ่อน (Marble) หินควอตไซต์ (Quartzite)

หินชนวน (Slate)

หินไนส์ (Gneiss)

หินควอตไซต์ (Quartzite)

หินอ่อน (Marble)

วัฏจักรของหิน

วัฏจักรของหิน (Rock cycle) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของหินทั้ง 3 ชนิด จากหินชนิดหนึ่งไปเป็นอีกชนิดหนึ่งหรืออาจเปลี่ยนกลับไปเป็นหินชนิดเดิมอีกก็ได้ กล่าวคือ เมื่อ หินหนืด เย็นตัวลงจะตกผลึกได้เป็น หินอัคนี เมื่อหินอัคนีผ่านกระบวนการผุพังอยู่กับที่และการกร่อนจนกลายเป็นตะกอนมีกระแสน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง หรือคลื่นในทะเล พัดพาไปสะสมตัวและเกิดการแข็งตัวกลายเป็นหิน อันเนื่องมาจากแรงบีบอัดหรือมีสารละลายเข้าไปประสานตะกอนเกิดเป็น หินชั้นขึ้น เมื่อหินชั้นได้รับความร้อนและแรงกดอัดสูงจะเกิดการแปรสภาพกลายเป็นหินแปร และหินแปรเมื่อได้รับความร้อนสูงมากจนหลอมละลาย ก็จะกลายสภาพเป็นหินหนืด ซึ่งเมื่อเย็นตัวลงก็จะตกผลึกเป็นหินอัคนีอีกครั้งหนึ่งวนเวียนเช่นนี้เรื่อยไปเป็นวัฏจักรของหิน กระบวนการเหล่านี้อาจข้ามขั้นตอนดังกล่าวได้ เช่น จากหินอัคนีไปเป็นหินแปร หรือจากหินแปรไปเป็นหินชั้น

ข้อมูลอ้างอิงhttp://www.dmr.go.th/main.php?filename=rocks

โครงสร้างของโลก

กำเนิดโลก

           เมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีมาแล้ว กลุ่มก๊าซในเอกภพบริเวณนี้ ได้รวมตัวกันเป็นหมอกเพลิงมีชื่อว่า “โซลาร์เนบิวลา” (Solar แปลว่า สุริยะ, Nebula แปลว่า หมอกเพลิง) แรงโน้มถ่วงทำให้กลุ่มก๊าซยุบตัวและหมุนตัวเป็นรูปจาน ใจกลางมีความร้อนสูงเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบฟิวชั่น กลายเป็นดาวฤกษ์ที่ชื่อว่าดวงอาทิตย์ ส่วนวัสดุที่อยู่รอบๆ มีอุณหภูมิต่ำกว่า รวมตัวเป็นกลุ่มๆ มีมวลสารและความหนาแน่นมากขึ้นเป็นชั้นๆ และกลายเป็นดาวเคราะห์ในที่สุด (ภาพที่ 1)


ภาพที่ 1 กำเนิดระบบสุริยะ

          โลกในยุคแรกเป็นของเหลวหนืดร้อน ถูกกระหน่ำชนด้วยอุกกาบาตตลอดเวลา องค์ประกอบซึ่งเป็นธาตุหนัก เช่น เหล็ก และนิเกิล จมตัวลงสู่แก่นกลางของโลก ขณะที่องค์ประกอบซึ่งเป็นธาตุเบา เช่น ซิลิกอน ลอยตัวขึ้นสู่เปลือกนอก ก๊าซต่างๆ เช่น ไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ พยายามแทรกตัวออกจากพื้นผิว ก๊าซไฮโดรเจนถูกลมสุริยะจากดวงอาทิตย์ทำลายให้แตกเป็นประจุ ส่วนหนึ่งหลุดหนีออกสู่อวกาศ อีกส่วนหนึ่งรวมตัวกับออกซิเจนกลายเป็นไอน้ำ เมื่อโลกเย็นลง เปลือกนอกตกผลึกเป็นของแข็ง ไอน้ำในอากาศควบแน่นเกิดฝน น้ำฝนได้ละลายคาร์บอนไดออกไซด์ลงมาสะสมบนพื้นผิว เกิดทะเลและมหาสมุทร สองพันล้านปีต่อมาการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ได้นำคาร์บอนไดออกไซด์มาผ่านการสังเคราะห์แสง เพื่อสร้างพลังงาน และให้ผลผลิตเป็นก๊าซออกซิเจน ก๊าซออกซิเจนที่ลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศชั้นบน แตกตัวและรวมตัวเป็นก๊าซโอโซน ซึ่งช่วยป้องกันอันตรายจากรังสีอุลตราไวโอเล็ต ทำให้สิ่งมีชีวิตมากขึ้น และปริมาณของออกซิเจนมากขึ้นอีก ออกซิเจนจึงมีบทบาทสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวโลกในเวลาต่อมา (ภาพที่ 2)



ภาพที่ 2 กำเนิดโลก

โครงสร้างภายในของโลก
โลกมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 12,756 กิโลเมตร (รัศมี 6,378 กิโลเมตร) มีมวลสาร 6 x 10^24 กิโลกรัม และมีความหนาแน่นเฉลี่ย 5,520 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (หนาแน่นกว่าน้ำ 5,520 เท่า) นักธรณีวิทยาทำการศึกษาโครงสร้างภายในของโลก โดยศึกษาการเดินทางของ “คลื่นซิสมิค” (Seismic waves) ซึ่งมี 2 ลักษณะ คือ



ภาพที่ 3 คลื่นปฐมภูมิ (P wave) และคลื่นทุติยภูมิ (S wave)

คลิก เพื่อดูภาพเคลื่อนไหว

            คลื่นปฐมภูมิ (P wave) เป็นคลื่นตามยาวที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางนั้นเกิดการเคลื่อนไหวแบบอัดขยายในแนวเดียวกับที่คลื่นส่งผ่านไป คลื่นนี้สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เป็นคลื่นที่สถานีวัดแรงสั่นสะเทือนสามารถรับได้ก่อนชนิดอื่น โดยมีความเร็วประมาณ 6 – 8 กิโลเมตร/วินาที คลื่นปฐมภูมิทำให้เกิดการอัดหรือขยายตัวของชั้นหิน ดังภาพที่ 3

 คลื่นทุติยภูมิ (S wave) เป็นคลื่นตามขวางที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวตั้งฉากกับทิศทางที่คลื่นผ่าน มีทั้งแนวตั้งและแนวนอน คลื่นชนิดนี้ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น ไม่สามารถเดินทางผ่านของเหลว คลื่นทุติยภูมิมีความเร็วประมาณ 3 – 4 กิโลเมตร/วินาที คลื่นทุติยภูมิทำให้ชั้นหินเกิดการคดโค้ง


ภาพที่ 4 การเดินทางของ P wave และ S wave ขณะเกิดแผ่นดินไหว

คลิก เพื่อดูภาพเคลื่อนไหว

          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

โครงสร้างภายในของโลกแบ่งตามองค์ประกอบทางเคมี

นักธรณีวิทยา แบ่งโครงสร้างภายในของโลกออกเป็น 3 ส่วน โดยพิจารณาจากองค์ประกอบทางเคมี ดังนี้ (ภาพที่ 5)
 เปลือกโลก (Crust) เป็นผิวโลกชั้นนอก มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นซิลิกอนไดออกไซด์ และอะลูมิเนียมออกไซด์

 แมนเทิล (Mantle) คือส่วนซึ่งอยู่อยู่ใต้เปลือกโลกลงไปจนถึงระดับความลึก 2,900 กิโลเมตร มีองค์ประกอบหลักเป็นซิลิคอนออกไซด์ แมกนีเซียมออกไซด์ และเหล็กออกไซด์

 แก่นโลก (Core) คือส่วนที่อยู่ใจกลางของโลก มีองค์ประกอบหลักเป็นเหล็ก และนิเกิล


ภาพที่ 5 องค์ประกอบทางเคมีของโครงสร้างภายในของโลก



ภาพที่ 6 โครงสร้างภายในของโลก

คลิก เพื่อดูภาพเคลื่อนไหว

โครงสร้างภายในของโลกแบ่งตามคุณสมบัติทางกายภาพ
นักธรณีวิทยา แบ่งโครงสร้างภายในของโลกออกเป็น 5 ส่วน โดยพิจารณาจากคุณสมบัติทางกายภาพ ดังนี้ (ภาพที่ 6)
 ลิโทสเฟียร์ (Lithosphere) คือ ส่วนชั้นนอกสุดของโลก ประกอบด้วย เปลือกโลกและแมนเทิลชั้นบนสุด ดังนี้
o เปลือกทวีป (Continental crust) ส่วนใหญ่เป็นหินแกรนิตมีความหนาเฉลี่ย 35 กิโลเมตร ความหนาแน่น 2.7 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
o เปลือกสมุทร (Oceanic crust) เป็นหินบะซอลต์ความหนาเฉลี่ย 5 กิโลเมตร ความหนาแน่น 3 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร (มากกว่าเปลือกทวีป)
o แมนเทิลชั้นบนสุด (Uppermost mantle) เป็นวัตถุแข็งซึ่งรองรับเปลือกทวีปและเปลือกสมุทรอยู่ลึกลงมาถึงระดับลึก 100 กิโลเมตร
 แอสทีโนสเฟียร์ (Asthenosphere) เป็นแมนเทิลชั้นบนซึ่งอยู่ใต้ลิโทสเฟียร์ลงมาจนถึงระดับ 700 กิโลเมตร เป็นวัสดุเนื้ออ่อนอุณหภูมิประมาณ 600 – 1,000ฐC เคลื่อนที่ด้วยกลไกการพาความร้อน (Convection) มีความหนาแน่นประมาณ 3.3 กรัม/เซนติเมตร
 เมโซสเฟียร์ (Mesosphere) เป็นแมนเทิลชั้นล่างซึ่งอยู่ลึกลงไปจนถึงระดับ 2,900 กิโลเมตร มีสถานะเป็นของแข็งอุณหภูมิประมาณ 1,000 – 3,500ฐC มีความหนาแน่นประมาณ 5.5 กรัม/เซนติเมตร
 แก่นชั้นนอก (Outer core) อยู่ลึกลงไปถึงระดับ 5,150 กิโลเมตร เป็นเหล็กหลอมละลายมีอุณหภูมิสูง 1,000 – 3,500ฐC เคลื่อนตัวด้วยกลไกการพาความร้อนทำให้เกิดสนามแม่เหล็กโลก มีความหนาแน่น 10 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
 แก่นชั้นใน (Inner core) เป็นเหล็กและนิเกิลในสถานะของแข็งซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 5,000 ?C ความหนาแน่น 12 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร จุดศูนย์กลางของโลกอยู่ที่ระดับลึก 6,370 กิโลเมตร

สนามแม่เหล็กโลก
แก่นโลกมีองค์ประกอบหลักเป็นเหล็ก แก่นโลกชั้นใน (Inner core) มีความกดดันสูงจึงมีสถานะเป็นของแข็ง ส่วนแก่นชั้นนอก (Outer core) มีความกดดันน้อยกว่าจึงมีสถานะเป็นของเหลวหนืด แก่นชั้นในมีอุณหภูมิสูงกว่าแก่นชั้นนอก พลังงานความร้อนจากแก่นชั้นใน จึงถ่ายเทขึ้นสู่แก่นชั้นนอกด้วยการพาความร้อน (Convection) เหล็กหลอมละลายเคลื่อนที่หมุนวนอย่างช้าๆ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า และเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็กโลก (The Earth’s magnetic field)


ภาพที่ 7 แกนแม่เหล็กโลก

คลิก เพื่อดูภาพเคลื่อนไหว

          อย่างไรก็ตามแกนแม่เหล็กโลกและแกนหมุนของโลกมิใช่แกนเดียวกัน แกนแม่เหล็กโลกมีขั้วเหนืออยู่ทางด้านใต้ และมีแกนใต้อยู่ทางด้านเหนือ แกนแม่เหล็กโลกเอียงทำมุมกับแกนเหนือ-ใต้ทางภูมิศาสตร์ (แกนหมุนของโลก) 12 องศา ดังภาพที่ 7


ภาพที่ 8 สนามแม่เหล็กโลก

          สนามแม่เหล็กโลกก็มิใช่เป็นรูปทรงกลม (ภาพที่ 8) อิทธิพลของลมสุริยะทำให้ด้านที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มีความกว้างน้อยกว่าด้านตรงข้ามดวงอาทิตย์ สนามแม่เหล็กโลกไม่ใช่สิ่งคงที่ แต่มีการเปลี่ยนแปลงความเข้มและสลับขั้วเหนือ-ใต้ ทุกๆ หนึ่งหมื่นปี ในปัจจุบันสนามแม่เหล็กโลกอยู่ในช่วงที่มีกำลังอ่อน สนามแม่เหล็กโลกเป็นสิ่งที่จำเป็นที่เอื้ออำนวยในการดำรงชีวิต หากปราศจากสนามแม่เหล็กโลกแล้ว อนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์และอวกาศ จะพุ่งชนพื้นผิวโลก ทำให้สิ่งมีชีวิตไม่สามารถดำรงอยู่ได้ (ดูรายละเอียดเพิ่มเติมในบทที่ 3 พลังงานจากดวงอาทิตย์)

เกร็ดความรู้: ทิศเหนือที่อ่านได้จากเข็มทิศแม่เหล็ก อาจจะไม่ตรงกับทิศเหนือจริง ด้วยเหตุผล 2 ประการคือ
 ขั้วแม่เหล็กโลก และขั้วโลก มิใช่จุดเดียวกัน
 ในบางพื้นที่ของโลก เส้นแรงแม่เหล็กมีความเบี่ยงเบน (Magnetic deviation) มิได้ขนานกับเส้นลองจิจูด (เส้นแวง) ทางภูมิศาสตร์ แต่โชคดีที่บริเวณประเทศไทยมีค่าความเบี่ยงเบน = 0 ดังนั้นจึงถือว่า ทิศเหนือแม่เหล็กเป็นทิศเหนือจริงได้

โลกของเรา

โลกของเรา

1.ส่วนประกอบของโลก

โลกของเรามีรูปร่างเป็นทรงกลม มีเส้นผ่านศูนย์กลางจากขั้วโลกเหนือถึงขั้วโลกใต้ยาว 12711 กิโลเมตร และสั้นกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางในแนวเส้นศูนย์สูตรซึ่งมีค่าประมาณ 12755 กิโลเมตร ขณะที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์นั้น แกนของโลกจะเอียงทำมุมประมาณ 23.5 องศา กับเส้นที่ตั้งฉากกับระนาบการโคจรของโลก ทำให้เกิดฤดูกาลต่างๆ
1.1 โครงสร้างของโลก
โครงสร้างของโลก แบ่งออกเป็น 3 ชั้นดังนี้
1.เปลือกโลก (crust) เป็นชั้นนอกสุด มีความหนาน้อยที่สุด ประมาณ 70 กิโลเมตร ประกอบด้วย แผ่นดินประมาณ 1 ส่วนใน 4 ส่วน และพื้น้ำประมาณ 3 ส่วน แบ่งเป็น 2 ชั้น ดังนี้
1.1 เปลือกโลกส่วนบน เป็นส่วนนอกสุด ประกอบด้วยชั้นดินและกลุ่มไซอัล (sial) ซึ่งส่วนใหญ่มีองค์ประกอบเป็นซิลิกา และอลูมินา
1.2 เปลือกโลกส่วนล่าง เป็นส่วนที่เป็นมหาสมุทร ประกอบด้วย หินที่เป็นเบสปานกลางหรือไซมา ซึ่งมีองค์ประกอบเป็นซิลิกา และ แมกนิเซียม
2.เนื้อโลก (mantle) เป็นชั้นของโลกที่อยู่ลึกถัดจากชั้นเปลือกโลก ประกอบด้วย หินและแร่ธาตุหลายชนิด มีอุณหภูมิประมาณ 2000-3700  ํc มีความหนาประมาณ 3000 กิโลเมตร
3. แกนโลก (core) อยู่ชั้นในสุดหรือเป็นแก่นกลางของโลก แบ่งเป็น 2 ชั้น คือ แก่นโลกชั้นนอก เป็นชั้นของเหลวที่ร้อนจัด และแก่นโลกชั้นใน เป็นชั้นของแข็ง ประกอบด้วยธาตุเหล็ก และนิกเกิล แก่นโลกมีความหนามากประมาณ 3440 กม. มีอุณหภูมิสูงประมาณ 4300-6400  ํc
1.2 การกร่อนของชั้น
การกร่อน เป็นกระบวนการที่ทำให้สารที่เป็นองค์ประกอบของชั้นหินหลุดออกหรือสลายตัว เช่น กระแสน้ำจะกัดเซาะชั้นหินให้พังทลายเป็นชิ้นเล็กชิ้น้อย พัดพาให้เคลื่อนที่ไปตามทางน้ำไหล เมื่อฝนตกน้ำฝนไหลบ่าลงสู่ที่ต่ำตามแรงโน้มถ่วงของโลกเกิดการกัดเซาะผิวหน้าดิน แล้วพััดพาไปทับถมภูมิประเทศที่มีพื้นที่ต่ำกว่า สาเหตุที่ทำให้เกิดการกร่อนมีดังนี้
1.การกร่อนของเปลือกโลกเนื่องจากกระแสน้ำ การกัดเซาะของกระแมน้ำเกิดบริเวณริมฝั่งแม่น้ำ ลำคลอง ลำธาร เกิดการเปลี่ยนแปลงไปอย่างช้าๆ ซึ่งมีผลทำให้เปลือกโลกเกิดการเปลี่ยนแปลง
2.การกร่อนของเปลือกโลกเนื่องจากปฏิกิริยาเคมี เกิดจากน้ำฝนละลายแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ออกไซด์ของไนโตรเจน แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในอากาศ ทำให้เกิดฝนกรดไปกัดกร่อนเปลือกโลกให้ผุพัง

แหล่งน้ำ

แหล่งน้ำ

บนโลกเรามีพื้นน้ำอยู่ถึง 70% ของโลก ส่วนใหญ่เป็นน้ำทะเลและมหาสมุทร ซึ่งเป็นน้ำเค็มที่มนุษย์ใช้ดื่มกินไม่ได้ 95% อีกส่วนเป็นน้ำแข็งขั้วโลก ดังนั้นจะเหลือแหล่งน้ำจืดทั่วโลกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 แหล่ง คือ

  • แหล่งน้ำในบรรยากาศ ได้แก่ เมฆ หมอก ที่เป็นสถานะของแข็ง น้ำฝน น้ำค้าง ที่เป็นสถานะของเหลว และหิมะ ลูกเห็บ ที่เป็นสถานะของแข็ง
  • แหล่งน้ำผิวดิน คือน้ำในบรรยากาศที่กลั่นตัวเป็นหยดน้ำและตกลงมา แล้วไหลลงมาขังตามแอ่งที่ต่ำ เช่น แม่น้ำ ทะเลสาบ ลำธาร
  • แหล่งน้ำใต้ดินเป็นน้ำที่ไหลซึมผ่านชั้นดินและหินลงไปสะสมตัวอยู่ตามรอยแตกหรือรอยแยกของชั้นหิน หรือระหว่างชั้นกรวดหรือทราย เมื่อมีน้ำปริมาณมาก เราสามารถเจาะบ่อน้ำและสูบเอาน้ำขึ้นมาใช้ได้ ซึ่งเรียกว่า “ชั้นน้ำบาดาล”
  • แหล่งน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้น เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ กัน เช่น ผลิตกระแสไฟฟ้า น้ำกินน้ำใช้ ทำการเกษตร ป้องกันอุทกภัย เช่น บ่อน้ำ อ่างเก็บน้ำ เขื่อน

วัฏจักรของน้ำ

วัฏจักรของน้ำคือการหมุนเวียนของน้ำที่อยู่ในโลกนั่นเอง แบ่งออกเป็น 2 แบบคือ

  • วัฏจักรที่ไม่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต เป็นวัฏจักรที่ไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อม โดยเริ่มจากน้ำในแหล่งน้ำได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์ ก็จะระเหยกลายเป็นไอลอยขึ้นไปในบรรยากาศ เมื่อได้รับความเย็นก็จะกลั่นตัวตกลงมาเป็นน้ำฝน แล้วน้ำก็ไหลรวมกันสู่แหล่งน้ำต่อไป

  • วัฏจักรที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต เริ่มจากน้ำที่ได้จากกิจกรรมต่างๆของสิ่งมีชีวิต เช่น การคายน้ำของพืช การหายใจของสัตว์ การขับถ่ายของสิ่งมีชีวิต ซึ่งน้ำที่ได้จากสิ่งมีชีวิตจะระเหยกลายเป็นไอ ลอยตัวอยู่ในบรรยากาศ แล้วกควบแน่นเป็นหยดน้ำตกลงมาเป็นน้ำฝน หมุนเวียนกลับคืนสู่พื้นน้ำ พื้นดิน และสิ่งมีชีวิตต่อไป
1 2 3 27