บทที่4

                                   ธรณีประวัติ

ธรณีประวัติ

ตั้งแต่โลกเริ่มเย็นตัวลงเมื่อ 4,600 ล้านปีที่แล้วมีการเปลี่ยนเกิดขึ้นเรื่อยมาจนทำให้โลกมีสภาพเช่นปัจจุบันการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวมีผลทำให้บริเวณที่เคยเป็นทะเลบางแห่งกลายเป็ภูเขา ภูเขาบางลูกถูกกัดเซาะเป็นที่ราบ นอกจากนั้นยังมีผลถึงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตซึ่งมีทั้งการดำรงอยู่การเกิดใหม่ การกลายพันธุ์และการสูญพันธุ์ของพืชและสัตว์ต่างๆของโลก การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นทั้งแบบค่อยเป็นค่อยไปและแบบฉับพลันที่เกิดจากแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิดและแผ่นดินถล่ม เป็นต้น สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นข้อมูลที่บอกกล่าวความเป็นมาเกี่ยวกับสภาพและเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอดีตของโลก อาจเรียกว่าเป็นประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลกซึ่งเราสามารถสืบค้นประวัติเหล่านี้จากหลักฐานและร่องรอยต่างๆ ที่ปรากฏอยู่บนหินหรือบนแผ่นธรณีภาคของโลกข้อมูลทางธรณีวิทยาที่สามารถอธิบายความเป็นมาของพื้นที่ในอดีตได้แก่ อายุทางธรณีวิทยา ซากดึกดำบรรพ์โครงสร้างและการลำดับชั้นหิน เป็นต้น

อายุทางธรณีวิทยา

อายุเปรียบเทียบ (Realative age) เป็นอายุหินเปรียบเทียบซึ่งบอกว่าหินชุดใดมีอายุมากหรือน้อยกว่ากัน อายุเปรียบเทียบหาได้โดยอาศัยข้อมูลจากซากดึกดำบรรพ์ที่ทราบอายุ ลักษณะการลำดับของชั้นหินต่าง ๆ และลักษณะโครงสร้างธรณีวิทยาของหิน แล้วนำมาเปรียบเทียบกับช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่เรียกว่า ธรณีกาล (Geologic time) ก็จะสามารถบอกอายุของหินที่เราศึกษาได้ว่าเป็นหินในยุคไหน หรือมีช่วงอายุเป็นเท่าใด
อายุสัมบูรณ์ (absolute age) เป็นอายุของหินหรือซากดึกดำบรรพ์ที่สามารถบอกเป็นจำนวนปีที่ค่อนข้างแน่นอน การหาอายุสัมบูรณ์ใช้วิธีคำนวณจากครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสีที่มีอยู่ในหินหรือซากดึกดำบรรพ์ที่ต้องการศึกษาธาตุกัมมันตรังสีที่นิยมนำมาหาอายุสัมบูรณ์ได้แก่ ธาตุคาร์บอน-14 ธาตุโพแทสเซียม-40 ธาตุเรเดียม-226 และธาตุยูเรเนียม-238 เป็นต้น การหาอายุสัมบูรณ์มักใช้กับหินที่มีอายุมากเป็นแสนหรือล้านปี

ซากดึกดำบรรพ์

ซากดึกดำบรรพ์ดัชนี (Index fossil) เป็นซากดึกดำบรรพ์ที่บอกอายุได้แน่นอน เนื่องจากเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่มีวิวัฒนาการทางโครงสร้างและรูปร่างอย่างรวดเร็ว มีความแตกต่างกันแต่ละช่วงอายุอย่างเด่นชัด และปรากฏให้เห็นเพียงช่วงอายุหนึ่งแล้วก็สูญพันธุ์ไป

การลำดับชั้นหิน

โลกเมื่อกำเนิดขึ้นมาแล้วก็มีการเปลี่ยนแปลงไปตามกระบวนการและปรากฏการณ์ต่าง ๆ ทางธรณีวิทยา การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทำให้หินที่ปรากฏอยู่บนเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงทั้งรูปแบบและตำแหน่งที่ตั้ง
จากหลักการพื้นฐานทางธรณีวิทยาที่เสนอว่า“ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่เกิดขึ้นในปัจจุบันล้วนเคยเกิดขึ้นมาแล้วในอดีต” หรืออาจจะสรุปเป็นคำกล่าวสั้น ๆ ว่า “ปัจจุบันคือกุญแจไขไปสู่อดีต”
ในสภาพปกติชั้นหินตะกอนที่อยู่ข้างล่างจะสะสมตัวก่อน มีอายุมากกว่าชั้นหินตะกอนที่วางทับอยู่ชั้นบนขึ้นมาหินดินดานเป็นหินที่มีอายุมากที่สุด หินปูนเกิดสะสมก่อนหินกรวดมนและหินทรายมีอายุน้อยที่สุด
ต่อมาเมื่อเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงอาจเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค แผ่นดินไหว หรือภูเขาไฟระเบิด ทำให้ชั้นหินที่อยู่ในแนวราบเกิดเอียงเทไป ซึ่งในปัจจุบันเรามักจะพบชั้นหินที่มีการเอียงเทเสมอ
รอยคดโค้ง รอยชั้นไม่ต่อเนื่องที่เกิดขึ้นในหินมีความสำคัญต่อการลำดับชั้นหินตะกอน แต่ในกรณีที่ไม่มีชั้นหินและซากดึกดำบรรพ์ปรากฏให้เห็นจะต้องนำโครงสร้างทางธรณีที่เกิดขึ้นในหินทุกชนิดที่เกิดร่วมกันมาพิจารณาหาความสัมพันธ์
นอกจากนั้นรอยเลื่อนรูปแบบต่าง ๆ ที่ปรากฏอยู่ในหิน ทำให้ชั้นหินเอียงเทและเคลื่อนออกจากตำแหน่งเดิม ก็สามารถที่จะนำมาใช้เป็นหลักฐานในการลำดับชั้นหินได้
การศึกษาธรณีประวัตินอกจากจะทำให้เรารู้ความเป็นมาของแผ่นดินที่เราอาศัยอยู่แล้วผลจากการศึกษาซากดึกดำบรรพ์ และการลำดับชั้นหินให้เป็นหมวดหมู่ตามอายุของซากนั้น ทำให้สามารถจำกัดขอบเขตของหินได้ชัดเจนขึ้นซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการนำข้อมูลเหล่านี้ไปใช้ในการวางแผนพัฒนาและใช้ประโยชน์จากพื้นที่ให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมและยังใช้ในการสำรวจหาทรัพยากรธรณี ทั้งนี้เพราะหินแต่ละช่วงอายุเกิดในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันและมีทรัพยากรธรรมชาติต่างกันไปด้วย 

ความสำคัญของการศึกษาธรณีประวัติ

1. ทำให้ผู้เรียนสามารถรู้ถึงประวัติความเป็นมาของผืนแผ่นดินที่เราอาศัยอยู่
2. สามารถจำกัดขอบเขตของหินให้ชัดเจนขึ้น ซึ่งได้จากการศึกษาซากดึกดำบรรพ์และการลำดับชั้นหินให้เป็นหมวดหมู่ตามอายุของซากดึกดำบรรพ์ จากการจำกัดขอบเขตของหินนี้มีประโยชน์ในการไปใช้วางแผนพัฒนาพื้นที่
3. การศึกษาธรณีประวัติจะทำให้ใช้ประโยชน์จากพื้นที่ให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม
4. ช่วยในการสำรวจหาทรัพยากรธรณี ทั้งนี้เพราะหินแต่ละช่วงอายุเกิดในสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมือนกันและมีทรัพยากรธรรมชาติที่แตกต่างกัน

วัฎจักรของหิน

วัฏจักรของหิน (Rock cycle) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของหินทั้ง 3 ชนิด จากหินชนิดหนึ่งไปเป็นอีกชนิดหนึ่งหรืออาจเปลี่ยนกลับไปเป็นหินชนิดเดิมอีก ก็ได้ กล่าวคือ เมื่อ หินหนืดเย็นตัวลงจะตกผลึกได้เป็นหินอัคนี เมื่อหินอัคนีผ่านกระบวนการผุพังอยู่กับที่และการกร่อนจนกลายเป็นตะกอนมี กระแสน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง หรือคลื่นในทะเล พัดพาไปสะสมตัวและเกิดการแข็งตัวกลายเป็นหิน อันเนื่องมาจากแรงบีบอัดหรือมีสารละลายเข้าไปประสานตะกอนเกิดเป็น หินชั้นขึ้น เมื่อหินชั้นได้รับความร้อนและแรงกดอัดสูงจะเกิดการแปรสภาพกลายเป็นหินแปร และหินแปรเมื่อได้รับความร้อนสูงมากจนหลอมละลาย ก็จะกลายสภาพเป็นหินหนืด ซึ่งเมื่อเย็นตัวลงก็จะตกผลึกเป็นหินอัคนีอีกครั้งหนึ่งวนเวียนเช่นนี้เรื่อยไป
อายุเปรียบเทียบ (Realative age) เป็นอายุหินเปรียบเทียบซึ่งบอกว่าหินชุดใดมีอายุมากหรือน้อยกว่ากัน อายุเปรียบเทียบหาได้โดยอาศัยข้อมูลจากซากดึกดำบรรพ์ที่ทราบอายุ ลักษณะการลำดับของชั้นหินต่าง ๆ และลักษณะโครงสร้างธรณีวิทยาของหิน แล้วนำมาเปรียบเทียบกับช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่เรียกว่า ธรณีกาล (Geologic time) ก็จะสามารถบอกอายุของหินที่เราศึกษาได้ว่าเป็นหินในยุคไหน หรือมีช่วงอายุเป็นเท่าใด
อายุสัมบูรณ์ (absolute age) เป็นอายุของหินหรือซากดึกดำบรรพ์ที่สามารถบอกเป็นจำนวนปีที่ค่อนข้างแน่นอน การหาอายุสัมบูรณ์ใช้วิธีคำนวณจากครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสีที่มีอยู่ในหินหรือซากดึกดำบรรพ์ที่ต้องการศึกษาธาตุกัมมันตรังสีที่นิยมนำมาหาอายุสัมบูรณ์ได้แก่ ธาตุคาร์บอน-14 ธาตุโพแทสเซียม-40 ธาตุเรเดียม-226 และธาตุยูเรเนียม-238 เป็นต้น การหาอายุสัมบูรณ์มักใช้กับหินที่มีอายุมากเป็นแสนหรือล้านปี

ซากดึกดำบรรพ์

ซากดึกดำบรรพ์ คือ ซากและร่องรอยของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ที่เคยอาศัยอยู่ในบริเวณนั้นเมื่อตายลงซากก็จะถูกทับถมและฝังตัวอยู่ในชั้นหินตะกอน นักธรณีวิทยาใช้ซากดึกดำบรรพ์เป็นหลักฐานบอกกล่าวถึงประวัติความเป็นมาของพื้นที่ต่าง ๆ ซึ่งสามารถบอกถึงสภาพแวดล้อมในอดีตว่าเป็นบนบกหรือในทะเล เป็นต้น นอกจากนั้นซากดึกดำบรรพ์ยังสามารถบอกช่วงอายุของหินชนิดอื่นที่อยู่ร่วมกับหินตะกอนเหล่านั้นได้ด้วย
ซากดึกดำบรรพ์ดัชนี (Index fossil) เป็นซากดึกดำบรรพ์ที่บอกอายุได้แน่นอน เนื่องจากเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่มีวิวัฒนาการทางโครงสร้างและรูปร่างอย่างรวดเร็ว มีความแตกต่างกันแต่ละช่วงอายุอย่างเด่นชัด และปรากฏให้เห็นเพียงช่วงอายุหนึ่งแล้วก็สูญพันธุ์ไป
ซากดึกดำบรรพ์ส่วนใหญ่จะพบอยู่ในหินตะกอน ลักษณะที่ปรากฏเป็นซากซึ่งเดิมจะเป็นโครงร่างส่วนที่แข็งของสิ่งมีชีวิตนั้นโดยทั่วไปพืชและสัตว์จะเปลี่ยนสภาพเป็นซากดึกดำบรรพ์ได้ต้องมีโครงร่างที่แข็งเพราะสารละลายของแร่ต่างๆได้แก่ แคลไซต์ โดโลไมต์ซิลิกา และสารประกอบเหล็กบางชนิด เช่น ฮีมาไทต์แทรกซึมประสานเข้าไปในช่องว่างของซากสิ่งมีชีวิตนั้นได้ ทำให้ซากสิ่งมีชีวิตนั้นทนทานต่อการผุพังกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่ยังคงสภาพเกือบเหมือนเดิมและถูกฝังในชั้นหินตะกอนทันทีเพราะการฝังกลบอย่างรวดเร็วทำให้ซากสิ่งมีชีวิตสามารถชะลอการสลายตัวซึ่งวัสดุที่ฝังกลบซากขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและการดำเนินชีวิตของสิ่งมีชีวิตนั้น

การลำดับชั้นหิน

โลกเมื่อกำเนิดขึ้นมาแล้วก็มีการเปลี่ยนแปลงไปตามกระบวนการและปรากฏการณ์ต่าง ๆ ทางธรณีวิทยา การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทำให้หินที่ปรากฏอยู่บนเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงทั้งรูปแบบและตำแหน่งที่ตั้ง
จากหลักการพื้นฐานทางธรณีวิทยาที่เสนอว่า“ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่เกิดขึ้นในปัจจุบันล้วนเคยเกิดขึ้นมาแล้วในอดีต” หรืออาจจะสรุปเป็นคำกล่าวสั้น ๆ ว่า “ปัจจุบันคือกุญแจไขไปสู่อดีต”
ในสภาพปกติชั้นหินตะกอนที่อยู่ข้างล่างจะสะสมตัวก่อน มีอายุมากกว่าชั้นหินตะกอนที่วางทับอยู่ชั้นบนขึ้นมาหินดินดานเป็นหินที่มีอายุมากที่สุด หินปูนเกิดสะสมก่อนหินกรวดมนและหินทรายมีอายุน้อยที่สุด
ต่อมาเมื่อเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงอาจเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค แผ่นดินไหว หรือภูเขาไฟระเบิด ทำให้ชั้นหินที่อยู่ในแนวราบเกิดเอียงเทไป ซึ่งในปัจจุบันเรามักจะพบชั้นหินที่มีการเอียงเทเสมอ
รอยคดโค้ง รอยชั้นไม่ต่อเนื่องที่เกิดขึ้นในหินมีความสำคัญต่อการลำดับชั้นหินตะกอน แต่ในกรณีที่ไม่มีชั้นหินและซากดึกดำบรรพ์ปรากฏให้เห็นจะต้องนำโครงสร้างทางธรณีที่เกิดขึ้นในหินทุกชนิดที่เกิดร่วมกันมาพิจารณาหาความสัมพันธ์
นอกจากนั้นรอยเลื่อนรูปแบบต่าง ๆ ที่ปรากฏอยู่ในหิน ทำให้ชั้นหินเอียงเทและเคลื่อนออกจากตำแหน่งเดิม ก็สามารถที่จะนำมาใช้เป็นหลักฐานในการลำดับชั้นหินได้
การศึกษาธรณีประวัตินอกจากจะทำให้เรารู้ความเป็นมาของแผ่นดินที่เราอาศัยอยู่แล้วผลจากการศึกษาซากดึกดำบรรพ์ และการลำดับชั้นหินให้เป็นหมวดหมู่ตามอายุของซากนั้น ทำให้สามารถจำกัดขอบเขตของหินได้ชัดเจนขึ้นซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการนำข้อมูลเหล่านี้ไปใช้ในการวางแผนพัฒนาและใช้ประโยชน์จากพื้นที่ให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมและยังใช้ในการสำรวจหาทรัพยากรธรณี ทั้งนี้เพราะหินแต่ละช่วงอายุเกิดในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันและมีทรัพยากรธรรมชาติต่างกันไปด้วย 

ความสำคัญของการศึกษาธรณีประวัติ

1. ทำให้ผู้เรียนสามารถรู้ถึงประวัติความเป็นมาของผืนแผ่นดินที่เราอาศัยอยู่
2. สามารถจำกัดขอบเขตของหินให้ชัดเจนขึ้น ซึ่งได้จากการศึกษาซากดึกดำบรรพ์และการลำดับชั้นหินให้เป็นหมวดหมู่ตามอายุของซากดึกดำบรรพ์ จากการจำกัดขอบเขตของหินนี้มีประโยชน์ในการไปใช้วางแผนพัฒนาพื้นที่
3. การศึกษาธรณีประวัติจะทำให้ใช้ประโยชน์จากพื้นที่ให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม
4. ช่วยในการสำรวจหาทรัพยากรธรณี ทั้งนี้เพราะหินแต่ละช่วงอายุเกิดในสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมือนกันและมีทรัพยากรธรรมชาติที่แตกต่างกัน

วัฎจักรของหิน วัฏจักรของหิน (Rock cycle) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของหินทั้ง 3 ชนิด จากหินชนิดหนึ่งไปเป็นอีกชนิดหนึ่งหรืออาจเปลี่ยนกลับไปเป็นหินชนิดเดิมอีก ก็ได้ กล่าวคือ เมื่อ หินหนืดเย็นตัวลงจะตกผลึกได้เป็นหินอัคนี เมื่อหินอัคนีผ่านกระบวนการผุพังอยู่กับที่และการกร่อนจนกลายเป็นตะกอนมี กระแสน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง หรือคลื่นในทะเล พัดพาไปสะสมตัวและเกิดการแข็งตัวกลายเป็นหิน อันเนื่องมาจากแรงบีบอัดหรือมีสารละลายเข้าไปประสานตะกอนเกิดเป็น หินชั้นขึ้น เมื่อหินชั้นได้รับความร้อนและแรงกดอัดสูงจะเกิดการแปรสภาพกลายเป็นหินแปร และหินแปรเมื่อได้รับความร้อนสูงมากจนหลอมละลาย ก็จะกลายสภาพเป็นหินหนืด ซึ่งเมื่อเย็นตัวลงก็จะตกผลึกเป็นหินอัคนีอีกครั้งหนึ่งวนเวียนเช่นนี้เรื่อยไป

โดยทั่วไปอายุทางธรณีวิทยาแบ่งเป็น 2 แบบ คือ อายุเทียบสัมพันธ์และอายุสัมบูรณ์ซึ่งมีวิธีการศึกษาแตกต่างกัน

ซากดึกดำบรรพ์ คือ ซากและร่องรอยของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ที่เคยอาศัยอยู่ในบริเวณนั้นเมื่อตายลงซากก็จะถูกทับถมและฝังตัวอยู่ในชั้นหินตะกอน นักธรณีวิทยาใช้ซากดึกดำบรรพ์เป็นหลักฐานบอกกล่าวถึงประวัติความเป็นมาของพื้นที่ต่าง ๆ ซึ่งสามารถบอกถึงสภาพแวดล้อมในอดีตว่าเป็นบนบกหรือในทะเล เป็นต้น นอกจากนั้นซากดึกดำบรรพ์ยังสามารถบอกช่วงอายุของหินชนิดอื่นที่อยู่ร่วมกับหินตะกอนเหล่านั้นได้ด้วย

ซากดึกดำบรรพ์ส่วนใหญ่จะพบอยู่ในหินตะกอน ลักษณะที่ปรากฏเป็นซากซึ่งเดิมจะเป็นโครงร่างส่วนที่แข็งของสิ่งมีชีวิตนั้นโดยทั่วไปพืชและสัตว์จะเปลี่ยนสภาพเป็นซากดึกดำบรรพ์ได้ต้องมีโครงร่างที่แข็งเพราะสารละลายของแร่ต่างๆได้แก่ แคลไซต์ โดโลไมต์ซิลิกา และสารประกอบเหล็กบางชนิด เช่น ฮีมาไทต์แทรกซึมประสานเข้าไปในช่องว่างของซากสิ่งมีชีวิตนั้นได้ ทำให้ซากสิ่งมีชีวิตนั้นทนทานต่อการผุพังกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่ยังคงสภาพเกือบเหมือนเดิมและถูกฝังในชั้นหินตะกอนทันทีเพราะการฝังกลบอย่างรวดเร็วทำให้ซากสิ่งมีชีวิตสามารถชะลอการสลายตัวซึ่งวัสดุที่ฝังกลบซากขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและการดำเนินชีวิตของสิ่งมีชีวิตนั้น

บทที่3

                                       ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา 

 แผ่นดินไหว    

แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่เกิดจากการที่โลกเคลื่อนไหวผิดปกติในทันทีทันใด ซึ่งมีทั้งการเคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อยที่ทำให้พื้นดินสั่นไหวพอรู้สึกได้ จนถึงการเคลื่อนที่อย่างรุนแรงที่ทำให้เกิดอันตรายต่อบ้านเรือนและชีวิตของมนุษย์ จากข้อมูลการเกิดแผ่นดินไหวในแต่ละปีพบว่า ในปีหนึ่งๆ      มีแผ่นดินไหวเกิดขึ้นทั่วโลกเฉลี่ยถึง 150,000 ครั้ง หรือวันละ 400 ครั้ง

1. สาเหตุการเกิดแผ่นดินไหว การเกิดแผ่นดินไหวเกิดจากการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกซึ่งประกอบด้วย ชั้นดินและหิน เมื่อเกิดแผ่นดินไหวชั้นดินและหินจะเกิดการเปลี่ยนแปลง เป็นผลทำให้เกิดความเสียหายต่อสภาพภูมิศาสตร์ของเปลือกโลกได้ โดยปกติเมื่อมีแรงมากด ดัน หรือดึงวัตถุใดๆ วัตถุจะพยายามต้านการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นโดยสะสมพลังงานในรูปของพลังงานศักย์ จนกระทั่งแรงที่มากระทำมีขนาดมากกว่าที่วัตถุจะต้านไว้ได้ วัตถุนั้นจะเปลี่ยนแปลง รูปร่าง การเกิดแผ่นดินไหวก็เช่นกัน เมื่อมีการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกตามแนวรอยต่อของแผ่นธรณีภาค ทำให้ชั้นหินขนาดใหญ่แตกหักหรือเลื่อนตัว จนเกิดการถ่ายโอนพลังงานศักย์อย่างรวดเร็วให้กับชั้นหินที่อยู่ติดกันในรูปของคลื่นไหวสะเทือน ซึ่งจะแผ่กระจายจากจุดกำเนิดไปทุกทิศทุกทาง และสามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างๆ ภายในโลกขึ้นมาบนผิวโลกได้ ตำแหน่งที่เป็นจุดกำเนิดการไหวสะเทือนของแผ่นดิน หรือเกิดแผ่นดินไหวเรียกว่า ศูนย์เกิดแผ่นดินไหว (focus) ซึ่งอาจเกิดได้หลายๆ จุดในพื้นที่ตามแนวรอยเลื่อน ศูนย์เกิดแผ่นดินไหวจะอยู่ใต้เปลือกโลกที่ระดับความลึกต่างๆ กัน

การเคลื่อนที่ของคลื่นไหวสะเทือนจากแผ่นดินไหวเริ่มต้นที่ศูนย์เกิดแผ่นดินไหว  

ซึ่งหินมีการเคลื่อนที่ตามแนวรอยเลื่อนอย่างฉับพลัน  ศูนย์เกิดแผ่นดินไหวที่ลึกที่สุดเท่าที่วัดได้อยู่ที่ระดับ 696 กิโลเมตรใต้พื้นโลก ตำแหน่งบนผิวโลกที่อยู่เหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหวเรียกว่า จุดเหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหว (epicenter) แผ่นดินไหวนอกจากจะเกิดจากการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกแล้ว ยังอาจเกิดจากสาเหตุอื่นๆ อีก ทั้งจากธรรมชาติเองและอาจเกิดจากการกระทำของมนุษย์ 

2. คลื่นไหวสะเทือน เมื่อเกิดแผ่นดินไหว พลังงานที่ถูกปลดปล่อยจะอยู่ในรูปของคลื่นไหวสะเทือน ซึ่งมี 2 ชนิด คือ คลื่นในตัวกลางและคลื่นพื้นผิว

2.1 คลื่นในตัวกลาง (body wave) เป็นคลื่นที่เคลื่อนแผ่กระจายเป็นวงรอบๆ ศูนย์เกิดแผ่นดินไหว และเดินทางอยู่ในตัวกลางที่มีเนื้อชนิดเดียวกันตลอด คลื่นในตัวกลางแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ คลื่นปฐมภูมิ และคลื่นทุติยภูมิ รูปแสดงคลื่นในตัวกลาง

1) คลื่นปฐมภูมิ (primary wave หรือ P wave) เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 427 กิโลเมตร/วินาที เป็นคลื่นตามยาว เมื่อเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางซึ่งเป็นชั้นหิน จะทำให้หินถูกอัดและขยายสลับกันไปในทิศทางเดียวกับทิศทางของคลื่น คลื่นปฐมภูมิสามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีสถานะเป็นได้ทั้งของแข็ง ของเหลว และแก๊ส

2) คลื่นทุติยภูมิ (secondary wave หรือ S wave) เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 225 กิโลเมตร/วินาที เป็นคลื่นตามขวาง เมื่อเคลื่อนที่ผ่านชั้นหินทำให้ชั้นหินสั่นในทิศทางที่ตั้งฉากกับแนวทางการเคลื่อนที่ของคลื่น คลื่นทุติยภูมิสามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น ไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของเหลวได้
2.2 คลื่นพื้นผิว (surface wave) เป็นคลื่นที่เคลื่อนแผ่กระจายออกไปจากจุดเหนือศูนย์เกิด แผ่นดินไหว เคลื่อนที่ผ่านไปตามแนวพื้นผิวโลก และเคลื่อนที่ผ่านระหว่างตัวกลางที่ต่างกัน คลื่นพื้นผิวเป็น ผลรวมของคลื่นที่เกิดจากการสั่นสะเทือน 2 ชนิด คือ

1) คลื่นตามขวาง (love wave หรือ L wave) เกิดจากการสั่นสะเทือนของพื้นผิวโลกในแนวขวางคล้ายกับการเลื้อยของงู จึงไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของเหลว เช่น ทะเลสาบ มหาสมุทร เป็นต้น แต่สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็งได้ เช่น หิน ดิน เป็นต้น

2) คลื่นพื้นผิว (ray leigh wave หรือ R wave) ที่คล้ายกับคลื่นน้ำ ทำให้พื้นผิวเคลื่อนที่ขึ้นลงคล้ายกับน้ำในมหาสมุทร ระหว่างการเกิดแผ่นดินไหวอย่างรุนแรง พื้นผิวโลกจะเคลื่อนที่ทั้งแบบขึ้นลง และขยับตัวในแนวขวางไปพร้อมๆ กัน ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่ส่งผลต่อรากฐานอาคาร ระบบท่อระบายน้ำและสิ่งปฏิกูล รวมทั้งท่อสายไฟ สายโทรศัพท์ และท่อต่างๆ ใต้ดินได้รับความเสียหาย โดยทั่วไปคลื่นไหวสะเทือนจะมีอัตราเร็วและความสามารถในการเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางแต่ละชนิดได้แตกต่างกัน ขึ้นกับความยืดหยุ่นและความหนาแน่นของวัสดุตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่าน ดังนั้นถ้ามีข้อมูล ดังกล่าวเราสามารถรู้ถึงองค์ประกอบและลักษณะทางกายภาพของส่วนที่ลึกลงไปในโลกได้ คลื่นปฐมภูมิหรือคลื่น P wave สามารถเคลื่อนที่ผ่านหินเปลือกโลกที่แข็งและหนาแน่นด้วยอัตราที่ เร็วกว่า เมื่อเคลื่อนผ่านชั้นหินที่แข็งน้อยกว่าหรือชั้นที่เป็นของเหลว ส่วนคลื่นทุติยภูมิหรือคลื่น S wave ไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านของเหลวได้เลย จากเหตุผลดังกล่าวจึงเป็นหลักฐานที่ชี้ให้เห็นว่า ในบริเวณตอนล่างของชั้นเนื้อโลก และแก่นโลกชั้นนอกซึ่งอยู่ลึกมากกว่า 2,900 กิโลเมตร ยังมีลักษณะเป็นของเหลวหนืด


3. เครื่องมือตรวจแผ่นดินไหว เครื่องมือที่ใช้บันทึกข้อมูลแผ่นดินไหวเรียกว่า ไซสโมกราฟ (seismograph) เครื่องมือนี้ประกอบด้วยเครื่องรับคลื่นไหวสะเทือนและแปลงสัญญาณคลื่นไหวสะเทือนเป็นสัญญาณ ไฟฟ้า จากนั้นสัญญาณไฟฟ้าจะถูกขยายแล้วแปลงกลับเป็นคลื่นไหวสะเทือนอีกครั้งเพื่อบันทึกลงกระดาษเป็นกราฟขึ้นลง

เครื่องไซสโมกราฟ

เครื่องไซสโมกราฟในรูป เป็นเครื่องมือที่บันทึกการเคลื่อนไหวของแผ่นดินในช่วงที่เกิดแผ่นดินไหว โดยอาศัยการทำงานของปากกาที่ลากเส้นลงบนกระดาษกราฟที่หุ้มอยู่บนกระบอกที่หมุนได้ ในช่วงที่พื้นดินไม่มีการสั่นไหว ปากกาจะลากเส้นตรง เมื่อเกิดแผ่นดินไหวกระบอกจะสั่นไหวเป็น 2 ลักษณะ ตามการขึ้นลงของ แผ่นดิน ถ้าแผ่นดินเคลื่อนขึ้นจะยกกระบอกขึ้น แต่สปริงจะยึดไว้ทำให้ตุ้มน้ำหนักและปากกาเคลื่อนตัวยากจึงลากเส้นกราฟลงต่ำ แต่ถ้าแผ่นดินเคลื่อนลงลักษณะของตุ้มและปากกาจะมีการหดตัว ปากกาจะลากเส้นสูง แต่ถ้าแผ่นดินไม่มีการสั่นไหวเส้นกราฟจะเป็นเส้นตรง ความสูงของเส้นกราฟจะขึ้นกับความแรงในการเคลื่อนที่ของแผ่นดิน เมื่อเกิดแผ่นดินไหวต่อไปเรื่อยๆ จะได้เส้นกราฟของการเกิดแผ่นดินไหว ดังนี้ จากรูปแสดงคลื่นไหวสะเทือนของแผ่นดินไหวจากเครื่องไซสโมกราฟ คลื่นปฐมภูมิจะเดินทางมาถึงเครื่องบันทึกก่อน ส่วนคลื่นพื้นผิวที่มีความรุนแรงมากที่สุดจะเดินทางมาถึงเครื่องบันทึกหลังสุด ในการบันทึกการเคลื่อนที่ในแนวระดับของพื้นดินด้วยเครื่องไซสโมกราฟจะมีการบันทึกเวลาอย่างต่อเนื่อง ทำให้ทราบเวลาที่คลื่นแผ่นดินไหวเดินทางมาถึงสถานีได้ โดยทั่วไปการตรวจจับคลื่นแผ่นดินไหวมีรัศมีการตรวจรับได้ทั่วโลก การคำนวณตำแหน่ง เวลาเกิด และขนาดแผ่นดินไหวจะคำนวณเฉพาะคลื่นซึ่งอยู่ห่างจากสถานีวัดไม่เกิน 1,000 กิโลเมตร

4. ขนาดและความรุนแรงของแผ่นดินไหว แผ่นดินไหวมีความรุนแรงและความถี่แตกต่างกัน ปกติแผ่นดินไหวบนพื้นโลกเกิดขึ้นบ่อยมาก แต่ขนาดและความรุนแรงมีหลายระดับ ตั้งแต่ระดับที่คนไม่รู้สึกแต่เครื่องไซสโมกราฟจับได้ จนถึงคนรู้สึกและก่อให้เกิดความเสียหายทั้งชีวิตและทรัพย์สิน ความเสียหายที่เกิดจากแผ่นดินไหวไม่สามารถบ่งบอกถึงพลังงานที่เกิดจากแผ่นดินไหวได้ เพราะความรุนแรงของแผ่นดินไหวนอกจากจะขึ้นกับพลังงานของแผ่นดินไหวแล้ว ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นด้วย เช่น ระยะห่างจากจุดเหนือแผ่นดินไหว บริเวณที่เกิดอยู่ส่วนใดของโลก มีโครงสร้างทางธรณีวิทยารองรับหรือไม่ สิ่งก่อสร้างมีการออกแบบเพื่อรองรับการเกิดแผ่นดินไหวอย่างไร ดังนั้นในการบอกว่าแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นมีพลังงานมากน้อยอย่างไรจึงมักบอกในรูปของขนาดและความรุนแรงของแผ่นดินไหว
4.1 ขนาดของแผ่นดินไหว กำหนดจากปริมาณพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากศูนย์เกิด แผ่นดินไหว ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ ชาร์ล เอฟ ริกเตอร์ (Chares F. Richter) เป็นคนแรกที่คิดค้นสูตรการวัดขนาดของแผ่นดินไหว นักวิทยาศาสตร์จึงกำหนดให้หน่วยวัดขนาดของแผ่นดินไหวเป็น ริกเตอร์ (richter scale) มีขนาดตั้งแต่ 1.0 (รุนแรงน้อย) ถึง 9.0 (รุนแรงมาก) โดยทั่วไปขนาดของแผ่นดินไหวที่น้อยกว่า 2.0 ริกเตอร์  จัดเป็นแผ่นดินไหวขนาดเล็กมาก ขนาดแผ่นดินไหวตั้งแต่ 6.3 ริกเตอร์ขึ้นไป จัดเป็นแผ่นดินไหวรุนแรง จากสถิติที่ผ่านมา แผ่นดินไหวรุนแรงที่สุดคือขนาดประมาณ 8.828.9 ริกเตอร์  ได้แก่ แผ่นดินไหวที่ประเทศ โคลัมเบีย เมื่อวันที่ 31 มกราคม พ.ศ. 2449 และแผ่นดินไหวที่เมืองโกเบ ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ 17 มกราคม พ.ศ. 2538 มีผู้เสียชีวิตไม่น้อยกว่า 5,000 คน มูลค่าความเสียหายไม่น้อยกว่า 1.25 ล้านล้านบาท เป็นต้น จากข้อมูลที่ผ่านมา การเกิดแผ่นดินไหวมีตั้งแต่ขนาดที่ไม่ได้สร้างความเสียหายเลย จนถึงขนาดที่ทำให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งมีชีวิต สิ่งแวดล้อม และสภาพภูมิศาสตร์ เช่น อาคารบ้านเรือนพังทลาย แผ่นดินแยกถล่ม บางส่วนหายไปกลายเป็นแหล่งน้ำ แม่น้ำเปลี่ยนทางเดินใหม่ เกิดที่ราบสูงหรือภูเขาใหม่ เป็นต้น
4.2 ความรุนแรงของแผ่นดินไหว กำหนดจากผลกระทบหรือความเสียหายจากแผ่นดินไหวที่เกิดบนผิวโลก ณ จุดสังเกต มาตราวัดความรุนแรงของแผ่นดินไหวกำหนดจากความรู้สึกของอาการตอบสนองของผู้คน การเคลื่อนที่ของเครื่องเรือนและของใช้ภายในบ้าน ตลอดจนความเสียหายของบ้านเรือน จนถึงขั้นที่ทุกสิ่งทุกอย่างพังพินาศ ซึ่งมาตราวัดความรุนแรงนี้มีการพัฒนาขึ้นมาใช้หลายมาตรา แต่ที่นิยมกันมากที่สุดคือ มาตราเมอร์คัลลี (Mercalli scale) ซึ่งแบ่งเป็น 12 ระดับ  ดังตาราง


ตารางแสดงขนาด ระดับ และความรุนแรงของแผ่นดินไหว

ขนาด	ระดับ	ลักษณะความรุนแรง
น้อยกว่า3.0	I	คนไม่รู้สึกถึงการสั่นไหว แต่เครื่องมือตรวจจับสัญญาณได้
-	II	รู้สึกได้เฉพาะคนที่อยู่นิ่งๆ หรืออยู่บนอาคารสูงๆ สิ่งของแกว่งไกวช้าๆ เล็กน้อย
-	III	คนในบ้านรู้สึกเล็กน้อยเหมือนรถบรรทุกเล็กแล่นผ่าน และพอจะประมาณความนานของการสั่นไหวได้ แต่คนส่วนใหญ่ไม่คิดว่าเกิดแผ่นดินไหวขึ้น
4.0-4.9	IV	คนส่วนมากที่อยู่ในบ้านและบางส่วนที่อยู่ข้างนอกรู้สึกเหมือนรถบรรทุกหนักแล่น 4.024.9 ผ่าน รถยนต์ที่จอดอยู่จะโยก ของในบ้านสั่นไหว
-	V	รู้สึกได้เกือบทุกคน ของชิ้นเล็กจะเคลื่อนที่ ลูกตุ้มนาฬิกาอาจหยุด
5.0-5.9	VI	ทุกคนรู้สึกได้ คนที่เดินอยู่จะเอียงเซ เครื่องเรือนหนักอาจเคลื่อนที่ ต้นไม้สั่นไหวชัดเจน เกิดความเสียหายเล็กน้อย
6.0-6.9	VII	ทุกคนวิ่งออกนอกอาคาร ยืนได้ไม่มั่นคง คนขับรถอยู่สามารถรู้สึกการสั่นไหว อาคารมาตรฐานปานกลางเสียหายเล็กน้อย เกิดคลื่นน้ำในบึง
-	VIII	มีผลต่อการบังคับรถ อาคารที่ออกแบบพิเศษเสียหายเล็กน้อย อาคารมาตรฐาน ปานกลางเสียหายชัดเจนและบางส่วนพังทลาย อาคารมาตรฐานต่ำเสียหาย อย่างหนัก สิ่งก่อสร้างทรงสูงส่วนมากพังลง เครื่องเรือนหนักจะหมุนกลับ โคลน ทรายพุ่งขึ้นจากใต้ดินเล็กน้อย มีการเปลี่ยนแปลงในบ่อน้ำ
7.0-7.9	IX	อาคารออกแบบพิเศษเสียหายชัดเจน อาคารมาตรฐานสูงจะเคลื่อนหนีศูนย์ อาคารมาตรฐานปานกลางเสียหายและพังทลาย สิ่งก่อสร้างเคลื่อนจากฐาน แผ่นดินแยก
-	X	อาคารไม้ปลูกสร้างดีบางหลังถูกทำลาย ตึกส่วนใหญ่ถูกทำลายพร้อมฐานราก แผ่นดินแยกถล่มเป็นบริเวณกว้าง รางรถบิดงอ ดินริมตลิ่งและที่ชันจะถล่ม โคลน ทราย8.028.9 พุ่งขึ้นจากรอยแยกของแผ่นดิน น้ำกระเซ็นขึ้นตลิ่ง
มากกว่า 8.0	XI	อาคารพังทลายเกือบหมด สะพานถูกทำลาย แผ่นดินแยกอย่างชัดเจน รางรถบิดงออย่างมาก ท่อใต้ดินเสียหายไม่สามารถใช้การได้ ดินถล่มและเลื่อนไหล
-	XII	ทุกสิ่งโดยรวมถูกทำลาย พื้นดินเป็นลอนคลื่นแนวระดับสายตาบิดเบี้ยวไป วัตถุกระเด็นขึ้นไปในอากาศ

5. ตำแหน่งศูนย์เกิดแผ่นดินไหว จากข้อมูลการเกิดแผ่นดินไหวในอดีต พบว่าแนวการเกิดแผ่นดินไหว บนโลกมักเกิดซ้ำรอยเดิม ซึ่งสามารถนำมากำหนดเป็นแนวการเกิดแผ่นดินไหวได้

รูปแสดงแนวการเกิดแผ่นดินไหวของโลก

นักธรณีวิทยาพบว่า ตำแหน่งศูนย์เกิดแผ่นดินไหวสัมพันธ์กับแนวรอยต่อของแผ่นธรณีภาค แนว รอยต่อเหล่านี้เป็นแนวรอยต่อของแผ่นธรณีภาคที่ยังมีการเคลื่อนที่ทั้งการชนและการมุดกันที่เป็นผลทำให้เกิดแผ่นดินไหว แนวรอยต่อที่สำคัญที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหวมีอยู่ 3 แนว ดังนี้
5.1 แนวรอยต่อที่เกิดล้อมรอบมหาสมุทรแปซิฟิก เป็นบริเวณขอบมหาสมุทรแปซิฟิกทั้งหมดจัดเป็นบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวค่อนข้างรุนแรงและมากที่สุด คิดเป็นร้อยละ 80 ของการเกิดแผ่นดินไหวทั่วโลก เรียกว่าวงแหวนแห่งไฟ (ring of fire) ได้แก่ ประเทศญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์ ด้านตะวันตกของเม็กซิโก และด้านตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา
5.2 แนวรอยต่อภูเขาแอลป์ในทวีปยุโรปและภูเขาหิมาลัยในทวีปเอเซีย เป็นแหล่งที่เกิด แผ่นดินไหวประมาณร้อยละ 15 ได้แก่ บริเวณประเทศพม่า อัฟกานิสถาน อิหร่าน ตุรกี และแถบทะเลเมดิเตอร์เรเนียนในยุโรป แผ่นดินไหวในบริเวณนี้มีศูนย์เกิดแผ่นดินไหวระดับตื้นและลึกปานกลาง
5.3 แนวรอยต่อบริเวณแนวสันกลางมหาสมุทรต่างๆ ของโลก ได้แก่ บริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก แนวสันเขาใต้มหาสมุทรอินเดีย และอาร์กติก เป็นแหล่งที่เกิดแผ่นดินไหวร้อยละ 5 ศูนย์เกิดแผ่นดินไหวบริเวณนี้อยู่ที่ระดับตื้นและเกิดเป็นแนวแคบๆ
แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่ไม่สามารถตรวจสอบล่วงหน้าได้ การเกิดแผ่นดินไหวเกือบทุกครั้งที่ผ่านมามักมีความรุนแรงในระดับที่ก่อให้เกิดความสูญเสียทั้งชีวิตและทรัพย์สินไม่มากก็น้อย นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าปรากฏการณ์แผ่นดินไหวจะมีแนวโน้มรุนแรงเพิ่มขึ้นในอนาคต และคาดหวังว่าในอนาคตมนุษย์สามารถคิดเทคโนโลยีที่จะตรวจสอบการเกิดแผ่นดินไหวล่วงหน้าเพื่อเป็นการเตือนภัยหรือเตรียมการป้องกันได้

3.2 ภูเขาไฟระเบิด

ภูเขาเป็นธรณีสัณฐานลักษณะหนึ่งบนพื้นผิวโลกที่เป็นแหล่งทรัพยากรธรรมชาติที่สำคัญแหล่งหนึ่ง ส่วนภูเขาไฟเป็นภูเขาที่สามารถพ่นสารละลายร้อนและเถ้าถ่านตลอดจนเศษหินจากภายในโลกออกสู่พื้นผิวโลกได้ ภูเขาไฟมีทั้งชนิดที่ดับแล้วและที่มีพลังอยู่ ภูเขาไฟที่ดับแล้วเป็นภูเขาไฟที่เกิดขึ้นมานานมากและวัตถุที่พ่นออกมาแข็งตัวกลายเป็นหินภูเขาไฟบนพื้นโลก ภูเขาจำนวนมากและเทือกเขาที่สำคัญของโลกหลายแห่งในปัจจุบันเป็นภูเขาไฟที่ดับแล้ว ส่วนภูเขาไฟที่มีพลังเป็นภูเขาไฟที่มีการระเบิดค่อนข้างถี่และอาจจะระเบิดอีก จากการสำรวจพบว่าในปัจจุบันยังคงมีภูเขาไฟที่มีพลังประมาณ 1,300 ลูก
1. การระเบิดของภูเขาไฟ ภูเขาไฟระเบิด

เป็นปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลง ของเปลือกโลก การระเบิดของภูเขาไฟเกิดจากการปะทุของแมกมา แก๊ส และเถ้าจากใต้เปลือกโลก เมื่อเกิดการระเบิด แมกมา เศษหิน ฝุ่นละออง และเถ้าถ่านของภูเขาไฟจะพ่นออกมาทางปล่องของภูเขาไฟ หรือออกมาทางช่องด้านข้างของภูเขาไฟ หรือจากรอยแตกแยกของภูเขาไฟ

                                                             โครงสร้างของภูเขาไฟ

แมกมาที่ขึ้นมาสู่ผิวโลกเรียกว่า ลาวา ลาวาที่ออกมาสู่พื้นผิวโลกจะมีอุณหภูมิสูงถึง 1,200 องศาเซลเซียส ลาวาเป็นของเหลวหนืด จึงไหลไปตามความลาดเอียงของพื้นที่ ในขณะเดียวกันถ้าลาวาที่ออกมานั้นมีไอน้ำและแก๊สเป็นองค์ประกอบ แก๊สที่ออกมากับลาวาจะล่องลอยออกไปเป็นฟองอากาศแทรกตัวอยู่ใน       เนื้อลาวา เมื่อลาวาเย็นลงจะแข็งตัวกลายเป็นหินที่มีรูอากาศเป็นช่องอยู่ภายในเรียกว่า หินบะซอลต์ ถ้าลาวาไหลเป็นปริมาณ มากและหนา ผิวหน้าเย็นตัวอย่างรวดเร็วในขณะที่ด้านล่างยังร้อนอยู่ จะเกิดแรงดึงบนผิว    ทำให้แตกออกเป็นแท่งจากบนไปล่าง เรียกว่า หินแท่งบะซอลต์ หรือเสาหินบะซอลต์

ส่วนลาวาที่มีปริมาณของธาตุซิลิคอนมากจะเหนียวหนืด เมื่อระเบิดจะไหลหรือคุพ่นขึ้นมากองอยู่รอบๆ ปล่องภูเขาไฟเป็นรูปโดม เมื่อเย็นลงจะแข็งตัวกลายเป็นหินแอนดีไซต์ หินไรโอไลต์ หรือหินออบซิเดียน        การระเบิดของภูเขาไฟนอกจากจะเกิดจากการปะทุของแมกมา แก๊ส และเถ้าจากใต้เปลือกโลกแล้ว         ยังอาจเกิดจากการระเบิดของแมกมาหรือหินหนืดที่มีแก๊สอยู่ด้วย เมื่อแมกมาเคลื่อนขึ้นมาใกล้ผิวโลกตามช่องเปิด แก๊สต่างๆ ที่ละลายอยู่ในแมกมาจะแยกตัวออกเป็นฟองลอยขึ้นด้านบนของแมกมา เมื่อฟองแก๊สเพิ่มจำนวนมากขึ้นจะเกิดการขยายตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้ความหนืดของแมกมาตรงที่เกิดฟองเพิ่มสูงขึ้นจนเกิดการแตกร้าวของฟองแก๊ส แก๊สที่ขยายตัวจึงเกิดการระเบิดอย่างรุนแรง พ่นชิ้นส่วนของภูเขาไฟออกมา ซึ่งส่วนมากเป็นเศษหิน ผลึกแร่ เถ้าภูเขาไฟ และฝุ่นภูเขาไฟ ชิ้นส่วนเหล่านี้จะปลิวฟุ้งไปในอากาศ ตกลงมาสะสมตัวบนผิวโลกทั้งในน้ำและบนบก ส่วนชิ้นส่วนภูเขาไฟที่มีไอน้ำและแก๊สประกอบอยู่ภายในที่มีอุณหภูมิและความดันสูง จะเกิดการขยายตัวไหลพุ่งออกมาจากช่องที่เปิดอยู่สู่ผิวโลก ไหลไปตามความลาดชันของพื้นที่ไปสะสมตัวเช่นกัน ชิ้นส่วนภูเขาไฟเหล่านี้เมื่อเย็นตัวจะแข็งเป็นหินเรียกว่า หินตะกอนภูเขาไฟ (pyroclastic rock) หินตะกอนภูเขาไฟมีหลายชนิด  แบ่งตามขนาดและลักษณะของชิ้นส่วนที่พ่นออกมา ดังนี้

1) หินทัฟฟ์ (tuff) เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากชิ้นส่วนภูเขาไฟขนาด 0.0622 มิลลิเมตร
2) หินกรวดเหลี่ยมภูเขาไฟ (volcanic breccia) เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากชิ้นส่วนภูเขาไฟที่มีขนาดใหญ่กว่า 64 มิลลิเมตร มีลักษณะเป็นเหลี่ยม (block)
3) หินกรวดมนภูเขาไฟ (agglomerate) เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากชิ้นส่วนภูเขาไฟที่มีขนาดใหญ่กว่า  64 มิลลิเมตร แต่มีลักษณะรูปร่างกลมมน (bomb) เพราะเกิดการเย็นตัวอย่างรวดเร็วในอากาศ
หินบางชนิด เช่น หินแก้ว (silicate glass) เป็นหินที่เกิดจากการเย็นตัวและแข็งตัวอย่างรวดเร็วของแมกมา กลายเป็นก้อนแก้วที่มีรูพรุน เต็มไปด้วยฟองอากาศที่ยังไม่แตกออกเป็นชิ้นเล็กๆ แต่ถ้าเกิดแรงระเบิดทำให้แตกออก จะกลายเป็นเศษหินที่มีรูพรุนมากมีลักษณะคล้ายรังผึ้ง น้ำหนักเบา ลอยน้ำได้เรียกว่า หินพัมมิซ  (pumice)
หินที่เกิดจากการเย็นตัวของหินหนืดหรือแมกมา ซึ่งแทรกขึ้นมาจากส่วนลึกภายในโลกเรียกว่า หินอัคนี (igneous rock) แบ่งออกเป็น หินอัคนีแทรกซอน เกิดจากการเย็นตัวอย่างช้าๆ ของแมกมาที่แทรกดันตัวขึ้นมาสู่เปลือกโลก ได้แก่ หินแกรนิต หินไดโอไรต์ หินแกรบโบ เป็นต้น และหินอัคนีพุ หรือหินภูเขาไฟที่แข็งตัวหลังจากที่แมกมาปะทุออกมานอกผิวโลก ได้แก่ หินไรโอไลต์ หินบะซอลต์ และหินแอนดีไซต์ เป็นต้น หินภูเขาไฟแต่ละชนิดจะมีลักษณะและรูปร่างแตกต่างกันดังตาราง
ตารางแสดงลักษณะและรูปร่างของหินภูเขาไฟบางชนิดไรโอไลต์ เนื้อละเอียดมาก อาจมีเนื้อดอก สีอ่อน ขาว ชมพู เทา
แอนดีไซต์ เนื้อละเอียด แน่นทึบ สีเทาแก่ เขียว ดำเข้ม
บะซอลต์ เนื้อแน่น ละเอียด มักมีรูพรุน สีเข้มดำ
ทัฟฟ์ เนื้อหินแน่น ประกอบด้วยเศษหินละเอียดต่างๆ สีอ่อน
ออบซิเดียน เนื้อแก้ว ไม่มีรูปผลึก สีเข้ม
พัมมิซ เนื้อมีรูพรุน เบา ลอยน้ำได้ สีอ่อน
สคอเรีย เนื้อมีรูพรุน เบา ลอยน้ำได้ สีเข้ม

หินภูเขาไฟ ลักษณะและรูปร่างของเนื้อหิน
- หินไรโอไลต์และหินแอนดีไซต์ เป็นหินที่เย็นและแข็งตัวมาจากลาวาที่มีความหนืดสูงไหลหลาก มาจากปล่องภูเขาไฟที่ระเบิดไม่รุนแรง พบรอบปล่องภูเขาไฟรูปโดม เป็นหินที่เย็นตัวอย่างช้าๆ จึงมีเนื้อแน่น ละเอียด มีดอกและสีต่างๆ
- หินบะซอลต์ เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากการระเบิดแล้วไหลออกมาแข็งตัวภายนอก เนื้อหิน เย็นตัวและแข็งตัวจากลาวาที่มีไอน้ำหรือแก๊สปนอยู่ จึงมีเนื้อแน่นละเอียดและมีรูพรุน
- หินทัฟฟ์ เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากการแข็งตัวของเศษหินต่างๆ ที่พ่นขึ้นมาจากปล่องภูเขาไฟ เนื่องจากการระเบิดของภูเขาไฟอย่างรุนแรง จึงมีเนื้อแน่น ประกอบด้วยเศษหินละเอียดต่างๆ
- หินออบซิเดียน เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากการเย็นตัวและแข็งตัวอย่างรวดเร็วของแมกมา จึงมีลักษณะเป็นเนื้อแก้ว    ไม่มีรูปผลึก
- หินพัมมิซและหินสคอเรีย เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากการเย็นตัวและแข็งตัวอย่างรวดเร็วของแมกมากลายเป็นก้อนแก้วที่มีฟองอากาศเป็นรูพรุนอยู่ภายใน แรงระเบิดทำให้แตกออก จึงเป็นเศษหินที่มีรูพรุน คล้ายรังผึ้ง น้ำหนักเบา ลอยน้ำได้ สิ่งที่ต่างกันระหว่างหินพัมมิซและหินสคอเรีย คือ หินพัมมิซมีสีอ่อน ส่วนหินสคอเรียมีสีเข้ม
2. ประเภทของภูเขาไฟ ภูเขาไฟจะแบ่งเป็น 3 ประเภท ตามโอกาสแห่งการระเบิด คือ
2.1 ภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ (active volcano) เป็นภูเขาไฟที่พร้อมที่จะระเบิดได้ทุกเวลา เบื้องล่าง ภายใต้ภูเขาไฟมีแมกมาอยู่ ทั่วโลกมีอยู่ประมาณ 1,300 ลูก ส่วนมากมีอยู่ในมลรัฐฮาวาย ประเทศสหรัฐอเมริกา และประมาณร้อยละ 15 อยู่ในประเทศอินโดนีเซีย
2.2 ภูเขาไฟที่สงบ (domant volcano) เป็นภูเขาไฟที่ขณะนี้ดับอยู่ แต่อาจจะระเบิดขึ้นเมื่อใดก็ได้ เช่น ภูเขาไฟเซนต์เฮเลน ประเทศสหรัฐอเมริกา เป็นต้น
ภายใต้ภูเขาไฟที่สงบจะมีแมกมาร้อนเป็นของไหลอยู่ ไอน้ำ และแก๊สร้อนที่ปนอยู่จะทำให้แมกมามีความดันสูง ถ้าไอน้ำและแก๊สร้อนที่ปนอยู่มีมากก็ยิ่งมีความดันสูงมากด้วย ถ้าแรงดันภายในมากกว่าน้ำหนักของเนื้อหินที่กดทับอยู่ จะเกิดการระเบิดพ่นชิ้นส่วนภูเขาไฟออกมา หลังการระเบิดอาจมีการสะสมความดันภายในอยู่ภายใต้ภูเขาไฟต่อไป เมื่อความดันภายในเอาชนะแรงกดภูเขาไฟลูกนั้นก็จะระเบิดใหม่ได้
2.3 ภูเขาไฟที่ดับแล้ว (extinct volcano) เป็นภูเขาไฟที่ดับไปแล้วอย่างสนิท ไม่มีการระเบิดอีก เนื่องจากใต้เปลือกโลกบริเวณนั้นสงบและอยู่ในภาวะเสถียรแล้ว เช่น ภูเขาไฟคีรีมันจาโร ประเทศแทนซาเนีย ภูเขาไฟที่สงบแล้วบางลูกมีอายุมากจนบางครั้งไม่เหลือรูปทรงของภูเขาอีก เนื่องจากถูกกัดกร่อนตามธรรมชาติ
ภูเขาไฟบางลูกที่อยู่ใต้น้ำอาจจะยังไม่ระเบิด เพราะระดับน้ำลึกกดอัดไว้ เมื่อลาวาพอกพูนขึ้นทำให้ภูเขาไฟสูงขึ้น ความลึกก็ลดลงทำให้แรงอัดของน้ำลดลงด้วย จนแรงดันภายในชนะแรงกดของน้ำ เกิดการระเบิดออกมา ปัจจุบันยังมีภูเขาไฟใต้น้ำอีกจำนวนมากที่ยังไม่เกิดการระเบิด ปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการระเบิดของภูเขาไฟ ได้แก่ แมกมาที่มีทั้งความดันและอุณหภูมิสูงมาก รอยต่อของแผ่นธรณีภาค และรอยแตกบนแผ่นธรณีภาค
รูปแสดงการระเบิดของภูเขาไฟ

3. ภูมิลักษณ์ของภูเขาไฟ คือ ลักษณะรูปร่างของพื้นที่ภูเขาไฟ หลังการระเบิดของภูเขาไฟ ลาวาที่ออกมาทำให้ลักษณะของภูเขาไฟเปลี่ยนแปลงไป ลักษณะของการระเบิดหรือการพ่นลาวาจึงมีผลต่อภูมิลักษณ์ของภูเขาไฟ ทำให้ได้ภูเขาไฟหลายรูปลักษณะ ดังนี้
3.1 ที่ราบสูงบะซอลต์ เกิดจากลาวาของหินบะซอลต์ที่มีความหนืดไม่มากนัก ไหลแผ่เป็นบริเวณกว้างและทับถมกันหลายชั้น เมื่อแข็งตัวกลายเป็นที่ราบและเนินเขา เช่น ที่ราบสูงบะซอลต์ บ้านซับบอน อำเภอหนองไผ่ จังหวัดเพชรบูรณ์ ที่ราบสูงเดคคาน ประเทศอินเดีย ที่ราบสูงแถบตะวันตกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกา (รัฐวอชิงตัน) เป็นต้น
รูปแสดงตัวอย่างภูเขาหินบะซอลต์

3.2 ภูเขาไฟรูปโล่ เกิดจากลาวาของหินบะซอลต์ระเบิดออกมาแบบมีท่อ เป็นการระเบิดที่ไม่รุนแรง ลาวาส่วนหนึ่งจะไหลแผ่กระจายทับถมกันเป็นสันนูนเหมือนภูเขาไฟเดิมขยายตัวออก ปล่องภูเขาไฟเล็กๆ บนยอดจะจมลงไป ส่วนใหญ่จะมีลักษณะเตี้ยๆ กว้างๆ แบบกระทะคว่ำหรือโล่ เช่น ภูเขาไฟมัวนาลัวในหมู่เกาะฮาวาย เป็นต้น
3.3 ภูเขาไฟรูปกรวย เป็นภูเขาไฟที่เกิดขึ้นและรู้จักกันมากที่สุด มีรูปแบบของภูเขาไฟที่สวยงามที่สุด มีลักษณะเป็นภูเขาพูนสูงเป็นรูปโดมหรือกรวย อาจมีปล่องตรงกลางหรือไม่มีก็ได้ เพราะเมื่อภูเขาไฟดับแล้ว เนื้อลาวาแข็งตัวกลายเป็นหินอุดปล่องเอาไว้จนเต็มมองไม่เห็นปากปล่อง ภูเขาไฟรูปกรวยเกิดจากการพอกพูนของลาวาที่มีความหนืดมาก เมื่อถูกพ่นออกมาจึงไม่ไหลแผ่ออก มักเกิดจากการทับถมซ้อนกันหรือสลับกันระหว่างการไหลของลาวากับชิ้นส่วนของภูเขาไฟ เช่น ภูเขาไฟฟูจิยามา ประเทศญี่ปุ่น ภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์ ประเทศสหรัฐอเมริกา ภูเขาไฟมายอน ประเทศฟิลิปปินส์ ภูเขาไฟสุราบายา ประเทศอินโดนีเซีย เป็นต้น

                       ภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์ ประเทศสหรัฐอเมริกา ก่อนที่จะระเบิดเมื่อปี พ.ศ. 2523

ภูเขาไฟบางแห่งเมื่อเกิดการระเบิด จะทำให้ปล่องภูเขาไฟที่เกิดจากการระเบิดขยายขนาดใหญ่ขึ้นกว่าเดิม การระเบิดของภูเขาไฟบางแห่งทำให้พื้นที่ภูเขาไฟเดิมหลุดหายไปด้วย การทรุดตัวของภูเขาไฟและการกัดเซาะผุพัง นอกจากจะทำให้พื้นที่ภูเขาไฟหายไปแล้ว ยังมีผลทำให้ภูเขาไฟมีรูปร่างเปลี่ยนไปด้วย เช่น ภูเขาไฟซันเซต ประเทศสหรัฐอเมริกา เป็นต้น

                            ภูเขาไฟซันเซต ที่มีปล่องภูเขาไฟอยู่ตรงบริเวณร่องลึกตรงกลาง

4. ผลที่เกิดจากภูเขาไฟระเบิด การระเบิดของภูเขาไฟทุกครั้ง นอกจากจะมีผลกระทบต่อชีวิต ทรัพย์สินและสิ่งก่อสร้างแล้ว ยังมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทั้งทางตรงและทางอ้อม
4.1 ประโยชน์ที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ มีดังนี้1) ช่วยลดความเครียดของบริเวณใต้เปลือกโลก ทำให้ระดับของเปลือกโลกอยู่ในสมดุล
2) ดินที่เกิดจากการผุพังสลายตัวของเศษหินภูเขาไฟจะมีแร่ธาตุต่างๆ ที่เป็นอาหารของพืชสะสมอยู่ในดินมากมาย กลายเป็นแหล่งอุดมสมบูรณ์เหมาะแก่การเพาะปลูก
3) แร่ธาตุที่ตกผลึกอยู่ใต้ดินจะถูกแมกมาดันและพ่นขึ้นมาบนพื้นผิวโลก ลาวาที่แข็งตัวเป็น หินบะซอลต์ที่มีแร่แทรกโดยเฉพาะอัญมณี เมื่อเวลาผ่านไปหินบะซอลต์เกิดการผุพัง แร่อัญมณีจะหลุดออกจากหินถูกพัดพาโดยกระแสลมและน้ำสะสมตัวในบริเวณใกล้เคียง ทำให้พบอัญมณีในชั้นตะกอนที่ทับถมอยู่บน หินบะซอลต์ หินบะซอลต์จึงเป็นต้นกำเนิดและแหล่งแร่อัญมณีที่สำคัญ เช่น หินบะซอลต์ที่จังหวัดจันทบุรี ตราด และกาญจนบุรี ที่เป็นแหล่งของทับทิม ไพลิน และพลอยอื่นๆ เป็นต้น
4) หินภูเขาไฟบางชนิดมีส่วนประกอบของแร่เฟลด์สปาร์ แร่นี้เมื่อเปลี่ยนสภาพจะให้แร่ดินขาว เช่น แหล่งแร่ดินขาว เขาป่างคา ตำบลบ้านสา อำเภอแจ้ห่ม จังหวัดลำปาง เป็นดินขาวที่เปลี่ยนสภาพมาจากหินไรโอไลต์ ใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมเซรามิก
4.2 โทษที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ มีดังนี้1) การระเบิดของภูเขาไฟทำให้เกิดแก๊สพิษบางชนิด เช่น แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต
2) ลาวาที่ไหลออกจากปล่องภูเขาไฟมีความเร็วในการเคลื่อนที่สูงประมาณ 50 กิโลเมตร/ชั่วโมง ประชาชนบริเวณใกล้เคียงอาจหนีภัยไม่ทันเป็นอันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สิน
3) ในกรณีที่เกิดการระเบิดของภูเขาไฟใต้น้ำ จะทำให้เกิดการถ่ายโอนพลังงานสู่น้ำในทะเล หรือมหาสมุทรเกิดเป็นคลื่นสึนามิ ที่เป็นอันตรายต่อผู้ที่อยู่บริเวณชายฝั่งทะเลในแนวการเคลื่อนที่ของคลื่น
4) การระเบิดของภูเขาไฟจะทำให้อากาศแปรปรวน มีฝนตกหนัก น้ำฝนจะชะล้างเถ้าฝุ่น เศษหินจากการระเบิดมีลักษณะคล้ายโคลน ไหลลงสู่ที่ต่ำด้วยความเร็วสูง โคลนไหลนี้ทำให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งก่อสร้าง ที่อยู่อาศัย และชีวิตของมนุษย์
5) การระเบิดของภูเขาไฟมักเกิดเถ้าฝุ่นภูเขาไฟ ครอบคลุมอาณาบริเวณใกล้ภูเขาไฟ กระแสลมสามารถพัดพาเถ้าฝุ่นเหล่านั้นไปไกลเป็นพันกิโลเมตร ทำให้เกิดมลภาวะทางอากาศและแหล่งน้ำของมนุษย์ เถ้าฝุ่นภูเขาไฟสามารถลอยขึ้นไปถึงบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ และคงอยู่นานหลายปีกว่าจะตกลงบนพื้นโลกจนหมด
5. แหล่งภูเขาไฟของโลก ภูเขาไฟเกือบทั้งหมดในโลกเกิดขึ้นในบริเวณที่แผ่นธรณีภาคมาชนกัน โดยเฉพาะบริเวณวงแหวนแห่งไฟ แผ่นธรณีภาคมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลาในลักษณะรูปแบบที่แตกต่างกัน มีทั้งชนกัน แยกจากกัน มุดซ้อนกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณที่แผ่นธรณีภาคมุดลอดเข้าไปใต้แผ่นธรณีภาคอีกแผ่นหนึ่งที่เป็นแผ่นทวีป จะเป็นรอยตะเข็บต่อระหว่างแผ่นที่ยังประกบกันไม่สนิท การมุดต่ำลงไปอย่างช้าๆ จะเป็นสาเหตุให้เกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิด เพราะหินที่มุดลงไปถูกเปลี่ยนสภาพให้หลอมละลาย แมกมาจากเนื้อชั้นในโลกจะถูกบีบดันให้พุ่งขึ้นมาหลอมละลายหินตามทางที่ผ่าน ทั้งในมหาสมุทรและแผ่นดินขึ้นมาสู่พื้นผิวโลก ภูเขาไฟมีทั้งที่อยู่บนแผ่นดินและในมหาสมุทร ร้อยละ 75 ของภูเขาไฟเป็นภูเขาไฟใต้น้ำทั้งสิ้น ภูเขาไฟที่ใหญ่ที่สุดในโลก ได้แก่ ภูเขาไฟมัวนาลัวบนเกาะฮาวาย ประเทศสหรัฐอเมริกา มีเส้นผ่านศูนย์กลางของฐานยาวประมาณ 600 กิโลเมตร และมีความสูงประมาณ 10 กิโลเมตรจากระดับน้ำทะเล

                                   แนวการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคและแนวการเกิดภูเขาไฟ

ภูเขาไฟส่วนใหญ่เกิดขึ้นในประเทศที่ตั้งอยู่ในบริเวณที่เป็นรอยต่อ หรือรอยแยกของแผ่นธรณีภาคหรือบริเวณที่เป็นรอยแตกของแผ่นเปลือกโลก ซึ่งเป็นแนวเดียวกับการเกิดแผ่นดินไหว เพราะบริเวณดังกล่าวเป็นบริเวณที่แมกมาซึ่งมีความร้อนและความดันสูงมากสามารถดันพุ่งขึ้นมาตามรอยต่อ รอยแยก หรือรอยแตกของแผ่นเปลือกโลกได้ง่ายกว่าบริเวณที่ไม่มีรอยแยก จึงเกิดเป็นภูเขาไฟได้ เช่น บริเวณรอบมหาสมุทรแปซิฟิกซึ่งเป็นแนวรอยต่อของแผ่นธรณีภาคที่ชนกันหรือมุดกันอยู่ และบริเวณรอยแยกของแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรแอตแลนติก เป็นต้น

6. ภูเขาไฟในประเทศไทย ประเทศไทยไม่เคยมีปรากฏการณ์ภูเขาไฟระเบิดในรอบ 100 ปีที่ผ่านมา แต่มีการพบร่องรอยของภูเขาไฟในประเทศไทย เมื่อพิจารณาที่ตั้งของประเทศไทย พบว่าอยู่นอกเขตการมุดตัวของแผ่นธรณีภาค จึงสรุปได้ว่าประเทศไทยไม่มีภูเขาไฟที่มีพลังที่จะเกิดการระเบิดขึ้นอีก
จากการสำรวจทางธรณีวิทยาพบว่า ประเทศไทยเคยมีการระเบิดของภูเขาไฟมาก่อน โดยมีหลักฐานจากหินภูเขาไฟหลากหลายชนิดที่กระจัดกระจายอยู่ทั่วไปในหลายจังหวัด เช่น ลพบุรี กาญจนบุรี ตราด สระบุรี ลำปาง สุรินทร์ ศรีสะเกษ เป็นต้น หลักฐานดังกล่าวนี้แสดงว่าครั้งหนึ่งเคยมีภูเขาไฟในประเทศไทย คาดว่าการระเบิดช่วงสุดท้ายของภูเขาไฟในประเทศไทยแล้วเกิดการเย็นตัวให้หินบะซอลต์ที่มีอายุตั้งแต่ 1.8 ล้านปี ถึง 10,000 ปีที่ผ่านมา เนื่องจากภูเขาไฟส่วนใหญ่ที่สำรวจพบในประเทศไทยเกิดขึ้นมานาน ถูกกระบวนการกัดกร่อนผุพังทำลายไป จึงไม่สามารถเห็นรูปร่างของภูเขาไฟอย่างชัดเจน
ภูเขาไฟที่สำรวจพบในประเทศไทยที่มีรูปร่างชัดเจนมากที่สุด (มองเห็นเพียงด้านเดียว) ได้แก่ ภูเขาไฟ ดอยผาคอกหินฟู จังหวัดลำปาง ภูพระอังคาร และภูเขาพนมรุ้ง จังหวัดบุรีรัมย์ ซึ่งจะมีปากปล่องเหลือให้เห็นเป็นร่องรอย หินภูเขาไฟในประเทศไทยนอกจากจะให้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจ เช่น หินบะซอลต์ที่จังหวัดจันทบุรี ตราด กาญจนบุรี เป็นแหล่งของอัญมณีที่สำคัญ หินไรโอไลต์ที่เขาปางค่า จังหวัดลำปาง มีส่วนประกอบของแร่เฟลด์สปาร์ ที่เปลี่ยนสภาพให้แร่ดินขาว ใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมเซรามิกแล้ว ภูเขาไฟและหินภูเขาไฟบางแห่งยังเป็นแหล่งท่องเที่ยว เช่น บ้านน้ำเดือด เขาหินเหล็กไฟ อำเภอวิเชียรบุรี จังหวัดเพชรบูรณ์ วัดเก่าแสนตุ่ม ตำบลประณีต อำเภอเขาสมิง จังหวัดตราด พบแท่งเสาหินบะซอลต์ยาวมีหน้าตัดเป็นรูปห้าเหลี่ยมและหกเหลี่ยม ที่ชาวบ้านเรียกว่า เสาหินโบราณ ซึ่งเกิดจากการเย็นตัวอย่างรวดเร็วบนผิวของลาวาในขณะที่ส่วนล่างยังร้อนอยู่ ทำให้เกิดแรงดึง แล้วแตกออกเป็นแท่งจากบนลงล่าง มีลักษณะคล้ายแท่งเสา

7. สิ่งเตือนภัยของภูเขาไฟ สัญญาณบอกเหตุการเกิดภูเขาไฟระเบิดมีหลายอย่าง พอจะเป็นสิ่งเตือนให้ทราบถึงภัยพิบัติที่อาจเกิดขึ้น จะได้มีการเตรียมตัวหลบหลีกภัยธรรมชาติดังกล่าว
1) ภูเขาไฟพ่นควันมากขึ้น มีแก๊สมากขึ้น บางครั้งมีนกที่กำลังบินอยู่รับแก๊สพิษที่ลอยขึ้นบนอากาศ แล้วตกลงมาตาย
2) ภูเขามีอาการบวมหรือเอียง เพราะมีเนื้อลาวาพ่นออกมาเสริมเนื้อภูเขา ทำให้เกิดอาการบวม หรือเอียงขึ้น สามารถวัดได้จากกล้องสำรวจ
3) พื้นผิวมีการสั่นสะเทือนมากขึ้น มีการส่งพลังงานเสียงออกมามากขึ้นกว่าปกติ วัดได้จากเครื่องไซสโมกราฟ คอยรายงานข้อมูลอัตราการเพิ่มการสั่นไหว
4) สุนัข หรือสัตว์เลื้อยคลานบางชนิดจะตื่นตกใจ เพราะสัตว์เหล่านี้สามารถรับรู้การสั่นสะเทือนของพื้นดินได้ดีกว่ามนุษย์

บทที่2

             

โลกและการเปลี่ยนแปลง

การเปลี่ยนลักษณะของเปลือกโลก

การเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลก

ธรรมชาติทำให้เปลือกโลกเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร 

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

จากข้อมูลในปัจจุบันจะเห็นว่า ทวีปต่างๆอยู่กระจายไปตามส่วนต่างๆของโลก โดยมีมหาสมุทรและทะเลคั่น อยู่ระหว่างทวีปเหล่านั้น

นอกจากนี้ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าในระยะต่อๆมา พบว่าทวีปทั้งหลายที่มนุษย์อาศัยอยู่นี้มิได้นิ่งอยู่กับที่ แต่สามารถเคลื่อนที่ได้

นักธรณีวิทยาได้ศึกษาและพบว่าสิ่งต่างๆที่ประกอบกันเป็นเปลือกโลกนั้นมิได้อยู่รวมติดกันเป็นแผ่นเดียวกันโดยตลอดแต่มีรอยแยกอยู่ทั่วไป รอยแยกเหล่านี้ส่วนใหญ่จะอยู่ลึกลงไปจากผิวโลก จึงทำให้สามารถแบ่งเปลือกโลกออกเป็นแผ่นๆเรียกแต่ละแผ่นว่าแผ่นเปลือกโลก ซึ่งแผ่นเปลือกโลกจะประกอบด้วยแผ่นเปลือกโลกขนาดใหญ่ 6 แผ่นด้วยกันคือ

1.แผ่นยูเรเซีย เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปเอเชียและทวีปยุโรป และพื้นน้ำบริเวณใกล้เคียง

2.แผ่นอเมริกา เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปอเมริกาเหนือ ทวีปอเมริกาใต้ และพื้นน้ำครึ่งซีกตะวันตกของมหาสมุทรแอตแลนติก

3.แผ่นแปซิฟิก เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับมหาสมุทรแปซิฟิก

4.แผ่นออสเตรเลีย เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปออสเตรเลีย ประเทศอินเดีย และพื้นน้ำระหว่างประเทศออสเตรเลียกับประเทศอินเดีย

5.แผ่นแอนตาร์กติก เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปแอนตาร์กติก และพื้นน้ำโดยรอบ

6.แผ่นแอฟริกา เป็นแผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปแอฟริกา และพื้นน้ำรอบๆทวีปนี้

นอกจากนี้ยังมีแผ่นเปลือกโลกขนาดเล็กอีกด้วย เช่น แผ่นฟิลิปปินส์ เป็นต้น

การเปลี่ยนแปลง(แปรรูป)ของเปลือกโลก Diformation

แบ่งเป็น 2 แบบ ได้แก่

1.การเปลี่ยนแปลงเคลื่อนที่แบบรวดเร็วฉับพลัน (abrupt movements)

มักเกี่ยวข้องกับแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นอย่างรุนแรง จนทำให้เปลือกโลกจมตัวลงเป็นบริเวณกว้าง หรือเอียงไปข้างใดข้างหนึ่งหรือเคลือนที่ออกจากกันในแนวราบทำให้เกิดลุ่มน้ำขัง (swamps) หรือทะเลสาป เช่น ที่ราบลุ่มในภาคเหนือของประเทศไทย หรือที่ราบลุ่มตอนกลางที่เรียกว่าที่ราบลุ่มเจ้าพระยาของไทย

2. การเปลี่ยนแปลงหรือเคลื่อนที่อย่างช้าๆ (slow movemants)

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

การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก

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

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

จากความรู้ที่นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามศึกษาค้นคว้าทำให้เราทราบว่าแผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา และถ้านักเรียนตัดภาพทวีปต่างๆแล้วนำมาต่อกันก็จะเห็นว่าบางส่วนอาจปะติดปะต่อกันเข้าเกือบสนิท เช่น ชายฝั่งตะวันออกของทวีปอเมริกาใต้กับชายฝั่งตะวันตกของทวีปแอฟริกา บางส่วนอาจต่อกันไม่สนิทนัก เช่น บริเวณชายฝั่งทวีปเอเซียตอนล่างกับส่วนบนของชายฝั่งทวีปออสเตรเลียและทวีปแอนตาร์กติก อย่างไรก็ตาม อาจถือได้ว่าภาพที่เกิดจากการนำทวีปต่างๆมาปะติดปะต่อกันนี้ให้แนวคิดที่สำคัญที่ทำให้เราได้ทราบว่า แผ่นเปลือกโลกทั้งหลายมีการเคลื่อนที่

ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี

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

รูปแสดงการแยกออกจากกันของแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป

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

รูปแสดงการแยกออกจากกันของแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร

ในขณะที่แผ่นธรณีภาคเกิดรอยแตกและเลื่อนตัว จะมีผลทำให้เกิดคลื่นไหวสะเทือนไปยังบริเวณต่างๆ ใกล้เคียงกับจุดที่เกิดรอยแตก รอยเลื่อนในชั้นธรณีภาคเกิดเป็นปรากฏการณ์แผ่นดินไหว

2. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่เข้าหากัน แบ่งเป็น 3 ลักษณะ คือ

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

2.3 กระบวนการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี

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

            การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกแบ่งได้ดังนี้

ทฤษฎีวงจรการพาความร้อน 
(Convection current theory)

          กล่าวไว้ว่าการหมุนเวียนของกระแสความร้อนภายในโลก มีลักษณะเช่นเดียวกับการเดือดของน้ำในแก้ว กล่าวคือโลกส่งผ่านความร้อนจากแก่นโลกขึ้นมาสู่ชั้นแมนเทิล ซึ่งมีลักษณะเป็นของไหลที่มีสถานะกึ่งแข็งกึ่งเหลว และผลักดันให้สารในชั้นนี้หมุนเวียนจากส่วนล่างขึ้นไปสู่ส่วนบนส่งผลให้เปลือกโลกซึ่งเป็นของแข็งปิดทับอยู่บนสุดเกิดการแตกเป็นแผ่น (Plate) และเคลื่อนที่ในลักษณะเข้าหากัน แยกออกจากกัน และไถลตัวขนานออกจากกัน

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

ทฤษฎีเปลือกโลกใต้มหาสมุทรแยกตัว (Sea Floor Spreading Theory) 
           จากปรากฏการณ์การแตกตัวและแยกออกจากกันของแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปและใต้มหาสมุทรสัมพันธ์กับการเคลื่อนไหว การเกิดหมู่เกาะภูเขาไฟ การเกิดแนวเทือกเขากลางมหาสมุทร การขยายตัว และการเกิดใหม่ของมหาสมุทร ทำให้เกิดสมมติฐานและกลายเป็นทฤษฎีนี้ขึ้นเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ เหล่านั้นและการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกต่างๆ

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

ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก

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

2) รอยต่อที่แผ่นเปลือกโลกจะเคลื่อนที่ชนกันและเกยกัน (Convergent Boundary) มี 3 แบบ คือ

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

2.2) แผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นทวีป แผ่นมหาสมุทรที่หนักกว่าจะมุดลงใต้แผ่นทวีปและหลอมละลายกลายเป็นหินหลอมละลายและถูกดันออกมาตามรอยแยกในชั้นหินของแผ่นทวีป เกิดเป็นแนวภูเขาไฟ

2.3) แผ่นทวีปชนกับแผ่นทวีป ทำให้เพลตที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าเกิดการโก่งตัวเกยสูงขึ้นกลายเป็นเทือกเขา เช่นเทือกเขาหิมาลัย เกิดจากการชนกันของเพลตอินเดียและเพลตเอเชีย เทือกเขาแอลป์ (Alps) ในทวีปยุโรป เทือกเขาร็อกกี้ (Rocky) และเทือกเขาแอปปาเลเชียน (Appalachian) ในทวีปอเมริกาเหนือ เกิดจากการชนกันของเพลตอเมริกาเหนือกับเพลตแอฟริกา และเทือกเขาภูพานในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทย

แผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นได้หลายตำแหน่งตั้งแต่ใกล้ผิวโลกไปจนถึงความลึกหลายร้อยกิโลเมตร เนื่องจากแผ่นเปลือกโลกที่มุดตัวลงไปมีความเย็นจนทำให้เกิดการเปราะแตกออกได้ที่ความลึกถึง 700 กิโลเมตร รอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกที่เคลื่อนที่เข้าหากันเป็นตำแหน่งที่เกิดแผ่นดินไหวที่ใหญ่ที่สุดในโลก เหตุการณ์บางครั้งที่เกิดขึ้นที่บริเวณแผ่นเปลือกโลกมุดตัวที่ อลาสกาและชิลีทำให้แผ่นดินไหวมีขนาดมากกว่า 9 ริกเตอร์

3) รอยต่อที่แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่สวนกัน (Transform Boundary) เมื่อแผ่นเปลือกโลก 2 แผ่นเคลื่อนที่สวนกัน ทำให้เกิดเป็นรอยเลื่อนขนาดใหญ่ขึ้น มักเกิดขึ้นในบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทร แต่บางครั้งก็เกิดขึ้นบริเวณชายฝั่ง หากเปลือกโลกเคลื่อนที่กระทบกันอย่างรุนแรงจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือน และเกิดแผ่นดินไหวได้ เช่น

                รอยเลื่อน San Andrea’s ที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหวในรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา คือ ตัวอย่างของการเคลื่อนที่ผ่านกัน แยกแผ่นเปลือกโลก Pacific ออกจากแผ่นเปลือกโลก North America ในขณะที่เคลื่อนผ่านกัน แผ่นเปลือกโลกส่วนใหญ่จะเลื่อนผ่านกันทางด้านข้าง ทำให้เกิดการทรุดตัวและยกตัวของพื้นดินน้อยกว่าการเคลื่อนที่ออกจากกันหรือเข้าหากัน จุดสีเหลืองข้างล่างแสดงตำแหน่งที่เกิดแผ่นดินไหวตามขอบของระบบรอยเลื่อนนี้ที่บริเวณอ่าวซานฟรานซีสโก

หลักฐานและข้อมูลทางธรณีวิทยี่สนับสนุนการเคลื่อนที่ของทวีป

จากข้อมูลทางธรณีวิทยาในด้านต่างๆ 

2.2 หลักฐานและข้อมูลทางธรณีภาค

จากหลักฐานการเปลี่ยนแปลงทางธรณีภาค   และการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของพืชและสัตว์ชนิดเดียวกันและอายุเดียวกันในทวีปต่างๆ  ที่อยู่ห่างไกลกัน   ทำให้เชื่อว่าทวีปต่างๆ   ในปัจจุบันแต่เดิมเป็นแผ่นดินผืนเดียวกันแล้วค่อยๆ แยกออกจากกัน   นักเรียนจะได้ศึกษาแนวความคิดของนักธรณีวิทยาเกี่ยวกับหลักฐานต่างๆ ดังกล่าวนี้ต่อไป

2.2.1 รอยต่อของแผ่นธรณีภาค
เมื่อพิจารณาแผ่นที่โลกปัจจุบัน   จะพบว่าทวีปแต่ละทวีปมีรูปร่างต่างกัน   ในอดีตทวีปต่างๆ เหล่านี้มีรุปร่างอย่างไร   นักเรียนจะสังเกตรูปร่างของทวีปต่างๆ ในอดีตได้จากกิจกรรมต่อไปนี้

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

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

2.2.2 รอยต่อของแผ่นธรณีภาค   และอายุหินบนเทือกเขากลางมหาสมุทร

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

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

ภาพ 2.4 อายุของหินบะซอล์บริเวณรอยแยกกลางมหาสมุทรแอตแลนติก
นอกจากรอยแยกของแผ่นธรณีภาคและอายุหินบนเทือกเขากลางมหาสมุทรแล้ว   ยังมีหลักฐานเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์และหลักฐานอื่นอีกที่ใช้ในการสนับสนุนสมมติฐานที่ว่า   ในอดีตแผ่นธรณีภาคต่างๆ เป็นผืนเดียวกัน

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

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

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

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

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

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

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

ภาพ 2.11 การเคลื่อนที่เข้าหากัน ระหว่างแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีปกับแผ่นธรณีภาค ภาคพื้นทวีป

(3) ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน

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

ภาพ 2.12 การเคลื่อนที่ผ่านสวนกันของแผ่นธรณีภาค

2.1ทฤษฎีทวีปเลื่อนของเนเกเนอร์

การเลื่อนไหลของทวีปหรือทวีปเลื่อน 

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

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

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

หลักฐานการเลื่อนไหลของทวีป

รูปแบบซากดึกดำบรรพ์ในทวีปต่าง ๆ (กอนด์วานาแลนด์)

โครงกระดูกเมโซซอรัส เมกเกรเกอร์ ค.ศ. 1908

หลักฐานการเลื่อนไหลของทวีปนั้นมีกว้างขวาง ซากพืชและสัตว์ดึกดำบรรพ์ถูกพบรอบชายฝั่งต่างทวีปกัน ซึ่งเป็นการอธิบายว่าครั้งหนึ่งทวีปทั้งสองเคยเชื่อมต่อกัน ซากดึกดำบรรพ์ของเมโซซอรัส สัตว์เลื้อยคลานน้ำจืดลักษณะคล้ายจระเข้ขนาดเล็กที่พบทั้งในบราซิลและแอฟริกาใต้ เป็นตัวอย่างหนึ่ง ส่วนอีกตัวอย่างหนึ่งนั้นคือ การค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลื้อยคลานบก ไลโทรซอรัส จากหินอายุเดียวกันในทวีปอเมริกาใต้ ทวีปแอฟริกาและแอนตาร์กติกา[1] นอกจากนี้ยังมีหลักฐานมีชีวิตอยู่ คือ สัตว์ชนิดเดียวกันที่ถูกพบทั้งสอทวีป เช่น ไส้เดือนดินบางตระกูลพบทั้งในอเมริกาใต้และแอฟริกา

ตะกอนธารน้ำแข็งสมัยเพอร์โม-คาร์บอนิเฟอรัสที่กระจัดกระจายอย่างกว้างขวางในอเมริกาใต้ แอฟริกา มาดากัสการ์ อาราเบีย อินเดีย แอนตาร์กติกาและออสเตรเลียเป็นหนึ่งในชิ้นส่วนหลักฐานสำคัญของทฤษฎีทวีปเลื่อน ความต่อเนื่องของธารนำแข็ง อนุมานจากริ้วลายขนานธารน้ำแข็งที่หันไปทางเดียวกันและหินทิลไลต์ เสนอการมีอยู่ของมหาทวีปกอนด์วานา ซึ่งกลายมาเป็นองค์ประกอบกลางของมโนทัศน์ทวีปเลื่อน ริ้วลายขนานบ่งชี้ว่าธารน้ำแข็งไหลออกจากเส้นศูนย์สูตรไปยังขั้ว ในพิกัดสมัยใหม่ และสนับสนุนแนวคิดว่า ทวีปทางใต้เคยอยู่ในสถานที่แตกต่างกันมาก เช่นเดียวกับต่อเนื่องกันมาก่อน