บทที่ 3 ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

3.1 แผ่นดินไหว 

1.แผ่นดินไหวเกิดขึ้นได้อย่างไร

       แผ่นดินไหว เป็นปรากฎการณ์ธรรมชาติที่มีสาเหตุมาจากการปลดปล่อยพลังงานจากความเครียดที่เก็บอยู่ในหินใต้ผิวโลกอย่างทันทีทันใด กล่าวคือเป็นกระบวนการที่พื้นที่บนโลกเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและเด่นชัด เมื่อแรงเค้น (stress) ที่เกิดขึ้นตามรอยแตก หรือรอยเลื่อนที่เกิดขึ้นบนเปลือกโลก ภายในโลกถูกปลดปล่อยขึ้นมาสู่พื้นผิวโลก

ศูนย์การเกิดแผ่นดินไหว
    คลื่นความไหวสะเทือนเป็นผลจากกระบวนการเคลื่อนที่และแยกตัวของแผ่นธรณีภาค/แผ่นเปลือกโลก ตำแหน่งที่กำเนิดคลื่น ความไหวสะเทือนใต้ผิวโลก เรียกว่าศูนย์การเกิดแผ่นดินไหว (focus) โดยที่ตำแหน่งบนผิวโลกที่อยู่เหนือจุดโฟกัสเรียกว่าอีพิเซ็นเตอร์ (epicenter) คลื่นความไหวสะเทือนที่ออกมาจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหว

2.คลื่นไหวสะเทือน

     1.คลื่นในตัวกลาง (Body wave) เดินทางจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหว ผ่านเข้าไปในเนื้อโลกในทุกทิศทาง ในลักษณะเช่นเดียวกับคลื่นเสียงซึ่งเดินทางผ่านอากาศในทุกทิศทาง  คลื่นในตัวกลางมี 2 ชนิด ได้แก่ คลื่นปฐมภูมิ (P wave)  และ คลื่นทุติยภูมิ (S wave) 

คลื่นปฐมภูมิ (P wave) เป็นคลื่นตามยาวที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางนั้นเกิดการเคลื่อนไหวแบบอัดขยายในแนวเดียวกับที่คลื่นส่งผ่านไป คลื่นนี้สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว และแก๊ส เป็นคลื่นที่สถานีวัดแรงสั่นสะเทือนสามารถรับได้ก่อนชนิดอื่น โดยมีความเร็วประมาณ 6 – 7 กิโลเมตร/วินาที  

คลื่นทุติยภูมิ (S wave) เป็นคลื่นตามขวางที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลางโดยอนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวตั้งฉากกับทิศทางที่คลื่นผ่าน มีทั้งแนวตั้งและแนวนอน คลื่นชนิดนี้ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น ไม่สามารถเดินทางผ่านของเหลว  คลื่นทุติยภูมิมีความเร็วประมาณ  3 – 4 กิโลเมตร/วินาที  

        2.คลื่นพื้นผิว (Surface wave) เดินทางจากจุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหว (Epicenter) ไปทางบนพื้่นผิวโลก ในลักษณะเดียวกับการโยนหินลงไปในน้ำแล้วเกิดระลอกคลื่นบนผิวน้ำ คลื่นพื้นผิวเคลื่อนที่ช้ากว่าคลื่นในตัวกลาง คลื่นพื้นผิวมี 2 ชนิด คือ คลื่นเลิฟ (L wave) และคลื่นเรย์ลี (R wave)

คลื่นเลิฟ (L wave) เป็นคลื่นที่ทำให้อนุภาคของตัวกลางสั่นในแนวราบ โดยมีทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น  สามารถทำให้ถนนขาดหรือแม่น้ำเปลี่ยนทิศทางการไหล

คลื่นเรย์ลี (R wave) เป็นคลื่นที่ทำให้อนุภาคตัวกลางสั่น ม้วนตัวขึ้นลงเป็นรูปวงรี ในแนวดิ่ง โดยมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของคลื่น   สามารถทำให้พื้นผิวแตกร้าว และเกิดเนินเขา ทำให้อาคารที่ปลูกอยู่ด้านบนเกิดความเสียหาย

3.แนวแผ่นดินไหว

     1.แนวรอยต่อที่เกิดล้อมรอบมหาสมุทรแปรซิฟิก เกิดแผ่นดินไหวค่อนข้างรุนแรง 80% ของการเกิดทั่วโลก เรียกวงแหวนไฟ

    2.แนวรอยต่อภูเขาแอลป์ในยุโรปและภูเขาหิมาลัยในเอเชีย 15% ของการเกิดทั่วโลก

    3.แนวรอยต่อที่เหลืออีกร้อยละ 5 เกิดในแนวสันเขากลางมหาสมุทรต่างๆ

4.ขนาดและความรุนแรงของแผ่นดินไหว

มาตราเมอร์แคลลี่

อันดับที่	ลักษณะความรุนแรงโดยเปรียบเทียบ
I	เป็นอันดับที่อ่อนมาก ตรวจวัดโดยเครื่องมือ
II	พอรู้สึกได้สำหรับผู้ที่อยู่นิ่ง ๆ ในอาคารสูง ๆ
III	พอรู้สึกได้สำหรับผู้อยู่ในบ้าน แต่คนส่วนใหญ่ยังไม่รู้สึก
IV	ผู้อยู่ในบ้านรู้สึกว่าของในบ้านสั่นไหว
V	รู้สึกเกือบทุกคน ของในบ้านเริ่มแกว่งไกว
VI	รู้สึกได้กับทุกคนของหนักในบ้านเริ่มเคลื่อนไหว
VII	ทุกคนต่างตกใจ สิ่งก่อสร้างเริ่มปรากฎความเสียหาย
VIII	เสียหายค่อนข้างมากในอาคารธรรมดา
IX	สิ่งก่อสร้างที่ออกแบบไว้อย่างดี เสียหายมาก
X	อาคารพัง รางรถไฟบิดงอ
XI	อาคารสิ่งก่อสร้างพังทลายเกือบทั้งหมด ผิวโลกปูดนูนและเลื่อนเป็นคลื่นบน พื้นดินอ่อน
XII	ทำลายหมดทุกอย่าง มองเห็นเป็นคลื่นบนแผ่นดิน

มาตราเมอร์แคลลี่มีประโยชน์สำหรับพื้นที่ที่ไม่มีเครื่องตรวจวัดความไหวสะเทือน โดยการสำรวจพื้นที่่ ออกแบบสอบถาม  สัมภาษณ์ประชาชน

5.ประเทศไทยกับปรากฏการณ์แผ่นดินไหว


รอยเลื่อนมีพลังบริเวณประเทศไทย

1. รอยเลื่อนเชียงแสน

2. รอยเลื่อนแพร่

3. รอยเลื่อนแม่ทา

4. รอยเลื่อนเถิน

5. รอยเลื่อนเมย-อุทัยธานี

6. รอยเลื่อนศรีสวัสดิ์

7. รอยเลื่อนเจดีย์สามองค์

8. รอยเลื่อนระนอง

9. รอยเลื่อนคลองมะรุย

3.2 ภูเขาไฟ

1.เเนวภูเขาไฟ

เกิดเฉพาะที่เท่านั้น ส่วนใหญ่เกิดในบริเวณที่แผ่นธรณีมาชนกัน โดยเฉพาะบริเวณวงแหวนไฟ ซึ่งจะเคลื่อนที่ตลอดเวลาในรูปแบบที่ต่างกัน ทำให้เกิดภูเขาไฟระเบิด

2.การระเบิดของภูเขาไฟ

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

       แมกมาที่ขึ้นมาสู่ผิวโลกเรียกว่า ลาวา ลาวาที่ออกมาสู่พื้นผิวโลกจะมีอุณหภูมิสูงถึง 1,200 องศาเซลเซียส ลาวาเป็นของเหลวหนืด จึงไหลไปตามความลาดเอียงของพื้นที่ ในขณะเดียวกันถ้าลาวาที่ออกมานั้นมีไอน้ำและแก๊สเป็นองค์ประกอบ แก๊สที่ออกมากับลาวาจะล่องลอยออกไปเป็นฟองอากาศแทรกตัวอยู่ในเนื้อลาวา เมื่อลาวาเย็นลงจะแข็งตัวกลายเป็นหินที่มีรูอากาศเป็นช่องอยู่ภายในเรียกว่า หินบะซอลต์ ถ้าลาวาไหลเป็นปริมาณมากและหนา ผิวหน้าเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วในขณะที่ด้านล่างยังร้อนอยู่ จะเกิดแรงดึงบนผิว ทำให้แตกออกเป็นแท่งจากบนไปล่าง เรียกว่า หินแท่งบะซอลต์ หรือเสาหินบะซอลต์

3.ผลของการระเบิดของภูเขาไฟที่มีผลต่อภูมิประเทศ

ภูเขาไฟเซ็นต์ เฮเลนส์-สหรัฐอเมริกา ก่อนระเบิด

ภูเขาไฟเซ็นต์ เฮเลนส์-สหรัฐอเมริกา หลังระเบิด

การระเบิด  ปะทุ  ส่วนประกอบของแมกมา จะทำให้ได้ภูเขาไฟที่มีรูปร่างต่างกัน

4.ภูเขาไฟในประเทศไทย

ภูเขาไฟดอยผาคอกหินฟู จังหวัดลําปาง

ประเทศไทยเคยมีการระเบิดของภูเขาไฟ โดยมีหลักฐานจากหินภูเขาไฟ การระเบิดช่วงสุดท้าย คาดว่าเป็นการระเเบิดแล้วเย็นตัวให้หินบะซอลต์อายุ1.8ล้านปี-10000ปี

5.โทษและประโยชน์จากภูเขาไฟ

โทษของภูเขาไฟ
เมื่อภูเขาไฟระเบิด จะส่งผลกระทบ ดังนี้

1.เกิดมีเขม่าควันและก๊าซบางชนิดซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตได้

2.การปะทุของภูเขาไฟอาจทำให้เกิดแผ่นดินไหวขึ้นได้

3.ชีวิตและทรัพย์สินที่อยู่ใกล้เคียงเป็นอันตราย

4.สภาพภูมิอากาศเกิดการเปลี่ยนอย่างเห็นได้ชัด

ประโชยน์ของภูเขาไฟ

ถึงแม้ว่าภูเขาไฟจะสร้างความเสียหายมากและเป็นบริเวณกว้าง ภูเขาไฟก็ยังมีประโยชน์ต่อมนุษย์ด้วย เช่น

1. ดินบริเวณรอบภูเขาไฟจะมีความอุดมสมบูรณ์เหมาะแก่การเพาะปลูก

2. แร่ธาตุต่างๆที่พ่นออกมาจากภูเขาไฟจะกระจายบริเวณรอบๆภูเขาไฟทำให้เหมาะแก่การทำเหมืองแร่

3.ทำให้เกิดเป็นเกาะ จึงเป็นการเพิ่มเนื้อที่ส่วนที่เป็นพื้นดิน และนอกจากนี้ยังทำให้แผ่นดินสูงขึ้นด้วย