โลกที่เราอาศัยและทำกิจกรรมอันหลากหลายนี้ ถึงแม้เป็นของแข็ง แต่ในขณะเดียวกันก็ยังคงมีการเคลื่อนไหวอย่างช้าๆ อยู่ตลอดเวลาด้วยแรงและพลังงานอันมากมาย ถ้าโลกเคลื่อนไหวผิดปกติในทันทีทันใดจะเกิดปรากฎการณ์ทางธรณีวิทยา เรียกว่า แผ่นดินไหว ซึ่งมีทั้งการสั่นเพียงเล็กน้อยจนถึงรุนแรง ทำให้บ้านเรือนพังทลายและมีประชาชนเสียชีวิต
แผ่นดินไหว
แผ่นดินไหว เป็นปรากฏการณ์การสั่นสะเทือนหรือเขย่าของพื้นผิวโลก เพื่อปรับตัวให้อยู่ในสภาวะสมดุล ซึ่งแผ่นดินไหวสามารถก่อให้เกิดความเสียหายและภัยพิบัติต่อบ้านเมืองที่อยู่อาศัย สิ่งมีชีวิต ส่วนสาเหตุของการเกิดแผ่นดินไหวนั้นส่วนใหญ่เกิดจากธรรมชาติโดยแผ่นดินไหวบางลักษณะสามารถเกิดจากการกระทำของมนุษย์ได้ แต่มีความรุนแรงน้อยกว่าที่เกิดขึ้นเองจากธรรมชาติ นักธรณีวิทยาประมาณ กันว่าในวันหนึ่ง ๆ จะเกิดแผ่นดินไหวประมาณ 1,000 ครั้ง ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นแผ่นดินไหวที่มีการสั่นสะเทือนเพียงเบา ๆ เท่านั้นคนทั่วไปไม่รู้สึก
แหล่งกำเนิด
แผ่นเปลือกโลกแต่ละแผ่นจะมีความหนาต่างกัน โดยบางแผ่นมีความหนาถึง 70 กิโลเมตร ในขณะที่บางแผ่น เช่น ส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทร จะมีความหนาเพียง 6 กิโลเมตร นอกจากนี้แผ่นเปลือกโลกแต่ละแห่งยังมีส่วนประกอบทางกายภาพและทางเคมีที่แตก ต่างกัน ดังนั้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่แยกออกจากกันหรือชนกัน จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือน ที่มีความรุนแรงมากน้อยต่างกัน
แหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวหรือบริเวณตำแหน่งศูนย์กลางแผ่นดินไหว จะอยู่ที่บริเวณขอบของแผ่นเปลือกโลก โดย 90 เปอร์เซ็นของแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้น จะเกิดรอบ ๆ มหาสมุทรแปซิฟิก หรือที่รู้จักกันในชื่อ "วงแหวนแห่งไฟ" (Ring of Fire)
ส่วนเขตเกิดแผ่นดินไหวอื่น ๆ นอกจากแนววงแหวนแห่งไฟแล้ว มักจะเกิดในบริเวณทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ผ่านแถบประเทศแถบยุโรปตอนใต้ เช่น อิตาลี กรีซจนถึงแถบอนาโตเลีย ซึ่งคือประเทศตุรกี ผ่านบริเวณตะวันออกกลาง จนถึงเทือกเขาหิมาลัย บริเวณประเทศอัฟกานิสถาน ปากีสถาน จีน และพม่า แต่อย่างไรก็ตาม เคยเกิดแผ่นดินไหวในประเทศอังกฤษ ซึ่งไม่ได้ตั้งอยู่ในแนวรอยเลื่อนขนาดใหญ่ แต่เป็นแผ่นดินไหวขนาดเล็ก ๆ เท่านั้น
สาเหตุการเกิดแผ่นดินไหว
- แผ่นดินไหวจากธรรมชาติ
แผ่นดินไหวจากธรรมชาติเป็นธรณีพิบัติภัยชนิดหนึ่ง ส่วนมากเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของพื้นดิน อันเนื่องมาจากการปลดปล่อยพลังงานเพื่อระบายความเครียด ที่สะสมไว้ภายในโลกออกมาอย่างฉับพลันเพื่อปรับสมดุลของเปลือกโลกให้คงที่ โดยปกติเกิดจากการเคลื่อนไหวของรอยเลื่อนภายในชั้นเปลือกโลกที่อยู่ด้านนอกสุดของโครงสร้างของโลก มีการเคลื่อนที่หรือเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ อยู่เสมอ (ดู การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก) แผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นเมื่อความเค้นอันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงมีมากเกินไป ภาวะนี้เกิดขึ้นบ่อยในบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลก ที่ที่แบ่งชั้นเปลือกโลกออกเป็นธรณีภาค (lithosphere) เรียกแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลกนี้ว่า แผ่นดินไหวระหว่างแผ่น (interplate earthquake) ซึ่งเกิดได้บ่อยและรุนแรงกว่า แผ่นดินไหวภายในแผ่น (intraplate earthquake)
- แผ่นดินไหวจากการกระทำของมนุษย์
มีทั้งทางตรงและทางอ้อม เช่น การระเบิด การทำเหมือง สร้างอ่างเก็บน้ำหรือเขื่อนใกล้รอยเลื่อน การทำงานของเครื่องจักรกล การจราจร รวมถึงการเก็บขยะนิวเคลียร์ไว้ใต้ดิน เป็นต้น
การสร้างเขื่อนและอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ ซึ่งอาจพบปัญหาการเกิดแผ่นดินไหว เนื่องจากน้ำหนักของน้ำในเขื่อนกระตุ้นให้เกิดการปลดปล่อยพลังงาน ทำให้สภาวะความเครียดของแรงในบริเวณนั้นเปลี่ยนแปลงไป รวมทั้งทำให้แรงดันของน้ำเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้เกิดพลังงานต้านทานที่สะสมตัวในชั้นหิน เรียกแผ่นดินไหวลักษณะนี้ว่า แผ่นดินไหวท้องถิ่น ส่วนมากจะมีศูนย์กลางอยู่ที่ระดับความลึก 5-10 กิโลเมตร ขนาดและความถี่ของการเกิดแผ่นดินไหวจะลดลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งเข้าสู่ภาวะปกติ รายงานการเกิดแผ่นดินไหวในลักษณะเช่นนี้เคยมีที่ เขื่อนฮูเวอร์ ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อ พ.ศ. 2488 แต่มีความรุนแรงเพียงเล็กน้อย เขื่อนการิบา ประเทศซิมบับเว เมื่อ พ.ศ. 2502 เขื่อนครีมัสต้า ประเทศกรีซ เมื่อ พ.ศ. 2506 และครั้งที่มีความรุนแรงครั้งหนึ่งเกิดจากเขื่อนคอยน่า ในประเทศอินเดีย เมื่อ พ.ศ. 2508 ซึ่งมีขนาดถึง 6.5 ริกเตอร์ ทำให้มีผู้เสียชีวิตกว่า 180 คน[1]
การทำเหมืองในระดับลึก ซึ่งในการทำเหมืองจะมีการระเบิดหิน ซึ่งอาจทำให้เกิดแรงสั่นสะเทือนขึ้นได้
การสูบน้ำใต้ดิน การสูบน้ำใต้ดินขึ้นมาใช้มากเกินไป รวมถึงการสูบน้ำมันและแก๊สธรรมชาติ ซึ่งอาจทำให้ชั้นหินที่รองรับเกิดการเคลื่อนตัวได้
การทดลองระเบิดนิวเคลียร์ใต้ดิน ก่อให้เกิดความสั่นสะเทือนจากการทดลองระเบิด ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดผลกระทบต่อชั้นหินที่อยู่ใต้เปลือกโลกได้
คลื่นแผ่นดินไหวถูกแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
คลื่นในตัวกลาง เป็นคลื่นที่มีลักษณะแผ่กระจายเป็นวงรอบๆจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว แบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ
คลื่นปฐมภูมิ (คลื่น P) คลื่นตามยาว อนุภาคของคลื่นชนิดนี้เคลื่อนที่ในแนวทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถผ่านได้ในตัวกลางทุกสถานะ
คลื่นทุติยภูมิ (คลื่น S) คลื่นตามขวาง อนุภาคของคลื่นมีทิศตั้งฉากกับทิศคลื่นเคลื่อนที่ ผ่านได้ในตัวกลางสถานะของแข็ง
คลื่นพื้นผิว เป็นคลื่นที่แผ่จากจุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหว มี 2 ชนิด
คลื่น L (Wave of Love : Love wave) เป็นคลื่นที่อนุภาคสั่นในแนวราบ มีทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น
คลื่น R (Wave of Rayleigh : Rayleigh wave) อนุภาคในคลื่นนี้สั่นเป็นรูปรี ในทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เป็นสาเหตุทำให้พื้นโลกสั่นขึ้นลง
ภูเขาไฟเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ทรงพลังที่สุดของธรรมชาติ และเป็นสิ่งที่หล่อหลอมโลกของเรานับ ตั้งแต่จุดเริ่มต้น นี่คือความกราดเกรี้ยวอย่างสุดขีดของธรรมชาติภูมิประเทศทั่วทุกหนแห่งล้อมรอบไปด้วยเปลวไฟ การปะทุเพียงครั้งเดียวก็ทำให้ฟ้ามืดไปทั่วทั้งทวีป และเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศไปนานหลายร้อยปีการปะทุครั้งร้ายแรงที่สุดของภูเขาไฟ มีพลังงานมากกว่าอาวุธ นิวเคลียร์ทุกชนิดในปี 1815 เถ้าจากภูเขาไฟ แทมโบรา ได้สร้างให้เกิดภาพพระอาทิตย์ตกดินสีแดงฉานไปทั่วโลกนานถึง 3 ปี การปะทุที่ใหญ่กว่านั้นปิดกั้นลำแสงจากดวงอาทิตย์ไปนานหลายสิบปี สร้างให้เกิดความหายนะต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศโลกและทำให้สายพันธุ์สัตว์ต้องพบกับการสูญพันธุ์
การเกิดภูเขาไฟ
เกิดจากหินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกถูกแรงดันอัดให้แทรกรอยแตกขึ้นสู่ผิวโลก โดยมีแรงปะทุหรือแรงระเบิดเกิดขึ้น
สิ่งที่พุ่งออกมาจากภูเขาไฟเมื่อภูเขาไฟระเบิดก็คือ หินหนืด ไอน้ำ ฝุ่นละออง เศษหินและแก๊สต่างๆ โดยจะพุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟ (หินหนืดถ้าถูกพุ่งออกมาจากบนพื้นผิวโลกเรียกว่า ลาวา แต่ถ้ายังอยู่ใต้ผิวโลกเรียกว่า แมกมา)
สิ่งที่พุ่งออกมาจากภูเขาไฟเมื่อภูเขาไฟระเบิดก็คือ หินหนืด ไอน้ำ ฝุ่นละออง เศษหินและแก๊สต่างๆ โดยจะพุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟ (หินหนืดถ้าถูกพุ่งออกมาจากบนพื้นผิวโลกเรียกว่า ลาวา แต่ถ้ายังอยู่ใต้ผิวโลกเรียกว่า แมกมา)
บริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟ แนวรอยต่อระหว่างเพลตจะเป็นบริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟได้มากที่สุด โดยเฉพาะบริเวณที่มีการมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก ใต้พื้นมหาสมุทรลงไปสู่บริเวณใต้เปลือกโลกที่เป็นส่วนของทวีป เพราะเปลือกโลกแผ่นเปลือกโลกที่มุดตัวลงไปจะถูกหลอมกลายเป็นหินหนืด จึงแทรกตัวขึ้นมาบริเวณผิวโลกได้ง่ายกว่าบริเวณอื่น บริเวณที่อยู่ห่างจากรอยต่อระหว่างเปลือกโลก ก็อาจเกิดภูเขาไฟได้เช่นกัน ซึ่งเกิดขึ้นโดยกระบวนการที่หินหนืดถูกดันขึ้นมาตามรอยแยกในชั้นหิน
ตัวอย่างเช่น นักธรณีวิทยาพบว่า บริเวณจังหวัดลำปางและบุรีรัมย์ เคยมีบริเวณที่หินหนืดถูกดันแทรกขึ้นมาตามรอยแยกของชั้นหิน และมีบางแห่ง เกิดการปะทุแบบภูเขาไฟ แต่ไม่รุนแรงมากนัก
ตัวอย่างเช่น นักธรณีวิทยาพบว่า บริเวณจังหวัดลำปางและบุรีรัมย์ เคยมีบริเวณที่หินหนืดถูกดันแทรกขึ้นมาตามรอยแยกของชั้นหิน และมีบางแห่ง เกิดการปะทุแบบภูเขาไฟ แต่ไม่รุนแรงมากนัก
1. ภูเขาไฟแบบกรวยสูง (Steep cone)* เกิดจากลาวาที่มีความเป็นกรด หรือ Acid lava cone
* รูปกรวยคว่ำของภูเขาไฟเกิดจากการทับถมของลาวาที่เป็นกรด
เพราะประกอบด้วยธาตุซิลิกอนมากกว่าธาตุอื่นๆ
* ลาวามีความข้นและเหนียว จึงไหลและเคลื่อนตัวไปอย่างช้าๆ แต่จะแข็งตัวเร็ว ทำให้ไหล่เขาชันมาก
* ภูเขาไฟแบบนี้จะเกิดการระเบิดอย่างรุนแรง
* ลาวามีความข้นและเหนียว จึงไหลและเคลื่อนตัวไปอย่างช้าๆ แต่จะแข็งตัวเร็ว ทำให้ไหล่เขาชันมาก
* ภูเขาไฟแบบนี้จะเกิดการระเบิดอย่างรุนแรง
2. ภูเขาไฟแบบโล่ (Shield Volcano)
* เกิดจากลาวาที่มีความเป็นเบส (Basic lava volcano) เพราะประกอบด้วยแร่เหล็กและแมกนีเซียม
* ลาวามีลักษณะเหลว ไหลได้เร็วและแข็งตัวช้า
* การระเบิดไม่รุนแรง จะมีเถ้าถ่านและเศษหินก้อนเล็ก และควันพ่นออกมาบริเวณปากปล่อง
* เกิดจากลาวาที่มีความเป็นเบส (Basic lava volcano) เพราะประกอบด้วยแร่เหล็กและแมกนีเซียม
* ลาวามีลักษณะเหลว ไหลได้เร็วและแข็งตัวช้า
* การระเบิดไม่รุนแรง จะมีเถ้าถ่านและเศษหินก้อนเล็ก และควันพ่นออกมาบริเวณปากปล่อง
3. ภูเขาไฟแบบกรวยกรวด (Ash and cinder cone)
* มีลักษณะเป็นกรวยสูงขึ้น ฐานแคบ
* เป็นภูเขาไฟที่มีการระเบิดรุนแรงที่สุด
* มีลักษณะเป็นกรวยสูงขึ้น ฐานแคบ
* เป็นภูเขาไฟที่มีการระเบิดรุนแรงที่สุด
4. แบบสลับชั้น (Composite cone)
* เป็นภูเขาที่มีรูปร่างสมมาตร (Symmetry)
* กรวยของภูเขาไฟมีหลายชั้น บางชั้นประกอบด้วยลาวา และเถ้าถ่านสลับกันไป
* ถ้ามีการระเบิดรุนแรงจะมีลาวาไหลออกมาจากด้สนข้างของไหล่เขา
* เป็นภูเขาไฟที่มีปล่องขนาดใหญ่ และมีแอ่งปากปล่อง (Crater) ขนาดใหญ่ด้วย
ผลจากการเกิดภูเขาไฟระเบิด
1. หินหนืดหรือลาวาพุ่งขึ้นมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ และไหลลงสู่บริเวณที่มีระดับต่ำกว่า สร้างความเสียหายให้แก่มนุษย์
2. เกิดแผ่นดินไหว เนื่องจากการปรับตัวระหว่างหินหนืด กับชั้นหินบริเวณข้างเคียง
3. เกิดแอ่งภูเขาไฟ
2. เกิดแผ่นดินไหว เนื่องจากการปรับตัวระหว่างหินหนืด กับชั้นหินบริเวณข้างเคียง
3. เกิดแอ่งภูเขาไฟ
