ธรณีประวัติ

ธรณีประวัติ

 

 อายุทางธรณีวิทยา

    หลักฐานและร่องรอยต่าง ๆ ที่ปรากฏอยู่บนหินและแผ่นธรณีภาคถูกใช้อธิบายอายุของหินบนโลกหรืออายุทางธรณีวิทยา

1.  อายุเปรียบเทียบ (relative age) เป็นการบอกว่าหินชนิดหนึ่งมีอายุมากหรือน้อยกว่าหินอีกชนิดหนึ่ง โดยอาศัยข้อมูลจากซากดึกดำบรรพ์ที่พบในชั้นหิน การลำดับชั้นหิน และลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาของหินสามารถบอกอายุของหินได้ว่าเป็นหินในยุคใด หรือมีช่วงประมาณอายุเท่าใด วิธีนี้ประยุกต์ใช้กับหินตะกอน เนื่องจากชั้นหินตะกอนมีการเรียงตัวที่เหมาะสมและต่อเนื่อง
2.  อายุสัมบูรณ์ (absolute age) เป็นอายุของหินหรือวัตถุต่าง ๆ ที่สามารถบอกได้เป็นจำนวนปีที่ค่อนข้างแน่นอน โดยคำนวณจากครึ่งชีวิต(half-life)ของธาตุกัมมันตรังสีที่ปะปนอยู่ในหินหรือซากดึกดำบรรพ์นั้น ๆ

เจดีย์หอยนางรมยักษ์ มีอายุประมาณ5,500ล้านปี

จังหวัดปทุมธานี

ซากดึกดำบรรพ์

    ซากดึกดำบรรพ์ (fossil) คือ ซากหรือร่องรอยของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ในอดีต ซึ่งอาจเป็นโครงกระดูกหรือรอยพิมพ์ที่ฝังตัวอยู่ในหิน การศึกษาซากดึกดำบรรพ์จะช่วยให้รู้ประวัติและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต บ่งบอกความเป็นมาของพื้นที่นั้น ๆ บอกอายุของชั้นหิน บอกสภาพแวดล้อม และสภาพภูมิอากาศในอดีตได้ ซากดึกดำบรรพ์บางชนิดไม่ได้กลายเป็นหิน เช่น ช้างแมมมอธที่ตายลงในธารน้ำแข็งแต่ยังคงสภาพเดิมเพราะถูกแช่แข็งมานาน หรือซากแแมลงที่ตายในยางไม้หรืออำพัน

***ซากดึกดำบรรพ์ดัชนี(index fossil) เป็นซากดึกดำบรรพ์ที่บอกอายุได้แน่นอน เนื่องจากมีวิวัฒนาการทางโครงสร้างและรูปร่างอย่างรวดเร็ว มีความแตกต่างในแต่ละช่วงอายุอย่างเห็นเด่นชัด และปรากฏให้เห็นเพียงช่วงอายุหนึ่งแล้วก็สูญพันธุ์ไป

ซากดึกดำบรรพ์ที่พบในประเทศไทย

    1. ซากดึกดำบรรพ์ในมหายุคพาลีโอโซอิก แหล่งที่สำรวจพบ เช่น

        – แหล่งซากดึกดำบรรพ์หมู่เกาะตะลุเตา จังหวัดสตูล พบซากดึกดำบรรพ์ในชั้นหินดินดานหรือหินทรายหลายแห่ง เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง และพบร่องรอยสัตว์ดึกดำบรรพ์

        – แหล่งซากดึกดำบรรพ์วัดคีรีนาครัตนาราม จังหวัดลพบุรี พบซากดึกดำบรรพ์หลายชนิด เช่น แอมโมไนต์ ปะการัง และสาหร่าย การค้นพบซากเหล่านี้ แสดงว่าบริเวณนี้เคยเป็นทะเล ในยุคเพอร์เมียนตอนกลาง

    2. ซากดึกดำบรรพ์ในมหายุคมีโซโซอิก แหล่งที่สำรวจพบ เช่น

        – แหล่งซากและรอยเท้าไดโนเสาร์ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เช่น ที่อำเภอภูเวียง ได้พบซากไดโนเสาร์กินพืชขนาดใหญ่และได้รับการตั้งชื่อว่า ภูเวียงโกซอร์สิรินธรเน 

    3.ซากดึกดำบรรพ์ในมหายุคซีโนโซอิก แหล่งที่สำรวจพบ เช่น

        – แหล่งซากดึกดำบรรพ์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม จังหวัดลำปาง พบซากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมในชั้นถ่านหินหลายชนิดและพบการสะสมตัวของหอยน้ำจืด สันนิษฐานว่าบริเวณนี้อาจเป็นแอ่งน้ำจืดขนาดใหญ่มาก่อน

        – สุสานหอยแหลมโพธิ์ จังหวัดกระบี่ มีเปลือกหอยน้ำจืดทับถมกันเป็นจำนวนมาก

การลำดับชั้นหิน

       เป็นการทับถมของตะกอนที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและเมื่อผ่านไปหลายล้านปี ชั้นตะกอนดังกล่าวจะแข็งตัวเป็นชั้นหินตะกอนซ้อนกัน ชั้นตะกอนแรกเป็นชั้นหินที่แก่ที่สุด ไล่เรียงลำดับขึ้นมาชั้นบน

ยุคของสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์

 

พรีแคมเบียน (Precambrian)

 แบคทีเรียโบราณอายุ 3.5 พันล้านปี

เป็นยุคที่กำเนิดโลก พบฟอสซิลน้อยมาก ฟอสซิลที่เก่าแก่ที่สุดพบที่กรีนแลนด์มีอายุ 3,800 ล้านปี

แคมเบรียน (Cambrian) 

ไทร์โลไบต์

เกิดทวีปใหญ่รวมตัวกันทางขั้วโลกใต้ เป็นยุคของแบคทีเรียและสาหร่ายสีเขียว บนพื้นดินยังว่างเปล่า

ออร์โดวิเชียน (Ordovician)

       ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เกิดประการัง ไบรโอซัว และปลาหมึก สัตว์ทะเลแพร่พันธุ์ขึ้นสู่บริเวณน้ำตื้น เกิดสัตว์มีกระดูกสันหลังขึ้นเป็นครั้งแรกคือ ปลาไม่มีขากรรไกร เกิดสปอร์ของพืชบกขึ้นครั้งแรก

ไซลูเรียน (Silurian) 

       เกิดสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกซึ่งใช้พลังงานเคมีจากภูเขาไฟใต้ทะเล (Hydrothermal) เป็นธาตุอาหาร เกิดปลามีขากรรไกรและสัตว์บกขึ้นเป็นครั้งแรก บนบกมีพืชที่ขยายพันธุ์ด้วยสปอร์ 

ดีโวเนียน (Devonian) 

        อยู่ในช่วง 417 – 354 ล้านปีก่อน อเมริกาเหนือ กรีนแลนด์ สก็อตแลนด์ รวมตัวกับยุโรป เป็นยุคของปลาดึกดำบรรพ์ ปลามีเหงือกแพร่พันธุ์เป็นจำนวนมาก เกิดปลามีกระดอง ปลาฉลาม หอยฝาเดียว (Ammonite) และแมลงขึ้นเป็นครั้งแรก บนบกเริ่มมีพืชที่ขยายพันธุ์ด้วยเมล็ดและมีป่าเกิดขึ้น

คาร์บอนิเฟอรัส (Carboniferous) 

       เป็นยุคของป่าเฟินขนาดยักษ์ปกคลุมห้วย หนอง คลองบึง ซึ่งกลายเป็นแหล่งน้ำมันดิบที่สำคัญในปัจจุบัน มีการแพร่พันธุ์ของแมลง และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ เริ่มมีวิวัฒนาการของสัตว์เลื้อยคลาน กำเนิดไม้ตระกูลสน 

เพอร์เมียน (Permian) 

         เป็นยุคสุดท้ายของมหายุคพาเลโอโซอิก เปลือกโลกทวีปรวมตัวกันเป็นทวีปขนาดใหญ่ชื่อ "พันเจีย" (Pangaea)  ในทะเลมีแนวประการังและไบโอซัวร์ บนบกเกิดการแพร่พันธุ์ของสัตว์เลื้อยคลานที่มีลักษณะคล้ายสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สิ่งมีชีวิตทั้งบนบกและในทะเลหายไปร้อยละ 96 ของสปีชีส์ นับเป็นการปิดมหายุคพาเลโอโซอิก

ไทรแอสสิก (Triassic) 

เป็นการเริ่มต้นของสัตว์พวกใหม่ๆ  สัตว์เลื้อยคลานที่มีลักษณะคล้ายสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ถูกแทนที่ด้วยสัตว์ที่เป็นต้นตระกูลไดโนเสาร์   ผืนแผ่นดินไม่อุดมสมบูรณ์ต่อการเจริญเติบโตของพืช  พืชพรรณส่วนใหญ่จึงเต็มไปด้วยสน ปรง และเฟิร์น 

จูแรสสิก (Jurassic) 

      

       เป็นยุคที่ไดโนเสาร์ครองโลก ไดโนเสาร์บินได้เริ่มพัฒนาเป็นสัตว์ปีกจำพวกนก ไม้ในป่ายังเป็นพืชไร้ดอก  หอยแอมโมไนต์พัฒนาแพร่หลายและวิวัฒนาการไปเป็นสัตว์จำพวกปลาหมึก 

                                                             เครเทเชียส (Cretaceous) 

       เป็นยุคสุดท้ายของมหายุคเมโสโซอิก สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นใหม่ ได้แก่ งู นก และพืชมีดอก ไดโนเสาร์วิวัฒนาการให้มีนอ ครีบหลัง และผิวหนังหนาสำหรับป้องกันตัวเกิดการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ไปหมดสิ้น สิ่งมีชีวิตอื่นสูญพันธุ์ไปประมาณร้อยละ 70 ของสปีชีส์ 

เทอเชียรี (Tertiary)

        เป็นยุคแรกของมหายุคเซโนโซอิก อยู่ในช่วง 65 - 1.8 ล้านปีก่อน แผ่นธรณีอเมริกาเคลื่อนเข้าหากัน แผ่นธรณีอินเดียเคลื่อนที่เข้าหาแผ่นธรณีเอเซียทำให้เกิดเทือกเขาหิมาลัยและที่ราบสูงทิเบต  ยุคเทอเชียรีแบ่งออกเป็น 2 สมัยคือ พาลีโอจีนและนีโอจีน 

• พาลีโอจีน (Paleogene) เป็นสมัยแรกของยุคเซโนโซอิก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแพร่พันธุ์แทนที่ไดโนเสาร์ มีทั้งพวกกินพืชและกินเนื้อ บนบกเต็มไปด้วยป่าและทุ่งหญ้า ในทะเลมีปลาวาฬ 
• นีโอจีน (Neogene) เป็นช่วงเวลาของสัตว์รุ่นใหม่ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของสัตว์ในปัจจุบัน รวมทั้งลิงยืนสองขาซึ่งเป็นบรรพบุรุษของมนุษย์ (Homo erectus) 

ควอเทอนารี (Quaternary) 

     เป็นยุคสุดท้ายของยุคโซโนโซอิก อยู่ในช่วง 1.8 ล้านปีก่อน จนถึงปัจจุบัน แบ่งออกเป็น 2 สมัยคือ ไพลส์โตซีนและโฮโลซีน

• ไพลส์โตซีน (Pleistocene) เกิดยุคน้ำแข็ง ร้อยละ 30 ของซีกโลกเหนือปกคลุมด้วยน้ำแข็ง ทำให้ไซบีเรียและอลาสกาเชื่อมต่อกัน มีเสือเขี้ยวโค้ง ช้างแมมมอท และหมีถ้ำ บรรพบุรุษของมนุษย์ได้อุบัติขึ้นในสายพันธุ์โฮโมเซเปียนส์ (Homo sapiens) 
• โฮโลซีน (Holocene) นับตั้งแต่สิ้นสุดยุคน้ำแข็งเมื่อ 1 หมื่นปีที่แล้วจนถึงปัจจุบัน เป็นสมัยที่มนุษย์รู้จักการทำเกษตรกรรม เลี้ยงสัตว์ และอุตสาหกรรม ป่าในยุโรปถูกทำลายหมดสิ้น ป่าฝนเขตร้อนกำลังจะหมดไป

ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

          ปรากฏการณ์ธรรมชาติทางธรณีวิทยาส่วนใหญ่เกิดขึ้นเนื่องจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐาน (Plate Tectonics) ได้แก่ แผ่นดินไหว  และภูเขาไฟ ปรากฏการณ์เหล่านี้มักเกิดขึ้นบริเวณรอยต่อของแผ่นธรณี  เหตุการณ์เหล่านี้นอกจากจะส่งผลกระทบโดยตรงต่อการสูญเสียมั้งชีวิตและทรัพย์สินอย่างมากแล้ว ยังอาจเป็นสาเหตุของภัยพิบัติรุนแรงอีกด้วย เช่น สึนามิ โคลนถล่ม และมลพิษทางอากาศ เป็นต้น

แผ่นดินไหว (Earthquake)

     แผ่นดินไหวเเกิดได้อย่างไร

             แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ที่เป็นผลจากการปลดปล่อยพลังงานที่สะสมไว้บนแผ่นธรณี ทำให้หิน เปลี่ยนลักษณะ เลื่อนตัว แตกหัก และถ่ายโอนพลังงานอย่างรวดเร็วในรูปของคลื่นไหวสะเทือน(seismic) ซึ่งจะแผ่กระจายจากจุดกำเนิดการไหว ที่เรียกว่า ศูนย์เกิดแผ่นดินไหว (focus)  ตำแหน่งบนผิวโลกที่อยู่เหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหว เรียกว่า จุดเหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหว (epicenter)   

จากสถิติการศึกษาแผ่นดินไหวสามารถแบ่งศูนย์เกิดแผ่นดินไหวตามความลึกได้ 3 ระดับ

1. แผ่นดินไหวที่มีระดับตื้น ลึกน้อยกว่า 70 กิโลเมตร
2. แผ่นดินไหวที่มีระดับปานกลาง ลึกระหว่าง 70-300 กิโลเมตร
3. แผ่นดินไหวที่มีระดับลึก ลึกมากกว่า 300 กิโลเมตร

นอกจากจะเกิดจากการเคลื่นที่ของแผ่นธรณี ยังเกิดจากสาเหตุอื่นๆอีกด้วย เช่น เกิดจากภูเขาไฟระเบิด การทดลองระเบิดปรมาณูใต้ดิน เป็นต้น

เมื่อเกิดแผ่นดินไหวพลังงานที่ถูกปลดปล่อยจะมี 2 ชนิด คือ

    1. คลื่นในตัวกลาง

• คลื่นปฐมภูมิ ผ่านของแข็ง ของเหว และแก๊สได้
• คลื่นทุติยภูมิ ผ่านได้แค่ของแข็งเท่านั้น

   2. คลื่นพื้นผิว(Surface Waves)

• คลื่นเลิฟ Love wave สร้างความเสียหายกับฐานอาคาร และสิ่งปลูกสร้างต่างๆ
• คลื่นเรย์ลี Rayleigh wave ทำให้ผิวโลกมีการสั่นขึ้นลง

เครื่องวัดความไหวสะเทือน(seismograph)  เครื่องมือนี้จะบันทึกและวัดค่าการสั่นไหวต่างๆของพื้นโลกที่เกิดจากแผ่นดินไหว

แนวแผ่นดินไหว

1. แนวรอยต่อรอบมหาสมุทรแปซิฟิก ร้อยละ 80 ของการเกิดแผ่นดินไหว เรียกว่า Ring of fire วงแหวนแห่งไฟ
2. แนวรอยต่อภูเขาแอลป์ในทวีปยุโรปและภูเขาหิมาลัยในเอเชีย คิดเป็นร้อยละ 15  บริเวณพม่า อัฟกานิสถาน อิหร่าน ตุรกี และแบเมดิเตอร์เรเนียนในนยุโรป
3. แนวเทือกเขากลางมหาสมุทรต่างของโลก คิดเป็นร้อยละ 5

ขนาดและความรุนแรงของแผ่นดินไหว

       Charles F. Richter เป็นคนแรกที่คิดค้นสูตรการวัดขนาดแผ่นดินไหว ริกเตอร์ แต่ต้องเป็นสถานีที่อยู่ใกล้จุดเกิดแผ่นดินไหวในระยะ 200-300 กิโลเมตรเท่านั้น แต่ในปัจจุบันมีมาตราขนาดโมเมนต์แผ่นดินไหว(seismic-moment magnitude scale) หาค่าความเกร็งของหิน (strength) ซึ่งสามมารถตรวจวัดคลื่นไหวสะเทือนจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหวที่ห่างไกลจากจุดเหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหวได้ทั่วโลก

      ความรุนแรงกำหนดจากผลกระทบ ที่นิยมคือ มาตราเมอร์คัลลีปรับปรุง

ภูเขาไฟ (Volcano)

การระเบิดของภูเขาไฟ

              เกิดจากการปะทุของแมกมาหรือหินหนืด แก๊ส และเถ้าภูเขาไปจากเปลือกโลก โดยจะพุ่งออกมาทางช่องด้านข้างและรอยแยกของภูเขาไฟ เมื่อหินหนืดขึ้นสู่ผิวโลกจะเรียนว่าลาวา(Lava) ส่วนประกอบสำคัญที่มีผลต่อความหนืดของหินหนืด คือ ซิลิกา SiO2 

***แก๊สที่พบจากการระเบิดของภูเขาไฟประกอบด้วย ไอน้ำ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน แก๊สในกลุ่มกำมะถัน เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และไฮโดรเจนซัลไฟด์

ผลของภูเขาไฟที่มีต่อลักษณะภูมิประเทศ

             หลังจากภูเขาไฟระเบิด ลักษณะรูปร่างของพื้นที่ภูเขาไฟจะเปลี่ยนไป เช่น ภูเขาหินบะซอลต์ บ้านซับบอน จังหวัดเพชรบูรณ์ ที่เกิดจากลาวาทับถมกันหลายชั้นเมื่อแข็งตัวก็จะกลายเป็นที่ราบและเนินเขา  และอีกลักษณะ คือ เกิดจากการทำลาย การทรุดตัว และการกัดเซาะผุพังของภูเขาไฟทำให้พื้นที่ภูเขาไฟหายไปหรือเปลี่ยนไป เช่น ภูเขาไฟฟูจิ แต่เดิมมี3ลูก  ภูเขาไฟเซนต์เฮเลนที่พื้นที่ภูเขาไฟเดิมถูกทำลายหายไป

ภูเขาไฟในประเทศไทย

          จากตัวอย่างหินบะซอลต์ที่มีอายุตั้งแต่ 1.8 ล้านปี ถึง 10,000 ปี ได้แก่ บริเวณ จังหวัดลพบุรี กาญจนบุรี ตราด สระบุรี ลำปาง สุรินทร์ และศรีสะเกษ ภูเขาไฟในไทยเป็นภูเขาไฟที่ดับแล้ว ภูเขาไฟในไทยมีรูปร่างที่ไม่ชัดเจนเนื่องจากเป็นภูเขาไฟที่เกิดขึ้นมานานแล้วและกัดกร่อนผุพังทำลายจนไม่เห็นรูปร่างของภูเขาไฟชัดเจน

โทษและประโยชน์จากภูเขาไฟ

•  โทษ ควันหรือเถ้าธุลีส่งผลให้ภูมิอากาศของโลกเปลี่ยนแปลง กลุ่มแก๊สที่พ่นออกมาส่งผลให้เกิดฝนกรด และการระเบิดส่งผลให้เกิดสึนามิ
• ประโยขน์ ดินที่เกิดจากการผุพังสลายตัวของเศษหินภูเขาไฟในบริเวณนั้นจะมีแร่ธาตุสะสมอยู่ในดินเป็นจำนวนมาก เป็นแหล่งที่อุดมสมบูรณ์เหมาะแก่การเพาะปลูกและอุตสาหกรรม และลาวาที่แข็งกลายเป็นหินบะซอลต์ที่มีแร่ปนอยู่เมื่อวลาผ่านไปหินบะซอลต์ผุพังอัญมณีก็จะหลุดออกมาจากหิน หินบะซอลต์เกี่ยวข้องกับการกำเนิดอัญมณึี