เนื้อหา

ใบความรู้ที่ 1 โครงสร้างโลก

1. โครงสร้างโลก

หลังการถือกำเนิดเมื่อกว่า 4,500 ล้านปีที่แล้ว โลก (Earth) ผ่านการปะทะและหลอมรวมกันของสสาร กลุ่มก๊าซ และธาตุต่างๆ มากมาย จากเศษซากการกำเนิดของดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะ จนมีมวล ขนาดและรูปร่างอย่างที่เราเห็นอยู่ในปัจจุบัน แต่ความเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงภายในดาวเคราะห์หินดวงนี้ไม่เคยหยุดนิ่ง

1.1 การแบ่งชั้นโครงสร้างของโลก

จากการศึกษาหลักฐานทางธรณีวิทยาและผลของคลื่นไหวสะท้อน ทำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าโลกสามารถแบ่งโครงสร้างออกเป็นชั้น ตามคุณสมบัติทางกายภาพและองค์ประกอบทางเคมี รวมถึงองค์ประกอบของธาตุและสารประกอบ ซึ่งแยกอยู่ในแต่ละชั้นใต้ผิวโลกตามความหนาแน่นที่แตกต่างกัน โดยมีธาตุที่หนักกว่าจมอยู่ลึกลงไปในแก่นโลก เช่น เหล็ก (Fe) และนิกเกิล (Ni) ส่วนธาตุที่เบากว่า เช่น ออกซิเจน (O) ซิลิคอน (Si) และแมกนีเซียม (Mg) กลายเป็นองค์ประกอบหลักในพื้นผิวชั้นนอกของโลก นักวิทยาศาสตร์จึงใช้องค์ประกอบนี้ แบ่งโครงสร้างภายในของโลกออกเป็น 3 ชั้นหลัก ได้แก่

(1) เปลือกโลก (Crust) คือ พื้นผิวด้านนอกสุด มีความหนาราว 5 ถึง 70 กิโลเมตร ตามลักษณะภูมิประเทศ เช่น พื้นที่ราบ และเทือกเขาสูงเปลือกโลกเป็นชั้นที่บางที่สุดในชั้นโครงสร้างของโลก โดยเปลือกโลกนั้น ประกอบไปด้วย

- เปลือกโลกทวีป (Continental crust) ส่วนที่เป็นพื้นทวีป และไหล่ทวีป มีความหนาเฉลี่ย 35-40 กิโลเมตร โดยประกอบด้วย ซิลิคอน (Si) และอะลูมิเนียม (Al) เป็นส่วนใหญ่ ดังนั้น จึงถูกเรียกว่าไซอัล (SIAL) โดยมาจากอักษรสองตัวแรกของธาตุซิลิกอน (Silicon) กับอะลูมิเนียม (Aluminium)

- เปลือกโลกมหาสมุทร (Oceanic crust) หรือ ส่วนพื้นผิวโลกที่อยู่ใต้ท้องทะเล ซึ่งมีความหนาเพียง 5 ถึง 10 กิโลเมตร ส่วนใหญ่เป็นหินบะซอลต์ ซึ่งประกอบด้วยเหล็ก แมกนีเซียม ซิลิกอน และออกซิเจนดังนั้น เปลือกโลกส่วนนี้จึงถูกเรียกว่า ไซมา (SIMA) โดยมาจากอักษรสองตัวแรกของธาตุซิลิกอน (Silicon) กับแมกนีเซียม (Magnesium) แต่เปลือกโลกมหาสมุทรมีความหนาแน่นมากกว่าเปลือกโลกทวีป ส่งผลให้เมื่อเปลือกโลกทั้ง 2 ชนกัน เปลือกโลกมหาสมุทรจะจมลง

(2) เนื้อโลก (Mantle) คือ ชั้นใต้เปลือกโลกจนถึงที่ระดับความลึก 2,900 กิโลเมตร มีองค์ประกอบหลักเป็น ซิลิคอน (Si) แมกนีเซียม (Mg) และเหล็ก (Fe) โดยระหว่างเนื้อโลก มีชั้นการเปลี่ยนแปลง (Transition Zone) แทรกอยู่ ซึ่งทำให้เนื้อโลกแยกออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่

2.1 เนื้อโลกชั้นบน (Upper mantle) มีความหนาประมาณ 700 กิโลเมตร แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ

1) เนื้อโลกชั้นบนตอนล่าง เรียกว่า ฐานธรณีภาค (Asthenosphere) มีลักษณะเป็นของแข็งเนื้ออ่อน จึงหยุ่นคล้ายดินน้ำมัน ในชั้นนี้มีความร้อนสูง ทำให้แร่บางส่วนหลอมละลายเป็นหินหนืด (Magma) ซึ่งจะมีการเคลื่อนที่ในลักษณะของกระแสหมุนวนด้วยการพาความร้อน

2) เนื้อโลกชั้นบนตอนบน มีลักษณะเป็นหินเนื้อแข็ง และเป็นฐานรองรับเปลือกโลกส่วนทวีป เรียกรวมกันว่า ธรณีภาค (Lithosphere)

2.2 เนื้อโลกชั้นล่าง (Lower mantle) มีสถานะเป็นของแข็ง หรือที่เรียกว่า มัชฌิมภาค (Mesosphere) ที่ระดับความลึก 700 ถึง 2,900 กิโลเมตร

(3) แก่นโลก (Core) เป็นส่วนที่อยู่ชั้นในสุดของโลกระดับความลึก 2,900 กิโลเมตร มีความหนาประมาณ 3,470 กิโลเมตร และมีอุณหภูมิราว 6,000 องศาเซลเซียส สามารถแบ่งย่อยออกจากกันเป็น 2 ชั้น ด้วยชั้นความไม่ต่อเนื่องเลอห์มานน์ (Lehmann Discontinuity)

3.1 แก่นโลกชั้นใน (Inner Core) มีความหนาประมาณ 1,370 กิโลเมตร มีความหนาแน่นมากและมีลักษณะแข็ง คาดว่าแก่นโลกส่วนนี้จะประกอบด้วยโลหะผสมระหว่างเหล็ก (Fe) และนิกเกิล(Ni) โดยเทียบเคียงจากอุกกาบาตเนื้อเหล็กที่ประกอบไปด้วยโลหะผสมระหว่างเหล็ก (Fe) และนิกเกิล(Ni) ซึ่งเคยตกลงมาบนโลก เนื่องจากมันมีความหนาแน่นใกล้เคียงกับแก่นโลกในชั้นนี้

3.2 แก่นโลกชั้นนอก (Outer Core) มีความหนาประมาณ 2,100 กิโลเมตร ในชั้นนี้ประกอบด้วยโลหะผสมระหว่างเหล็ก (Fe) และนิกเกิล(Ni) เช่นเดียวกับแก่นโลกชั้นใน แต่คาดว่าจะมีสถานะเป็นของเหลวที่มีการเคลื่อนที่ในลักษณะหมุนวนด้วยการพาความร้อน ซึ่งการเคลื่อนที่เช่นนี้ได้เหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็กโลก