เปลือกโลก แม้จะอยู่ชั้นนอกสุดของโลก และดูมั่นคงก็ตาม แต่ในความเป็นจริงสาเหตุหลักของแผ่นดินไหวส่วนนึงมาจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก หากเปลือกโลกของเรามีการเคลื่อนตัวที่รุนแรงมากกว่าปกติตะเป็นกระบวนการที่มีผลกระทบต่อภูมิประเทศ เช่น การเกิดแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด และการก่อตัวของเทือกเขาต่างๆ
หากเราทำความเข้าใจเปลือกโลกให้ดีจะสามารถรู้และคาดเดาสิ่งต่างๆที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้าได้ และมีการเตรียมรับมือกับภัยพิบัติที่อาจจะไม่ได้เป็นเรื่องไกลตัวอีกต่อไป
ธรณีแปรสัณฐานและแผ่น เปลือกโลก
โลกของเราประกอบไปด้วยชั้นต่าง ๆ ได้แก่ แกนโลกชั้นใน แกนโลกชั้นนอก เนื้อโลก (mantle) และเปลือกโลก (crust) เปลือกโลกไม่ได้เป็นแผ่นเดียวกันทั้งหมด แต่แบ่งออกเป็นแผ่นเปลือกโลกหลายแผ่น เรียกว่า แผ่นธรณีภาค (tectonic plates) ซึ่งลอยอยู่บนชั้นเนื้อโลกที่มีลักษณะคล้ายของไหลหนืด แผ่นเปลือกโลกเหล่านี้มีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาผ่านกระบวนการที่เรียกว่า ธรณีแปรสัณฐาน (plate tectonics)
สาเหตุของการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก
การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเกิดขึ้นจากหลายปัจจัยหลัก ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับพลังงานและกระบวนการภายในโลก ได้แก่:
การพาความร้อนภายในโลก (Mantle Convection)
เนื้อโลกชั้นล่างมีอุณหภูมิสูงเนื่องจากความร้อนที่เกิดจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีและความร้อนตกค้างจากการก่อตัวของโลก พลังงานความร้อนนี้ทำให้เกิดกระแสพาความร้อน (convection currents) ภายในเนื้อโลก ชั้นหินหนืดร้อนลอยขึ้นและเย็นตัวลงเมื่อเข้าใกล้เปลือกโลก ทำให้เกิดการหมุนเวียนของมวลสารและดันให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ไปในทิศทางต่าง ๆ
การแยกตัวของแผ่นเปลือกโลก (Seafloor Spreading)
ที่บริเวณสันเขากลางมหาสมุทร (Mid-Ocean Ridge) หินหนืดจากชั้นเนื้อโลกถูกดันขึ้นมาสู่พื้นผิวและเย็นตัวลงกลายเป็นเปลือกโลกใหม่ กระบวนการนี้ทำให้แผ่นเปลือกโลกถูกผลักออกจากกัน และทำให้เกิดรอยแยกหรือรอยเลื่อน เช่น การแยกตัวของแผ่นยูเรเชียและแผ่นอเมริกาเหนือ
การมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก (Subduction)
เมื่อแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นชนกัน แผ่นหนึ่งอาจมุดตัวลงไปใต้แผ่นอีกแผ่นหนึ่งเข้าสู่ชั้นเนื้อโลก กระบวนการนี้มักเกิดขึ้นบริเวณรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรและแผ่นเปลือกโลกทวีป เช่น บริเวณวงแหวนไฟ (Ring of Fire) รอบมหาสมุทรแปซิฟิก ซึ่งเป็นจุดที่เกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิดบ่อยครั้ง
แรงกดดันจากเปลือกโลก (Slab Pull & Ridge Push)
- Slab Pull: เมื่อแผ่นเปลือกโลกมุดตัวลงไป มวลของมันดึงส่วนที่เหลือลงไปตามแรงโน้มถ่วง ทำให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่เร็วขึ้น
- Ridge Push: บริเวณสันเขากลางมหาสมุทร แรงโน้มถ่วงดันแผ่นเปลือกโลกออกจากจุดกำเนิดใหม่ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ออกจากกัน
รูปแบบการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก
การเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก ได้แก่:
การแยกออกจากกัน (Divergent Boundary)
แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ออกจากกัน ทำให้เกิดรอยแยก เช่น สันเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก หรือหุบเขาแยกตัวแอฟริกาตะวันออก
การชนกัน (Convergent Boundary)
แผ่นเปลือกโลกสองแผ่นชนกัน ทำให้เกิดภูเขา เทือกเขา หรือแนวรอยเลื่อน เช่น เทือกเขาหิมาลัยที่เกิดจากการชนกันของแผ่นอินเดียและแผ่นยูเรเชีย
การเคลื่อนที่ผ่านกัน (Transform Boundary)
แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ในแนวขนานกัน แต่ไปในทิศทางตรงข้าม ทำให้เกิดรอยเลื่อน เช่น รอยเลื่อนซานแอนเดรียสในรัฐแคลิฟอร์เนีย
ผลกระทบจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก
การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆที่มีผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม การเคลื่อนที่ของเปลือกโลกทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆด้านล่าง ยิ่งเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่ที่มากเท่าไหร่ ความเสียหาย และการเกิดปรากฏการณ์ธรรมชาติก็จะรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น
แผ่นดินไหว
เกิดขึ้นเมื่อพลังงานสะสมที่บริเวณรอยเลื่อนถูกปล่อยออกมาอย่างฉับพลัน ทำให้พื้นดินสั่นสะเทือน
ภูเขาไฟระเบิด
เกิดขึ้นเมื่อหินหนืดจากภายในโลกถูกดันขึ้นมาสู่พื้นผิว เช่น ภูเขาไฟฟูจิและภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์
การก่อตัวของเทือกเขาและภูมิประเทศใหม่
แรงดันจากการชนกันของแผ่นเปลือกโลกทำให้เกิดเทือกเขาสูง เช่น เทือกเขาแอนดีสและเทือกเขาร็อกกี้
สึนามิ
แผ่นดินไหวใต้มหาสมุทรทำให้เกิดคลื่นยักษ์ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ส่งผลกระทบต่อพื้นที่ชายฝั่ง
วิธีสังเกตการเคลื่อนตัวของ เปลือกโลก เพื่อคาดเดาเหตุการภัยพิบัติในอนาคต
- การตรวจจับคลื่นไหวสะเทือน (Seismic Monitoring)
นักธรณีวิทยาใช้เครื่องตรวจวัดแผ่นดินไหว (Seismometer) เพื่อติดตามแรงสั่นสะเทือนของเปลือกโลก หากมีคลื่นไหวสะเทือนขนาดเล็กเกิดขึ้นบ่อยครั้งในพื้นที่หนึ่ง อาจบ่งชี้ว่ามีการสะสมพลังงานใต้พื้นดิน ซึ่งอาจนำไปสู่แผ่นดินไหวใหญ่ในอนาคต
- การวัดการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก (GPS & InSAR)
- GPS (Global Positioning System): ใช้เพื่อตรวจจับการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกในระดับมิลลิเมตร
- InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar): เป็นเทคนิคที่ใช้เรดาร์จากดาวเทียมเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของพื้นดิน หากพบว่ามีการเคลื่อนที่ผิดปกติ อาจบ่งบอกถึงความเสี่ยงของแผ่นดินไหวหรือภูเขาไฟระเบิด
- การตรวจสอบรอยเลื่อนของเปลือกโลก (Fault Monitoring)
นักธรณีวิทยาศึกษาการเคลื่อนที่ของรอยเลื่อนสำคัญ เช่น รอยเลื่อนซานแอนเดรียส (San Andreas Fault) ในสหรัฐฯ และรอยเลื่อนสุมาตรา เพื่อคำนวณโอกาสเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ในอนาคต
- 4. การตรวจวัดความดันของแมกมา (Magma Pressure Monitoring)
สำหรับพื้นที่ภูเขาไฟ การสะสมของแมกมาใต้ดินอาจทำให้เปลือกโลกขยายตัวและก่อให้เกิดแรงดันที่นำไปสู่การปะทุ นักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องตรวจจับก๊าซและอุณหภูมิใต้พื้นดินเพื่อตรวจสอบแนวโน้มการปะทุของภูเขาไฟ
- การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำใต้ดินและก๊าซเรดอน (Radon Gas Monitoring)
ก่อนเกิดแผ่นดินไหว ระดับน้ำใต้ดินในบางพื้นที่อาจเปลี่ยนแปลงผิดปกติ นอกจากนี้ ก๊าซเรดอนที่อยู่ในชั้นหินอาจถูกปล่อยออกมาสู่ชั้นบรรยากาศมากขึ้น ซึ่งเป็นสัญญาณว่ามีการเคลื่อนตัวของรอยเลื่อนใต้พื้นดิน
- การสังเกตพฤติกรรมสัตว์ (Animal Behavior Monitoring)
แม้ว่ายังไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่ชัดเจน แต่มีรายงานว่าสัตว์บางชนิดสามารถรับรู้แรงสั่นสะเทือนล่วงหน้า เช่น สัตว์เลื้อยคลานออกจากโพรง หรือปลาว่ายขึ้นสู่ผิวน้ำผิดปกติ
- แบบจำลองและปัจจัยทางสถิติ (Seismic Hazard Models)
นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลทางประวัติศาสตร์ของแผ่นดินไหวในอดีตมาสร้างแบบจำลองทางสถิติ เช่น
- การคำนวณรอบการเกิดแผ่นดินไหว (Recurrence Interval)
- วิเคราะห์ความเสี่ยงของรอยเลื่อนที่อาจปลดปล่อยพลังงาน
เมื่อเราสามารถวิเคราะห์ล่วงหน้าได้ก็จะสามารถเตรียมตัวรับมือกับสิ่งที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคตได้เป็นอย่างดี เมื่อเตรียมตัวพร้อมแล้ว เวลาเหตุยังไม่เกิดก็สามารถชิลได้ กดหวยอยู่บ้าน นั่งดื่มด่ำกับความสงบอยู่บ้าน
สรุป
การเคลื่อนตัวของเปลือกโลกเป็นผลจากกระบวนการภายในโลกที่เกี่ยวข้องกับพลังงานความร้อนและแรงทางธรณีวิทยา แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่เนื่องจากกระแสพาความร้อน การแยกตัวของแผ่นเปลือกโลก การมุดตัว และแรงดันต่างๆ
การเคลื่อนที่ของเปลือกโลกส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติมากมาย เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด และสึนามิ การศึกษาเกี่ยวกับการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกช่วยให้เราสามารถคาดการณ์และเตรียมพร้อมรับมือกับภัยพิบัติทางธรรมชาติได้อย่างมีประสิทธิภาพ
No responses yet