นกเรยนคดวาโลกนาจะมโครงสรางภายในเปนอยางไร?

โลกเกดมาเมอประมาณ 4,600 ลานป มาแลว จากเหตผลทสนนษฐานวา

ระบบส รยะ เ กดจากการหมนวนของฝ นและแกสในอวกาศ(เนบวลา) แรงโนมถวงระหวางมวลท าใหฝ นและแกสในอวกาศเกดการยบตวและรวมกนจนในทสดกลายเปนระบบสรยะ ซงประกอบดวยดวงอาทตยและดาวเคราะหตาง ๆ

หลมเจาะเพอศกษาสวนประกอบและโครงสรางภายในโลกเจาะไดลก 12.3 กโลเมตร ทคาบสมทรโคลา รสเซย เจาะมาแลว 19 ป

ทางตรง -การขดเจาะ - การศกษาชดหนโอฟโอไลต - การศกษาหนภเขาไฟ - สวนประกอบของหนอกาบาต - ขอมลจากตวอยางหนจากดวงจนทร

ทางออม ใชวทยาศาสตรธรณฟสกส

-การใชเครองมอวดคลนแผนดนไหว -การศกษาคลนไหวสะเทอนทเกดจาก แผนดนไหว - การวดความเปนแมเหลกของโลก(earth magnetism)

- การวดคาแรงโนมถวงบรเวณผวโลก

คลนไหวสะเทอนทมนษยสรางขน เพอหาโครงสรางโลก

การทดลองระเบดนวเคลยร

1. คลนในตวกลาง (body wave) 2. คลนพนผว (surface wave)

ทเราจะศกษา คอ คลนในตวกลาง

1. คลนปฐมภม หรอ คลน P (primary waves , P wave)

เปนคลนทสามารถผานตวกลางทเปนของแขง ของเหลว และแกสได คลนปฐมภมจดเปนคลนตามยาว เคลอนทดวยอตราเรวประมาณ 4 - 7 กโลเมตรตอวนาท

2. คลนทตยภม หรอคลน S (secondary waves, S waves) เปนคลนทสามารถเคลอนทผานตวกลางทเปนของแขง

เทานน ไมสามารถเคลอนทผานตวกลางทเปนของเหลวและ

แกสได เปนคลนตามขวาง เคลอนทดวยอตราเรวประมาณ 2 –

5 กโลเมตรตอวนาท

เมอคลนไหวสะเทอนท ง 2 เคลอนทผานยงสวนตางๆของ

โลกกจะเกดการหกเห หรอเกดการสะทอนตรงบรเวณรอยตอ

ของโครงสรางโลก ทประกอบดวยธาต สารตางๆ หรอหน ทม

คณสมบตแตกตางกน

ถาโครงสรางภายในโลกประกอบดวยของแขงทเปนเนอเดยวกนตลอด คลนปฐมภมและคลนทตยภม จะเคลอนทดวยอตราเรวคงท

ในชวงทลกจากผวโลกลงไปประมาณ 100 – 400 กโลเมตร

ซงเรยกวาชนฐานธรณภาค คลนท งสองจะเคลอนทดวย

ความเรวไมคงท ช น น เรยกวา บร เวณความเรวต า ( low velocity zone)

ลกลงไปประมาณ 2,900 กโลเมตร ความเรวคลนท งสอง

ลดลงเรวอยางมาก และคลนทตยภมไมสามารถเคลอนทตอไปได

เนองจากเปนรอยตอระหวางของแขงและแกนโลกช นนอกซงเปน

ของเหลว เหตผลเพราะ คลนทตยภมเคลอนทผานไดเฉพาะของแขงเทานน

ทความลก 660 และ 5,140 กโลเมตร คลนท งสองจะ

เคลอนทดวยอตราเรวเพมขน

ท 5,140 กโลเมตร คลน P จะมความเรวเพมมากขน และ

คลน s จะเคลอนทผานโครงสรางโลกทเปนรอยตอลกลงไปได เนองจากบรเวณนมสถานะเปนของแขง

ภาพ

ภาพ

การแบงโครงสรางโลก

จากการศกษาคลนไหวสะเทอน ท าใหทราบวา - องคประกอบทอยในโลกไมไดเปนเนอเดยวกนตลอด

นกวทยาศาสตรไดแบงโครงสรางโลกออกเปนชน โดยนบจากชนนอกสด จนถงชนโครงสรางภายใน ไดดงน

1. แบงโครงสรางโลกโดยใชเกณฑ การเปลยนแปลง

ความเรวของคลนไหวสะเทอน แบงได 4 ชนดงน 1. ธรณภาค(lithosphere) 2. ฐานธรณภาค(asthenosphere) 3. มโซสเฟยร(mesosphere) 4. แกนโลก(core)

- เปนชนทอยนอกสดของโครงสรางโลก - ลกจากผวโลกลงไปประมาณ 110 กโลเมตร - มสวนประกอบทเปนหนแขง - คลน p และคลน s จะมความเรวเพมขนอยางรวดเรว - คลน p 6.4 – 8.4 กโลเมตรตอวนาท , คลน s 3.7 – 4.8 กโลเมตรตอวนาท

เปนชนท คลน p และคลน s เคลอนทอยางไมสม าเสมอ แบงเปน

2.1 บรเวณพนทท คลน p และคลน s มความเรวลดลง(low velocity

Zone) - ลกประมาณ 100 – 400 กโลเมตร - ประกอบดวยหนทมคณสมบตในการยดหยน(พลาสตก)ได และวางตวอย

สวนลางของชนธรณภาค

ภาพ

ภาพ

2.2 บรเวณพนทท คลน p และคลน s มความเรวเปลยนแปลง (transitional Zone)

-คลน p และคลน s มความเรวเพมขนในอตราทไมคงท - ลกลงไปประมาณ 400 -600 กโลเมตร เนองจากหน บรเวณสวนลางทฐานธรณภาคจะเปนหนทแขงมาก - เปนบรเวณทแรมการเปลยนแปลงโครงสราง

- เปนชนทอยถดจากฐานธรณภาคลงไป - ลกจากผวโลกลงไปประมาณ 660 -2,900 กโลเมตร -คลน p และคลน s จะมความเรวเพมขนอยางคงท - บรเวณสวนลางของมโซสเฟยรจะเปนหนหรอสารทมสถานะเปนของแขง

4.1 แกนโลกชนนอก (outer core) - ลกจากผวโลกลงไปประมาณ 2,900 – 5,140 กโลเมตร -คลน p จะมความเรวเพมขนอยางชาๆ -คลน s ไมสามารถเคลอนทผานบรเวณนได เนองจากม สถานะเปนของเหลว(คลนทตยภมจะเคลอนทผานได เฉพาะของแขงเทานน)

4.2 แกนโลกชนใน (inner core) - ลกจากผวโลกลงไปประมาณ 5,140 กโลเมตร ถง จดศนยกลางของโลก -คลน p และคลน s จะมเคลอนทดวยอตราเรวคงท -เปนของแขงมความหนาแนนเทากนเนอเดยวกน - คลน p และคลน s จะมเคลอนทดวยอตราเรวคงทเขาหาจดศนยกลางทระดบความลกประมาณ 6,371 กโลเมตร

การแบงโครงสรางของโลกโดยใช สวนประกอบทาง

กายภาพและทางเคมของหน แบงได 3 ชน

1. เปลอกโลก (crust)

2. เนอโลก (mantle)

3. แกนโลก(core)

ภาพโครงสรางโลก

1. เปลอกโลก (crust)

-อยนอกสด - มท งสวนทเปนพนดนและพนน ำ - มสวนทเปนหนแขงฝงลกลงไปใต แผนดนและแผนน ำ - ประกอบดวยหนหลำยชนด สวนใหญเปนหนอคน

เปลอกโลกแบงออกเปน 2 บรเวณ ดงน

1.1 เปลอกโลกทวป (continental crust)

- คอสวนทเปนพนทวปและไหลทวป

- มความหนาประมาณ 35 – 40 กโลเมตร

ถาเทอกเขากอาจหนาถง 70 กโลเมตร

- มธาต ซลคอน (Si) อะลมเนยม (Al)

- ประกอบดวยหนแกรนต

- ระดบความสงเฉลย 850 เมตร เหนอ

ระดบนาทะเล

1.2 เปลอกโลกมหาสมทร (oceanic crust)

- คอบรเวณทอยใตมหาสมทร

- มความหนาประมาณ 5 -10 กโลเมตร

- มธาต ซลคอน (Si) แมกนเซยม (Mg)

- ประกอบดวยหนบะซอลต

- ระดบความลกเฉลย 3,800 เมตร ใต

ระดบนาทะเล

จำกกำรศกษำคลนไหวสะเทอน นกวทยำศำสตรสำมำรถสรปไดวำเปลอกโลกประกอบดวย 2 ช น ใหญๆ คอ

1. ชนบน ประกอบดวยหนแกรนต หรอเรยกวา หนไซอล (sial มาจาก silicon + aluminium) ซงเปนสวนของทวป

2. ชนลาง ประกอบดวยหนบะซอลตอยกนอยางตอเนอง หรอเรยกวา หนไซมา (sima มาจาก silicon + magnesium) ซงเปนสวนของมหาสมทร

2. เนอโลก (mantle)

-หนาประมาณ 2,895 กโลเมตร

- ประกอบดวยแรธาตทเปนของแขง มแรโอลวน(Mg ,Fe,ซลกา

เปนองคประกอบ )ซงประกอบเขาดวยกนเปนหนอลตราเมฟก

หรอหนดไนต

- หนอลตราเมฟกอยบนเนอโลกตอนบน

- หนสวนอนจะมความแขง ความหนาแนนสง ทนตอความดน

และอณหภม

แนวแบงเขตโมโฮโรวซก หรอ

แนวรอยตอระหวางเปลอกโลกกบเนอโลก

- นกวทยาศาสตรชอ Andrija Mohorovicic ชาวสลาฟ คนพบ -แบงหนทอยเหนอขนไป คลน P มความเรว 6- 7 km/s - หนทอยลกลงมา คลน P มความเรวประมาณ 8 km/s - หนทอยในแนวเขตนจะเปนหนอลตราเมฟก มลกษณะเปนชน ๆ - หนทอย ลางเขตนหนอลตราเมฟก จะไมเปนชน - รอยตอนหนาประมาณ 0.1 – 0.5 km

3. แกนโลก (core)

-เปนทรงกลม รศมประมาณ 3,475 km - tem.อยระหวาง 2,200 oC 27,500 oC - ความดนมคาสง 3 ถง 4 ลานเทาของระดบน าทะเล - แกนโลก แบงเปน 2 ชน

3.1 แกนโลกชนนอก (outer core)

- ทระดบความลก 2,900 – 5,140 km

- เปนของเหลว

- คลน s ไมสามารถผานได

- มธาตเหลก(Fe) มาก รองลงมาเปนธาต นกเกล(Ni)

3.2 แกนโลกชนใน(inner core)

- ลกจากแกนโลกชนนอกถงจดศนยกลางประมาณ 6,370 km

- เปนของแขงหรอเปนผลก(เนองจากคลน P เคลอนทผานไดความเรวเพมขน)

- มธาตเหลก(Fe) มาก รองลงมาเปนธาต นกเกล(Ni)

จากการทแกนโลกมธาตเหลกเปนองคประกอบอยเปนจ านวนมากท าใหนกวทยาศาสตรสนนษฐานวา

“ แมเหลกโลกนาจะเกดจากกระบวนการตาง ๆ ทเกดขนภายในแกนโลกน ”

ดงคากลาวทวา “ของเหลวไหลรอนทาใหเกดสนามแมเหลก” จาก

ภาพยนตรเรอง the core

จากการศกษาความหนาแนนสมพทธของหน ท าใหทราบวา

- ยงลกลงไปในโลก คาความหนาแนนสมพทธมคาเพมมากขน

- แกนโลกนาจะประกอบดวยธาตหนก ไดแกธาตเหลกจ านวนมากรองลงมาคอนกเกล

- สนบสนนจากอกกาบาต

- 1. อกกาบาตทมธาตเหลกเปนองคประกอบ (เหลกกบนกเกล)

- 2. อกกาบาตทมหนเปนองคประกอบ(มแรซลเกต)

- การจากศกษาทางดาราศาสตร มวลของแกนโลกมคา 30% ของมวลของโลก

จงนาเชอวา แกนโลก

ประกอบดวย

- ธาตเหลกรอยละ 80 โดยนาหนก

- รองลงมา เปน นกเกล ซลคอน ออกซเจน และซลเฟอร