บทที่ 6 ดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์ (อังกฤษ: star) คือวัตถุท้องฟ้าที่เป็นก้อนพลาสมาสว่างขนาดใหญ่ที่คงอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด คือ ดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลัก ของโลก เราสามารถมองเห็นดาวฤกษ์อื่น ๆ ได้บนท้องฟ้ายามราตรี หากไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์บดบัง ในประวัติศาสตร์ ดาวฤกษ์ที่โดดเด่นที่สุดบนทรงกลมท้องฟ้าจะถูกจัดเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มดาว และดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะได้รับการตั้งชื่อโดยเฉพาะ นักดาราศาสตร์ได้จัดทำบัญชีรายชื่อดาวฤกษ์เพิ่มเติมขึ้นมากมาย เพื่อใช้เป็นมาตรฐานในการตั้งชื่อดาวฤกษ์

วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ 

 

วิวัฒนาการของดาวฤกษ์เริ่มต้นขึ้นตั้งแต่การพังทลายของแรงโน้มถ่วงของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ (GMC) เมฆโมเลกุลโดยมากจะมีขนาดกว้างประมาณ 100 ปีแสง และมีมวลประมาณ 6,000,000 มวลดวงอาทิตย์ เมื่อแรงโน้มถ่วงพังทลายลง เมฆโมเลกุลขนาดยักษ์จะแตกออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย แก๊สจากเศษเมฆแต่ละส่วนจะปล่อยพลังงานศักย์จากแรงโน้มถ่วงออกมากลายเป็นความร้อน เมื่ออุณหภูมิและความดันเพิ่มสูงขึ้น เศษซากจะอัดแน่นมากขึ้นกลายเป็นรูปทรงกลมหมุนของแก๊สที่ร้อนจัด รู้จักกันในชื่อว่า ดาวฤกษ์ก่อนเกิด (protostar)^[1]

ดาวฤกษ์ก่อนเกิดที่มีมวลน้อยกว่า 0.08 มวลดวงอาทิตย์จะไม่สามารถทำอุณหภูมิได้สูงพอให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันของไฮโดรเจนได้ ดาวเหล่านี้จะกลายเป็นดาวแคระน้ำตาล ดาวแคระน้ำตาลที่มีมวลมากกว่า 13 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี (ประมาณ 2.5 × 10²⁸ กก.) จะสามารถทำให้ดิวเทอเรียมหลอม ละลายได้ นักดาราศาสตร์จำนวนหนึ่งจะเรียกเฉพาะวัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีคุณสมบัติดัง กล่าวว่าเป็นดาวแคระน้ำตาล แต่วัตถุอื่นที่ใหญ่กว่าดาวฤกษ์แต่เล็กกว่าดาวประเภทนี้จะเรียกว่าเป็นวัตถุ กึ่งดาว (sub-stellar object) แต่ไม่ว่าจะเป็นดาวประเภทใด ดิวเทอเรียมจะหลอมเหลวได้หรือไม่ ต่างก็ส่องแสงเพียงริบหรี่และค่อยๆ ตายไปอย่างช้าๆ อุณหภูมิของมันลดลงเรื่อยๆ ตลอดช่วงเวลาหลายร้อยล้านปี

สำหรับดาวฤกษ์ก่อนเกิดที่มีมวลมากกว่า อุณหภูมิที่แกนกลางสามารถขึ้นไปได้สูงถึง 10 เมกะเคลวิน ทำให้เริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่โปรตอน-โปรตอน และทำให้ไฮโดรเจนสามารถหลอมเหลวดิวเทอเรียมและฮีเลียมได้ สำหรับดาวที่มีมวลมากกว่า 1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ กระบวนการวงรอบ CNO จะทำให้เกิดองค์ประกอบสำคัญในการสร้างพลังงาน และทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันดำเนินไปต่อเนื่องอย่างรวดเร็วจนกระทั่งเข้าสู่สภาวะสมดุลของไฮโดรสแตติกส์ คือการที่พลังงานที่ปลดปล่อยจากแกนกลางทำให้เกิด "แรงดันการแผ่รังสี" ที่สมดุลกับมวลของดาวฤกษ์ ซึ่งจะป้องกันการยุบตัวจากแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์นั้นก็จะเข้าสู่สภาวะที่เสถียร และเริ่มดำเนินไปตามแถบลำดับหลักของมันบนเส้นทางวิวัฒนาการ

ดาวฤกษ์เกิดใหม่จะเข้ามาอยู่ในช่วงหนึ่งช่วงใดบนแถบลำดับหลักตามไดอะแกรมของเฮิร์ตสปรัง-รัสเซลล์ โดยที่ประเภทสเปกตรัมของแถบลำดับหลักขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์ดวงนั้น ดาวแคระแดงมวลน้อยที่มีขนาดเล็กและอุณหภูมิค่อนข้างต่ำจะเผาผลาญไฮโดรเจนอย่างช้าๆ และอยู่บนแถบลำดับหลักได้นานเป็นเวลาหลายแสนล้านปี ขณะที่ดาวยักษ์อุณหภูมิสูงและมีมวลมากจะออกจากแถบลำดับหลักไปในเวลาเพียงไม่กี่ล้านปีเท่านั้น ดาวฤกษ์ขนาดกลางเช่นดวงอาทิตย์ของ เราจะอยู่บนแถบลำดับหลักได้ประมาณ 1 หมื่นล้านปี เชื่อว่าปัจจุบันดวงอาทิตย์อยู่ในช่วงกึ่งกลางของอายุของมันแล้ว แต่อย่างไรก็ยังคงอยู่บนแถบลำดับหลักอยู่

ดวงอาทิตย์

 

เป็นดาวฤกษ์ที่เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะของเรา ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์แคระ ดาวเคราะห์น้อย และดาวหาง ล้วนแล้วแต่โคจรรอบดวงอาทิตย์ทั้งสิ้น ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่สำคัญยิ่งต่อโลก เช่น ให้พลังงานแก่พืชในรูปของแสง และพืชก็เปลี่ยนแสงให้เป็นพลังงานในการตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็น น้ำตาล ตลอดจนทำให้โลกมีสภาวะอากาศหลากหลาย เอื้อต่อการดำรงชีวิต

ดวงอาทิตย์ประกอบด้วยไฮโดรเจนอยู่ร้อยละ 74 โดยมวล ฮีเลียมร้อยละ 25 โดยมวล และธาตุอื่น ๆ ในปริมาณเล็กน้อย ดวงอาทิตย์จัดอยู่ในสเปกตรัม G2V ซึ่ง G2 หมายความว่าดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 5,780 เคลวิน (ประมาณ 5,515 องศาเซลเซียส หรือ 9,940 องศาฟาเรนไฮ) ดวงอาทิตย์จึงมีสีขาว แต่เห็นบนโลกเป็นสีเหลือง เนื่องจากการกระเจิงของแสง ส่วน V (เลข 5) บ่งบอกว่าดวงอาทิตย์อยู่ในลำดับหลัก ผลิตพลังงานโดยการหลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม และอยู่ในสภาพสมดุล ไม่ยุบตัวหรือขยายตัว

ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากศูนย์กลางดาราจักรทางช้างเผือกเป็น ระยะทางโดยประมาณ 26,000 ปีแสง ใช้เวลาโคจรครบรอบดาราจักรประมาณ 225-250 ล้านปี มีอัตราเร็วในวงโคจร 215 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ 1 ปีแสง ทุก ๆ 1,400 ปี

ความสว่างและอันดับความสว่างของดาวฤกษ์

ความสว่างของดาวฤกษ์เป็นพลังงานแสงทั้งหมดที่แผ่ออกมาใน 1 วินาที ส่วนอันดับความสว่างเป็นตัวเลขที่กำหนดขึ้น โดยกำหนดให้ดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดเมื่อมองด้วยตาเปล่า มีอันดับความสว่างเป็น 1 ส่วนดาวฤกษ์ที่มองเห็นแสงสว่างริบหรี่ มีอันดับความสว่างเป็น 6 ดาวที่มีอันดับความสว่างต่างกัน 1 ความสว่างจะต่างกันประมาณ 2.5 เท่า

- ความสว่าง (brightness) ของดาว คือ พลังงานแสงจากดาวที่ตกบน 1 หน่วยพื้นที่ ในเวลา 1 วินาที

- อันดับความสว่าง (brightness) ของดาวฤกษ์ เป็นตัวเลขที่กำหนดขึ้นเพื่อแสดงการรับรู้ความสว่างของผู้สังเกตดาวฤกษ์ด้วย ตาเปล่า ดาวที่มองเห็นสว่างที่สุดมีอันดับความสว่างเป็น 1 และดาวที่เห็นสว่างน้อยที่สุดมีอันตับความสว่างเป็น 6 นั่นคือดาวยิ่งมีความสว่างน้อย อันดับความสว่างยิ่งสูงขึ้น หรืออยู่อันดับท้าย ๆ ส่วนดาวสว่างมากอยู่อันดับต้น ๆ

 

 - ดาวซีรีอัสเป็นดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดบนท้องฟ้าเวลากลางคืน

- ส่วนดาวเคราะห์ที่สว่างที่สุด คือ ดาวศุกร์

ถ้าอันดับความสว่างของดาวต่างกัน n แสดงว่าดาวทั้งสองดวงจะสว่างต่างกัน (2.512)n เท่า ดังตาราง

- ดาวฤกษ์ริบหรี่ที่สุดที่มองเห็นได้ในเมืองใหญ่มีความสว่างมากกว่าดาวฤกษ์ ริบหรี่ที่สุดที่อาจมองเห็นได้ในชนบท 16 เท่า ซึ่งคำนวณได้ดังนี้

ดาวฤกษ์ทั้งสองดวงมีอันดับความสว่างต่างกัน 3 ดังนั้น ความสว่างจะต่างกัน ประมาณ 16 เท่า 

สีและอุณหภูมิของดาวฤกษ์

 ดาวฤกษ์ที่ปรากฏบนท้องฟ้าจะมีสีต่างกัน เมื่อศึกษาอุณหภูมิผิวของดาวฤกษ์จะพบว่า สีของดาวฤกษ์มีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิผิวของดาวฤกษ์ด้วย นักดาราศาสตร์แบ่งชนิดของดาวฤกษ์ตามสีและอุณหภูมิผิวของดาวฤกษ์ได้ 7 ชนิด คือ O B A F G K และ M แต่ละชนิดจะมีสีและอุณหภูมิผิวดังตารางต่อไปนี้

สีของดาวฤกษ์นอกจากจะบอกอุณหภูมิของดาวฤกษ์แล้ว ยังสามารถบอกอายุของดาวฤกษ์ด้วย ดาวฤกษ์ที่มีอายุน้อยจะมีอุณหภูมิที่ผิวสูงและมีสีน้ำเงิน ส่วนดาวฤกษ์ที่มีอายุมากใกล้ถึงจุดสุดท้ายของชีวิตจะมีสีแดงที่ เรียกว่า ดาวยักษ์แดง มีอุณหภูมิผิวต่ำ ดาวฤกษ์แต่ละดวงจะมีสิ่งที่เหมือนกัน คือ องค์ประกอบหลัก ได้แก่ ธาตุไฮโดรเจน และธาตุฮีเลียม พลังงานของดาวฤกษ์ทุกดวงเกิดจากปฏิกิริยาเทอร์มอนิวเคลียร์ที่แก่นกลาง ของดาว แต่สิ่งที่ต่างกันของดาวฤกษ์ ได้แก่ มวล อุณหภูมิผิว ขนาด อายุ ระยะห่างจากโลก สี ความสว่าง ธาตุที่เป็นองค์ประกอบ และวิวัฒนาการที่ต่างกัน 

ชนิดสีดาวฤกษ์และอุณหภูมิ

 

ระยะทางในดาราศาสตร์ 

ระยะทาง 1 หน่วยดารา ศาสตร์ ( Astronomical Unit , A.U. ) คือ ระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวง อาทิตย์ ซึ่งปัจจุบันทราบว่ามีค่า 149.598 ล้านกิโลเมตร

 

1 ปีแสง เท่ากับระยะทางที่แสงเดินทางในเวลา 1 ปี จากอัตราเร็วแสงที่มีค่า 299,792.458 เมตร/วินาที ระยะทาง 1 ปีแสงจึงมีค่าประมาณ 9.4607×10¹² กิโลเมตร = 63,241.077 หน่วยดาราศาสตร์ = 0.30660 พาร์เซก เนื่องจากเอกภพมีขนาดมหึมา แสงจากวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ไกลจึงใช้เวลาหลายปีกว่าจะเดินทางมาถึงเรา นั่นหมายความว่าเราเห็นอดีตของวัตถุนั้นอยู่ตลอดเวลา

1 พาร์เซก มีค่าเท่ากับระยะทาง 206,265 เท่าของ 1 หน่วยดาราศาสตร์ หรือประมาณ 3.26 ปีแสง หรือประมาณ 

3.084 x 1016 เมตร]

เนบิวลา 

เนบิวลา หมายถึง หมอก เป็นกลุ่มของเมฆหมอกของ ฝุ่น แก๊ส และพลาสมา

ในอวกาศ 

ประเภทของเนบิวลา

เนบิวลาสว่าง

เนบิวลาสว่าง (Diffuse nebula) เป็นเนบิวลาที่มีลักษณะฟุ้ง มีแสงสว่างในตัวเอง แบ่งเป็น

เนบิวลาเปล่งแสง

เนบิวลาเปล่งแสง (อังกฤษ: Emission nebula) เนบิวลาเปล่งแสงเป็นเนบิวลาที่มีแสงสว่างในตัวเอง เกิดจากการเรืองแสงของอะตอมของไฮโดรเจนที่อยู่ในสถานะไอออน ในบริเวณ H II region เนื่องจากได้รับความร้อนจากดาวฤกษ์ภายในเนบิวลา ซึ่งโดยทั่วไปแล้วก็คือดาวฤกษ์เกิดใหม่ที่เนบิวลานั้นสร้างขึ้นนั่นเอง การเรืองแสงนั้น เกิดขึ้นเนื่องจากอิเล็กตรอนอิสระกลับเข้าไปจับกับไอออนของไฮโดรเจน และคายพลังงานออกมาในช่วงคลื่นที่ต่างๆ โดยค่าความยาวคลื่น เป็นไปตามสมการ E=hc/λ เมื่อ E เป็นพลังงานที่อะตอมของไฮโดรเจนคายออกมา h เป็นค่าคงตัวของพลังค์ c เป็นความเร็วแสง และ λ เป็นความยาวคลื่น

เนื่องจากเนบิวลาเปล่งแสง จะเปล่งแสงในช่วงคลื่นที่เฉพาะตัวตามธาตุองค์ประกอบของเนบิวลา ทำให้มีสีต่างๆกัน และการวิเคราะห์สเปกตรัมของ เนบิวลาชนิดนี้ จะพบว่าสเปกตรัมเป็นชนิดเส้นเปล่งแสง (Emission Lines) และสามารถวิเคราะห์ธาตุองค์ประกอบ หรือโมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบของเนบิวลาได้อีกด้วย เนบิวลาชนิดนี้ ส่วนใหญ่จะมีสีแดงจากไฮโดรเจน และสีเขียวจากออกซิเจน บางครั้งอาจมีสีอื่นซึ่งเกิดจากอะตอม หรือโมเลกุลอื่นๆ ก็เป็นได้ ตัวอย่างเนบิวลาเปล่งแสงได้แก่ เนบิวลาสว่างใหญ่ในกลุ่มดาวนายพราน (M42 Orion Nebula) เนบิวลาอเมริกาเหนือในกลุ่มดาวหงส์ (NGC7000 North America Nebula) เนบิวลาทะเลสาบในกลุ่มดาวคนยิงธนู (M8 Lagoon Nebula) เนบิวลากระดูกงูเรือ (Eta-Carinae Nebula) เป็นต้น

เนบิวลาสะท้อนแสง

เนบิวลาสะท้อนแสง (อังกฤษ: Reflection nebula) เนบิวลาสะท้อนแสงเป็นเนบิวลาที่มีแสงสว่างเช่นเดียวกับเนบิวลาเปล่งแสง แต่แสงจากเนบิวลาชนิดนี้นั้น เกิดจากการกระเจิงแสงจากดาวฤกษ์ใกล้เคียงที่ไม่ร้อนมากพอที่จะทำให้เนบิวลา นั้นเปล่งแสง กระบวนการดังกล่าวทำให้เนบิวลาชนิดนี้มีสีฟ้า องค์ประกอบหลักของเนบิวลาชนิดนี้ที่ทำหน้าที่กระเจิงแสงจากดาวฤกษ์คือฝุ่นระหว่างดาว (Interstellar dust) การกระเจิงแสงของฝุ่นระหว่างดาวเป็นกระบวนการเดียวกับการกระเจิงแสงของฝุ่น ในบรรยากาศซึ่งทำให้ท้องฟ้ามีสีฟ้า ตัวอย่างเนบิวลาสะท้อนแสง เช่น เนบิวลาในกระจุกดาวลูกไก่บริเวณ ดาวเมโรเป เนบิวลาหัวแม่มด (Witch Head Nebula) เนบิวลา M78 ในกลุ่มดาวนายพราน เป็นต้น เนบิวลาชนิดนี้บางครั้งก็พบอยู่เป็นส่วนหนึ่งของเนบิวลาเปล่งแสง เช่น เนบิวลาสามแฉก (Trifid Nebula) ที่มีทั้งสีแดงจากไฮโดรเจน สีเขียวจากออกซิเจน และสีฟ้าจากการสะท้อนแสง เป็นต้น

เนบิวลาดาวเคราะห์

เนบิวลาดาวเคราะห์ (อังกฤษ: Planetary nebula) เนบิวลาดาวเคราะห์เป็นส่วนหนึ่งของวิวัฒนาการในช่วงสุดท้ายของดาวฤกษ์มวลน้อย และดาวฤกษ์มวลปานกลาง เมื่อมันเข้าสู่ช่วงสุดท้ายของชีวิต ไฮโดรเจนในแกนกลางหมดลง ส่งผลให้ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ภาย ในแกนกลางยุติลงด้วย ทำให้ดาวฤกษ์เสียสมดุลระหว่างแรงดันออกจากความร้อนกับแรงโน้มถ่วง ทำให้แกนกลางของดาวยุบตัวลงเข้าหาศูนย์กลางเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของตัวมัน เอง จนกระทั่งหยุดเนื่องจากแรงดันดีเจนเนอเรซีของอิเล็กตรอน กลายเป็นดาวแคระขาว เปลือกภายนอกและเนื้อสารของดาวจะหลุดออก และขยายตัวไปในอวกาศ เป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ซึ่งไม่มีพลังงานอยู่ แต่มันสว่างขึ้นได้เนื่องจากได้รับพลังงานจากดาวแคระขาวที่อยู่ภายใน เมื่อเวลาผ่านไปดาวแคระขาวก็จะเย็นตัวลง และเนบิวลาดาวเคราะห์ก็จะขยายตัวไปเรื่อยๆ จนกระทั่งจางหายไปในอวกาศ

เนบิวลาดาวเคราะห์ไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องใดกับดาวเคราะห์ ชื่อนี้ได้มาจากลักษณะที่เป็นวงกลมขนาดเล็กคล้ายดาวเคราะห์เมื่อสังเกตจากกล้องโทรทรรศน์นั่นเอง ตัวอย่างของเนบิวลาชนิดนี้ได้แก่ เนบิวลาวงแหวน ในกลุ่มดาวพิณ (M57 Ring Nebula) เนบิวลาดัมเบลล์ (M27 Dumbbell Nebula) เนบิวลาตาแมว (Cat’s eye Nebula) เนบิวลาเกลียว (Helix Nebula) เป็นต้น

เนบิวลามืด

เนบิวลามืด (อังกฤษ: Dark nebula) เนบิวลามืดมีองค์ประกอบหลักเป็นฝุ่นหนาเช่นเดียวกับเนบิวลาสะท้อนแสง แต่เนบิวลามืดนี้ไม่มีแหล่งกำเนิดแสงอยู่ภายในหรือโดยรอบ ทำให้ไม่มีแสงสว่าง เราจะสามารถสังเกตเห็นเนบิวลามืดได้เมื่อมีเนบิวลาสว่าง หรือดาวฤกษ์จำนวนมากเป็นฉากหลัง จะปรากฏเนบิวลามืดขึ้นเป็นเงามืดด้านหน้าดาวฤกษ์หรือเนบิวลาสว่างเหล่านั้น ตัวอย่างเนบิวลามืดที่มีฉากหลังเป็นเนบิวลาสว่าง เช่น เนบิวนารูปหัวม้าอันโด่งดังในกลุ่มดาวนายพราน (Horse Head Nebula) เป็นต้น และตัวอย่างของเนบิวลามืดที่มีฉากหลังเป็นดาวฤกษ์จำนวนมาก เช่น เนบิวลางู (B72 Snake Nebula) เป็นต้น

บทที่ 5 เอกภพ

เอกภพวิทยาในอดีต

1. เอกภพของชาวสุเมเรียนและบาบิโลน

2. เอกภพของกรีก

3. เอกภพของเคปเลอร์

4.เอกภพของกาลิเลโอ

1. เอกภพของชาวสุเมเรียนและบาบิโลน

 

ชาวสุเมเรียนบันทึกตำแหน่งของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ โดยมีโลกแบนอยู่กับที่และเป็นศูนย์กลางของการเคลื่อนที่ทั้งหมดพร้อมกับมี การตั้งชื่อกลุ่มคาวหลายกลุ่มในท่องฟ้า และได้อธิบายการเคลื่อนที่ของดาวต่างๆ ตามความเชื่อที่ว่าเทพเจ้าปกครองโลก ท้องฟ้าและแหล่งน้ำบันดาลให้เป็นไป ชาวบาบิโดลนอาศัยพื้นฐานของชาวสุเมเรียนมาใช้ในการอธิบายการเคลื่อนที่ของ ดาวฤกษ์และการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลบนโลกได้อย่างถูกต้อง

2. แบบจำลองเอกภพของกรีก

ชาวกรีกได้ประยุกต์ความรู้ทางคณิตศาสตร์ในเรื่องจำนวนและเรขาคณิตในการ พัฒนาแบบจำลองเอกภพ “อริส โตเติล” เป็นชาวกรีกคนแรกที่พบว่า โลกมีลักษณะเป็นทรงกลม นอกจากนี้ “อริส ตาร์คัส” เป็นบุคคลแรกที่ระบุว่า โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลาง และโลกจะโคจรครบรอบ 1 ปี ในเวลา 1 ปี ทำให้แบบจำลองของชาวกรีกมีลักษณะที่อธิบายได้ทางเรขาคณิต

3. แบบจำลองเอกภพของเคปเลอร์ (Kepler’s model of the Universe)

            ไทโค บราเฮ (Tycho Brahe, ค.ศ.1546 – ค.ศ.1601) นักดาราศาสตร์ชาวฮอลแลนด์ได้ทำการสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ต่างๆและ จดบันทึกตำแหน่งอย่างละเอียดทุกวันเป็นเวลานับสิบปี ผลจากการสังเกตของเขานี้ทำให้เขาไม่เชื่อในคำอธิบายการโคจรของดาวเคราะห์ ต่างรอบดวงอาทิตย์ของโคเปร์นิคัสที่ว่าดาวเคราะห์ต่างๆเคลื่อนที่รอบๆดวง อาทิตย์เป็นรูปวงกลมสมบูรณ์แบบ แต่ผลงานการสังเกตการณ์และสรุปผลนี้ยังไม่เป็นผลสำเร็จเขาก็ได้มาเสียชีวิต ไปเสียก่อน แต่อย่างไรก็ตามเขาได้มอบบันทึกของการสังเกตนี้ให้แก่ผู้ช่วยของเขาซึ่งเป็น ชาวเยอรมัน คือ โยฮัน เคปเลอร์ (Johannes Kepler, ค.ศ. – ค.ศ. )” ดังนั้นจึงทำให้เคปเลอร์ได้ทำการสังเกตการณ์เพิ่มเติมแล้วจึงได้ตั้งแบบ จำลองเอกภพที่ได้อธิบายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ต่างๆเอาไว้ว่า ดวงอาทิตย์ยังคงเป็นจุดศูนย์กลางการเคลื่อนที่ของระบบโดยที่ดาวฤกษ์ต่างๆจะ อยู่ในตำแหน่งประจำที่ ส่วนดาวเคราะห์ต่างๆจะโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงรีไม่ใช่วงโคจรรูปวงกลมสม บูรณืแบบดังที่แสดงอยู่ในแบบจำลองของโคเปอร์นิคัส และดวงอาทิตย์จะตั้งอยู่ที่จุดโฟกัสจุดหนึ่งของวงโคจรรูปวงรีนั้น นอกจากนั้นเคปเลอร์ยังพบว่าการอธิบายข้อมูลของไทโคบราเฮด้วยแบบจำลองของเขา จะมีความถูกต้องแม่นยำต่อข้อมูลมากกว่าการอธิบายด้วยแบบจำลองของโคเปอร์นิ คัสด้วย

4. แบบจำลองเอกภพของกาลิเลโอ

กาลิเลโอเป็นชาวอิตาลี เป็นคนแรกที่ได้ใช้กล้องโทรทัศน์ เพื่อการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ แบบจำลองของกาลิเลโอเชื่อว่า ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ โดยมีดาวเคราะห์ต่างๆ เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลม แบบจำลองของเขาเป็นแบบจำลองที่มีขนาดไม่จำกัด ซึ่งเชื่อว่ายังมีวัตถุอื่นที่อยู่ไกลกว่าดาวเสาร์ ต่อมา “เซอร์ ไอแซก นิวตัน” ค้นพบว่า ลักษณะการโคจรของดาวเคราะห์เกิดจากผลของแรงโน้ม ทำให้ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ยอมรับกฎการเคลื่อนที่ดาวเคราะห์ 3 ข้อ ของเคปเลอร์

กำเนิดเอกภพ

          กำเนิดเอกภพเริ่มนับจากจุดที่เรียกว่า บิกแบง (Big Bang) “บิกแบง” เป็นชื่อที่ใช้เรียกทฤษฎีกำเนิดเอกภพทฤษฎีหนึ่ง   ปัจจุบันทฤษฎีบิกแบงเป็นที่ยอมรับมากขึ้น   เพราะมีปรากฏการณ์หลายอย่างที่สอดคล้องหรือเป็นไปตามทฤษฎีบิกแบง   ก่อนการเกิดบิกแบงเอภพเป็นพลังล้วนๆ ซึ่งแสดงออกโดยอุณหภูมิที่สูงยิ่ง   จุดบิกแบงจึงเป็นจุดที่พลังงานเริ่มเปลี่ยนเป็นสสารครั้งแรก   เป็นจุดเริ่มต้นของเวลาและเอภพ
          ปัจจุบันเอกภพประกอบด้วยกาแล็กซีจำนวนเป็นแสนล้านกาแล็กซี   ระหว่างกาแล็กซีเป็นอวกาศที่เวิ้งว้างกว้างไกล   เอกภพจึมีขนาดใหญ่มาก   โดยมีรัศมีไม่น้อยกว่า  13,700 ล้านปีแสง   และมีอายุประมาณ 13,700 ล้านปี   ภายในกาแล็กซีแต่ละแห่งประกอบด้วย ดาวกฤกษ์จำนวนมาก รวมทั้งแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์ที่เรียกว่า เนบิวลา และ ที่ว่าง โลกของเราเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะ   ซึ่งเป็นสมาชิกหนึ่งของ กาแล็กซีของเรา
           บิกแบงเป็นทฤษฎีที่อธิบายการระเบิดใหญ่ที่ทำให้พลังงานส่วนหนึ่งเปลี่ยนเป็น สสาร   มีวิวัฒนาการต่อเนื่องจนเกิดเป็นกาแล็กซี เนบิวลา ดาวกฤษ์ ระบบสุริยะ โลก ดวงจันทร์ มนุษย์ และสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ดังภาพ 4.2

- บิกแบงเหมือนหรือต่างจากการระเบิดของระเบิดปราณูอย่างไร

  ภาพ 4.2 บิกแบงและวิวัฒนาการของเอกภพ

          ขณะเกิดบิกแบง   มีสสารเกิดขึ้นในรูปของอนุภาคพื้นฐานชื่อ ควาร์ก (Quark) อิเล็กตรอน (Electron) นิวทริโน (Neutrino) และ โฟตอน (Photon) ซึ่งเป็นพลังงานด้วย   เมื่อเกิดอนุภาคก็จะเกิด ปฏิอนุภาค (Anti-particle) ที่มีประจุไฟฟ้าตรงข้าม   ยกเว้นนิวทริโนและแอมตินิวทริโนไม่มีประจุไฟฟ้า   เมื่อปฏิอนุภาคพบกับอนุภาคชนิดเดียวกันจะหลอมรวมกันเนื้อสารเปลี่ยนไปเป็น พลังงานจนหมดสิ้น   ถ้าเอกภพทีจำนวนอนุภาคเท่ากับปฏิอนุภาคพอดี   เมื่อพบกันจะกลายเป็นพลังงานทั้งหมด   ก็จะไม่เกิดกาแล็กซี ดาวกฤษ์ และระบบสุริยะ   โชคดีที่ในธรรมชาติมีอนุภาคมากกว่าปฏิอนุภาค   ดังนั้นเมื่อปฏิอนุภาคพบกับอนุภาค   นอกจากจะได้พลังงานเกิดขึ้นแล้ว   ยังมีอนุภาคเหลืออยู่นี่คือ อนุภาคที่ก่อกำเนิดเป็นเอกสารของเอกภพในปัจจุบัน
 

ความสัมพันระหว่าง  ⁰C กับ K  (องศาเซลเซียสกับเควิน)
  t (⁰C)+273=T(K)

          หลังบิกแบงเพียง  10^-6 วินาที อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็น สิบล้านเคลวิน ทำให้คาร์กเกิดการรวมตัวกัน   กลายเป็น โปรตอน (นิวเคลียสของไฉโรเจน) ซึ่งมีประจุไฟฟ้าบวก 1 หน่วยและ นิวตรอน ซึ่งเป็นกลาง

นิวเคลียสของฮีเลียม   ประกอบด้วยโปรตอน (p) 2 อนุภาค และนิวตรอน (n) 2 อนุภาค

          หลังบิกแบง 3 นาที   อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็น ร้อนล้านเควิล มีผลให้โปรตอนและนิวตรอนเกิดการรวมตัวเป็น นิวเคลียส ของฮีเลียม   ในช่วงแรกๆ นี้   เอภพขยายตัวอย่างเร็วมาก
 

อะตอมไฮโดรเจน   มีโปรตรอนเป็นนิวเคลียส และอิเล็กตรอน (e) อยู่ในวงโคจร

          หลังบิกแบง 300,000 ปี   อุณหภูมิลดลงเหลือ 10,000 เควิล นิวเคลียสของไฮโดรเจนและฮีเลียมดึงอิเล็กตรอนเข้ามาอยู่ในวงโคจร   เกิดเป็น อะตอม ไฮโดรเจนและฮีเลียมตามลำดับ
          กาแล็กซีต่างๆ เกิดหลังบิกแบง   ภายในกาแล็กซีมีธาตุไฉโดรเจนและฮีเลียมเป็นสสารเบื้องต้นซึ่งก่อกำเนิดเป็น ดาวฤกษ์รุ่นแรกๆ  ส่วนธาตุต่างๆ ที่มีนิวเคลียสใหญ่กว่าคาร์บอนเกิดจากดาวกฤษ์ขนาดใหญ่

อะตอมของฮีเลียม มีนิวเคลียสเป็นโปรตอน 2 อนุภาค  นิวตรอน 2 อนุภาค และมีอิเล็กตรอน 2 อนุภาค โคจรรอบนิวเคลียส

มีข้อสังเกตใดหรือประจักษ์พยานใด   ที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบง

         ปรากฏการณ์อย่างน้อย  2 อย่าง   ที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบงได้แก่   การขยายตัวเอกภพ   และอุณหภูมิพื้นหลังของอวกาศ   ซึ่งปัจจุบันลดลงเหลือ 2.73 เควิล

         ข้อสังเกตประการที่ 1 คือการขยายตัวของเอกภพ
          เอ็ดวิน พี. ฮับเบิล   เป็นนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันที่ค้นพบว่า   กาแล็กซีจะเคลื่อนที่ไกลออกไปด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นตามระยะห่าง   กาแล็กซีที่อยู่ไกลยิ่งเคลื่อนที่ออกไปเร็วกว่ากาแล็กซีที่อยู่ใกล้   นั้นคือเอกภพกำลังขยายตัว   จากความเข้าใจในเรื่องนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณอายุของเอกภพได้
 

เอ็ดวิน พี. ฮับเบิล   Edwin Powell Hubble(พ.ศ. 2432-2496)

ข้อสังเกตประการที่ 2 คืออุณหภูมิพื้นหลังของเอกภพปัจจุบันลดลงเหลือ 2.73 เควิล
          การค้นพบอุณหภูมิของเอกภพในปัจจุบันหรืออุณหภูมิพื้นหลัง   เป็นการค้นพบโดยบังเอิญโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน 2 คน ชื่อ อาร์โน เพนเซียส และ โรเบิร์ต วิลสัน แห่งห้องปฏิบัติการเบลเทเลโฟน   เมื่อ พ.ศ. 2508 ขณะที่นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองคนกำลังทดสอบระบบเครื่องรับสัญญาณของกล้อง โทรทรรศน์วิทยุ    ปรากฏว่ามีสัญญาณรบกวนตลอดเวลาไม่ว่าจะเป็นกลางวันหรือกลางคืน   หรือฤดูต่างๆ แม้เปลี่ยนทิศทางและทำความสะอาดสายอากาศแล้วก็ยังมีสัญญาณรบกวนอยู่เช่น เดิม   ต่อมาทราบภายหลังว่าเป็นสัญญาฯที่เหลืออยู่ในอวกาศ   เทียบได้กับพลังงานของการแผ่รังสีของวัตถุดำที่มีอุณหภูมิประมาณ 3 เควิลหรือประมาณ -270 องศาเซลเซียส

กล้องโทรทรรศน์วิทยุประวัติศาสตร์ที่เพนเซียสและวิลสัน   ค้นพบอุณหภูมิพื้นหลัง

          ในขณะเดียวกัน   โรเบิร์ต ดิกกี พี.เจ.อี. พีเบิลส์ เดวิด โรลล์ และเดวิด วิลสัน   แห่งมหาวิทยาลัยปรินซ์ตัน   ได้ทำนายมานานแล้วว่า   การแผ่รังสีจากบิกแบงที่เหลืออยู่ในปัจจุบันน่าจะตรวจสอบได้   โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ
          ดังนั้นการพบพลังงานจากทุกทิศทุกทางในปริมาณที่เทียบได้กับพลังงานที่เกิด จากการแผ่รังสีของวัตถุดำที่มีอุณหภูมิประมาณ 3 เควิล   จึงเป็นอีกข้อที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบงได้เป็นอย่างดี

 

อาร์โน เพนเซียส Arno Penzias   (พ.ศ. 2476)      

 โรเบิร์ต วิลสัน Robert Wilson (พ.ศ. 2479)

กฎของฮับเบิล

กฎของฮับเบิล เป็นสมการในวิชาฟิสิกส์จักรวาลวิทยาที่อธิบายปรากฏการณ์การเคลื่อนไปทางแดงของแสงที่ได้รับจากดาราจักรอันห่างไกลซึ่งมีค่าแปรผันไปตามระยะห่าง กฎนี้คิดค้นขึ้นครั้งแรกโดย เอ็ดวิน ฮับเบิล ในปี ค.ศ. 1929 หลังจากเขาได้เฝ้าสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์มา นับสิบปี นับได้ว่าการเฝ้าสังเกตการณ์ของฮับเบิลเป็นหลักฐานชิ้นแรกของแนวคิดการขยาย ตัวของจักรวาล ซึ่งเป็นหลักฐานชิ้นสำคัญของแนวคิดบิกแบง ข้อมูลในการคำนวณล่าสุดใช้ข้อมูลในปี 2003 ซึ่งได้จากดาวเทียม WMAP ร่วมกับข้อมูลทางดาราศาสตร์อื่นๆ ได้ค่าคงที่ของฮับเบิลเท่ากับ 70.1 ± 1.3 (กม./วินาที)/เมกะพาร์เซก ซึ่งสอดคล้องกับค่าที่คำนวณได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเมื่อปี 2001 คือ 72 ± 8 (กม./วินาที)/เมกะพาร์เซก

  ประเภทกาแล็กซี

กาแล็กซีมีรูปทรงแตกต่างกันหลายประเภท ซึ่งสามารถแบ่งเป็นประเภทใหญ่ๆ ได้ 2 ประเภทคือ กาแล็กซีปกติ (Regular galaxy) ที่มีสัณฐานรูปทรงชัดเจนสามารถแบ่งได้ตามแผนภาพส้อมเสียง (Hubble Turning Fork) ตามที่แสดงในภาพที่ 1   และกาแล็กซีไม่มีรูปแบบ (Irregular Galaxy) ที่ไม่มีรูปทรงสัณฐานชัดเลย เช่น เมฆแมกเจลแลนใหญ่ เมฆแมกเจลแลนเล็ก ซึ่งเป็นกาแล็กซีบริวารของทางช้างเผือก 

ภาพที่ 1 แผนภาพส้อมเสียงกาแล็กซีของฮับเบิล

         

ในต้นคริสศตวรรษที่ 20 เอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันได้ทำการศึกษากาแล็กซีด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ และจำแนกประเภทของกาแล็กซีตามรูปทรงสัณฐานออกเป็น 4 ประเภท ได้แก่

1. กาแล็กซีรี (Elliptical Galaxy) มีสัณฐานเป็นทรงรี แบ่งย่อยได้ 8 แบบ ตั้งแต่ E0 - E7 โดย E0 มีความรีน้อยที่สุด และ E7 มีความรีมากที่สุด  
2. กาแล็กซีกังหัน (Spiral Galaxy) แบ่งย่อยเป็น 3 แบบ กาแล็กซีกังหัน Sa มีส่วนป่องหนาแน่น แขนไม่ชัดเจน, กาแล็กซีกังหัน Sb มีส่วนป่องใหญ่ แขนยาวปานกลาง, กาแล็กซีกังหัน Sc มีส่วนป่องเล็ก แขนยาวหนาแน่น 
3. กาแล็กซีกังหันแบบมีคาน หรือ กาแล็กซีกังหันบาร์ (Barred Spiral Galaxy) แบ่งย่อยเป็น 3 แบบ  กาแล็กซีกังหันบาร์ SBa มีส่วนป่องใหญ่ไม่เห็นคานไม่ชัดเจน, กาแล็กซีกังหันบาร์ SBb มีส่วนป่องขนาดกลาง เห็นคานได้ชัดเจน, กาแล็กซีกังหันบาร์ SBc มีส่วนป่องเล็กมองเห็นคานยาวชัดเจน
4. กาแล็กซีลูกสะบ้า หรือ กาแล็กซีเลนส์ (Lenticular Galaxy) เป็น กาแล็กซีที่ไม่มีลักษณะก้ำกึ่งระหว่างกาแล็กซีรีและกาแล็กซีกังหัน กล่าวคือ ส่วนโป่งขนาดใหญ่และไม่มีแขนกังหัน (แบบ S0 หรือ SB0) 
   
   
   
   
   
   
   
   

บทที่ 4 ธรณีประวัติ

บทที่ 4ธรณีประวัติ

ข้อมูลทางธรณีวิทยาอธิบายความเป็นมาของพื้นที่ในอดีต ที่นิยมใช้
มี 3 อย่าง ดังนี้
• อายุทางธรณีวิทยา
• ซากดึกดำบรรพ์
• ลำดับชั้นหิน

อายุทางธรณีวิทยา

1. อายุเทียบสัมพันธ์ คือ อายุเปรียบเทียบ หาได้โดยอาศัยข้อมูล
จากซากดึกดำบรรพ์ที่ทราบอายุแล้วนำมาเปรียบเทียบกับ
ช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่เรียกว่า ธรณีกาล จะบอกได้ว่าเป็นหิน
ในยุคไหนหรือมีช่วงอายุเป็นเท่าใด

2. อายุสัมบูรณ์ เป็นอายุของหินหรือซากดึกดำบรรพ์ที่สามารถบอก
เป็ นจำานวนปี ที่ค่อนข้างแน่นอน คำานวณจากครึ่งชีวิตของธาตุ
กัมมันตรังสีที่มีอยู่ในหิน เช่น C-14, K-40, Rb-87, U-238 เป็นต้น
หินที่มีอายุมากเป็นแสนเป็นล้านปี เช่น หินแกรนิตบริเวณฝั่ง
ตะวันตกของเกาะภูเก็ต ซึึ่งเป็นหินต้นกำเนิดแร่ดีบุก จะใช้ Rb-87
ตะกอนหรือซากดึกดำาบรรพ์ที่มีอายุน้อยกว่า 70,000 ปี จะใช้วิธี
กัมมันตภาพรังสี C-14 เช่น ซากหอย-นางรมที่วัดเจดีย์หอย จังหวัด
ปทุมธานี

ซากดึกดำบรรพ์ (fossil)
• ซากดึกดำบรรพ์เป็นซากพืชซากสัตว์ที่ตายทับถมอยู่ในชัั้นหิน
ตะกอนแล้วเปลี่ยนเป็นหิน
• ซากดึกดำบรรพ์บางชนิดปรากฏให้เห็นเป็ นช่วงสั้นๆ ดังนั้น
สามารถใช้บอกอายุของหินที่มีซากนั้นอยู่ได้ ซากดึกดำบรรพ์
ประเภทนีี้เรียก ซากดึกดำบรรพ์ดัชนี
• ซากดึกดำาบรรพ์ดัชนี คือ ซากดึกดำาบรรพ์ที่บอกช่วงอายุได้
แน่นอน และปรากฏให้เห็นเพียงช่วงอายุหนึ่งแล้วก็สูญพันธุ์ นัก
ธรณีวิทยาจะนิยมใช้วิธีนี้หาอายุของหินตะกอน

• ประเทศไทยพบซากดำบรรพ์ดัชนี ไทรโลไบต์ บริเวณ
เกาะตะรุเตา แกรปโตไลต์ อำเภอฝาง เชียงใหม่ เป็นต้น

ซากดึกดำบรรพ์ในประเทศไทย
• มีการค้นพบซากไดโนเสาร์ บริเวณ อ.ภูเวียง จังหวัดขอนแก่น
เป็นไดโนเสาร์กินพืช บริเวณภูกุ้มข้าว อ.สหัสขันธ์ จ.กาฬสินธุ์
• ซากดังกล่าวจะพบในหินทราย หินทรายแป้ ง ซึ่งเป็นหินชนิด
หนึ่งในหินตะกอน
• ซากดึกดำาบรรพ์พืชที่พบในไทย ได้แก่ ใบไม้ ละอองเรณู สปอร์
สาหร่ายทะเล และไม้กลายเป็นหิน
• ความเปลี่ยนแปลงของชนิดซากดึกดำบรรพ์สามารถนำมาจัดอายุ
ทางธรณีวิทยาได้ เรียกว่า “ธรณีกาล”(Geologic Time)

การลำดับชั้นหิน 

เนื่องจากชั้นหินเกิดจากการทับถมกันของตะกอน ดังนัั้น
หินตะกอนที่อยู่ด้านล่างจะเกิดก่อน และหินที่อายุน้อย
กว่าจะซ้อนอยู่ด้านบนเป็ นชั้นๆ ตามลำาดับ

• การเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี แผ่นดินไหว หรือ ภูเขาไฟระเบิด ทำาให้
ชั้นหินที่อยู่ในแนวราบเกิดการเอียงเท
• โครงสร้างทางธรณีวิทยาในชั้นหิน เช่น รอยเลื่อน รอยคดโค้ง
สามารถอธิบายประวัติความเป็นมาของพืื้นที่นัั้นได้

บทที่ 3 ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

บทที่ 3  ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

แผ่นดินไหว
• สาเหตุและกลไกในการเกิดแผ่นเดินไหว
– การเคลื่อนที่ของเปลือกโลกตามแนวระหว่างรอยต่อของแผ่นธรณี
ภาค
– ทำให้เกิดแรงพยายามกระทำต่อชั้นหินขนาดใหญ่ เพื่อจะทำให้ชั้น
หินนั้นแตกหัก
– ขณะชั้นหินยังไม่แตกหัก เกิดเป็นพลังงานศักย์ขึ้นที่ชั้นหินนั้น
– เมื่อแรงมีขนาดมากจนทำให้แผ่นหินแตกหัก จะเกิดการถ่ายโอน
พลังงานนั้นไปยังชั้นหินที่อยู่ติดกัน

– การถ่ายโอนพลังงานเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในรูปของคลื่น แผ่
ออกไปทุกทิศทาง
– คลื่นที่แผ่จากจุดกำเนิดการสั่นสะเทือนขึ้นมายังเปลือกโลกได้
เรียกคลื่นนี้ว่า “คลื่นในตัวกลาง”

– อัตราเร็วในการแผ่ของคลื่นแผ่นดินไหวขึ้นกับความยืดหยุ่นและความหนาแน่น
ของตัวกลาง
– เรียกจุดกำาเนิดการสั่นสะเทือนว่า ศูนย์เกิดแผ่นดินไหว (focus)
– ตำแหน่งบนผิวโลกที่อยู่เหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหวเรียกว่า จุดเหนือศูนย์เกิด
แผ่นดินไหว (epicenter) ซึ่งจะมี “คลื่นพื้นผิว” กระจายออกไปตามแนวผิวโลก
– การระเบิดของภูเขาไฟอาจเป็นสาเหตุของแผ่นดินไหวได้
– การเคลื่อนตัวของแมกมาตามเส้นทางมายังปากปล่องภูเขาไฟ อาจทำให้เกิด
แผ่นดินไหวก่อนที่แมกมานั้นจะระเบิดออกมาเป็นลาวา
– การกระทำของมนุษย์ เช่น การทดลองระเบิดปรมาณูใต้ดินก็อาจจะเป็นสาเหตุของ
แผ่นดินไหว

คลื่นไหวสะเทือน
• คลื่นไหวสะเทือนมี 2 แบบ
1. คลื่นในตัวกลาง

 

คลื่นปฐมภูมิ (P wave) และคลื่นทุติยภูมิ (S wave)

คลื่นพื้นผิว

1. คลื่นเลิฟ (L wave) เป็นคลื่นที่ทำใหัอนุภาคของต้วกลางสั่นในแนวราบ โดยมี
ทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่นสามารถทำให้ถนนขาดหรือแม่น้ำเปลี่ยน
ทิศทางการไหล  ทำให้อาคารที่ปลูกอยู่ด้านบนเกิดความเสียหาย

 

2. คลื่นเรย์ลี (R wave) เป็นคลื่นที่ทำให้อนุภาคตัวกลางสั่น ม้วนตัวขึ้นลงเป็นรูป
วงรี ในแนวดิ่ง โดยมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถทำให้พื้นผิว

แตกร้าว และเกิดเนินเขา

ไซโมกราฟ (seismo-graph)
เป็นเครื่องมือบันทึกข้อมูลคลื่นแผ่นดินไหวมีเป็นเครือข่ายทั่วโลก

 

• บริเวณที่มักเกิดแผ่นดินไหว
– ตำแหน่งของศูนย์เกิดแผ่นดินไหวมีความสัมพันธ์กับแนวรอยต่อของแผ่นธรณีภาค

– แนวรอยต่อสำคัญที่มักทำให้เกิดแผ่นดินไหวมี 3 แนว ได้แก่
1. แนวรอยต่อที่ล้อมรอบมหาสมุทรแปซิฟิก เป็นสาเหตุของแผ่นดินไหว 80% ซึ่งมักจะ
รุนแรง เรียกบริเวณนี้ว่า “วงแหวนแห่งไฟ” (ring of fire)ไ ด้ แ ก่ ญี่ ปุุ่ น ฟิ ลิ ป ปิ น ส์
ตะวันตกของเม็กซิโก ตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา

2. แนวรอยต่อภูเขาแอลป์และภูเขาหิมาลัย เป็นแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว 15% ได้แก่ พม่า
อัฟกานิสถาน อิหร่าน ตุรกี แถบทะเลเมดิเตอร์เรเนียนในยุโรป

3. แนวรอยต่อที่เหลือเป็นสาเหตุของอีก 5% ของแผ่นดินไหว ได้แก่ บริเวณสันกลางมหาสมุทร

ต่างๆ ได้แก่ บริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติกแนวสันเขาในมหาสมุทรอินเดีย 

และแนวสันเขาในมหาสมุทรอาร์กติก

ความรุนแรงของการเกิดแผ่นดินไหว

• ความรุนแรงของแผ่นดินไหว ขึ้นกับปริ มาณพลังงานที่
ปลดปล่อยออกมาจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหว
• ความรุนแรงของแผ่นดินไหว กำหนดจากผลกระทบหรือความ
เสียหายทีี่เกิดบนผิวโลก ณ จุดสังเกต
• หน่วยวัดความรุนแรงของแผ่นดินไหว คือ ริกเตอร์ (richter)
ตามชื่อของ (Charles F. Richter)
• น้อยกว่า 2.0 ริกเตอร์ เป็นแผ่นดินไหวขนาดเล็ก
• 6.0 ริกเตอร์ขึ้นไป จัดเป็นแผ่นดินไหวรุนแรง

มาตราเมอร์คัลลี
คือ มาตราวัดความรุนแรงของแผ่นดินไหว แบ่งเป็น 12 ระดับ
1. คนไม่รู้สึกสั่นไหว แต่เครื่องมือตรวจจับได้
2. คนในอาคารสูงรู้สึกได้
3. คนในอาคารแม้ไม่สูงรู้สึกได้
4. คนในอาคารและคนนอกอาคารบางส่วนรู้สึกได้ ของในอาคารสั่นไหว
5. รู้สึกได้ทุกคน ของขนาดเล็กมีการเคลื่อนที่
6. วัตถุขนาดใหญ่ในอาคารมีการเคลื่อนที่

7. อาคารมาตรฐานปานกลางเสียหายเล็กน้อย
8. อาคารที่ออกแบบพิเศษเสียหายเล็กน้อย อาคารมาตรฐานต่ำเสียหายมาก
9. อาคารที่ออกแบบพิเศษเสียหายชัดเจน แผ่นดินแยก
10. แผ่นดินแยกถล่ม โคลนทรายพุ่งขึ้นจากรอยแยก
11. ดินถล่มและเลื่อนไหล
12. ทุกสิ่งโดนทำลาย พื้นดินเป็นลอนคลื่น

แผ่นดินไหวในประเทศไทย
• พ.ศ. 1003 ที่เวียงโยนกทำาให้เวียงโยนกยุบจมลงกลายเป็นหนองน้ำใหญ่
• พ.ศ. 1077 ยอดเจดีย์หักลงสี่แห่ง
• พ.ศ. 2088 ที่นครเชียงใหม่ ยอดเจดีย์หลวงหักลงมา
• พ.ศ. 2506 มีแผ่นดินไหวรู้สึกได้ที่กรุงเทพมหานคร
• พ.ศ. 2518 ศูนย์กลางอยู่ที่อำเภอท่าสองยาง จังหวัดตาก มี
แผ่นดินไหวขนาด 5.9 ริกเตอร์ ที่อำาเภอศรีสวัสด์ิ จังหวัดกาญจนบุรี
• พ.ศ. 2526 รู้สึกได้ในภาคกลางและเหนือ

รอยเลื่อนมีพลัง (active fault) คือแนวรอยเลื่อนบนเปลือกโลกที่เคลื่อนที่ได้ ในประเทศไทยมีรอย
เลื่อนที่อยู่บริเวณภาคเหนือ และด้านตะวันตกของประเทศคาบอุบัติซํ้า คื อ ระยะเวลา
ครบรอบของแผ่นดินไหวที่เคยเกิดขึ้น ณ ที่นั้นมาก่อน อาจมีระยะเป็นพันปีหรือร้อยปี หรือน้อยกว่า

การปฏิบัติขณะเกิดแผ่นดินไหว
1. คุมสติอย่าตื่นตระหนกเกินเหตุ หยุดการใช้ไฟฟ้า และไฟจากเตาแก๊ส
และควรมีไฟฉายประจำตัวอยู่ภายในบ้าน
2. ถ้าอยู่ภายในบ้าน ควรอยู่ห่างจากประตู หน้าต่าง กระจก และระเบียง
บ้าน ระวังอย่าให้ของใช้ในบ้านหล่นทับ โดยอาจมุดอยู่ใต้โต๊ะ
3. ถ้าอยู่ในตึกสูง ให้มุดลงไปใต้โต๊ะที่แข็งแรงเพื่อป้ องกันสิ่งของร่วง
หล่นใส่ อย่าวิิ่งออกไปภายนอก เพราะบันไดอาจพังลงได้ และห้ามใช้ลิฟท์โดยเด็ดขาด
4. ถ้าท่านกำลังขับรถให้หยุดรถและอยู่ภายในรถ จนกระทั่งการสั่นสะเทือนจะหยุด
5. หากอยู่ชายหาดให้อยู่ห่างจากชายฝั่ง เพราะอาจเกิดคลื่นขนาดใหญ่ซัดเข้าหาฝั่ง
6. เรียนรู้และติดตามสถานการณ์แผ่นดินไหวจากสื่อต่างๆ เพื่อ
เตรียมพร้อมและวางแผนเตรียมรับภัยจากแผ่นดินไหวได้อย่างมีสติและปลอดภัย

ภูเขาไฟ

• ภูเขาไฟที่ดับแล้วได้เกิดขึ้นมานานมากแล้วนับได้เป็นแสนล้านปี วัตถุที่
พ่นออกมาแข็งตัวกลายเป็นหินภูเขาไฟ
• ปัจจุบันทั่วโลกมีภูเขาไฟมีพลังอยู่ประมาณ 1,500 ลูก และกระจายอยู่ใน
บริเวณรอยต่อของแผ่นธรณีภาคโดยเฉพาะบริเวณวงแหวนแห่งไฟ
• การระเบิดของภูเขาไฟเกิดจากการประทุของแมกมา แก๊ส เถ้าจากใต้พื้นโลก
• ขณะระเบิดแมกมาจะขึึ้นมาตามปล่องภูเขาไฟ
• เมื่อหลุดออกมานอกภูเขาไฟจะเรียกแมกมานั้นว่า ลาวา (Lava) มีอุณหภูมิ 1200°C

การระเบิดของภูเขาไฟ

เกิดจากหินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกถูกแรงดันอัดให้แทรกรอยแตกขึ้นสู่ผิวโลก
โดยมีแรงปะทุหรือแรงระเบิดเกิดขึ้น สิ่งที่พุ่งออกมาจากภูเขาไฟเมื่อภูเขาไฟ
ระเบิดก็คือ หินหนืด ไอน้ำ ฝุ่นละออง เศษหินและแก๊สต่างๆ โดยจะพุ่งออกมา
จากปล่องภูเขาไฟ

หินอัคนี แบ่งเป็น 2 ลักษณะ
เย็นตัวบนผิวโลก           เย็นตัวใต้พื้นโลก
เย็นตัวเร็ว                     เย็นตัวช้า
เนื้อละเอียด                     เนืื้อหยาบ

หินแกรนิต เป็นหินอัคนีที่เกิดขึ้นในชั้นหินอื่น ดังนั้นอัตราการเย็นตัวลงจึง
ช้า เกิดการตกผลึกของแร่ได้มากสังเกตเห็นผลึกแร่ต่างๆ ได้อย่างชัดเจน

หินภูเขาไฟ
• ความพรุนของหิน ขึ้นอยูู่กับ อัตราการเย็นตัวของลาวา
• ตัวอย่างของหินจากภูเขาไฟ เช่น หินบะซอลต์ หินพัมมิซ หินแก้ว
หินทัฟฟ์ หินออบซีเดียน
หินบะซอลต์
• เป็นหินที่เกิดจากการเย็นตัวของลาวาที่ผิวโลก ดังนั้นจึงกระทบกับ
อากาศหรือน้ำส่งผลให้มีการเย็นตัวเร็วลักษณะของหินจะมีเม็ด
ละเอียดกว่าหินแกรนิต และมีรูพรุนเล็กน้อย
• เป็นต้นกำเนิดอัญมณีที่สำคัญ
• ถ้ามีปริมาณของ Si จะเป็นหินแอนดีไซด์

หินพัมมิซ
• เป็นหินที่เกิดจากการเย็นตัวอย่างรวดเร็วของลาวา ทำให้มีความ
พรุนสูง บางชิ้นลอยน้ำได้
• นำมาใช้เป็นหินขัดตัว

ภูมิลักษณ์ของภูเขาไฟ
1. ที่ราบสูงบะซอลต์ เกิดจากลาวาแผ่เป็นบริเวณกว้าง ทับถมกันหลายชั้นกลายเป็นที่ราบและเนินเขา
2. ภูเขาไฟรูปโล่ เกิดจากลาวาของหินบะซอลต์ระเบิดออกมาแบบมีท่อ
ปล่องภูเขาไฟเล็กๆ บนยอดจะจมลงไป เช่น ภูเขาไฟมัวนาลัว ในหมู่เกาะฮาวาย
3. ภูเขาไฟรูปกรวย เป็นรูปแบบภูเขาไฟที่สวยงามที่สุด เกิดจากการทับถม
สลับกันระหว่างการไหลของลาวา กับชิ้นส่วนภูเขาไฟ เช่น ภูเขาไฟฟูจิยามาอยู่ในประเทศญี่ปุ่น 

ภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์อยู่ในประเทศสหรัฐอเมริกาและภูเขาไฟมายอนอยู่ในประเทศฟิลิปปินส์

ภูเขาไฟในประเทศไทย
• ประเทศไทยอยู่นอกเขตการมุดตัวของแผ่นธรณีภาค แต่เคยมีการระเบิดของภูเขาไฟมาก่อน บริเวณที่พบหินภูเขาไฟ ได้แก่จังหวัดลพบุรี กาญจนบุรี ตราด สระบุรี ลำปาง สุรินทร์ และศรีสะเกษ ภูเขาไฟที่สำรวจพบส่วนใหญ่มีรูปร่างไม่ชัดเจน ที่มีรูปร่างชัดเจนมากที่สุด ได้แก่ ภูเขาไฟดอยผาคอกหินฟู จังหวัด
ลำปาง ภูเขาพระอังคารและ ภูเขาพนมรุ้ง จังหวัดบุรีรัมย์ จะมีปากปล่องเหลือให้เห็นเป็นร่องรอย

บทที่ 2 โลกและการเปลี่ยนแปลง

บทที่ 2  โลกและการเปลี่ยนแปลง

ทฤษฎีการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาค (plate tectonic)
• เสนอโดย ดร.อัลเฟรด เวเกเนอร์ (Dr.Alfred Wegener)
ชาวเยอรมัน
• ทฤษฎี : แต่เดิมแผ่นดินบนโลกเป็นแผ่นดินผืนเดียวกัน เรียกว่า พันเจีย
(Pangaea) Pangaea แปลว่า “แผ่นดินทั้งหมด”

• 200 ล้านปี ก่อนพันเจียแยกออกเป็น 2 ทวีปใหญ่ ได้แก่ ลอเรเซีย
อยูู่ทางเหนือ ซึ่งมียุโรปติดอยูู่กับอเมริกาเหนือ และทวีปกอนด์วา
นาอยู่ทางใต้

• ต่อมากอนด์วานาแตกออกเป็น อินเดีย อเมริกาใต้และแอฟริกา
ส่วนออสเตรเลียยังคงเป็นส่วนหนึ่งของกอนด์วานา

• 65 ล้านปี ก่อนมหาสมุทรแอตแลนติกแยกตัวกว้างขึ้น ทำให้
แอฟริกาเคลื่อนตัวห่างออกจากอเมริกาใต้

• ต่อมายุโรปและอเมริกาเหนือแยกออกจากกัน โดยอเมริกาเหนือโค้งเข้า
เชื่อมกับอเมริกาใต้ และออสเตรเลียแยกออกจากแอนตาร์กติกา
•อินเดียเคลื่อนเข้ากับเอเซียเกิดเป็นภูเขาหิมาลัย

หลักฐานสนับสนุนทฤษฎีของเวเกเนอร์
• รอยต่อของแผ่นธรณีภาค รูปร่างของทวีปบางทวีปเชื่อมต่อกันได้
พอดี เช่น ด้านตะวันออกของทวีปอเมริกาใต้ เชื่อมต่อด้านตะวันตก
ของทวีปแอฟริกาได้ดีสาเหตุที่ต่อกันไม่สมบูรณ์ มาจากการกัดเซาะชายฝั่ง และการสะสมของตะกอน
• ความคล้ายคลึงกันของกลุุ่มหิน และแนวภูเขา กลุ่มหินในอเมริกาใต้
แอนตาร์กติกา แอฟริกา ออสเตรเลีย และอินเดีย เป็นหินที่เกิดในยุคคาร์บอนิเฟอรัสถึงยุคจูแรสซิกเหมือนกัน

• หินที่เกิดจากการสะสมตัวของตะกอนจากธารนํ้าแข็ง
• ซากสัตว์ดึกดำาบรรพ์ มีการพบซากดึกดำาบรรพ์ 4 ประเภท คือ มี
โซซอรัส ลีสโทรซอรัส ไซโนกาทัส และกลอสโซพเทรีส ใน
ทวีปต่าง ๆ ที่เคยเป็นกอนด์วานา

 

หลักฐานอื่นๆ ที่สนับสนุนการเคลื่อนตัวของทวีป

• สันเขาใต้สมุทร และร่องลึกใต้สมุทร

• อายุหินบริเวณพื้นมหาสมุทร จากการสำรวจมหาสมุทรแปซิฟิ ก
แอตแลนติก และอินเดีย พบหินบะซอลต์ที่บริเวณหุบเขาทรุดและ
รอยแยกบริเวณสันเขาใต้สมุทร

--ไกลรอยแยกอายุจะมากใกล้รอยแยกอายุจะน้อย--

• ภาวะแม่เหล็กโลกบรรพกาล (ร่องรอยสนามแม่เหล็กโลกในอดีต)
ศึกษาจากหินบะซอลต์ที่มีแร่แมกนีไทต์

กระบวนการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี
• วงจรการพาความร้อน คือ กระบวนการที่สารร้อนภายในโลก
ไหลเวียนเป็นวงจร ทำให้เปลือกโลกกลางมหาสมุทรยกตัวขึ้น
• เมื่อสารร้อนไหลเวียนขึึ้นมาจะมีความหนาแน่นเพิิ่มขึึ้น และมุด
ลงบริเวณร่องลึกใต้สมุทร

แผ่นธรณีของโลก

ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค
1. ขอบแผ่นธรณีภาคแยกออกจากกัน

เนื่องจากการดันตัวของแมกมาในชั้นธรณีภาค ทำาให้เกิด
รอยแตกในชั้นหินแข็ง เปลือกโลกตอนบนทรุ ดตัว
กลายเป็นหุบเขาทรุด เมื่อแมกมาเคลื่อนตัวแทรกขึ้นมาตาม
รอยแยก ทำให้แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรเคลื่อนตัวแยก
ออกไปทั้งสองข้าง กระบวนการนีี้เรียกว่า การขยายตัวของ
พื้นทะเลและปรากฏเป็นเทือกเขากลางสมุทร เช่น บริเวณ
ทะเลแดง, อ่าวแคลิฟอร์เนีย, กลางมหาสมุทรแอตแลนติก

2. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนเข้าหากัน มี 2 แบบ
• แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทร เกิดเป็นแนวภูเขา
ไฟกลางมหาสมุทร เช่น หมู่เกาะมาริอานาส์ อาทูเทียน มีลักษณะเป็นร่องใต้ทะเล
ลึก มีแนวการเกิดแผ่นดินไหว

• แผ่นธรณีภาคใต้มหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป ทำให้แผ่นธรณี
ภาคใต้มหาสมุทรมุดลงใต้แผ่นธรณีภาค ภาคพืื้นทวีป เกิดรอยคดโค้งเป็ น
เทือกเขาบนแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป เช่นที่อเมริกาใต้แถบตะวันตก แนว
ชายฝั่งโอเรกอนเป็นร่องใต้ทะเลลึก มีภูเขาไฟปะทุในส่วนที่เป็นแผ่นดิน เกิด
เป็นแนวภูเขาไฟชายฝัั่งเกิดแผ่นดินไหวรุนแรง

• แผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีปชนกับแผ่นธรณีภาคภาคพื้นทวีป ส่วนหนึ่งมุดลง
อีกส่วนหนึ่งเกยกันอยู่เกิดเป็นเทือกเขาสูง เช่น เทือกเขาหิมาลัยในทวีปเอเชีย
และเทือกเขาแอลป์ ในทวีปยุโรป

3. ขอบแผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ผ่านกัน
เพราะแต่ละแผ่นธรณีภาคมีอัตราการเคลื่อนที่ไม่เท่ากันทำให้ไถล
เลื่อนผ่านมีลักษณะเป็นแนวรอยแตกแคบยาวมีทิศทางตั้งฉากกับเทือกเขา
กลางสมุทรและร่องใต้ทะเลลึก เกิดแผ่นดินไหวรุนแรงในระดับตื้นๆ ใน
บริเวณภาคพื้นทวีป หรือมหาสมุทร เช่น รอยเลื่อนซานแอนเดรียสอยู่ใน
ประเทศสหรัฐอเมริกา รอยเลื่อนอัลไพน์อยู่ในประเทศนิวซีแลนด์

การเปลี่ยนแปลงลักษณะของเปลือกโลก

1. ชั้นหินคดโค้ง

คดโค้งรูปประทุน (anticline) และคดโค้งรูปประทุนหงาย (syncline)

2. รอยเลื่อน คือ ระนาบรอยแตกตัดผ่านหินซึ่งมีการเคลื่อนที่ผ่านกัน และ
หินจะเคลื่อนที่ตามระนาบรอยแตกนั้น แบ่งเป็น 3 ประเภท
1. รอยเลื่อนปกติ

2. รอยเลื่อนย้อน

3. รอยเลื่อนตามแนวระดับ

บทที่ 1 โครงสร้างโลก

 บทที่ 1  โครงสร้างโลก

 

การแบ่งโครงสร้างโลกตามองค์ประกอบเคมี
• โลกมีอายุมาแล้วประมาณ 4600 ล้านปี
• โครงสร้างโลกแบ่งออกได้เป็ น 3 ชั้น ได้แก่
– เปลือกโลก (Crust)
– เนื้อโลก (Mantle)
– แก่นโลก (Core)

• ชัั้นเปลือกโลกประกอบด้วยเปลือกโลกภาคพืื้นทวีปและ
เปลือกโลกใต้มหาสมุทร มีความลึกตั้งแต่ 5 ถึง 70 กิโลเมตร
• ชั้นเนื้อโลกมีความลึกประมาณ 2900 กิโลเมตร องค์ประกอบ
ส่วนใหญ่เป็นของแข็ง
• ชั้นเนื้อโลกที่มีความลึก 100-350 กิโลเมตร เรียกว่า ชั้นฐาน
ธรณีภาค (asthenosphere) เป็ นชั้นของหินหลอมละลาย
เรียกว่า แมกมา
• ส่วนบนของชัั้นเนืื้อโลกกับชัั้นเปลือกโลกรวมเรียกว่า “ธรณี
ภาค” (lithosphere) มีความหนาประมาณ 100 กิโลเมตร

 • ชั้นเนื้อโลกที่มีความลึก 350-2900 กิโลเมตร เป็นของแข็งร้อน มีความ
แน่นและหนืดมากกว่าตอนบนมีอุณหภูมิ 2250-4500 องศาเซลเซียส
• ชั้นแก่นโลก มีความลึกตั้งแต่ 2900 กิโลเมตรลงไป แบ่งออกเป็ นแก่น
โลกชั้นนอก มีความหนา 2900-5100 กิโลเมตร ประกอบด้วยเหล็กและ
นิกเกิลที่หลอมละลายเป็นของเหลว ส่วนแก่นโลกชั้นในก็ประกอบด้วย
เหล็กและนิกเกิลแต่เป็นของแข็ง เพราะมีความดันอุณหภูมิสูง โดยมี
อุณหภูมิสูงประมาณ 6000 องศาเซลเซียส

คลื่นในตัวกลาง (Body wave)
• คลื่นในตัวกลางเดินทางผ่านเข้าไปภายในของโลกผ่านไปยังพื้นผิวโลกที่
อยู่ซีกตรงข้าม มี 2 ลักษณะ คือ
1. คลื่นปฐมภูมิ (P wave)
2. คลื่นทุติยภูมิ (S wave)

คลื่นปฐมภูมิ (P wave)
• เป็นคลื่นตามยาวที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาค
ของตัวกลางนั้นเกิดการเคลื่อนไหวแบบอัดขยายในแนวเดียวกับที่คลื่น
ส่งผ่านไป
• เคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ
• วัดแรงสั่นสะเทือนสามารถรับได้ก่อนชนิดอื่น
• มีความเร็วประมาณ 6 – 8 km/s
• ทำให้เกิดการอัดหรือขยายตัวของชั้นหิน

คลื่นทุติยภูมิ (S wave)
• เป็นคลื่นตามขวางที่เกิดจากความ
ไหวสะเทือนในตัวกลางโดย
อนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวตั้ง
ฉากกับทิศทางที่คลื่นผ่าน มีทั้ง
แนวตั้งและแนวนอน
• คลื่นชนิดนี้ผ่านได้เฉพาะตัวกลาง
ที่เป็นของแข็งเท่านั้น
• ความเร็วประมาณ 3 –4 km/s
• ทำให้ชั้นหินเกิดการคดโค้ง

การแบ่งโครงสร้างโลกตามลักษณะกายภาพ
นักธรณีวิทยาแบ่งโครงสร้างภายในของโลกออกเป็น 5 ส่วน โดย
พิจารณาจากความเร็วของคลืื่น P และ S
1. ธรณีภาค (Lithosphere)
2. ฐานธรณีภาค (Asthenosphere)
3. เมโซสเฟี ยร์ (Mesosphere)
4. แก่นชั้นโลกนอก (Outer core)
5. แก่นโลกชั้นใน (Inner core)

 

1 ธรณีภาค คือ ประกอบด้วยเปลือกโลกทวีป และ เปลือกโลกมหาสมุทร คลื่น
P และ S เคลื่อนที่ช้าลงจนถึงแนวแบ่งเขตโมโฮวิซึ่งอยู่ที่ระดับลึกประมาณ
100 km
2. ฐานธรณีภาค อยูู่ใต้แนวแบ่งเขตโมโฮโรวิซิกลงไปจนถึงระดับ 700 km เป็น
บริเวณที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วเพิ่มขึ้นตามระดับลึก แบ่งเป็น 2 เขต
– เขตที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วต่ำา ที่ระดับลึก 100 - 400
กิโลเมตร P และ S มีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างไม่คงที่ เนื่องจากบริเวณนี้เป็น
ของแข็งเนืื้ออ่อน อุณหภูมิที่สูงมากทำให้แร่บางชนิดเกิดการหลอมตัว
เป็นหินหนืด
– เขตที่มีการเปลี่ยนแปลง อยู่บริเวณเนื้อโลกตอนบน ระดับลึก 400 - 700
กิโลเมตร P และ S มีความเร็วเพิ่มขึ้นมาก ในอัตราไม่
สม่ำเสมอ เนื่องจากบริเวณนี้มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของแร่

3. เมโซสเฟี ยร์ อยู่บริเวณเนื้อโลกชั้นล่าง ที่ความลึก 700 -
2,900 กิโลเมตร เป็ นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็ว
สม่ำเสมอ เนื่องจากเป็นของแข็ง
4. แก่นชั้นโลกนอก ที่ระดับลึก 2,900 - 5,150 กิโลเมตร คลื่น P ลด
ความเร็วลงฉับพลัน ขณะที่ S ไม่ปรากฏ ทั้งนี้เนื่องจากบริเวณนี้
เป็นเหล็กหลอมละลาย
5. แก่นโลกชั้นใน ที่ระดับลึก 5,150 กิโลเมตร จนถึงความลึก 6,371
กิโลเมตร ที่จุดศูนย์กลางของโลก คลื่น P ทวีความเร็วขึ้น
เนื่องจากความกดดันแรงกดดันภายในทำให้เหล็กเปลี่ยนสถานะ
เป็นของแข็ง