หากจะเปรียบเทียบโครงสร้างของโลก ให้คล้ายคลึงที่สุด ก็คงต้องเปรียบเที่ยบกับไข่ต้ม (ไข่แดงเป็นยางมะตูม) แล้วผ่าครึ่งดู
เปลือกไข่ = เปลือกโลก
ไข่ขาว = แมนเทิล (เนื้อโลก)
ไข่แดง* = แก่นโลก
*ตรงกลางแก่นโลกจะเป็นของแข็ง จะไม่ย้วยเป็นยางมะตูมทั้งหมดเหมือนไข่แดง
ตามที่ คห. 1, 3 และ 4 ยกมา "เนื้อโลกเป็นของเหลวที่มีการเคลื่อนไหว ดังนั้นแค่จังหวะการไหลไม่เท่ากันเล็กน้อยเปลือกก็แตกแล้ว"/ " เปลือกโลกบางมากครับเหมือนครีมบางๆลอยอยู่บนน้ำนม น้ำนมสะเทือนนิดเดียวครีมก็เกิดรอยย่นรอยพับแล้วครับ" / "เนื้อโลกเป็นของเหลวที่มีการเคลื่อนไหว ดังนั้นแค่จังหวะการไหลไม่เท่ากันเล็กน้อยเปลือกก็แตกแล้ว"
ต้องขออนุญาตบอกว่าไม่ถูกต้อง ครับ
ก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกใหม่ครับ ดูเหมือนเกือบจะทุกคนเข้าใจเรื่องนี้ผิดครับ โดยที่เข้าใจว่าใต้พื้นโลกลงไปจะเป็นแมกม่าทั้งหมด ซึ่งตามความเป็นจริงจากการศึกษาไม่เป็นแบบนั้น จะมีแค่ 3 จุดเท่านั้นทำให้หินหลอมละลายเป็นแมกม่าได้คือ
1. จุดที่แผ่นเปลือกโลกชนกันแล้วเกิดการมุดตัว หรือ subduction zone โดยแผ่นมหาสมุทรจะมุดลงใต้แผ่นทวีป เพราะมีความหนาแน่นมากกว่า แล้วเกิดการหลอมละลายเป็นแมกม่าใต้พิ้นโลกบริเวณนั้นแล้วเกิดเป็นภูเข้าไฟ เช่นหมู่เกาะญี่ปุ่น หมู่เกาะอินโดนีเซีย ...
2. จุดที่แผ่นเปลือกโลกแยกออกจากกัน หรือ Divergent Boundary เช่น ตรงกลางมหาสมุทรแอตตแลนติก ซึ่งเป็นการแยกตัวออกจากกันของ แผ่นอเมริกา (เหนือ-ใต้) กับแผ่นยูเรเซียและแอฟริกา จุดแยกที่มันโผ่นขึ้นให้เห็นบนพื้นดิน ก็คือ เกาะ ไอซ์แลนด์
3. จุดที่เป็น Hot spot เช่น หมู่เกาะฮาวาย....
ต่อไปเป็นรายละเอียดของโครงสร้างของโลก
โครงสร้างของโลก (structure of the Earth) แบ่งโดยอาศัยคุณสมบัติทางกายภาพ (physical/mechanical properties) เป็น 3 ชั้นได้แก่ธรณีภาคชั้นนอก (lithosphere) ธรณีภาคชั้นกลาง(asthenosphere) และธรณีภาคชั้นใน(mesosphere)
ธรณีภาคชั้นนอก (lithosphere) (0-225 กิโลเมตร) ความหนาไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับความหนาของเปลือกโลก (crust) และประเภทของเปลือกโลก ธรณีภาคชั้นนอก (lithosphere) มีความหนืดประมาณ 10^23 ปัวส์ (poise)
ธรณีภาคชั้นกลาง (asthenosphere) (225-700 กิโลเมตร) มีความหนืดประมาณ 10^21 ปัวส์ ความหนืดเป็นคุณสมบัติของของเหลวที่จะต้านการ เคลื่อนที่ของวัตถุในของเหลว ถ้าหากของเหลวมีความหนาแน่นมากๆ จะมีความหนืดมาก แรงต้านภายใน ของของเหลวต่อวัตถุที่เคลื่อนที่ผ่าน เรียกว่า แรงหนืด และ 1 ปัวส์ หรือ 1 นิวตัน-วินาที/เมตร^2 คือ ความเค้น เฉือน 1 นิวตัน/เมตร^2 กระทํากับของเหลวทําให้เกิด strain rate 1.0 วินาที-1 เพื่อเปรียบเทียบให้เห็นภาพชัด ลองนึกถึงกรณีที่เราว่ายน้ําหรือเดินในน้ําความหนืดของน้ําประมาณ 0.008 ปัวส์ กรณีเดินในน้ําผึ้ง โดยน้ําผึ้ง มีความหนืดประมาณ 4 ปัวส์ กรณีเดินในจารบี โดยจารบีมีความหนืดประมาณ 10^7 ปัวส์ หรือเดินในนํ้าแข็ง โดยนํ้าแข็งมีความหนืดประมาณ 10^12 ปัวส์ หรือเดินในหินทราย โดยหินทรายมีความหนืดประมาณ 10^18 ปัวส์ จากตัวอย่างที่กล่าวมา จะเห็นว่าความหนืดของธรณีภาคชั้นกลาง นั้นมีมากกว่าหินทราย ดังนั้นธรณีภาคชั้น กลาง จึงไม่เป็นของเหลวแต่อย่างใด แต่เมื่อเทียบกับธรณีภาคชั้นนอกแล้วมีความหนืดน้อยกว่า จึงทําให้ธรณี ภาคชั้นนอก (lithosphere) เคลื่อนที่อยู่บนธรณีภาคชั้นกลาง (asthenosphere)
ธรณีภาคชั้นใน (mesosphere) หรือ lower mantle ก็มีคุณสมบัติใกล้เคียงกันกับ ธรณีภาคชั้นกลาง (asthenosphere)
แก่นโลก (core) เป็นส่วนที่อยู่ในสุด อยู่ลึกประมาณ 2,900 กิโลเมตรต่อจากธรณีภาคชั้นกลาง (asthenosphere) แก่นโลกแบ่งย่อยออกเป็น 2 ชั้น คือ แก่นโลกชั้นนอก (outer core) และแก่นโลกชั้นใน (inner core) แก่นโลกชั้นนอกเป็นของเหลว (เป็นโลหะเหลวซึ่งมีสถานะเป็นไอออนลบเพราะความร้อน และเคลื่อนที่วนไปทั้งชั้นเป็นเสมือนกระแสไฟฟ้า มีการสัญนิฐานว่าสนามแม่เหล็กโลกก็น่าจะเกิดจากการไหลวนของชั้น outer core นี้) เพราะสังเกตจากคลื่นเฉือน (shear wave) ที่ไม่สามารถเดินทางผ่านเข้าไปในชั้นนี้ได้ ส่วนแก่นโลกชั้นในอยู่ที่ความลึกประมาณ 5,150 กิโลเมตร ใต้ผิวดิน แก่นโลกชั้นในเป็นส่วนประกอบของแร่เหล็ก และนิเกิล ที่อัดตัวแน่นเป็นของแข็งมีความหนาแน่นสูง ประมาณ 11,000-16,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
ทีนี้ก็มาดูว่า ถ้าสามารถต่อรอยเลื่อนบนโลกได้จนไม่มีรอยเลื่อน โลกจะสร้างรอยเลื่อนขึ้นมาเองไหม ต้องขอตอบว่า "ได้ครับ"
เพราะว่าเปลือกโลกไม่เป็น Homogeneous เปลือกโลกประกอบด้วยหิน 3 ชนิด คือ หินอัคนี หินตะกอน และหินแปร (แต่ละตัวก็จะแยกย่อยอีกเพียบ) ซึ่งหินแต่ละตัวก็จะมีคุณสมบัติทาง Elastic ไม่เท่ากัน มีค่า Young's modulus ไม่เท่ากัน มี Density ไม่เท่ากัน (แผ่นมหาสมุทรมี Density มากกว่าแผ่นทวีป) มีความหนาบางไม่เท่ากัน (แผ่นมหาสมุทรบางกว่าแผ่นทวีป) ด้วย Density ไม่เท่ากัน ความหนาบางไม่เท่ากันนี้ จะทำให้มวล และน้ำหนักไม่เท่ากันไปด้วย ซึ่งเป็นผลทำให้เกิด Shear Stress หรือความเค้นเฉือน และจากที่หินแต่ละตัวมีคุณสมบัติทาง Elastic ไม่เท่ากัน บางตัวทนความเค้นได้เยอะ บางตัวทนได้น้อย พอหินทนต่อความเค้นไม่ได้ก็จะทำให้เกิดการ Failure หรือทางธรณีเทคนิคเรียกว่า เกิดการวิบัติ และกลายเป็นกระบวนการ Plate Tectonic
เพียงเท่านี้ก็ทำเป็นสาเหตุให้เกิด Fault หรือรอยเลื่อน ขึ้นใหม่ได้ครับ ^^
ปล. ย้อนไปเมื่อครั้งที่โลกก่อตัวขึ้น ก็เพราะคุณสมบัติทางกายภาพที่ไม่เป็น Homogeneous, คุณสมบัติทาง Elastic ไม่เท่ากัน, Density ไม่เท่ากัน จึงทำให้เกิดการก่อตัว แยกชั้น เป็นโครงสร้างของโลกตามลักษณะทางกายภาพ เป็นเปลือกโลก แมนเทิล และแก่นโลก เกิดกระบวนการ Plate Tectonic หรือการเครื่อนที่ของเปลือกโลก ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ใช้อธิบายการเกิดเป็นทวีป ภูเขา รอยเลื่อน ภูเขาไฟ แผ่นดินไหว มหาสมุทร
ตอบคำถามของกระทู้ "สมมติว่าถ้าสามารถต่อรอยเลื่อนบนโลกได้จนไม่มีรอยเลื่อน โลกจะสร้างรอยเลื่อนขึ้นมาเองไหมครับ"
เปลือกไข่ = เปลือกโลก
ไข่ขาว = แมนเทิล (เนื้อโลก)
ไข่แดง* = แก่นโลก
*ตรงกลางแก่นโลกจะเป็นของแข็ง จะไม่ย้วยเป็นยางมะตูมทั้งหมดเหมือนไข่แดง
ตามที่ คห. 1, 3 และ 4 ยกมา "เนื้อโลกเป็นของเหลวที่มีการเคลื่อนไหว ดังนั้นแค่จังหวะการไหลไม่เท่ากันเล็กน้อยเปลือกก็แตกแล้ว"/ " เปลือกโลกบางมากครับเหมือนครีมบางๆลอยอยู่บนน้ำนม น้ำนมสะเทือนนิดเดียวครีมก็เกิดรอยย่นรอยพับแล้วครับ" / "เนื้อโลกเป็นของเหลวที่มีการเคลื่อนไหว ดังนั้นแค่จังหวะการไหลไม่เท่ากันเล็กน้อยเปลือกก็แตกแล้ว"
ต้องขออนุญาตบอกว่าไม่ถูกต้อง ครับ
ก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกใหม่ครับ ดูเหมือนเกือบจะทุกคนเข้าใจเรื่องนี้ผิดครับ โดยที่เข้าใจว่าใต้พื้นโลกลงไปจะเป็นแมกม่าทั้งหมด ซึ่งตามความเป็นจริงจากการศึกษาไม่เป็นแบบนั้น จะมีแค่ 3 จุดเท่านั้นทำให้หินหลอมละลายเป็นแมกม่าได้คือ
1. จุดที่แผ่นเปลือกโลกชนกันแล้วเกิดการมุดตัว หรือ subduction zone โดยแผ่นมหาสมุทรจะมุดลงใต้แผ่นทวีป เพราะมีความหนาแน่นมากกว่า แล้วเกิดการหลอมละลายเป็นแมกม่าใต้พิ้นโลกบริเวณนั้นแล้วเกิดเป็นภูเข้าไฟ เช่นหมู่เกาะญี่ปุ่น หมู่เกาะอินโดนีเซีย ...
2. จุดที่แผ่นเปลือกโลกแยกออกจากกัน หรือ Divergent Boundary เช่น ตรงกลางมหาสมุทรแอตตแลนติก ซึ่งเป็นการแยกตัวออกจากกันของ แผ่นอเมริกา (เหนือ-ใต้) กับแผ่นยูเรเซียและแอฟริกา จุดแยกที่มันโผ่นขึ้นให้เห็นบนพื้นดิน ก็คือ เกาะ ไอซ์แลนด์
3. จุดที่เป็น Hot spot เช่น หมู่เกาะฮาวาย....
ต่อไปเป็นรายละเอียดของโครงสร้างของโลก
โครงสร้างของโลก (structure of the Earth) แบ่งโดยอาศัยคุณสมบัติทางกายภาพ (physical/mechanical properties) เป็น 3 ชั้นได้แก่ธรณีภาคชั้นนอก (lithosphere) ธรณีภาคชั้นกลาง(asthenosphere) และธรณีภาคชั้นใน(mesosphere)
ธรณีภาคชั้นนอก (lithosphere) (0-225 กิโลเมตร) ความหนาไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับความหนาของเปลือกโลก (crust) และประเภทของเปลือกโลก ธรณีภาคชั้นนอก (lithosphere) มีความหนืดประมาณ 10^23 ปัวส์ (poise)
ธรณีภาคชั้นกลาง (asthenosphere) (225-700 กิโลเมตร) มีความหนืดประมาณ 10^21 ปัวส์ ความหนืดเป็นคุณสมบัติของของเหลวที่จะต้านการ เคลื่อนที่ของวัตถุในของเหลว ถ้าหากของเหลวมีความหนาแน่นมากๆ จะมีความหนืดมาก แรงต้านภายใน ของของเหลวต่อวัตถุที่เคลื่อนที่ผ่าน เรียกว่า แรงหนืด และ 1 ปัวส์ หรือ 1 นิวตัน-วินาที/เมตร^2 คือ ความเค้น เฉือน 1 นิวตัน/เมตร^2 กระทํากับของเหลวทําให้เกิด strain rate 1.0 วินาที-1 เพื่อเปรียบเทียบให้เห็นภาพชัด ลองนึกถึงกรณีที่เราว่ายน้ําหรือเดินในน้ําความหนืดของน้ําประมาณ 0.008 ปัวส์ กรณีเดินในน้ําผึ้ง โดยน้ําผึ้ง มีความหนืดประมาณ 4 ปัวส์ กรณีเดินในจารบี โดยจารบีมีความหนืดประมาณ 10^7 ปัวส์ หรือเดินในนํ้าแข็ง โดยนํ้าแข็งมีความหนืดประมาณ 10^12 ปัวส์ หรือเดินในหินทราย โดยหินทรายมีความหนืดประมาณ 10^18 ปัวส์ จากตัวอย่างที่กล่าวมา จะเห็นว่าความหนืดของธรณีภาคชั้นกลาง นั้นมีมากกว่าหินทราย ดังนั้นธรณีภาคชั้น กลาง จึงไม่เป็นของเหลวแต่อย่างใด แต่เมื่อเทียบกับธรณีภาคชั้นนอกแล้วมีความหนืดน้อยกว่า จึงทําให้ธรณี ภาคชั้นนอก (lithosphere) เคลื่อนที่อยู่บนธรณีภาคชั้นกลาง (asthenosphere)
ธรณีภาคชั้นใน (mesosphere) หรือ lower mantle ก็มีคุณสมบัติใกล้เคียงกันกับ ธรณีภาคชั้นกลาง (asthenosphere)
แก่นโลก (core) เป็นส่วนที่อยู่ในสุด อยู่ลึกประมาณ 2,900 กิโลเมตรต่อจากธรณีภาคชั้นกลาง (asthenosphere) แก่นโลกแบ่งย่อยออกเป็น 2 ชั้น คือ แก่นโลกชั้นนอก (outer core) และแก่นโลกชั้นใน (inner core) แก่นโลกชั้นนอกเป็นของเหลว (เป็นโลหะเหลวซึ่งมีสถานะเป็นไอออนลบเพราะความร้อน และเคลื่อนที่วนไปทั้งชั้นเป็นเสมือนกระแสไฟฟ้า มีการสัญนิฐานว่าสนามแม่เหล็กโลกก็น่าจะเกิดจากการไหลวนของชั้น outer core นี้) เพราะสังเกตจากคลื่นเฉือน (shear wave) ที่ไม่สามารถเดินทางผ่านเข้าไปในชั้นนี้ได้ ส่วนแก่นโลกชั้นในอยู่ที่ความลึกประมาณ 5,150 กิโลเมตร ใต้ผิวดิน แก่นโลกชั้นในเป็นส่วนประกอบของแร่เหล็ก และนิเกิล ที่อัดตัวแน่นเป็นของแข็งมีความหนาแน่นสูง ประมาณ 11,000-16,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
ทีนี้ก็มาดูว่า ถ้าสามารถต่อรอยเลื่อนบนโลกได้จนไม่มีรอยเลื่อน โลกจะสร้างรอยเลื่อนขึ้นมาเองไหม ต้องขอตอบว่า "ได้ครับ"
เพราะว่าเปลือกโลกไม่เป็น Homogeneous เปลือกโลกประกอบด้วยหิน 3 ชนิด คือ หินอัคนี หินตะกอน และหินแปร (แต่ละตัวก็จะแยกย่อยอีกเพียบ) ซึ่งหินแต่ละตัวก็จะมีคุณสมบัติทาง Elastic ไม่เท่ากัน มีค่า Young's modulus ไม่เท่ากัน มี Density ไม่เท่ากัน (แผ่นมหาสมุทรมี Density มากกว่าแผ่นทวีป) มีความหนาบางไม่เท่ากัน (แผ่นมหาสมุทรบางกว่าแผ่นทวีป) ด้วย Density ไม่เท่ากัน ความหนาบางไม่เท่ากันนี้ จะทำให้มวล และน้ำหนักไม่เท่ากันไปด้วย ซึ่งเป็นผลทำให้เกิด Shear Stress หรือความเค้นเฉือน และจากที่หินแต่ละตัวมีคุณสมบัติทาง Elastic ไม่เท่ากัน บางตัวทนความเค้นได้เยอะ บางตัวทนได้น้อย พอหินทนต่อความเค้นไม่ได้ก็จะทำให้เกิดการ Failure หรือทางธรณีเทคนิคเรียกว่า เกิดการวิบัติ และกลายเป็นกระบวนการ Plate Tectonic
เพียงเท่านี้ก็ทำเป็นสาเหตุให้เกิด Fault หรือรอยเลื่อน ขึ้นใหม่ได้ครับ ^^
ปล. ย้อนไปเมื่อครั้งที่โลกก่อตัวขึ้น ก็เพราะคุณสมบัติทางกายภาพที่ไม่เป็น Homogeneous, คุณสมบัติทาง Elastic ไม่เท่ากัน, Density ไม่เท่ากัน จึงทำให้เกิดการก่อตัว แยกชั้น เป็นโครงสร้างของโลกตามลักษณะทางกายภาพ เป็นเปลือกโลก แมนเทิล และแก่นโลก เกิดกระบวนการ Plate Tectonic หรือการเครื่อนที่ของเปลือกโลก ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ใช้อธิบายการเกิดเป็นทวีป ภูเขา รอยเลื่อน ภูเขาไฟ แผ่นดินไหว มหาสมุทร