เอกสารประกอบคำสอนวิชา ธรณีวิทยากายภาพ (Lecture note: Physical Geology) ชุดที่ 1 เรียบเรียงและจัดทำโดย ฐิติมา เจริญฐิติรัตน์ มนตรี ชูวงษ์ ปัญญา จารุศิริ วิโรจน์ ดาวฤกษ์ ภาควิชาธรณีวิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2546

คำนำ สไลด์ชุดนี้ได้จัดทำขึ้นเพื่อใช้ประกอบคำสอนวิชา ธรณีวิทยากายภาพ (Physical geology) ซึ่ง เป็นเอกสารภายในของภาควิชาธรณีวิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ที่ผู้จัด ทำได้พยายามรวบรวมข้อมูล แผนภาพ และรูปภาพจากแหล่งข้อมูลต่างๆ ทั้งในตำราเรียนต่าง ประเทศ และภายในประเทศ รวมถึงรูปภาพที่สามารถดาวโลดด์ได้จากอินเตอร์เน็ต โดยมิได้มี วัตถุประสงค์เพื่อการจำหน่าย แต่ต้องการที่จะทำให้เอกสารชุดนี้ทันสมัยอยู่ตลอดเวลาพร้อม กับสามารถให้นิสิตในภาควิชา และนิสิตนอกภาควิชา สามารถเข้าใจในเนื้อหาวิชานี้ได้อย่าง ง่ายขึ้น ผู้จัดทำต้องขออภัยหากการอ้างอิงแหล่งข้อมูลในเอกสารชุดนี้ไม่ครบถ้วน และหากผู้ เรียนมีข้อเสนอแนะเพิ่มเติมประการใด กรุณาแจ้งได้ตลอดเวลา

Physical Geology ธรณีวิทยากายภาพ เนื้อหา : ประวัติและกำเนิดของโลก โครงสร้างและส่วนประกอบ การกระจาย และการเปลี่ยนแปลงของผิวเปลือกโลก กระบวนการสำคัญที่มีผลต่อสภาพของ เปลือกโลก หินและแร่ธาตุที่สำคัญ การจำแนกการกระจายทรัพยากรธรณีวิทยา และสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง รวมทั้งผลจากการกระทำของมนุษย์

ธรณีวิทยา (Geology) คืออะไร

รูปนี้บอกอะไรบ้างในทางธรณีวิทยา

กำเนิดโลก (Origin of the Earth) โลกและระบบสุริยะจักรวาล กำเนิดในเวลาใกล้เคียงกันคือประมาณ 4.6 พันล้านปีมาแล้ว ขนาดและตำแหน่งของโลกมีความเหมาะสมให้สิ่งมีชีวิตกำเนิดขึ้น เมื่อประมาณ 3.8 พันล้านปี มาแล้ว โลกแบ่งตามวิวัฒนาการได้เป็น 5 ขั้น ได้แก่ขั้นเริ่มแรก ขั้นก่อเหล็ก ขั้นแยกชั้น ขั้นเกิดใหม่ และขั้นเย็นตัวลง ในขั้นแรกเริ่มประมาณ 4.6 พันล้านปีมาแล้ว เป็นการรวมตัวกันของธาตุและ สารประกอบต่างๆทำให้เกิดการพอกตัวจนเกิดพลังงานความร้อนเนื่องจากการชนกันของสาร ในที่สุดโลกจึงเกิดการหดตัวหลังจากมีการพอกตัว ทำให้อุณหภูมิโลกสูงมากขึ้น การสลายตัว ของสารกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นตัวช่วยเสริมความร้อน

กำเนิดโลก (Origin of the Earth) (ต่อ) ต่อมาในขั้นก่อเหล็ก เหล็กเกิดการละลาย จึงเกิดเป็นแกนโลกได้ ส่วนชั้นอื่น เช่นเนื้อโลกมี การจมตัวและลอยตัวของธาตุที่หนักและเบาเกิดเป็นขั้นแยกชั้น ต่อมาผลของการพาความ ร้อนในชั้นเนื้อโลก จึงเกิดเป็นเปลือกโลก ทำได้ขั้นเกิดใหม่ของโลก และในที่สุด เมื่อโลก เย็นตัวลงจึงเกิดกระบวนการการพื้นผิวในที่สุด จึงได้เปลือกทวีปและเปลือกมหาสมุทร ชั้นบรรยากาศที่เกิดขึ้นเป็นผลเนื่องมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ ซึ่งปล่อยน้ำภายใน โลกออกมามากมาย ซึ่งมีผลต่อการสร้างบรรยากาศใหม่ของ H2O, CO2, methane, N2 นอก จากนี้ตำแหน่งของโลกที่สัมพันธ์กับของดวงอาทิตย์ทำให้น้ำกลั่นตัวเป็นมหาสมุทร ในที่สุด เมื่อสภาพเหมาะสมจึงเกิดสิ่งมีชีวิตขึ้นได้ ขนาดของโลกยังทำให้การระเบิดของภูเขาไฟ ยัง คงมีอย่างต่อเนื่องจนถึงปัจจุบันนี้

(เปลือกโลก) (แก่นโลก) (เนื้อโลกชั้นล่าง) (เนื้อโลกชั้นบน)

วัฏจักรหิน (Rock Cycle)

กำเนิดชีวิต (Origin of Life) โดยทั่วๆไปในจักรวาล จะพบสสารต่างๆเช่น C, H2, H2O, มีเทน แอมโมเนียและธาตุหายาก ในหลายๆแห่ง แต่องค์ประกอบพื้นฐานของเนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิตเรียกว่า กรดอะมิโน (amino acid) ซึ่งเป็นหน่วยย่อยของโปรตีนที่ประกอบขึ้นด้วยสสารต่างๆข้างต้น ดังนั้นการอธิบายถึงการ กำเนิดของชีวิต จึงเริ่มมีการสร้างกรดอะมิโนขึ้นมา A.I.Oparin นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย เสนอแนะว่า การก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อนที่พบในสิ่งมีชีวิตนั้นเกิดขึ้นในบรรยากาศ ของโลกในสมัยเริ่มแรก โดยการสังเคราะห์จากไฮโดรเจน มีเทน แอมโมเนีย และน้ำ นอกจากนี้ยังมีรายงานว่า กรดอะมิโนพบอยู่ทั่วไปในระบบสุริยะ และจากการวิเคราะห์ ดินตะกอนจากดวงจันทร์ก็พบกรดอะมิโนด้วยเช่นกัน เครื่องมือที่ใช้สำหรับสร้างประวัติของโลกและสิ่งมีชีวิตก็คือการเรียนรู้เรื่องของฟอสซิล หลักการที่สำคัญทางธรณีวิทยา และชีววิทยา

Relative Time The geologic time scale provides a relative measure of time. The geologic time scale is based on the fossil record. Divisions of time Eons Eras Periods Epochs Major Divisions Hadean Crytozoic Eon Phanerozoic Eon

Subdivisions of the Cryptozoic Archean Era Proterozoic Era Subdivisions of the Phanerozoic Paleozoic Era Cambrian Period Ordovician Period Silurian Period Devonian Period Carboniferous Period Permian Period Mesozoic Era Triassic Period Jurassic Period Cretaceous Period

Cenozoic Era Tertiary Period Paleocene Epoch Eocene Epoch Oligocene Epoch Miocene Epoch Pliocene Epoch Quaternary Period Pleistocene Epoch Holocene (Recent) Epoch

Absolute Time There has been a long debate over the age of the Earth. The age of the earth is key to evaluating geologic and biologic processes. Measuring the age of the earth ; physical methods (rate of deposition, alt concentration etc.), radioactive dating (K-Ar, U-Pb, Th-Pb) Age of Earth Oldest earth rocks are 3.8 billion years old. Meteorites on earth are generally around 4.6 billion years old. Moon rocks are between 4.6 and 3 billion years old. Age of the earth is thought to be 4.6 billion years old.

ประมาณ 700-600 Ma

ประมาณ 600-500 Ma

ประมาณ 500-425 Ma

ประมาณ 425-330 Ma

ประมาณ 330-275 Ma

ประมาณ 275-150 Ma

ประมาณ 150-60 Ma

ประมาณ 60Ma ถึงปัจจุบัน

Geologic Principles Three principles form the basis for stratigraphic and paleontologic studies. These are principle, not laws. There are limitations. Development of the geologic time scale relied heavily on these principles and their limitations.

กฎและแนวคิดสำคัญของธรณีวิทยา (Geologic Principles) 1. Superposition - original horizontality, - lateral continuity 2. Uniformitarianism - The present is the key to the past. - Modern processes operating over long periods of time produced the earth features. 3. Faunal succession - Fossil or groups of fossils occur in distinct intervals of rock. - Correlation is possible based on fossil. - Subdivision of the rock record is possible based on fossil assemblage.

วัฏจักรหิน (Rock Cycle)

Geologic Cross Section and Unconformity

Nonconformity

Angular Unconformity

ทฤษฎีเพลตเทคโทนิก (Introduction to Plate Tectonic)

(จาก Judson and Kauffman, 1990 หน้า 107) (จาก Mottana et al., 1978)