โลกของเรา (โครงสร้างและส่วนประกอบ)

A B เส้นทางเดินของคลื่นเป็นเส้นตรงเมื่อผ่านตัวกลางเนื้อเดียวกันที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่น เส้นทางเดินคลื่นที่มีความเร็วเพิ่มขึ้น และ เบี่ยงเบนเล็กน้อยเมื่อเดินทางผ่านตัวกลางที่มีเนื้อเดียวกันแต่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นตามความลึก (จาก Tarbuck and Lutgens, 1993)

seismic waves

Model 1

Model 2

แสดงสัญญาณคลื่นขาดหายไปบริเวณบอดคลื่นปฐมภูมิ

แสดงบริเวณบอดคลื่นทุติยภูมิ (จาก Tarbuck and Lutgens, 1993)

การทดลองระเบิดนิวเคลียร์ และตรวจวัดเวลาเดินทางของคลื่นเพื่อคำนวณ ความลึก

ลักษณะความแปรปรวนความเร็วของคลื่นปฐมภูมิ และคลื่นทุติยภูมิตามความลึกที่ใช้ กำหนดชั้นโครงสร้างภายในของโลก (ปรับแปลงจาก Tarbuck and Lutgens, 1993) ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาทางธรณีฟิสิกส์ แบบจำลองภาพตัดขวางความเร็วตามความลึก

Crust Oceanic crust Continental crust Thickness : 10-12 km Seismic P-wave velocity: 7 km/s Probable composition: Basalt underlain by gabbro Mohorovicic discontinuity Continental crust Thickness: 30-50 km Seismic P-wave velocity: 6 km/s Probable composition: Granite, other plutonic rocks, schist, gneiss Isostasy is a balance of adjacent blocks of brittle lithosphere floating on the asthenosphere

Mantle Upper Mantle Depth: 400 km Seismic P-wave velocity: 8 km/s Probable composition: Ultramafic rock such as peridotite Regional Heterogeneous Lithosphere Asthenosphere ทฤษฎีแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ plate tectonic

ลักษณะความแปรปรวนความเร็วของคลื่นปฐมภูมิ และคลื่นทุติยภูมิตามความลึกที่ใช้ กำหนดชั้นโครงสร้างภายในของโลก (ปรับแปลงจาก Tarbuck and Lutgens, 1993) ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาทางธรณีฟิสิกส์ แบบจำลองภาพตัดขวางความเร็วตามความลึก

Mantle Transition Zone Lower Mantle Depth: 400-1,000 km Velocity increases ~ rapidly Lower Mantle Depth: 1,000-2,900 km Uniform Deep Mantle Gutenberg Discontinuity ทฤษฎีแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ plate tectonic

ลักษณะความแปรปรวนความเร็วของคลื่นปฐมภูมิ และคลื่นทุติยภูมิตามความลึกที่ใช้ กำหนดชั้นโครงสร้างภายในของโลก (ปรับแปลงจาก Tarbuck and Lutgens, 1993) ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาทางธรณีฟิสิกส์ แบบจำลองภาพตัดขวางความเร็วตามความลึก

Core Outer Core Inner Core Depth: 2,900-5,200 km Lehmann Discontinuity Uniform ทฤษฎีแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ plate tectonic

ส่วนประกอบทางเคมีของโลก (Chemical Composition) องค์ประกอบทางเคมีของแต่ละชั้นใต้เปลือกโลกลงไปเป็นอย่างไร ยังคงต้องหาคำตอบกันต่อไป !! ซึ่งส่วนใหญ่ได้ข้อมูลจากวิธีการศึกษาทางอ้อมเช่นเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การศึกษาโดยทางอ้อมจากวัตถุที่มาจากนอกโลก (Extraterrestial ; E.T.) ได้แก่การประเมินเทียบเคียงจากอุกกาบาต (Meteorites) เป็นต้น

1. องค์ประกอบของแก่นโลก แนวคิดที่ว่าแก่นโลกเป็นโลหะผสมระหว่าง นิกเกิลกับเหล็ก (Ni - Fe Metallic Alloy) นั้น ยังคงเป็นที่ยอมรับกันถึงปัจจุบัน แต่คงไม่ใช่นิกเกิลกับเหล็กบริสุทธิ์ล้วน ๆ

2. องค์ประกอบของเนื้อโลก

3. องค์ประกอบของเปลือกโลก SiO2, Al2O2, FeO, MgO เปลือกทวีปจะมีองค์ประกอบซิลิเกตที่มากด้วย Si กับ Al เรียกว่า “ไซอัล” (SIAL) หรือ “เปลือกโลกส่วนที่มีองค์ประกอบแบบหินแกรนิต” เปลือกสมุทรมีองค์ประกอบซิลิเกตของพวก Fe, Mg กับ Al, Si จึงเรียกเปลือกสมุทรว่า “ไซมา” (SIMA) หรือ “เปลือกโลกมีองค์ประกอบอย่างหินบะซอลต์”

สรุปโครงสร้างภายในของโลกตามสมบัติทางวัสดุ 1. ชั้นธรณีภาค (Lithosphere) คือส่วนที่มีคุณสมบัติเป็นของแข็งมีความแกร่ง (rigid solid)นับรวมเอาส่วนเปลือกโลกถึงบางส่วนของชั้นเนื้อโลกส่วนบน ในระดับจากผิวโลกถึงลึกไม่เกิน 100 กิโลเมตร 2. ชั้นฐานธรณีภาค (Asthenosphere) นับจากระดับประมาณ 100 กิโลเมตร ต่อจากชั้นธรณีภาคลงไป มีสมบัติพลาสติกมากขึ้น พร้อมที่จะไหลได้

โครงสร้างช่วงชั้นหลัก ๆ ของโลกคือ ชั้นธรณีภาค และชั้นฐานธรณีภาค (จาก Tarbuck and Lutgens, 1993)

โครงสร้างภายในของโลกที่ได้จากผลการศึกษาทั้งหมด (จาก Tarbuck and Lutgens, 1993)