V. 17.8.2563 อาจารย์ณัฐพล หนูจีนจิตร ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon บทที่ การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface เอกสารประกอบการสอนรายวิชา วิทยาศาสตรโ์ ลกทงั้ระบบ / ธรณีวิทยาทวั่ ไป
หัวข้อบรรยาย 3.1) การผพ ุ งัและด ิ น 3.2) ธารน ้ าและน ้ าใต ้ ด ิ น จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายกระบวนการผุพังอยู่กับที่การกร่อนและการสะสมตัวของตะกอนจากแบบจ าลองรวมทั้งยกตัวอย่างผลของกระบวนการดังกล่าวที่ท าให้ผิวโลกเกิด การเปลี่ยนแปลง (สาระที่ 3 ว 3.2 ม. 2/5) 2. ระบุส่วนประกอบของดิน และจ าแนกชนิดของดินโดยใช้ลักษณะเนื้อดินและการจับตัวเป็นเกณฑ์(สาระที่ 3 ว 3.2 ป. 2/1) 3. อธิบายการใช้ประโยชน์จากดินจากข้อมูลที่รวบรวมได้ (สาระที่ 3 ว 3.2 ป. 2/1) 4. อธิบายลักษณะของชั้นหน้าตัดดินและกระบวนการเกิดดินจากแบบจ าลอง รวมทั้งระบุปัจจัยที่ท าให้ดินมีลักษณะและสมบัติแตกต่างกัน (สาระที่ 3 ว 3.2 ม. 2/6) 5. ตรวจวัดสมบัติบางประการของดิน โดยใช้เครื่องมือที่เหมาะสมและน าเสนอแนวทางการใช้ประโยชน์ดินจากข้อมูลสมบัติของดิน (สาระที่ 3 ว 3.2 ม. 2/7) 6. เปรียบเทียบปริมาณน ้าในแต่ละแหล่ง และระบุปริมาณน ้าที่มนุษย์สามารถน ามาใช้ประโยชน์ได้จากข้อมูลที่รวบรวมได้ (สาระที่ 3 ว 3.2 ป. 5/1) 7. สร้างแบบจ าลองที่อธิบายการหมุนเวียนของน ้าในวัฏจักรน ้า (สาระที่ 3 ว 3.2 ป. 5/3) 8. อธิบายปัจจัยและกระบวนการเกิดแหล่งน ้าผิวดินและแหล่งน ้าใต้ดินจากแบบจ าลอง (สาระที่ 3 ว 3.2 ม. 2/8) 9. ตระหนักถึงคุณค่าของน ้าโดยน าเสนอแนวทางการใช้น ้าอย่างประหยัดและการอนุรักษ์น ้า (สาระที่ 3 ว 3.2 ป. 5/2) 10. สร้างแบบจ าลองที่อธิบายการใช้น ้า และน าเสนอแนวทางการใช้น ้าอย่างยั่งยืนในท้องถิ่นของตนเอง (สาระที่ 3 ว 3.2 ม. 2/9) 2 ศูนย์การเรียนรู้ “ ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface
พลังงานภายนอก ▪ การแผ่รังสี ความร้อนจากดวงอาทิตย์ ▪ พลังงานนี้ให้ความอบอุ่นชั้น บรรยากาศ มหาสมุทร และ พื้นผิวแผ่นดิน ▪ ท าให้เกิดการพาความร้อนในแนวดิ่งของบรรยากาศภาค กับอุทกภาค เป็นผลท าให้เกิด ลม คลื่น ▪ ท าให้เกิดการถ่ายโอนน ้าจากมหาสมุทรสู่พื้นผิวแผ่นดิน ป้อนให้แม่น ้าและธารน ้าแข็งที่ไหลบ่าแล้ว ชะหร ื อกดักร่อนพ ื น ้ ผ ิ วแผน่ด ิ น พลังงานและการแลกเปลี่ยนในระบบโลก (Energy and Exchanges in the Earth System) ทบทวนความร ้ เ ู ด ิ ม ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 3
▪ ปุ่มหินเกิดจากฝน น ้าผิวดิน ลม ได้กัดเซาะแนวรอยแตกของหินให้มี ขนาดใหญ่ขึ้น ๆ ท าให้เหลือแต่เนื้อหินตรงกลาง เป็นก้อนที่ด้านบนมี ลักษณะมน ▪ การเกิดลานหินปุ่มนี้ใช้เวลายาวนาน ไม่สามารถมองเห็น การเปลี่ยนแปลงได้อย่างทันทีทันใด ▪ ภม ู ิ ลกัษณ ์(Landform) เป็ นลกัษณะของเปล ื อกโลกท ี่เก ิ ดจาก กระบวนการเปล ี่ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาต่าง ๆ และเก ิ ดเป็ น รป ู พรรณสณัฐานต่าง ๆ ดงัเช่น ลานห ิ นป่ม ุ ห ิ นท ี่ปรากฏในภาพม ี ลกัษณะอย่างไร เพราะเหตใ ุ ดจ ึ งม ี ลกัษณะเช่นนัน ้ เศษห ิ นท ี่ผพ ุ งัอย่ต ู ามธรรมชาต ิไม่ได ้ เก ิ ดจากการกระทา ของมนุษย์ แล ้ วเศษห ิ นเหล่านัน ้ ผพ ุ งัได ้ อย่างไร 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ลานหินทรายที่มีลกัษณะเป็ป่มุหินที่ด้านบนมีลกัษณะมน ป่มุหินที่ปรากฏมีหลายขนาด โผล่ให้เหน ็ เรียงต่อเนื่องกัน 4
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.1 การผุพังทางกายภาพ ศูนย์การเรียนรู้ “ ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface สา หรบัครเูท่านัน้ การผพ ุ งัอย่ก ู บัท ี่ทางกายภาพของห ิ นเก ิ ดข ึ น ้ ได ้ อย่างไร 5
ก ิ จกรรมสื บเสาะจากแบบจา ลอง 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.1 การผุพังทางกายภาพ ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ แบบจ าลอง การเปลี่ยนสถานะของน ้าจากของเหลวเป็นของแข็ง ท าให้ปริมาตรของ น ้าเพิ่มขึ้นและจะเกิดแรงกระท า น ้าแข็งในลูกโป่ งจะดันปูนปลาสเตอร์ให้แตกหัก ▪ ในธรรมชาต ิการมีน ้ามาขังอยู่ในรอยแตก ในช่องว่างหรือในโพรงของหิน ถ้าอุณหภูมิของน ้าลดลงจนถึงจุดเยือกแข็ง น ้าจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็น ของแขง ็ และม ีปร ิ มาตรเพ ิ่มข ึ น ้ และจะเก ิ ดแรงกระทา บร ิ เวณรอยแตกของห ิ น โดยจะดนัรอยแตกของห ิ น ท าให้ช่องว่างบริเวณรอยแตกหรือโพรงของหินมีขนาด ใหญ่ขึ้น จนอาจท าให้หินแตกออกจากกัน การผพ ุ งัอย่ก ู บัท ี่ทางกายภาพของห ิ นม ี ลกัษณะอย่างไร การผพ ุ งัอย่ก ู บัท ี่ทางกายภาพของห ิ นเก ิ ดข ึ น ้ เน ื่องจากปัจจยัใดบาง ้ / เก ิ ดข ึ น ้ ได ้ อย่างไร 6
การผุพัง (weathering) ▪ การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ และ/หร ื อการแปรเปล ี่ยนทางเคม ี ของห ิ นและแร่ บริเวณพื้นผิวโลกหรือใกล้พื้นผิวโลกเป็น กระบวนการที่เกิดอย่างช้า ๆ และยาวนาน เป็นการปรับสภาพของหินให้เหมาะสมกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมแบบใหม่ อาศัยพลังงานทางตรงจากพลังงานดวงอาทิตย์ และทางอ้อมจากพลังงานภายในโลก การผุพังมี 2 ลักษณะใหญ่ คือ 3.1.1 การผุพังทางกายภาพ (physical weathering หรือ disintegration) เก ิ ดจากแรงทางฟิ ส ิ กส ์ ทา ให ้ ห ิ นม ี ขนาดเลก ็ ลง โดยไม่เปล ี่ยนแปลงองคป์ ระกอบทางเคม ี 3.1.2 การผุพังทางเคมี (chemical weathering หรือ decomposition) เป็ นการแปรเปล ี่ยนองคป์ ระกอบทางเคม ี ของห ิ น หร ื อแร่เป็ นแบบใหม่ การผพ ุ งัอย่ก ู บัท ี่ทางกายภาพและทางเคม ี ของห ิ น เหม ื อนหร ื อแตกต่างกนัอย่างไร 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 7
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.1 การผุพังทางกายภาพ ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ เป็นกระบวนการที่หินแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยลงไปเรื่อย ๆ จากแรงต่าง ๆ ทางฟิสิกส์ หินที่แตกออกมีลักษณะเหมือนหินเดิม ไม่มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมี ▪ การแตกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ เป็นการเพิ่มพื้นที่ผิวให้กับการผุพัง ทางเคมี ท าให้การผุพังทางเคมีเกิดขึ้นได้รวดเร็วขึ้น ▪ การลดขนาดวัตถุเป็นบทบาทที่ส าคัญของการผุพังทางกายภาพ 8
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.1 การผุพังทางกายภาพ 1) การกระท าของน ้าค้างแข็ง (frost action) ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ เป็ นการเปล ี่ยนสถานะของน ้ าจากของเหลวเป็ นของแขง ็ ทา ให ้ ม ีปร ิ มาตรเพ ิ่มข ึ น ้ 9 % ▪ ปริมาตรที่เพิ่มขึ้น เกิดจากโครงสร้างภายในของน ้าแข็งมีมากกว่าโครงสร้างของน ้า ▪ ในธรรมชาติการแข็งตัวของน ้าที่อยู่ในช่องว่าง รูพรุน โพรง หรือรอยแตกในหิน เรียกว่า การกระท าของน ้าค้างแข็ง สามารถท าให้เกิดการผุพังใน 2 ลักษณะ คือ การปูดชั้นเยือกแข็ง (frost heaving) และ ล ิ่มน ้ าแขง ็(frost wedging) การปูดชั้นเยือกแข็ง (frost heaving) ลิ่มน ้าแขง ็ (frost wedging) 9
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.1 การผุพังทางกายภาพ 2) การลดลงของความดัน (pressure release) ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ เป็นการผุพังในมวลหินแกรนิตขนาดใหญ่ เช่น ห ิ นอคัน ี มวลไพศาล (batholith) ที่ถูกยกตัวโผล่มาบนผิวโลกจากแรงทางเทคโทนิค ▪ แรงกดทับจากหินที่เคยปิดทับอยู่เดิมหายไปจากการกร่อน ▪ ความดันของน ้าหนักกดทับ (confining pressure) ที่ลดลง ท าให้มวลหินขยายตัวและเกิดเป็นแนวแตกรอบมวลหิน ▪ มวลหินด้านนอกขยายตัวมากกว่าด้านใน ท าให้ผิวหน้าแตกหลุดออกไป เป็นแผ่น ๆ ขนานรอบมวลหินนั้น มีลักษณะเป็นชั้นคล้ายหัวหอม เรียกว่า การแตกแบบแผน่ (sheeting) ท าให้เกิดภม ู ิ ลกัษณ ์ เรียกว่า โดมจากการแยกเป็นกาบมน (exfoliation dome) โดมจากการแยกเป็ นกาบมน (exfoliation dome) การแตกแบบแผ่น (sheeting) 10
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.1 การผุพังทางกายภาพ 2) การลดลงของความดัน (pressure release) ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ภม ู ิ ลก ั ษณ ์เขาค ิ ชฌกูฏ หินแกรนิตมวลไพศาล (Granite batholith) อายุจูแรสซิก เขาคิชฌกูฏ จ. จันทบุรี ▪ การลดลงของความดัน ท าให้เนื้อหินแกรนิต แตกออกเป็ นกาบ (exfoliation) เหมือนกาบกะหล ่าปลี ▪ น ้าเป็นตัวกัดเซาะท าลาย ให้เนื้อหินส่วนที่มีรอยแตกหลุด ออกจากกันง่าย กลายเป็นหินลูกบาตร เรียกว่า “หินเทิน” หร ื อ หินทรงตวั (balancing rock) ▪ ทิศทางของรอยแตกเอียงเป็นมุมต่าง ๆ จนถึงแนวนอน ซึ่ง การท าลายในแนวนอนจะเป็นไปได้ช้ากว่าแนวอื่น ๆ เนื่องจาก ถูกปิดทับและน ้าหนักที่กดทับ ▪ ผิวส่วนที่สัมผัสกับบรรยากาศจึงถูกผุพัง ท าลายให้กลมมน หรือ การผุพังแบบทรงกลม (spheroidal weathering) เปลี่ยนลักษณะไป ในขณะที่ส่วนฐานยังไม่เปลี่ยนลักษณะ โดมจากการแยกเป็ นกาบมน (exfoliation dome) และการผุพังแบบทรงกลม (spheroidal weathering) 11
หินแกรนิต อายุTriassic หินพดัจ. สุราษฎร์ธานี 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.1 การผุพังทางกายภาพ 2) การลดลงของความดัน (pressure release) ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface หินพดัจ. สรุาษฎรธ ์ านีเกิดข ึ้นได ้ อย่างไร พระธาตอุินแขวน เกิดข ึ้นได ้ อย่างไร พระธาตอุินแขวน ประเทศพม่า 12
▪ การผุพังในลักษณะเช่นนี้มักเกิดในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ทะเลทราย ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ระหว่างกลางวันกับกลางคืน หรือ ฤดูร้อนกับฤดูหนาว อาจมากกว่า 30 องศา ▪ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ท าให้หินขยายตัวและหดตัว ได้ไม่เท่ากัน ท าให้เกิดการเบียดกันของผลึกแร่ เม็ดแร่จึงหลุดออกมาจากกันได้ง่าย หินจึงแตกได้ การขยายตวัของหินเม ื่อได ้ รบัความร ้ อน 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.1 การผุพังทางกายภาพ 3) การขยายตัวและการหดตัว (expansion and contraction) ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 13
▪ กิจกรรมของสิ่งมีชีวิต ทั้งพืช สัตว์ขุดรู และมนุษย์ มีส่วนช่วยเร่งการผุพังทางกายภาพ ร่วมกับการผุพังทางเคมีได้เร็วขึ้น ▪ รากพืชและสัตว์ที่ซอนไชไปตามรอยแตกในหิน จะดันให้หินแตกออกได้ ▪ ฟังไจ และไลเคน ช่วยย่อยสลายอินทรียวัตถุ ท าให้เกิดกรดที่ท าให้เกิดการผุพัง ทางเคมี โดยให้ ไฮโดรเจนไอออน (H + ) ซึ่งจะเข้าไปแทนที่ไอออนบวกและท าลาย โครงสร้างของผลึกแร่ในหิน ▪ สิ่งมีชีวิตเป็นปัจจัยหนึ่งที่ท าให้หินเกิดการผุพังอยู่กับที่ทางกายภาพและทางเคมีได้ได้ การเจริญเติบโตของพ ืชทา ให ้ เกิด การผุพังทางกายภาพ 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.1 การผุพังทางกายภาพ 4) ก ิ จกรรมของส ิ่งม ีชี ว ิ ต (organic activity) ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ห ิ นในธรรมชาต ิ ม ี การผพ ุ งัโดยการเปล ี่ยนแปลงองคป์ ระกอบทางเคม ีได ้ หร ื อไม่ ถ ้ าม ี จะเก ิ ดข ึ น ้ จากกระบวนการใด 14
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี ศูนย์การเรียนรู้ “ ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface สา หรบัครเูท่านัน้ การผพ ุ งัอย่ก ู บัท ี่ทางเคม ี ของห ิ นเก ิ ดข ึ น ้ ได ้ อย่างไร 15
ก ิ จกรรมสื บเสาะจากแบบจา ลอง 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface การหยดกรดซลัฟิวริกเจือจางทา ให้เกิดฟองแกส๊ ▪ แบบจ าลอง เมื่อหยด กรดกรดซัลฟิวริก เจือจางลงไปที่หินปูน จะเกิดฟองแก๊ส ▪ ในธรรมชาต ิเมื่อแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศท าปฏิกิริยา เคมีกับฝนจะเกิดเป็น กรดคาร์บอนิก ซึ่งเป็นกรดอ่อน กรดนี้เมื่อสัมผัส กับหินที่มีสารประกอบแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นองค์ประกอบจะ เกิดปฏิกิริยาเคมี ท าให้เกิดสารใหม่ คือ สารละลายแคลเซียม ไฮโดรเจนคาร์บอเนต ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นนี้ท าให้หินเกิด การผุพังอยู่กับที่ทางเคมี ห ิ นเก ิ ดการผพ ุ งัทางเคม ีได ้ อย่างไร กรดคารบ ์ อน ิ กเม ื่อสมัผสักบัห ิ นท ี่ม ีสารประกอบแคลเซี ยม คารบ ์ อเนตเป็ นองคป์ ระกอบ จะเก ิ ดการเปล ี่ยนแปลงอย่างไร 16
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ เป็นกระบวนการที่แร่ในหินท าปฏิกิริยากับธาตุ/ไอออนต่าง ๆ ในอากาศและในน ้า ▪ ท าให้แร่ต่าง ๆ สลายตัวเกิดเป็นสารประกอบเคมีชนิดใหม่ขึ้นมา มีเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในแร่ โดยการเพิ่มเติมธาตุ/ไอออน บางชนิดเข้าไปในโครงสร้าง หรือมีการดึงธาตุ/ไอออนบางชนิดออกจากโครงสร้าง ▪ เป็นกระบวนการที่ค่อยเป็นค่อยไปและเกิดอย่างต่อเนื่อง โดยเกิดอย่างรวดเร็วในสภาวะอุณหภูมิสูง แต่จะด าเนินไปอย่างช้า ๆ ในเขตอากาศหนาว ▪ มีความชื้นเป็นปัจจัยเสริมในการเร่งการเกิดปฏิกิริยาการผุพังทางเคมี น ้าจึงเป็นปัจจัยที่ส าคัญมากในการผุพังทางเคมี จุดเน้น !! ▪ แรซ่ ิ ล ิ เกต ตกผลึกภายใต้ความกดดันสูง → เกิดการผุพัง หรือเกิดการเปลี่ยนแปลง เพื่อท าให้อยู่ในสภาวะสมดุลกับ สภาวะแวดล้อมแบบใหม่ ▪ ปฏ ิ ก ิ ร ิ ยาออกซ ิ เดชนัและไฮโดรล ิ ซ ิ ส นับเป็นกระบวนการส าคัญ ในการท าให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแร่ในหินเดิม เกิดเป็นแร่ชนิดใหม่หรือแร่ทุติยภูมิ ตัวอย่างเช่น การผพ ุ งัทางเคม ี ของแร่เฟลดส ์ ปารท ์ า ให ้ เก ิ ดแร่ด ิ น 17
▪ น ้าเป็นตัวท าละลายที่ดีมีโมเลกุลไม่สมมาตร ประกอบด้วยออกซิเจน 1 อะตอม และ ไฮโดรเจน 2 อะตอม ท ามุม 104 องศา ออกซิเจนที่วางตัวอยู่ด้านหนึ่งมีสภาพเป็น ประจุลบ ส่วนปลายอีกด้านหนึ่งซึ่งเป็นไฮโดรเจน มีสภาพเป็นประจุบวก ▪ แร่บางชนิดสามารถละลายน ้าได้ตามธรรมชาติ เรียกว่า การละลาย (dissolution) เป็นขั้นแรกของการผุพังทางเคมี มีการเคลื่อนย้ายธาตุ/ไอออนที่ละลายน ้าได้ออกไป ▪ สารที่ละลายได้ง่ายอย่าง เช่น แร่เฮไลต์เมื่อสัมผัสกับโมเลกุลของน ้า ประจุบวกของ โซเดียมไอออนจะถูกดึงดูดด้วยประจุลบของน ้า ส่วนประจุลบของคลอไรด์จะถูกดึงดูด ด้วยประจุบวกของน ้า ซึ่งมีปฏิกิริยาดังนี้ NaCl (แร่เฮไลต์) + H2O → Na+ + Cl- ▪ CaSO4 .2H2O (แรย่ ิปซมั่ ) → Ca2+ + SO4 2- (ละลายน ้า) + 2H2O การละลายน ้าของแร่แรเ่ฮไลต์(NaCl) 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 1) น ้า (H2O) ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 18
▪ การผุพังทางเคมีที่มีปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับออกซิเจน เรียกว่า ปฏ ิ ก ิ ร ิ ยา ออกซ ิ เดชนั (oxidation) การเกิดสนิมสีน ้าตาลอมแดง หรือเหลือง ลักษณะอ่อนตัวและหลุดลอกได้ง่ายบนผิวตะปูที่สัมผัสอากาศ เป็นตัวอย่างที่ดีของการเกิดการผุพังทางเคมีของเหล็กที่รวมตัวกับออกซิเจน ในบรรยากาศเกิดเป็น สารประกอบเหล็กออกไซด์ (Fe2O3 ) หรือ แร่ฮ ี มาไทต ์มีปฏิกิริยาดังนี้ Fe + H2O + O2 → Fe2O3 .H2O สนิม (rust) เป็ นโลหะส่วนที่มีการเปลี่ยนสภาพไป จากเดิม เนื่องจากได้รบัปฏิกิริยาเคมีที่มีอากาศ น ้า หรือความร้อน เป็ นตัวการส าคัญ 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 2) ออกซ ิ เจน (O2 ) ศูนย์การเรียนรู้ “ ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 19
▪ แร่ฮีมาไทต์หรือเหล็กออกไซด์ เป็นผลจากการผุพังทางเคมีของแร่ที่มีธาตุเหล็กเป็น องค์ประกอบ หรือ แร่ซ ิ ล ิ เกตในกล่ม ุ เฟร์โรแมกนีเซียน (ferromagnesian minerals) เช่น แร่ไพรอคซีน แอมฟิโบล ไบโอไทต์และโอลิวีน ซึ่งมีปฏิกิริยาดังนี้ 2Fe2 SiO4 (แร่โอล ิ ว ี น) + 4 H2O + O2 → 2Fe2O3 (แร่ฮ ี มาไทต) ์ + 2 H4 SiO4 ▪ แร่ฮีมาไทต์หรือแร่เหล็กออกไซด์ มีลักษณะเป็นผงสีแดงอิฐ เมื่อท าปฏิกิริยากับน ้า จะรวมตัวกับน ้าโดยแร่ดูดซึมน ้าไว้ในโครงสร้างผลึก ท าให้โครงสร้างของแร่มีความพรุน และท าให้เกิดการผุพังอยู่กับที่ได้มากขึ้น เรียกว่า ปฏ ิ ก ิ ร ิ ยาไฮเดรชั ่น (hydration) เกิดเป็นแร่ไลโมไนต์หรือไฮเดรตไอรอนออกไซด์ ซึ่งมีปฏิกิริยาดังนี้ 2Fe2O3 (แร่ฮ ี มาไทต) + ์ 3 H2O → 2Fe2O3 .3H2O (แร่ไลมอไนต์) ชนั้หินทรายมีสีแดงเกิดจากมีแร่ฮีมาไทตท ์ เี่กิด การผพุงัทางเคมีจากแร่ที่มีเหลก ็ เป็ นองคป์ ระกอบ 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 2) ออกซ ิ เจน (O2 ) ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 20
▪ เป็ นตวัการท ี่ม ีประส ิ ทธ ิ ภาพมากในการเก ิ ดการผพ ุ งัทางเคม ี ของห ิ นบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก ▪ บรรยากาศโลกประกอบด้วย CO2 ประมาณ 0.03% แต่ในดินมีสัดส่วนมากกว่า 10% ▪ น ้าละลายคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ) เกิดเป็น กรดคารบ ์ อน ิ ค (H2 CO3 ⇌ H + + HCO3 - ) ซึ่งเป็ นปฏ ิ ก ิ ร ิ ยาสา คญั ในการผพ ุ งัทางเคม ี ของแร่ซ ิ ล ิ เกต ▪ กรดคาร์บอนิคสามารถแตกตัวเป็นไฮโดรเจนไอออน (H+ ) และไบคาร์บอเนตไอออน (HCO3 - ) มีปฏิกิริยาดังนี้ H2O + CO2 ⇌ H2 CO3 ⇌ H + + HCO3 - ▪ H + โดยเป็นตวัการหลกัในการเก ิ ด ปฏ ิ ก ิ ร ิ ยาไฮโดรไลซ ิ สและคาร์บอเนชัน ปฏิกิริยาทางเคมีของกรดกบั แร่เฟลดส ์ ปารแ ์ ละแคลไซต์ 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 3) กรด (H + ) ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 21
ปฏิกิริยาเคมีที่สา คญัของน ้าและกรดคารบ ์ อนิค ▪ ปฏ ิ ก ิ ร ิ ยาท ี่ไฮโดรเจนไอออน (H + ) สามารถ แทนท ี่ไอออนในโครงสร ้ างของแร่ทา ให ้ เก ิ ดแร่ใหม่ข ึ น ้ เร ี ยกว่า ปฏ ิ ก ิ ร ิ ยาแยกสลายด ้ วยน ้ า หรือ ปฏ ิ ก ิ ร ิ ยาไฮโดรล ิ ซ ิ ส (hydrolysis) ▪ สามารถท าปฏิกิริยากับแร่บางชนิด โดยเฉพาะแร่ซิลิเกต ท าให้แร่มี การแปรเปลี่ยนกลายเป็นแร่ชนิดใหม่ 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 3) กรด (H + ) ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 22
แร่ประกอบหินแกรนิต 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 4) การผพ ุ ง ั ทางเคม ี ของห ิ นแกรน ิ ต ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ ประกอบด้วย แร่เฟลดส ์ ปารแ ์ ละควอตซ ์หรือแร่ในกลุ่มซิลิเกตเป็นองค์ประกอบหลัก ▪ การผุพังของแร่เฟลด์สปาร์เป็นตัวอย่างของ การแปรเปลี่ยน (alteration) จากแร่เดิม เป็นแร่ใหม่ที่หลากหลาย โดยเปลี่ยนจากแร่เฟลด์สปาร์ แปรเปลี่ยนเป็น แร่ด ิ น (clay mineral) ▪ ไฮโดรเจนไอออน (H+ ) ทา ปฏ ิ ก ิ ร ิ ยากบัแร่เฟลดส ์ ปาร ์โดยเข ้ าไปแทนท ี่ ไอออนบวกในโครงสร ้ างของแร่เฟลดส ์ ปาร ์ได ้ แก่โพแทสเซี ยมไอออน (K+ ) ในแร่โพแทสเซี ยมเฟลดส ์ ปาร ์ หร ื อโซเด ี ยมไอออนและแคลเซี ยมไอออน (Na+ , Ca2+ ) ในแร่เพลจ ิโอเคลส 23
▪ ไฮโดรเจนไอออน (H + ) ที่เกิดจากปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสจากการแตกตัวของน ้า มีปฏิกิริยาดังนี้ 2 KAISi3O8 (แร่เฟลดส ์ ปาร)์ + 2 H + + 9 H2 0 → H4 Al2 Si2O9 (แร่คาโอล ิไนต์: แร่ด ิ น) + 4 H4 SiO4 (กรดซ ิ ล ิ ซ ิ ก) + 2 K + ▪ ไฮโดรเจนไอออน (H+ ) ที่เกิดจากปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส ที่มีกรดคาร์บอนิคร่วม มีปฏิกิริยาดังนี้ 2 KAISi3O8 (แร่เฟลดส ์ ปาร) ์+ H2O + 2 (H + + HCO3 - ) (กรดคารบ ์ อน ิ ค) → AI2 Si2O5 (OH)4 (แร่คาโอล ิไนต์: แร่ด ิ น) + 2 K + + 2 HCO3 − + SiO2 ▪ แร่เฟลดส ์ ปาร ์จะผุพังกลายเป็น แร่ด ิ น สะสมตัวอยู่บนพื้นผิวโลก เป็นส่วนประกอบอนินทรีย์วัตถุที่มีปริมาณมากในด ิ น อาจถูกพัดพาลงสู่ทะเล หรือกลายเป็นสารเชื่อมประสานให้เม็ดตะกอนเกาะตัวกันแน่นกลายเป็นหินตะกอน หรือเป็นองค์ประกอบ ส าคัญในหินตะกอน เช่น ห ิ นด ิ นดาน ▪ แร่ควอตซ ์มีความเสถียรต่อการผุพังทางเคมี ยังคงทนเป็นเม็ดแร่อยู่ได้ กลายเป็น เม็ดทราย ในดินหรือถูกพัดพาลงสู่ทะเล โดยสะสมตัวเป็นหาดทรายและเนินทราย หรือสะสมตัวเป็นหินตะกอน เช่น ห ิ นทราย 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 4) การผพ ุ ง ั ทางเคม ี ของห ิ นแกรน ิ ต ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 24
แร่แคลไซต์ท าปฏิกริยาเคมีกับกรด ▪ H + ท าปฏิกิริยากับแร่คาร์บอเนต เช่น แร่แคลไซต์(calcite) มีปฏิกิริยาดังนี้ H + + HCO3 - + CaCO3 (แร่แคลไซต์) → Ca2+ + 2 HCO3 - (ละลายน ้า) ▪ ภายใต้สภาวะปกติทางเคมีของน ้าบาดาล แคลเซียมไอออน (Ca2+ ) และ ไบคาร์บอเนตไอออน (HCO3- ) สามารถตกผลึกเป็นแร่แคลไซต์และซิลิกา สามารถตกผลึกเป็นของแข็งได้ ดังนั้นมักพบ ตะกอนของแข็ง ในน ้าบาดาล ▪ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในในหินปูน เป็นจุดเริ่มต้นของการเกิดถ ้า รอยแตกขนาดเล็ก ในหินปูนถูกท าให้มีขนาดใหญ่ขึ้น เป็นช่องทางให้น ้าบาดาล หรือน ้าฝนไหลผ่าน รวมทั้ง ภม ู ิประเทศแบบคาสต ์(karst topography) เป็นลักษณะของหินปูนที่ มีลักษณะเว้าแหว่งหรือ มีลักษณะเป็นริ้วร่องลึกลงไปในเนื้อหิน เกิดจากการผุพังอยู่กับที่ทางเคมีของหินปูน 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 5) การผพ ุ ง ั ทางเคม ี ของห ิ นปน ู ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 25
ภมูิประเทศแบบคาสต ์(karst topography) 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 5) การผพ ุ ง ั ทางเคม ี ของห ิ นปน ู ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface หินปนูอายุTriassic ลานกางเต้น ดอยตาปาน / เขาทะลุ จ.ชุมพร หินปนูอายุTriassic อ.พนม จ.สุราษฎรณ์ธานี คาสต์ (karst) คืออะไร 26
▪ ความแตกต่างของการผพ ุ งั(differential weathering) สามารถพบเห็นได้ง่าย เช่น ศิลาฤกษ์ หากท ามาจากหินปูนและหินอ่อน อาจแสดงผลการละลายจากการผุพังทางเคมีเมื่อสัมผัสอากาศและฝน ขณะที่ศิลาฤกษ์ที่ท ามาจากหินแกรนิต มีความคงทนต่อการผุพัง มากกว่าเนื่องจากพันธะเคมีระหว่างซิลิกอนและออกซิเจนในแร่ซิลิเกต ▪ หินแต่ละชนิดมีอัตราการผุพังไม่เท่ากัน แร่ที่ประกอบขึ้นเป็นหินหรือ ชนิดหินจะเป็นตัวก าหนดอัตราการผุพัง แร่ต่างกันย่อมมีอัตราการผุพัง ต่างกัน ▪ ความแตกต่างของการผพ ุ งัและการกร่อน ทา ให ้ เก ิ ดเป็ นภม ู ิลักษณ์ ท ี่สวยงามและกลายเป็ นสถานท ี่ท่องเท ี่ยวทางธรณ ี ว ิ ทยา ความแตกต่างของการผพุงั(differential weathering) 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 6) ผลของการผุพังทางเคมีอื่น ๆ ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 27
▪ หินโผล่บางแห่ง แสดงลักษณะของหินกลมมน เกิดจาก การผุพังทางเคมีจากน ้าที่แทรกซึมเข้าไปตามแนว รอยแยกที่เชื่อมต่อถึงกัน หรือรอยแตกอื่น ๆ ท าให้หินผุ แตกออกเป็นกาบจากผิวด้านนอก โดยรอบของมวลหิน ก้อนใหญ่ ▪ การผพ ุ งัเก ิ ดจากผ ิ วด ้ านนอกส่เ ู น ื ้ อห ิ นด ้ านใน ท าให้ ห ิ นท ี่ม ี เหล ี่ยมมม ุ ค่อย ๆ กลมมน จนในท ี่สด ุ เหล ื อห ิ น แกนกลางเป็นก้อนที่มีลักษณะกลมหรือมน เรียกว่า การผุพังแบบทรงกลม (spheroidal weathering) การผุพังแบบทรงกลม (spheroidal weathering) 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 6) ผลของการผุพังทางเคมีอื่น ๆ ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface 28
การผุพังแบบทรงกลม (spheroidal weathering) 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.2 การผุพังทางเคมี 6) ผลของการผุพังทางเคมีอื่น ๆ ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface หินแกรนิต อายุTriassic หินพดัจ. สุราษฎร์ธานี หินแกรนิต อายุTriassic หินตา-หินยาย จ. สุราษฎร์ธานี หินแกรนิต อายุTriassic หินหนุ่ม-หินสาว จ. สุราษฎร์ธานี 29
▪ อิทธิพลที่ส าคัญ คือ ลกัษณะห ิ น/แร่และ ภม ู ิ อากาศ ▪ แร่ท ี่ตกผล ึ กท ี่ T ต ่า(มีความเสถียรมาก) = มีอัตราการผุพังต ่า ▪ แร่ท ี่ตกผล ึ กท ี่T สูง (มีความเสถียรน้อย) = มีอัตราการผุพังสูง ▪ H + จ ึ งแทนท ี่ไอออนบวกในโครงสร ้ างแร่ท ี่เก ิ ด T สูง (แร่โอล ิวีน) ได ้ ง่ายกว่า แร่ท ี่เก ิ ดท ี่T ต ่า (แร่ควอตซ) ์ ซึ่ง H + ไม่สามารถ แทนที่ได้ ▪ ภม ู ิ อากาศ –อุณหภูมิและความชื้นสูง (น ้ามาก) เร่งให้ปฏิกิริยาเกิด ได้เร็ว ท าให้เกิดแก็ส CO2 ในดินมาก จึงเกิดกรดคาร์บอนิคและ กรดฮิวมิคในดินได้ดี ท าให้มีการผุพังทางเคมีสูง ▪ ปลายรากของต้นไม้บางชนิดจะมีสารละลายที่มีสมบัติเป็นกรดอย่างอ่อน ▪ แรงโน ้ มถ่วง โครงสร ้ างทางธรณ ี ว ิ ทยา/รอยแตก ระยะเวลา = ปัจจยัเสร ิ ม 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.3 อัตราการผุพัง ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ชุดปฏิกิริยาโบเวน (Bowen’s reaction series) ทา ไมเมด ็ ทรายตามชายหาด จ ึ งมกัเป็ นแร่ควอตซ ์ เม ื่อห ิ นม ี การผพ ุ งัอย่ก ู บัท ี่แล ้ ว ตะกอนท ี่เก ิ ดจาก การผพ ุ งัจะเคล ื่อนท ี่ออกไปจากตา แหน่งเด ิ ม แล ้ วไปสะสมตวัอย่ใ ู นแหล่งใหม่ได ้ หร ื อไม่ถ ้าได้ อะไรค ื อตวัน าพาตะกอนดงักล่าวให ้ เคล ื่อนท ี่ไป 30
▪ สภาพด ิ นท ี่ปลก ู ทเ ุ ร ี ยนได ้ ด ีควรเป็นดินร่วน ดินร่วนปนทราย ดินเหนียว ปนทรายที่มีการระบายน ้าได้ดี มีหน้าดินลึก เพราะทุเรียนเป็นพืชที่อ่อนแอ ต่อสภาพน ้าขัง และความเป็นกรดด่างของดินอยู่ระหว่าง 5.5 ถึง 6.5 ▪ หากจ าเป็นต้องปลูกทุเรียนในสภาพดินทราย จ าเป็นจะต้องน าหน้าดิน จากแหล่งอื่นมาเสริม และต้องใส่ปุ๋ ยคอก ▪ ต้องมีการดูแลเรื่องการให้น ้ามากเป็นพิเศษ และแหล่งน ้าต้องเพียงพอ ▪ อุณหภูมิที่เหมาะสมอยู่ในช่วงประมาณ 25 ถึง 30 องศาเซลเซียส มี ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศประมาณ 75 ถึง 85 เปอร์เซ็นต์ ด ิ นท ี่เหมาะแก่การปลก ู ทเ ุ ร ี ยน ม ี ลกัษณะอย่างไร ด ิ นแต่ละบร ิ เวณม ี ลกัษณะเหม ื อนหร ื อแตกต่างกนัอย่างไร เพราะเหตุใด 3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.4 ด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface เหมายกต้น ทุเรียนพวงมณี 4 หมื่น 215 ลูกเอาไปขายเอง 31
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.4 ด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ก ิ จกรรมสื บเสาะจากแบบจา ลอง แบบจ าลอง ▪ ศึกษาภาพชั้นหน้าตัดดินที่ 1-3 และศึกษาข้อมูลรายละเอียด ชั้นหน้าตัดดิน ได้แก่ ต าแหน่งที่ตั้ง สภาพพื้นที่ที่พบชั้น หน้าตัดดิน วัตถุต้นก าเนิดดิน ความหนาและสีของชั้นดิน แต่ละชั้นที่พบในแต่ละชั้นหน้าตัดดิน ในธรรมชาต ิ ▪ ชั้นหน้าตัดดินมีลักษณะแตกต่างกัน เช่น จ านวนชั้นดิน เนื้อดิน ความเป็นกรด-เบส ความหนาของชั้นดิน สีดินใน แต่ละชั้นดินและมีวัตถุต้นก าเนิดดินแตกต่างกัน ด ิ นท ี่ระดบัความล ึ กต่างกนัม ี ลกัษณะเหม ื อนหร ื อแตกต่างกนัหร ื อไม่อย่างไร ชนั้ ด ิ นม ี ลกัษณะอย่างไร แต่ละชนั้ ม ี ลกัษณะและสมบตัิ แตกต่างกนัหร ื อไม่อย่างไร ด ิ นเก ิ ดข ึ น ้ ได ้ อย่างไร ชนั้ หน ้ าตดัด ิ นม ี ลกัษณะอย่างไร 32
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.4 ด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ ดินเป็นวัตถุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ พบปกคลุมผิวโลกอยู่เป็นชั้นบาง ▪ หินเมื่อเกิดการผุพัง จะเกิดเป็น เศษตะกอน (regolith) ▪ ต่อมา มีน ้าและอากาศเข้ามาอยู่ในชั้นเศษตะกอนเหล่านี้ รวมกับ การเติบโตของพืชและการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ท าให้เกิด สารอินทรีย์ซึ่งจะสลายตัวต่อไปเป็นฮิวมัสผสมอยู่กับเศษตะกอน กลายเป็นสภาพที่เรียกว่า ด ิ น (soil) ▪ ดินจึงเป็นส่วนผสมระหว่าง 1. เศษห ิ นและแร่(รวมแร่ด ิ น) 2. อ ิ นทร ี ยส ์ าร 3. น ้า 4. อากาศ การผพ ุ งัอย่ก ู บัท ี่ทงั้ ทางกายภาพและทางเคม ี เป็ นกระบวนการสา คญัท ี่ทา ให ้ เก ิ ดด ิ น ซึ่งเป็ นวตัถธ ุ รรมชาต ิ ท ี่ปกคลม ุ ผ ิ วโลกอย่เ ู ป็ นชนั้ บาง ๆ กระบวนการดงักล่าว เก ิ ดข ึ น ้ ได ้ อย่างไร และต ้ องอาศยัน าตวัพาและปัจจยัใดบา ้ ง 33
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.4 ด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ แร่ดินมีลักษณะเป็นแผ่นเล็ก ๆ หรือเป็นโครงสร้างซิลิเกตแบบแผ่นที่ได้จาก การแปรเปลี่ยนมาจากแร่เฟลด์สปาร์หรือแร่ซิลิเกตอื่น ๆ โดยมีประจุไฟฟ้า ลบที่ผิวช่วยยึดเหนี่ยวกับประจุไฟฟ้าบวกของโมเลกุลน ้าและไอออนบวกที่ เป็นสารอาหารของพืชด้วยพันธะไอออนิค ▪ สารอาหารของพืช เช่น แคลเซียมไอออน และโพแทสเซียมไอออน ซึ่งเกิดจากการผุพังทางเคมีของแร่เฟลด์สปาร์ถูกยึดเหนี่ยวอย่างอิสระ บนผิวของแร่ดิน ▪ ปลายรากพืชบางชนิดมีสมบัติเป็นกรดอ่อน สามารถปล่อยไฮโดรเจนไอออน ที่ได้จากกรดอินทรีย์มาแทนที่แคลเซียมไอออนและโพแทสเซียมไอออนที่ผิว ของแร่ดิน เพื่อเปลี่ยนให้พืชดูดซึมเป็นสารอาหาร ▪ ฮ ิ วมสั ท าให้เกิดกรดอ่อน ๆ ช่วยท าให้เกิดการผุพังทางเคมีในดิน ช่วยสร้างสารอาหารให้แก่พืชและเพิ่มความสามารถในการกักเก็บน ้า 34
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.5 หน ้ าตด ั ขวางของชน ั ้ ด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ หน ้ าตดัขวางของชนั้ ด ิ น (soil profile) มีการเปลี่ยนแปลงของวัตถุที่ประกอบกัน ขึ้นเป็นดิน ทั้งส่วนประกอบทางเคมี โครงสร้าง สี และเนื้อดินที่แตกต่างกัน ▪ ด ิ นสมบร ู ณ ์(mature soil) ประกอบด้วยชนั้ ด ิ น (soil horizon) 5 ชั้น จากพื้น ผิวดินลงสู่ด้านล่าง ได้แก่ ชนั้ ด ิ น O, A, E, B และ C เกิดขึ้นมาจากกระบวนการ ผุพังของหินที่รองรับอยู่ด้านล่าง ดินส่วนบนเป็นบริเวณที่มีการผุพังมากสุด และ ลดลงตามล าดับสู่ด้านล่าง ขอบรอยต่อแต่ละชั้นมีความชัดเจน แสดงถึง สภาพแวดล้อมที่มีความเสถียรผ่านระยะเวลาอันยาวนาน (ความหนาของชนั้ ด ิ น ∞ วตัถต ุ ้ นกา เน ิ ด + ระยะเวลา+ ความลาดชัน) ▪ บริเวณใดมีการพัฒนาชั้นดินไม่ครบ 5 ชั้น เรียกว่า ด ิ นไม่สมบร ู ณ ์ (immature soil) เกิดในบริเวณที่มีการสะสมตัวในระยะเวลาอันสั้น ในที่ลาดชัน มีการกร่อนสูง ▪ * สสวท มีชั้น R 35
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.5 หน ้ าตด ั ขวางของชน ั ้ ด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ ชนั้ ด ิ นโอ (O horizon) เป็นชั้นผิวดินบาง ๆ มีใบไม้ผุสะสมอยู่ อินทรียวัตถุ มีการผุพังสูง บางส่วนเปลี่ยนสภาพเป็นฮิวมัส มีสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก เช่น แบคทีเรีย ฟังไจ ตะไคร่น ้า และแมลงอาศัยอยู่ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ให้ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และกรดอินทรีย์ให้แก่ดิน ▪ ชนั้ ด ิ นเอ (A horizon) มีกิจกรรมทางชีวภาพสูง มีโอกาสที่ พบฮ ิ วมสสูง ั ถึง 30% โดยมีฮิวมัสบางส่วนจากชั้นดินโอมาสะสมร่วมกับแร่ที่ผุพัง ท าให้ดินมีสีเข้ม ชั้นดินโอและเอ เรียกรวมว่า ด ิ นส่วนบน (topsoil) ▪ ชั้นด ินอี (E horizon) เหล็กและแคลเซียมไอออนที่ละลายน ้า รวมถึงแร่ดิน ถูกพัดพาลงสู่ดินด้านล่างโดยน ้าบาดาล เรียกว่า เขตของการซึมชะละลาย (zone of leaching) มีการสะสมตัวของกรดอินทรีย์ต่าง ๆ และ คาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดมาจากการย่อยสลายของดินส่วนบนซึ่งเป็นตัวเร่ง ให้เกิดการผุพังทางเคมี ท าให้ดินชั้นนี้มีสีจาง หรือสีเทาถึงด า 36
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.5 หน ้ าตด ั ขวางของชน ั ้ ด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ ชั้นด ินบี (B horizon) มีการสะสมตัวของสิ่งที่ซึมละลายมาจากชั้นดินอี ได้แก่ แร่ดิน สารประกอบของเหล็ก แคลเซียม ซิลิกา และไอออนต่าง ๆ เรียกว่า เขตการสะสมตวัของแร่ (zone of accumulation) ส่วนประกอบ ของหินในชั้นนี้ถูกกระบวนการผุพังเปลี่ยนแปลงไปเป็นวัตถุใหม่เกือบหมด หรือละลายออกไปกับน ้า ยกเว้นแร่บางชนิดที่มีความคงทนสูง เช่น ควอตซ์ ▪ ในเขตร้อนชื้น เป็นบริเวณที่กักเก็บแร่ดินและเหล็กออกไซด์ที่ถูกน ้าบาดาล พาลงมามาสะสมตัวจากผิวดิน ด ิ นจ ึ งมกัม ีสี น ้ าตาลแดงจากแร่ฮมาไทต์ ี และไลโมไนต์ ▪ ในภูมิอากาศแห้งแล้ง นอกจากแร่ดินและเหล็กออกไซต์แล้ว ยังมี แร่แคลไซต์มาสะสมตัวอยู่ด้วย ซึ่งอาจได้มาจากการพามากับน ้าบาดาล จากด้านบนหรือมาจากชั้นดินซีด้านล่าง ชนั้ ด ิ นน ี ้ เร ี ยกว่า ด ิ นชนั้ ล่าง (subsoil) 37
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.5 หน ้ าตด ั ขวางของชน ั ้ ด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ ชั้นด ินบี (B horizon) ในบางบริเวณอาจมีการพัฒนาเป็นดินเนื้อแน่น เรียกว่า ชั้นดานแข็ง (hardpan) ซึ่งเป็นชั้นที่น ้าเกือบซึมผ่านไม่ได้ขุดเจาะได้ยาก เป็นบริเวณที่กักเก็บน ้าได้ หากสารที่มาเชื่อมประสานเป็นพวกคาร์บอเนต เรียกชั้นนี้ว่า คาล ิ เช (caliche) หรือหากมีเหล็กออกไซด์เป็นตัวเชื่อมประสาน เรียกว่า ชั้นดานเหล็ก (ironpan) ▪ ชนั้ ด ิ นโอ เอ อ ี และบ ี เร ี ยกรวมว่า โซลมั (solum) หรือ ด ิ นท ี่แท ้ จร ิ ง (true soil) เป็ นด ิ นท ี่รากพ ืช ส ิ่งม ีชี ว ิ ตและสตัว ์ สามารถใช ้ในก ิ จกรรม ต่าง ๆ ได ้ ▪ ชนั้ ด ิ นซี(C horizon) เป็นชั้นดินชั้นล่างสุดถัดจากหินแข็งที่รองรับอยู่ด้านล่าง เป็นส่วนของหินต้นก าเนิดซึ่งเกิดการผุพังทั้งทางกายภาพและทางเคมีที่ยัง ไม่สมบูรณ์ บางส่วนเปลี่ยนแปลงไปเป็นวัตถุชนิดอื่น แต่มีบางส่วนก็ยังคงสภาพของหินเดิมอยู่ 38
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.5 หน ้ าตด ั ขวางของชน ั ้ ด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ สินแร่อะลูมิเนียมซึ่งเป็นธาตุที่เคลื่อนย้ายได้ยากในกระบวนการผุพัง มัก สะสมตัวในบริเวณใดบริเวณหนึ่งประกอบกับธาตุหลายชนิดได้ถูกชะล้าง ออกไป ท าให้ความสมบูรณ์ของธาตุอาจมีมากพอที่จะกลายเป็น ส ิ นแร่อะลม ู ิ เน ี ยม (bauxite) ▪ เหล็กในสภาพที่ไม่ละลายในน ้าที่มีออกซิเจนละลายอยู่มาก เมื่อสะสมตัว อยู่ในดินเป็นปริมาณมาก ดินจะมีสีแดง เรียกว่า ศ ิ ลาแลง (laterite) ▪ เกิดจากน ้าฝนละลายเอาสารประกอบอะลูมิเนียมออกไซด์ออกไป ดินจึงมี สารประกอบเหล็กออกไซด์มากขึ้นและมักรวมกันเป็นกลุ่ม เกิดเป็นโพรง ว่างและเป็นทางให้น ้าบาดาล ซึมขึ้นลงได้ง่าย 39
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.6 ปั จจย ั ควบคม ุ การเก ิ ดด ิ น 1) วต ั ถต ุ ้ นกา เน ิ ด ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ ด ิ นคงค ้ าง (residual soils) มีวัตถุต้นก าเนิดเป็นหินแข็งซึ่งเป็น หินฐานในบริเวณนั้น เมื่อเกิดการผุพังจึงพัฒนาขึ้นเป็นดิน ▪ ด ิ นท ี่ผพ ุ งัมาจากห ิ นแกรน ิ ต มีลักษณะเป็น ด ิ นปนทราย เม็ดตะกอน ทรายเป็นแร่ควอตซ์และเฟลด์สปาร์ที่ผุพังบางส่วน มีคุณสมบัติทั้งการ ระบายน ้าและการกักเก็บน ้าซึ่งส่งผลต่อการเจริญเติบโตของพืช ▪ ด ิ นท ี่ผพ ุ งัมาจากห ิ นบะซอลต์มีลักษณะเป็น ด ิ นเน ื ้ อละเอียด ไม่มี เม็ดตะกอนทรายของควอตซ์เป็นองค์ประกอบ เฟลด์สปาร์จะผุพังให้ แร่ดิน มีคุณสมบัติระบายน ้าไม่ดี แต่อุดมสมบูรณ์ด้วยแร่ธาตุต่าง ๆ ▪ ด ิ นท ี่ผพ ุ งัมาจากห ิ นปน ู มักมีหลายสี สีส้มแดงเรียกว่า ด ิ นแทร์รารอสซ่า (Terra rosa) มีสารละลายของเหล็กออกไซต์ กับแร่แคลไซต์ 40
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.6 ปั จจย ั ควบคม ุ การเก ิ ดด ิ น 1) วต ั ถต ุ ้ นกา เน ิ ด ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ ด ิ นพดัพา (transported soils) มีวัตถุต้นก าเนิดที่เป็นตะกอน ที่ถูกพัดมาจากบริเวณอื่น เช่น ตะกอนดินโคลนที่สะสมตัว 2 ริมฝั่งแม่น ้าเวลาน ้าล้นฝั่ง ▪ วัตถุต้นก าเนิดที่ถูกพัดมามาจากหลายพื้นที่ ผ่านระยะเวลายาวนาน และมีความหลากหลายในองค์ประกอบทางเคมีของวัตถุต้นก าเนิด ท าให้มีแร่ธาตุและสารอาหารที่หลากหลายเหมาะแก่ใช้ประโยชน์ เป็นพื้นที่เกษตรกรรม ▪ ด ิ นพดัพาจ ึ งม ี ความอด ุ มสมบร ู ณ ์ มากกว่าด ิ นคงค ้ าง 41
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.6 ปั จจย ั ควบคม ุ การเก ิ ดด ิ น 2) ภม ู ิ อากาศ ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ ภม ู ิ อากาศ เป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลมากในกระบวนการพัฒนาดินใน ด ้ านความหนาและลกัษณะของชนั้ ด ิ น อุณหภูมิและปริมาณฝน เป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลอย่างมากกับการเกิดดิน ▪ วัตถุต้นก าเนิดชนิดเดียวกัน อยู่ในภูมิประเทศเหมือนกัน อาจให้ ชนิดดินที่แตกต่างกันได้ภายใต้สภาพแวดล้อมที่ต่างกัน ▪ อณ ุ หภม ู ิ และปร ิ มาณฝนเป็ นตวักา หนดชน ิ ดของการผพ ุ ง ั อตัราและความล ึ กของการผพ ุ งัหร ื อความล ึ กของชนั้ ด ิ น ▪ ตัวอย่างเช่น บริเวณเขตแห้งแล้งที่มีความชื้นน้อย การผุพังทาง กายภาพจะมีอิทธิพลมากกว่าการผุพังทางเคมี จึงได้ชั้นดินที่บาง กว่าเขตร้อนชื้น เมื่อใช้เวลาในการผุพังที่เท่ากัน 42
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.6 ปั จจย ั ควบคม ุ การเก ิ ดด ิ น 2) ภม ู ิ อากาศ ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ด ิ นแลโตซอล (latosol) หร ื อด ิ นแลเทอไรต์(lateritic soil) ▪ พบในเขตมรสุม (tropical climate) ในเขตศูนย์สูตรที่มีอุณหภูมิ และปริมาณฝนสูงมาก ▪ ด ิ นชนั้ เอ ถูกกัดเซาะไปจนหมด มีการซึมชะละลายสูง จนท าให้ดินขาดความอุดมสมบูรณ์ ▪ ด ิ นชั้นบีที่เหลือมีลักษณะเป็นชั้นสีแดงหนา มีเหล็กและอะลูมิเนียม ออกไซด์สะสมอยู่สูง ส่วนบนสุดของชั้นมักจะพบชั้นแข็งของดิน สีแดงปิดอยู่ ต ่าลงมาเป็นชั้นที่ เรียกว่า ศ ิ ลาแลง 43
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.6 ปั จจย ั ควบคม ุ การเก ิ ดด ิ น 2) ภม ู ิ อากาศ ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ด ิ นเพดลเฟ ั อร์ (pedalfer) (pedon = soil, al = aluminium, fer = iron) ▪ พบในบริเวณที่มีความชื้นสูงหรือเขตที่มีฝนตกชุกมากกว่า 63 เซนติเมตรต่อปี เช่น เขตร้อนชื้น น ้าสามารถเคลื่อนที่ ผ่านชั้นดินต่าง ๆ ลงสู่ด้านล่าง ▪ ด ิ นชนั้ เอ เกิดการซึมชะละลาย ▪ ด ิ นชั้นบ ี เป็ นด ิ นท ี่ม ี เหลก ็ ออกไซดแ ์ ละแร่ด ิ นสะสมตวัอย่ใ ู นมาก บางบริเวณดินอาจมีความหนาได้ถึง 70 เมตร เป็นดินที่มี ความอุดมสมบูรณ์ มีการพัฒนาดี เกิดจากการผุพังทางเคมี ในอัตราที่สูง มีปริมาณเหล็กและอลูมิเนียมออกไซด์สูง มีอินทรีย์สาร มีมาก ท าให้เกิดกรดที่ได้จากการย่อยสลายฮิวมัส 44
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.6 ปั จจย ั ควบคม ุ การเก ิ ดด ิ น 2) ภม ู ิ อากาศ ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ด ิ นเพโดคลั (pedocal) (pedon = soil, calcite = calcium carbonate) เป็ นด ิ นท ี่ม ี แร่แคลไซต์สะสมอย่ม ู ากในด ิ นชั้นบี ▪ พบในเขตที่มีความชื้นต ่า เช่น ในเขตแห้งแล้งที่มีฝนตกน้อยกว่า 63 เซนติเมตรต่อปี การผุพังทางเคมีเกิดได้น้อย ▪ ด ิ นชนั้ บ ี ม ี แร่ด ิ นน ้ อย แต่ม ี แร่แคลไซต์หรือเกลือเป็นชั้นแข็ง อาจเกิดจากการสูญเสียน ้าไปเป็นปริมาณมาก น ้าหนักกดทับหรือ เกิดการเชื่อมประสานระหว่างเม็ดดิน ถ้าหากสารที่มาเชื่อมประสาน เป็นพวกคาร์บอเนต จะเรียกชั้นนี้ว่า คาล ิ เช 45
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.6 ปั จจย ั ควบคม ุ การเก ิ ดด ิ น 3) ความลาดชัน ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ▪ ความลาดชัน (slope) มีผลต่อการกร่อน รูปแบบทางน ้า และปริมาณน ้าในดิน ▪ ทางลาดที่มีความชันมาก ดินมักมีการพัฒนาน้อย มีความหนา น้อยหรือไม่มีดินปกคลุมอยู่เลยเนื่องจากเกิดการกร่อนสูง มี การเคลื่อนที่ของเศษตะกอนอย่างรวดเร็วเนื่องจากแรงโน้มถ่วง น ้าและดินจึงเคลื่อนที่ลงสู่ที่ราบด้านล่าง 46
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.7 ลก ั ษณะและสมบต ัิ ของด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface สา หรบัครเูท่านัน้ การตรวจวดัเน ื้อดินมีวิธีการอย่างไร การตรวจวดัความชื้นในดินมีวิธีการอย่างไร การตรวจวัดความเป็ นกรด-เบส ของดิน ทา ได้อย่างไร 47
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.7 ลก ั ษณะและสมบต ัิ ของด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ดินในแต่ละพื้นที่อาจมีลักษณะและสมบัติที่แตกต่างกันออกไป ▪ สี ด ิ น เน ื ้ อด ิ น ความชื ้ นในด ิ น ความเป็นกรด–เบสของด ิ น ∞ วัตถุต้นกา เน ิ ด ▪ สี ด ิ น ∞ ปร ิ มาณอ ิ นทร ี ยวตัถแ ุ ละความชื ้ น ▪ เน ื ้ อด ิ น ∞ วตัถต ุ ้ นกา เน ิ ด/น ้าหนักของตะกอนทราย ทรายแป้ ง และด ินเหนียว ▪ ความชื้น ∞ วตัถต ุ ้ นกา เน ิ ด/ความสามารถในการอ ้ ม ุ น ้ าของแร่ด ิ น ใช้อธิบาย ความสามารถของดินในการให้ธาตุอาหารและน ้าแก่พืช (ความชื้นเป็นสัดส่วน ระหว่าง มวลของน ้ าในด ิ น กับ มวลของด ิ นแห ้ ง= 0.05-0.5 กรัม/กรัม) ▪ ความเป็นกรด-เบส ∞ วตัถต ุ ้ นกา เน ิ ด/ความแตกต่างของแร่+ การเน่าเปื่อย ของซากพืชและซากสัตว์ในดิน + การใส่ปุ๋ ยเคมีในดิน 48
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.7 ลก ั ษณะและสมบต ัิ ของด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ด ิ นเปร ี ย ้ ว ▪ มีความเป็นกรดมากเกินไป ท าให้ขาดแคลนธาตุที่ส าคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช เช่น ธาตุไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ▪ ดินที่มีความเป็นกรดมากท าให้ธาตเ ุ หลก ็ และอะลม ู ิ เน ี ยมละลายออกมาอยู่ในดินมากจนถึงระดับที่เป็นอันตรายต่อพืชที่ปลูก ▪ แนวทางการแก้ไข เช่น การใช ้ น ้ าชะล ้ างความเป็ นกรดในด ิ น หรือการขังน ้าไว้ในดินนาน ๆ แล้วระบายออก การใส่ปน ู มารล ์ ปน ู ขาว ห ิ นปน ู บด หร ื อห ิ นปน ู ฝ่น ุ โดยผสมเข้ากับดินในอัตราส่วนที่เหมาะสม ด ิ นเคม ็ ▪ เป็นดินที่มีปริมาณเกลือที่ละลายได้ในน ้ามากจนเป็นอันตรายต่อพืช ▪ พืชจะเกิดการขาดน ้าและได้รับธาตุที่เป็นส่วนประกอบของเกลือที่ละลายออกมามากจนเกินไป ท าให้พืชมีผลผลิตต ่าหรือไม่ได้ผลผลิต ▪ แนวทางการแก้ไข อาจใช้การไถกลบพืชปุ๋ ยสด ปุ๋ ยอินทรีย์ หรือใส่วัตถุปรับปรุงดิน เช่น แกลบ 49
3.1 การผพ ุ ง ั และด ิ น 3.1.7 ลก ั ษณะและสมบต ัิ ของด ิ น ศูนย์การเรียนรู้ “ดาราศาสตรแ์ละวิทยาศาสตรโ์ลกศึกษา” สาขาวิทยาศาสตรท์วั่ ไป คณะครศุาสตร์มรส. https://sites.google.com/sru.ac.th/nattaphon การเปล ี ่ ยนแปลงทางธรณ ี ว ิ ทยาบนพ ื น ้ ผ ิ วโลก Geological changes on the earth's surface ด ิ นจ ื ด ▪ เป็นดินที่มีแร่ธาตุในดินน้อย ท าให้การเพาะปลูกไม่เจริญงอกงาม ▪ แนวทางการแก้ไข ต้องใส่ปุ๋ ยหรือสารอาหารบ ารุงดิน ด ิ นดาน ▪ เป็นชั้นดินที่มีลักษณะแน่นทึบและแข็ง เนื้อดินมีช่องว่างส าหรับน ้าและอากาศน้อยมาก เกิดขึ้นใต้ชั้นไถพรวน มีความลึกอยู่ ไม่เกิน 50 เซนติเมตร เวลาฝนตกลงมาบนพื้นที่ราบ น ้าจะแช่ท่วมขังอยู่นานเนื่องจากน ้าไม่สามารถซึมลงไปในดินชั้นล่างได้ น ้าจะไหลบ่าบนผิวดินท าให้เกิดการชะล้างพังทลายบนผิวดิน ขณะเดียวกันในหน้าแล้ง ดินดานจะกั้นไม่ให้ความชื้นที่อยู่ ด้านล่างขึ้นมาถึงรากพืช ท าให้พืชขาดน ้าและตายได้ ▪ แนวทางการแก้ไข เช่น การปลูกพืชท าลายชั้นดินดานซึ่งมีพืชหลายชนิดที่ระบบรากแข็งแรงสามารถเติบโตชอนไช ผ่านดินดานได้ การไถระเบิดดินดานด้วยการไถลักษณะพิเศษที่สามารถเจาะท าให้ชั้นดินดานแตกได้ 50