เอกสารประกอบการเรียน
โล ราาสร และอวาศ
ี
ธรวิยา 1
่
่
ั
ี
ช�นมัธยมศึกษาปที 4 ภาคเรียนที 1 ปการศึกษา 2563
ี
กลุมสาระการเรียนร้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ู
่
โรงเรียนพรหมานุสรณ์จังหวัดเพชรบรี
ุ
่ ั ่
ชือ-สกุล .............................................................................................. ช�น ม.4/…… เลขที .......
ข | เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
่
ตารางการสงงาน
่
่
่
ครั�งที ่ วนทีส่ง เรอง ลงขือ หมายเหตุ
ื
ั
ี
ิ
ุ
ั
โรงเรียนพรหมานุสรณ์จังหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศึกษาปที ่ 4 ธรณีวทยา 1
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | ค
เนื้อหา
ตารางการสงงาน ..................................................................................................................................................................................... ข
่
ี
แบบทดสอบกอนเรียน หนวยการเรียนรูท 1 ........................................................................................................................................... 1
หนวยการเรียนรูที่ 1 โครงสรางโลก ........................................................................................................................................................ 2
ความเขาใจเกี่ยวกับโลก ...................................................................................................................................................................... 3
ั
ิ
โครงสรางของโลกตามสมบติเชงเคมี .................................................................................................................................................. 4
่
ใบงานที 1.1 โครงสรางโลกตามองคประกอบทางเคมี ........................................................................................................................ 6
คลื่นและสมบัติของคลื่น ..................................................................................................................................................................... 7
คลื่นไหวสะเทือน ........................................................................................................................................................................... 7
กิจกรรม 1.1 การศึกษาคลื่นไหวสะเทือนที่ผานโครงสรางโลก ........................................................................................................... 9
ใบงานที 1.2 คลื่นไหวสะเทือน ......................................................................................................................................................... 11
่
โครงสรางโลกตามสมบัติเชิงกล ........................................................................................................................................................ 14
สรุปโครงสรางโลก ............................................................................................................................................................................ 15
่
ใบงานที 1.3 เรื่อง โครงสรางโลกตามสมบัติเชิงกล .......................................................................................................................... 16
ใบงานที 1.4 เรือง โครงสรางของโลก ............................................................................................................................................... 17
่
่
ี่
แบบฝกหัดทายหนวยการเรียนรูท 1 ................................................................................................................................................. 20
แบบทดสอบกอนเรียน หนวยการเรียนรูท 2 ......................................................................................................................................... 23
ี
่
หนวยการเรียนรูที่ 2 การแปรสัณฐานของแผนธรณี .............................................................................................................................. 24
กิจกรรม 2.1 A Plate Tectonic Puzzle ....................................................................................................................................... 25
กิจกรรม 2.2 แบบจำลองการแผขยายของพื้นมหาสมุทร ................................................................................................................. 28
ทฤษฎีการแปรสัณฐานของแผนธรณี ................................................................................................................................................ 30
่
ทฤษฎีทวีปเลือน (Continental Drift Theory) .......................................................................................................................... 30
ทฤษฎีการแผขยายของพนสมุทร (Theory of sea floor spreading) ....................................................................................... 32
้
ื
ทฤษฎีธรณีแปรสัณฐาน (Plate tectonics theory) ................................................................................................................... 33
กระบวนการธรณีแปรสัณฐาน ..................................................................................................................................................... 34
ใบงานที 2.1 ทฤษฎีธรณีแปรสัณฐาน ............................................................................................................................................... 35
่
กิจกรรม 2.3 กิจกรรมธรณีสัณฐานที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแผนธรณี .......................................................................................... 36
รูปแบบการเคลือนทของแผนธรณี .................................................................................................................................................... 37
่
่
ี
่
ใบงานที 2.2 การเคลื่อนที่ของแผนธรณี ........................................................................................................................................... 39
่
ใบงานที 2.3 ทฤษฎีการแปรสัณฐานของแผนธรณีภาค .................................................................................................................... 40
การเปลี่ยนลักษณะของชั้นหิน .......................................................................................................................................................... 43
ั
ี
ั
ี
ี
ุ
โรงเรยนพรหมานุสรณ์จังหวัดเพชรบร ช�นมธยมศึกษาปท ่ ี 4 ธรณีวิทยา 1
ง | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
ชั้นหินคดโคง (Folds) .................................................................................................................................................................. 44
รอยเลือน (fault) ......................................................................................................................................................................... 46
่
ใบงานที 2.4 การเปลี่ยนลักษณะของชั้นหิน ..................................................................................................................................... 47
่
แบบฝกหัดทายหนวยการเรียนรูท 2 ................................................................................................................................................. 48
ี่
ี
แบบทดสอบกอนเรียน หนวยการเรียนรูท 3 ......................................................................................................................................... 52
่
ั
หนวยการเรียนรูที่ 3 ธรณีพิบติภัย ........................................................................................................................................................ 53
กิจกรรม 3.1 ความสัมพันธของตำแหนงการเกิดภูขาไฟบนแผนธรณี .............................................................................................. 54
ภูเขาไฟระเบด (volcano) ................................................................................................................................................................ 57
ิ
ุ
ประเภทของภูเขาไฟ แบงตามระยะเวลาการปะท ....................................................................................................................... 58
ประเภทของภูเขาไฟ แบงตามรูปรางและสวนประกอบ ............................................................................................................... 59
่
ใบงานที 3.1 ภูเขาไฟระเบิด ............................................................................................................................................................. 60
ใบงานที 3.2 ภูเขาไฟ ....................................................................................................................................................................... 61
่
แผนดินไหว (earthquake) .............................................................................................................................................................. 64
ทฤษฎีการเกิดแผนดินไหว ........................................................................................................................................................... 64
ลักษณะของการเกิดแผนดินไหว .................................................................................................................................................. 64
คลื่นพื้นผิว (Surface wave) ....................................................................................................................................................... 64
แผนดินไหวแบบตาง ๆ (Types of Earthquakes) ..................................................................................................................... 65
กิจกรรม 3.1 กิจกรรม ผลจากการเกิดแผนดินไหว ........................................................................................................................... 67
่
ใบงานที 3.3 แผนดินไหว ................................................................................................................................................................. 68
สึนามิ (tsunami) ............................................................................................................................................................................. 69
ใบงานที 3.4 สึนามิ .......................................................................................................................................................................... 70
่
ิ
ี
ั
ุ
โรงเรียนพรหมานุสรณ์จังหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศึกษาปที ่ 4 ธรณีวทยา 1
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 1
แบบทดสอบก่อนเรียน
่
หน่วยการเรียนร้ที 1
ู
ี
ี
คำชี้แจง : ใหนักเรียนเลือกคำตอบท่ถูกตองท่สุดเพยงขอเดยว
ี
ี
1. ขอใดไมใชขอมูลที่ใชในการการศึกษาโครงสรางโลก 6. ถาแบงโครงสรางโลกตามหลักฐานจากการวัดคลื่นไหวสะเทือน
1. องคประกอบทางเคมีของอุกกาบาต จะแบงโครงสรางโลกไดตามขอใด
2. องคประกอบของหินจากดวงจันทร 1. เปลือกโลก เนื้อโลก และแกนโลก
3. องคประกอบทางเคมีของหินและแร 2. ฐานธรณีภาค มัชฌิมภาค และไตรภาค
4. วัดอุณหภูมิภายในโลกจากการขุดเจาะหลุม 3. เปลือกโลก ฐานธรณีภาค ไตรภาค และแกนโลก
5. การเคลื่อนที่ของคลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนที่ผานโลก 4. ธรณีภาค ฐานธรณีภาค มัชฌิมภาค
ั
้
ั
้
2. ขอใดเปนวิธีการศึกษาโครงสรางโลกโดยทางออม แกนโลกชนนอก และแกนโลกชนใน
5. เปลือกโลก เนื้อโลก ธรณีภาค ไตรภาค
1. ศึกษาจากหินภูเขาไฟ แกนโลกชนนอก และแกนโลกชนใน
ั
้
้
ั
2. เจาะสำรวจภายในโลก
3. ศึกษาจากชุดหินโอฟโอไลต 7. ถาแบงโครงสรางโลกตามองคประกอบทางเคมีของหินและแร
4. ศึกษาคลื่นไหวสะเทือนจากแผนดินไหว จะแบงโครงสรางโลกไดตามขอใด
5. ศึกษาสวนประกอบทางเคมีของอุกกาบาตที่ตกมา 1. เปลือกโลก เนื้อโลก และแกนโลก
ยังพื้นโลก 2. ฐานธรณีภาค ไตรภาค และแกนโลก
3. ขอใดเปนคลื่นไหวสะเทือนที่ใชในการศึกษาโครงสรางโลก 3. ฐานธรณีภาค มัชฌิมภาค และไตรภาค
4. ธรณีภาค ฐานธรณีภาค และมัชฌิมภาค
1. คลื่นเลิฟและคลื่นเรยลี 5. เปลือกโลก เนือโลกชนนอก และเนือโลกชนใน
ั
ั
้
้
้
้
2. คลื่นเลิฟและคลื่นฮารท
3. คลื่นปฐมภูมิและคลื่นทติภูมิ 8. ขอใดเปนธาตุหลักที่เปนองคประกอบของเปลือกโลกทวีป
ุ
4. คลื่นทุติยภูมิและคลื่นตติภูมิ 1. ซิลิคอน และทองแดง
5. คลื่นตามยาวและคลื่นตามขวาง 2. ซิลิคอน และอะลูมิเนียม
4. คลื่นปฐมภูมิสามารถเคลื่อนทผานตัวกลางสถานะใดได 3. ซิลิคอน และแมกนีเซียม
ี่
4. ซิลิคอน ทองแดง และเหล็ก
1. ของเหลว แกส 5. ซิลิคอน ทองแดง และอลูมิเนยม
ี
2. ของไหล พลาสมา
3. ของแข็งผลึกอัญรูป 9. ขอใดเปนธาตุหลักที่เปนองคประกอบของเปลือกโลกมหาสมุทร
4. ของแข็ง พลาสมา แกส 1. ซิลิคอน และทองแดง 2. ซิลิคอน และอะลูมิเนยม
ี
5. ของแข็ง ของเหลว แกส 3. ซิลิคอน และแมกนีเซียม 4. ซิลิคอน ทองแดง และเหล็ก
ี
5. ซิลิคอน ทองแดง และอลูมิเนยม
5. คลื่นทุติยภูมิสามารถเคลื่อนทผานตัวกลางสถานะใดได
ี่
้
ั
1. แกส 2. ของแข็ง 10. ชนแกนโลกประกอบดวยธาตุหลักในขอใด
3. ของเหลว 4. พลาสมา 1. เหล็กและนิกเกิล 2. เหล็กและซิลิคอน
5. ของไหล 3. เหล็กและออกซิเจน 4. นิกเกิลและออกซิเจน
5. นิกเกิลและซิลิคอน
ู
ี
์
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
ุ
ี
ี
ั
ึ
2 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
่
หน่วยการเรียนรที 1
ู
้
โรรางโล
วิทยาศาสตร์โลก (earth science)
• วิทยาศาสตรโลก หรือ โลกศาสตร หมายถึง วิทยาศาสตรที่อธิบายเรื่องราวตาง ๆ เกี่ยวกับโลก ซึ่งเกี่ยวของกบสภาวะแวดลอม
ั
ทางธรรมชาติที่ประกอบดวย 4 ภาคหลัก ดังน ี้
- ธรณีภาค (geosphere หรือ lithosphere) ไดแก
สวนที่เปนของแข็ง เชน ดิน หิน แร
่
- อากาศภาค (atmosphere) ไดแก สวนท เปนแกสซึง
ี่
ปกคลุมพื้นผิวโลก เชน ฝุนละออง ไอนำ อากาศ
้
- อุทกภาค (hydrosphere) ไดแก สวนที่เปน น้ำ เชน
้
่
็
แมน้ำ ลำธาร ทะเล มหาสมุทร นำในเขือน ธารนำแขง
้
้
(ในบางครั้งอาจจะแยก ธารนำแข็งออกมาเปนอีกภาค
หนึ่ง ซึ่งเรียกวา หิมะภาค (cryosphere))
- ชีวภาค (biosphere) ไดแก สวนที่เปน สิ่งมีชีวิต เชน
คน สัตว พช
ื
ี
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ู
์
ั
ั
ุ
ี
ี
ึ
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 3
่
้
ความเขาใจเกียวกับโลก
โลก (Earth) เปนดาวเคราะหที่มีกำเนิดมาจากกลุมแกสและธาตุตาง ๆ จากเนบิวลาสุริยะ
พรอมกับ ดาวเคราะหดวงอื่น ๆ ในระบบสุริยะ โลกและดาวเคราะหดวงอื่น ๆ โลกเปนดาวเคราะหหิน
8
(terrestrial planet) ลำดับที่ 3 ในระบบสุริยะ อยูหางจากดวงอาทิตย 1.496 × 10 กิโลเมตร เกิดขึน
้
เมื่อประมาณ 4,500 ลานปกอน โลกเริ่มกำเนิดโดยการพอกพูนมวลจากการปะทะและหลอมรวมกันของ
วัตถุที่เหลือ จากการกอตัวของดวงอาทิตย โดยโลกมีวิวัฒนาการมาอยางตอเนื่อง แบงไดดังน ี้
• ขั้นเริ่มตน (initial state) เปนชวงที่เริ่มมีการรวมตัวของเศษดาวเคราะห
• ขั้นกอเหล็ก (iron catastrophic state) ชวงตนของการกำเนิดโลก โลกมีลักษณะเปนลูกบอลไฟที่เปน
ของเหลวรอนในอวกาศ ซึ่งเปนชวงที่โลกมีอุณหภูมิสูง สสารที่ประกอบ เปนโลกยังหลอมรวมกันดวย
่
ื่
ี
ความรอนเนื่องจากการปะทะของวัตถุอน ๆ ที่หลงเหลือจากการกอตัว ของดวงอาทตย การทโลกถูกวัตถุ
ิ
ที่หลงเหลือจากการกอตัวของดวงอาทิตยพงชนนั้น นอกจากจะ ทำใหมีอุณหภูมิสูงขึ้นแลว ยังทำใหโลกมี
ุ
ั
้
ขนาดใหญขึ้นจึงมีแรงโนมถวงเพิ่มมากขึ้น สามารถดึงดูดวัตถุอื่น ๆ เขามาปะทะมากขึ้น โลกในขณะนน
เปรียบเหมือนลูกบอลไฟขนาดใหญที่เปนสารเหลว รอน ที่ผิวมีอุณหภูมิสูงถึง 2,000 องศาเซลเซียส ธาตุ
ที่มีความหนาแนนมากจะจมลงสูใจกลางโลก สวนธาตุที่มีความหนาแนนนอยกวาจะรวมตัวกันอย ู
ดานบน ทำใหเกิดกระบวนการแยกชั้นของโลก (planetary differentiation) ในขั้นถัดไป ในชวงน ี ้
ใชเวลาประมาณ 30 ลานป โลกจึงมีขนาดเทากับปจจุบัน
ุ
• ขั้นแยกชั้น (planetary differentiation state) โลกในชวงที่ไมมีการปะทะกับวัตถุอื่นแลวใหอณหภูมิ
ภายนอกของโลก ลดลงอยางชา ๆ สวนนอกสุดของโลกเกิดการแข็งตัวจนกลายเปนชั้นของแข็งบาง ๆ
หอหุมโลก แตภายในยังมีอุณหภูมิสูงและความดันสูง และมีการอัดตัวของธาตุทำใหเกิดโครงสรางภายใน
้
้
ั
แบงเปนชน ๆ ไดแก เปลือกโลก เนือโลก และแกนโลก ซึงชนแกนโลกประกอบดวยธาตุหนักไดแก เหล็ก
่
้
ั
ั
้
และนิเกิล เปนสวนใหญ ชนเปลือกโลกประกอบดวยธาตุที่เบากวา ไดแก ซิลิกอน อลูมิเนียม แมกนีเซียม
้
ั
และแคลเซียม สวนชั้นเนื้อโลกเปนสารผสมระหวางสารชนในเปลือกโลกกับแกนโลก
• ขั้นเกิดใหม (earth-reborn state) เกิดการพาความรอนและการถายเทความรอนของหินในชั้นเน้อ
ื
็
โลก ทำใหอุณหภูมิของโลกเย็นตัวลงจนชั้นเนื้อโลกแขงตัว
• ขั้นเย็นตัวลง (engine-down state) โลกในปจจุบันที่มีทั้งสวนที่ปกคลุมดวยน้ำและสวนท ี ่
ี
่
เปนแผนดิน ท เกิดขึ้นภายหลังที่โลกมีอุณหภูมิลดลงแลว สภาพของโลกในปจจุบันเกิดจากทง ้ ั
กระบวนการ เปลียนแปลงภายในโลกและบนผิวโลก
่
ี
ี
ู
ั
์
ุ
ั
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ึ
ี
4 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
ี่
การศึกษาโครงสรางโลกมีขอจำกดของเทคโนโลยีทไมสามารถเจาะเขาไปใจกลางโลกได จึง จำเปนตองศึกษาจากขอมูล
ั
หลายดาน เชน องคประกอบทางเคมีของหิน อุกกาบาตเหล็ก ขอมูล คลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนที่ผานโลก
โครงสร้างของโลกตามสมบัติเชงเคมี
ิ
นักวิทยาศาสตรศึกษาโครงสรางของโลกโดยใชทฤษฎีการกำเนิดโลกและองคประกอบทางเคมี แบงโลกเปนชั้นตาง ๆ ดังน ี้
เปลือกโลก (Crust)
• เปนชั้นนอกสุดและบางที่สุดของโลก มีความหนาประมาณ
ี
ิ
้
5 - 70 กโลเมตร แบงเปน 2 สวน ดังน
- เปลือกโลกภาคพื้นทวีป (continental crust) บริเวณท ่ ี
องคประกอบสวนใหญเปนซิลิคอนและอะลูมิเนียม จึงเรียก
ั
สวนนี้วา ไซอล (SIAL มาจาก Silicon กับ Aluminium)
- เปลือกโลกภาคพนมหาสมุทร (oceanic crust) บริเวณท ี่
ื
้
อยูใตมหาสมุทรตาง ๆ หนาประมาน 5-10 กิโลเมตร
องคประกอบสวนใหญเปนซิลิคอนและแมกนีเซียม จึงเรียก
สวนนี้วา ไซมา (SIMA มาจาก Silicon และ Magnesium)
และสวนใหญเปนหินบะซอลท
ั
ั
้
• ถดจากชนเปลือกโลกลงไปจะเปนเนื้อโลก ซึ่งรอยตอระหวางชั้น
ทั้งสองจะมีแนวที่เรียกวา แนวไมตอเนื่องโมโฮโรวิซก
ิ
(mohorovicic discontinuity) หรือ โมโฮ (moho)
• เปลือกโลกภาคพื้นทวีปจะมีความหนาแนนนอยกวาเปลือกโลก
ภาคพื้นสมุทร
ี
ี
ู
ี
ึ
ุ
์
ั
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 5
เนื�อโลก (Mantle)
้
ี
• เปนสวนที่อยูลึกถัดจากชั้นเปลือกโลก ซึ่งมีความหนา ประมาณ 2,900 กโลเมตร แบงเปน 2 สวน ดังน
ิ
้
- เนื้อโลกสวนบน (upper mantle) มีความหนาประมาณ 300 กิโลเมตร และมีลักษณะเปนหินแข็งอยูใตชัน เปลือกโลกไป
ถึงระดับประมาณ 400 กิโลเมตร ถัดลงมา เปนหินที่อยูในสภาพหลอมละลายบางสวน เรียกวา หินหนืด (magma) ที่มี
อุณหภูมิประมาณ 2,000 - 2,500 °C
ี
่
- เนื้อโลกสวนลาง (lower mantle) มีความหนา ประมาณ 2,300 กิโลเมตร ประกอบดวยหินหนืดท มีความหนืดนอยกวา
เนือโลกสวนบน มีอุณหภูมิสูง ประมาณ 2,500 - 4,000 °C
้
• ระหวางชั้นเนื้อโลกสวนบนกับเนื้อโลกสวนลาง เรียกวา ชั้นทรานซิชัน (transition zone) ซึ่งอยูที่ชวงความลึก 400 - 660
กโลเมตรจากผิวโลก
ิ
แก่นโลก (Core)
• เปนชั้นในสุดของโลก มีความหนาประมาณ 3,500 กิโลเมตร แบงเปน 2 สวน ดังน ี้
- แกนโลกสวนนอก (outer core) สวนที่อยูตอจาก เนื้อโลกสวนลาง หนาประมาณ 2,500 กโลเมตร ประกอบดวยเหล็กและ
ิ
นิกเกิลที่อยูในสภาพ หลอมละลาย มีอุณหภูมิสูงประมาณ 4,000 °C
- แกนโลกสวนใน (inner core) สวนที่อยูใจกลางโลก หนาประมาณ 1,000 กโลเมตร ประกอบดวย เหล็กและนิกเกิลที่อยูใน
ิ
ื
่
สภาพของแข็ง เนองจากมี ความดันสูงมากและมีอุณหภูมิสูงมากที่สุด ประมาณ 6,000 °C
้
่
• ระหวางชนแกนโลกกับชนเนือโลก มีแนวทเรียกวา แนวไมตอเนื่องกูเทนเบิรก (Gutenberg discontinuity)
ี
้
ั
้
ั
ส่วนประกอบทางเคมีของโลก
่
ชั�น สวนประกอบทางเคมี สารประกอบ
ภาคพื้นทวีป ซิลิคอน (Si) และอลูมิเนยม (Al) เปนสวนใหญ
ี
เปลือกโลก แข็ง
ภาคพื้นมหาสมุทร ซิลิคอน (Si) และแมกนีเซียม (Mg) เปนสวนใหญ
สวนบน
ี
เนื�อโลก ซิลิคอน (Si) เหล็ก (Fe) และ แมกนเซียม (Mg) แข็ง
สวนลาง
สวนนอก เหลว
แก่นโลก เหล็ก (Fe) และนิกเกิล (Ni)
สวนใน แข็ง
ู
์
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
ี
ึ
ี
ี
ั
ุ
ั
6 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
่
ใบงานที 1.1
โครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทางเคมี
คำชี้แจง : ใหนักเรียนสรุปความรูเกี่ยวกับโครงสรางโลกตามองคประกอบทางเคมีในรูปแบบของแผนผัง ความคิด และนำเสนอ
ผลงาน
ึ
ู
ี
ี
ี
์
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
ั
ุ
ั
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 7
่
่
ื
คลืนและสมบัติของคลน
่
่
่
• การจําแนกคลืนตามลักษณะการเคลือนที
่
1. คลืนตามยาว (Longitudinal wave) เปนคลื่นที่อนุภาคของตัวกลางเคลื่อนที่ไปมาในแนวเดียวกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น
ตัวอยางของคลื่นตามยาวไดแก คลื่นเสียง คลื่นในขดลวดสปริง
่
2. คลื่นตามขวาง (Transverse wave) เปนคลื่นที่อนุภาคของตัวกลางเคลื่อนที่ในทิศตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลืน
ตัวอยางของคลื่นตามขวางไดแก คลื่นแมเหล็กไฟฟา คลื่นในเสนเชือก
่
คลืนไหวสะเทือน
คลื่นไหวสะเทือน (Seismic waves) เปนคลื่นที่ถายทอดพลังงานผานภายในโลก อาจเกิดจากแผนดินไหว การระเบิด หรือ
กิจกรรมอื่น ๆ ที่กอใหเกิดคลื่นความถี่ต่ำ ความเร็วของการกระจายของคลื่นมีความสัมพันธกับความหนาแนนและความยืดหยุนของ
ตัวกลาง นักธรณีฟสิกสใชสมบัติของการสะทอนและการหักเหของคลื่นไหวสะเทือนผานชั้นหินตาง ๆ เพื่อวิเคราะหและตรวจสอบ
โครงสรางใตดิน
ั
ี่
• คลืนในตวกลาง (Body wave) เปนคลื่นทเดินทางผานเขาไปในเนือโลกในทุกทิศทาง
่
้
o คลื่นปฐมภูมิ (Primary wave: P wave) เปนคลื่นตามยาวที่เกิดจากความไหว
สะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวแบบอัดขยาย ในแนว
เดียวกับที่คลื่นสงผานไปผานตัวกลางที่เปนของแข็ง ของเหลว และกาซ มี
ี
ความเร็วประมาณ 6–8 กิโลเมตร/วินาท
o คลื่นทุติยภูมิ (Secondary wave: S wave) เปนคลื่นตามขวางที่เกดจากความ
ิ
ไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวตั้งฉากกับทิศทางท ี ่
คลื่นผาน มีทั้งแนวตั้งและแนวนอน คลื่นชนิดนี้ผานไดเฉพาะตัวกลางที่เปน
ของแข็งเทานั้น มีความเร็วประมาณ 3 – 4 กิโลเมตร/วินาท ี
• คลื่นพื้นผิว (Surface wave) เปนคลื่นทเดินทางบนผิวโลก ในลักษณะเดียวกับการ
ี่
โยนหินลงไปในน้ำแลวเกิดระลอกคลื่นบนผิวน้ำ คลื่นพื้นผิวเคลื่อนที่ชากวาคลื่นใน
ตัวกลาง
o คลื่นเลิฟ (L wave) เปนคลื่นที่ทำใหอนุภาคของตัวกลางสั่นในแนวราบ โดยมี
ี่
ทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนทของคลื่น
ุ
o คลื่นเรยลี (R wave) เปนคลื่นที่ทำใหอนภาคตัวกลางสั่นมวนตัวขึ้นลงเปนรป
ู
่
ี
วงรี ในแนวดิง โดยมีทศทางเดียวกับการเคลื่อนทของคลื่น
่
ิ
์
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
ู
ึ
ุ
ั
ั
ี
ี
8 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
่
ความเร็วของคลืนไหวสะเทือน
ี
่
คลื่นไหวสะเทือนแตละชนิดสามารถเดินทางผานชั้นหินตาง ๆ ไดดวยความเร็วท แตกตางกันขึ้นอยูกับสมบัติทางกายภาพ
ของหินแตละชนิด เชน ระหวางดินแหงกับดินเปยก คาความหนาแนนยอมไมเทากัน ดังนั้นคาความเร็วคลื่นไหวสะเทือนภายในดินแหง
จึงแตกตางจากดินเปยก หรือระหวางหินทรายกับหินปูน คาความหนาแนนของหินทรายที่มีควอตซเปนองคประกอบ กับหินปูนที่มี
ี
แคลไซดเปนองคประกอบแตกตางกน ดังนั้นคาความเร็วคลื่นไหวสะเทือนยอมแตกตางกัน ตารางดานลางแสดงคาความเร็วคลื่นพและ
ั
คลื่นเอสของดินและหินที่สำคัญ
่
็
ื
ตารางแสดงคาความเรวของคลืนไหวสะเทอนของวัตถุชนิดตาง
ชนิดของวัสดุ ความเรวคลืนปฐมภูมิ (เมตร/วินาท) ความเรวคลืนทติยภูมิ (เมตร/วินาท)
่
ี
ุ
็
่
็
ี
อากาศ 332 -
น้ำ 1,400 - 1,500 -
ปโตรเลียม 1,300 - 1,400 -
เหล็ก 6,100 3,500
คอนกรีต 3,600 2,000
หินแกรนิต 5,500 - 5,900 2,800 - 3,000
หินบะซอลต 6,400 3,200
หินทราย 1,400 - 4,300 700 - 2,800
หินปูน 5,900 - 6,100 2,800 - 3,000
ทราย (ยังไมแข็งตัว) 200 - 1,000 80 - 400
ทราย (แข็งตัว) 800 - 2,200 320 - 880
ดินหรือเคลย 1,000 - 2,500 400 - 1,000
ตะกอนธารนั้าแข็ง 1,500 - 2,500 600 - 1,000
่
่
การเปลียนโหมดของคลืนไหวสะเทือน (Mode conversion)
เมื่อคลื่น P หรือคลื่น S กระทบกับรอยตอของ
ตัวกลางตางชนิดกันแบบทำมุม จะเกิด การสะทอนและหัก
เหของทั้งคลื่น P และ S เอสดังแสดงในรูป
จากรูปจะพบวาเมื่อคลื่น P หรือคลื่น S ตกกระทบ
รอยตอของชั้นตาง ๆ จะปรากฎคลื่นสะทอนและหักเหท้ง ั
คลื่น P และ คลื่น S ปรากฎการณนี้เราเรียกวาการเปลี่ยน
โหมดของคลื่น (Mode conversion) ซึ่งทำให เราสามารถ
อธิบายไดวาทำไมจึงพบคลื่น S บริเวณรอยตอของชั้นแกน รูปลักษณะการเกิดคลื่นสะทอนและคลื่นหักเหแบบทำมุม
(ก) เมื่อคลื่น P ตกกระทบ (ข) เมื่อคลื่น S ตกกระทบ
โลกชั้นนอกและแกน โลกชั้นใน คลื่น S ดังกลาวเปนคลื่นท ี ่
แตกตัวออกมาจากคลื่น P ที่ตกกระทบรอยตอระหวางแกนโลกชั้นนอกและแกนโลกชั้นในนั่นเอง เมื่อคลื่น P ซึ่งเปนคลื่นตามยาวตก
กระทบที่รอยตอของวัสดุ พลังงานบางสวนทำใหอนุภาคเคลื่อนที่ตามขวางจึงเกิดเปนคลื่น S การเปลี่ยนโหมดของคลื่นเกดขนเมื่อคลื่น
ิ
ึ้
เคลื่อนที่กระทบกับรอยตอระหวางวัสดุตางชนิดกัน (ที่มีความตานทานตอการสะทอนตางกัน)
ี
ู
ั
ั
์
ึ
ี
ี
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ุ
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 9
กิจกรรม 1.1
่
่
การศึกษาคลนไหวสะเทือนทีผ่านโครงสร้างโลก
ื
จุดประสงคกิจกรรม
แปลความหมายและอธิบายขอมูลการเคลื่อนที่ของคลื่นไหวสะเทือนตามระดับความลึกของโครงสรางโลกจากกราฟท ี่
กำหนดให
ระดับความลึก คลื่น P คลื่น S สถานะของ
(กิโลเมตร) ชวงของความเรว ชวงของความเรว ตัวกลาง
็
็
ี
(กิโลเมตรตอวินาท) (กิโลเมตรตอวินาท)
ี
0-100
100-660
660-2,900
2,900–5,150
5,150-6,370
คำถามทายกิจกรรม
โครงสรางโลกแตละระดับความลึกมีสถานะเหมือนหรือแตกตางกันอยางไร ทราบไดอยางไร
ุ
ี
ี
ู
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
ั
์
ี
ึ
ั
10 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
ี
ึ
ี
ี
ู
ั
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
์
ุ
ั
เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเรี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 11
่
ใบงานที 1.2
่
ื
คลนไหวสะเทือน
ตอนที่ 1 ความรูพื้นฐานเกี่ยวกับคลื่น
1. คลื่น หมายถึง
2. จากรูป จงระบุสวนประกอบตาง ๆ ของคลื่นจากคำที่กำหนดให (แอมพลิจูด, ความยาวคลื่น, สันคลื่น, ทองคลื่น)
3. เมื่อความยาวคลื่นมาก ความถี่ของคลื่นจะ และ เมื่อความยาวคลื่นมาก ความถี่ของคลื่นจะ
ตอนที่ 2 คลืนไหวสะเทอน (Seismic Waves)
่
ื
4. คลื่นไหวสะเทือน หมายถึง
5. ทำไมจึงตองศึกษาคลื่นไหวสะเทือน
6. คลื่นไหวสะเทือนแบงออกเปนกีชนิด อะไรบาง
่
่
7. คลื่นในตัวกลางแบงออกเปนกีชนิด อะไรบาง
8. คลื่นไหวสะเทือนชนิดใดที่เดินทางบนพื้นผิวของโลก
9. จงอธิบายลักษณะการเดินทางของคลื่นปฐมภูมิ คลื่นทติยภูมิ และคลื่นพื้นผิว
ุ
10. คลื่นไหวสะเทือนที่เดินทางไดเร็วที่สุด ไดแกคลื่นใด
ู
ี
ี
ี
ึ
ุ
ั
์
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
12 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
11. คลื่นไหวสะเทือนชนิดใดที่สามารถเดินทางผานชั้นตาง ๆ ในโครงสรางของโลกได
12. คลื่นไหวสะเทือนชนิดใดที่สามารถเดินทางไดในชั้นเนื้อโลก แตไมสามารถเดินทางไดในแกนโลกชนนอก และเพราะเหตุใด
้
ั
13. คลื่นไหวสะเทือนที่เดินทางผานแกนโลกชั้นนอกไปจนถึงแกนโลกชั้นในได คือคลื่นใด
14. จงเติมคำ “คลื่น P, คลื่น S, คลื่น L หรือ คลื่น R” ลงในชองวางดังตอไปนี้ เพื่อใหคำตอบที่สมบูรณ
14.1 14.2
_______ _______
14.3 14.4
_______ _______
14.5 14.6
_______ _______
14.7 _______ และ ________ เปนคลื่นพื้นผิว 14.8 _______ และ ________ เปนคลื่นในตัวกลาง
14.9 _______ เปนคลื่นพื้นผิวที่เร็วที่สุด 14.10 _______ เปนคลื่นในตัวกลางที่เร็วที่สุด
14.11 _______ และ _______ อนุภาคเคลื่อนที่ตั้งฉากกับทิศ 14.12 _______ อนุภาคเคลื่อนที่เปนวงกลมเมื่อคลื่น
ทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เดินทางผาน
14.13 _______ เปนคลื่นตามยาว 14.14 _______ เปนคลื่นตามขวาง
15. กราฟแสดงเวลาที่คลื่นปฐมภูมิและคลื่นทุติยภูมิ เคลื่อนที่มาถึงเครื่องวัดความไหวสะเทือน
จงเรียงลำดับความเร็วของคลื่นแตละชนิดที่เคลื่อนที่มาถง
ึ
เครื่องวัดความไหวสะเทือน พรอมใหเหตุผลประกอบ
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ู
์
ี
ี
ี
ุ
ั
ี
ึ
เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเรี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 13
ตอนที่ 3 ลักษณะการเคลื่อนที่ของคลื่นไหวสะเทือนกับโครงสรางของโลก
16. ใหนักเรียนอธิบายความแตกตางของคลื่น P กับคลื่น S และความสัมพันธกับระดับความลึก โดยใชขอมูล จากแผนภาพตอไปนี ้
17. จากขอ 16. การตรวจวัดคลื่นแผนดินไหว พบวา คลื่น P สามารถตรวจวัดไดกอนคลื่น S เสมอ จากขอมูลที่ไดสามารถสรุปผล
เกี่ยวกับอัตราเร็วของคลื่น P และคลื่น S ไดอยางไร
18. ฐานธรณีภาคและธรณีภาคมีสมบัติแตกตางกันหรือไม ทราบไดอยางไร
19. บริเวณใดที่คลื่น S ไมสามารถเคลื่อนที่ผานได เพราะเหตุใด
่
้
ึ้
ิ
20. คลื่น S ทปรากฏอยูในแกนโลกชนในเปนคลืน S เดียวกับคลื่น S ที่ปรากฏอยูในชั้นมีโซสเฟยรหรือไม และคลื่น S ดังกลาวเกดขน
ี
ั
่
ไดอยางไร
21. นักวิทยาศาสตรศึกษาโครงสรางของโลกดวยวิธีการใด อยางไร
ู
์
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
ี
ึ
ี
ี
ั
ุ
ั
14 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
โครงสร้างโลกตามสมบัติเชงกล
ิ
นักวิทยาศาสตรไดศึกษาคลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนที่จากศูนยเกด
ิ
แผนดินไหวและพบวา บางบริเวณสามารถตรวจวัดไดทั้งคลื่นปฐมภูมิและ
ทุติยภูมิบางบริเวณไมสามารถตรวจวัดคลื่นปฐมภูมิไดบางบริเวณไมสามารถ
ตรวจวัดคลื่นทุติยภูมิได และบางบริเวณไมสามารถตรวจวัดไดทั้งคลื่นปฐมภูมิ
และคลื่นทุติยภูมิ เรียกบริเวณนี้วา เขตอับคลื่น (shadow zone) ซึ่งเปนผล
ั
มาจากการสะทอนและ/หรือหักเห ของคลื่น จากการตรวจพบเขตอบคลื่นทำ
ใหนักวิทยาศาสตรคาดวาภายในโลกไมไดเปนเนื้อเดียวกัน นอกจากนี้การ
เคลื่อนที่ของคลื่นไหวสะเทือนมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วที่ระดับลึกตาง ๆ
นักวิทยาศาสตรจึงนำขอมูลทั้งหมดขางตนมาใชในการแบงชั้นโครงสรางโลก
1. ธรณีภาค (Lithosphere) ชั้นนอกสุดของโลก มีความหนาประมาณ
ี
100 กโลเมตร ประกอบดวยเปลือกโลกทวป และ เปลือกโลกมหาสมุทร
ิ
ี่
คลื่น P wave และ S wave เคลื่อนทดวยความเร็วคอนขางคงตัวจนถง ึ
แนวแบงเขตโมโฮโรวซิก ซึ่งอยูที่ระดับลึกประมาณ 100 กโลเมตร คลื่น
ิ
ิ
ทั้งสองจะมีความเร็วเพิ่มขึ้นฉับพลัน
ิ
2. ฐานธรณีภาค (Asthenosphere) อยูใตแนวแบงเขตโมโฮโรวซิกลงไป
จนถึงระดับ 700 กิโลเมตร เปนบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็ว
เพิ่มขึ้นตามระดับลึก แบงเปน 2 เขต ดังน
้
ี
• เขตความเร็วต่ำ (Low velocity zone หรือ LVZ) ที่ระดับลึก
100 - 400 กโลเมตร คลื่นทั้งสองมีความเร็วลดลงอยางไมสม่ำเสมอ
ิ
เนื่องจากบริเวณนี้เปนของแข็งเนื้อออน อุณหภูมิที่สูงมากทำใหแร
บางชนิดเกิดการหลอมละลายเปนหินหนืด
• เขตการเปลี่ยนแปลง (Transitional zone) อยูบริเวณเนื้อโลก
ตอนบน ระดับลึก 400 - 700 กิโลเมตร คลื่นทั้งสองมีความเร็ว
เพิ่มขึ้นมาก ในอัตราไมสม่ำเสมอ เนื่องจากบริเวณนี้มี
่
การเปลียนแปลงโครงสรางของแร
3. มัชฌิมภาค หรือ เมโซสเฟยร (Mesosphere) อยูบริเวณเนื้อโลก
ตอนลาง ที่ความลึก 700 - 2,900 กิโลเมตร เปนบริเวณที่คลื่นไหว
สะเทือนมีความเร็วเพิ่มขึ้นสม่ำเสมอ เนื่องจากเปนของแข็ง และมีความ
หนาแนนเพิ่มขึ้นตามความลึก
่
4. แกนชั้นโลกนอก (Outer core) ทีระดับลึก 2,900 - 5,150 กิโลเมตร
P wave ลดความเร็วลงฉับพลัน ขณะที่ S wave ไมปรากฏ เนื่องจาก
บริเวณนี้เปนเหล็กหลอมละลาย
5. แกนโลกชันใน (Inner core) ที่ระดับลึก 5,150 กิโลเมตร จนถึงความ
้
้
ลึก 6,371 กิโลเมตร P wave มีความเร็วขึนทีบริเวณรอบตอ เนื่องจาก
่
ความกดดันแรงกดดันภายในทำใหเหล็กเปลี่ยนสถานะเปนของแขง ทำ
็
ใหมี S wave เกิดขึ้น คลื่นทั้งสองเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงตัว
ู
ี
ี
ี
์
ั
ุ
ี
ึ
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ั
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 15
ุ
สรปโครงสร้างโลก
เปลือกโลกภาคพนทวป เปลือกโลกภาคพนมหาสมทร
ื
ี
�
ื
�
ุ
ี
ี
ู
ี
์
ุ
ั
ี
ึ
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
16 | เ อก ส า ร ป ร ะ ก อบ ก า ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
่
ใบงานที 1.3
่
เรือง โครงสร้างโลกตามสมบัตเชงกล
ิ
ิ
คำชี้แจง : ใหนักเรียนสรุปความรูเกี่ยวกับโครงสรางโลกตามสมบติเชิงกลในรูปแบบของแผนผังความคิด และนำเสนอผลงาน
ั
ั
ี
์
ี
ู
ี
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
ุ
ึ
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 17
่
ใบงานที 1.4
่
เรอง โครงสรางของโลก
ื
้
1. จงระบุวา ตำแหนงที่ลูกศรช หมายถึง สวนประกอบใดของโลก หรือแนวไมตอเนื่องใด
ี้
ี
ี
ี
ู
ี
์
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ุ
ั
ึ
ั
18 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
2. จากภาพใหนักเรียนเติมตัวอักษร A – K หนาคำตอไปนลงในชองวางใหสัมพันธกันสวนประกอบของโลก
ี้
ิ
A. เปลือกโลก หนา 0 – 70 กโลเมตร B. เนื้อโลก
C. แกนโลก D. ภาคพื้นทวีป
E. ธรณีภาค F. ฐานธรณีภาค
่
ี
่
็
ี
G. แกนโลกทเปนของแขง H. แกนโลกทเปนของเหลว
I. แกนโลกชนนอก J. แกนโลกชนใน
้
ั
ั
้
ิ
K. ลึกจากผิวโลกลงไป 6,360 กโลเมตร
้
3. ใหนักเรียนอธิบายลักษณะของชั้นและรอยตอตาง ๆ ของโลก ตอไปนี
ก. ธรณีภาค (Lithosphere) มีลักษณะเปน
ข. ฐานธรณีภาค (Asthenosphere) มีลักษณะเปน
ิ
ค. แนวแบงเขตโมโฮโรวชก (Mohorovicic) มีลักษณะเปน
ิ
ง. มีโซสเฟยร (Mesosphere) มีลักษณะเปน
จ. เนื้อโลก (Mantle) มีลักษณะเปน
ฉ. แกนโลก (Core) มีลักษณะเปนโครงสรางโลกแตละชั้น มีสถานะและความหนาแนนแตกตางกันอยางไร เพราะเหตุใด
ี
ู
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
ุ
์
ั
ึ
ี
ั
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 19
4. อธิบายความแตกตางระหวางเปลือกโลกทวีปและเปลือกโลกมหาสมุทร
ี
ลักษณะโครงสราง เปลือกโลกทวป (continental crust) เปลือกโลกมหาสมุทร (oceanic crust)
ความหนาเฉลี่ย
สวนประกอบคลายหิน
ความถวงจำเพาะ
สารประกอบ
5. ชั้นเนื้อโลกมีลักษณะสำคัญอยางไร
ั
้
ั
6. แกนโลกชนนอกและแกนโลกชนในมีความแตกตางกันในลักษณะใด
้
7. ลักษณะสำคัญของสวนฐานธรณีภาคคืออะไร
8. แกนโลกมีความสัมพันธกับการเกิดปรากฏการณทางธรณีวิทยาและสนามแมเหล็กโลกในลักษณะใด
9. ภาพเปรียบเทียบการแบงชั้นโครงสรางภายในของโลก ทางซายใชสมบัติทางกายภาพเปนเกณฑและทางขวาใชสมสมบัติทางเคมี
เปนเกณฑ
9.1 การแบงโครงสรางโลกโดยใชสมบติของคลื่นไหวสะเทือน (สมบัติทางกายภาพ) แบงออกเปนกี่ชน อะไรบาง
ั้
ั
9.2 การแบงโครงสรางโลกโดยใชองคประกอบทางเคมีเปนเกณฑแบงออกไดกี่ชั้น อะไรบาง
9.3 โครงสรางใดบางที่มีสถานะเปนของแข็ง
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ี
ี
ู
ี
์
ุ
ั
ึ
ี
ั
20 | เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเรี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
่
ึ
ู
แบบฝกหัดท้ายหน่วยการเรียนร้ที 1
1. จงลากเสนเชื่อมโยงชื่อชั้นโครงสรางโลกกับขอความดานขวาที่มีความสัมพันธกัน
1) ธรณีภาค ก. เปนของแข็ง อุณหภูมิต่ำ ความหนาแนนนอยที่สุด
ิ
2) ฐานธรณีภาค หนาประมาณ 100 กโลเมตร
ข. เปนของแข็ง อุณหภูมิสูง ความหนาแนนมาก หนาประมาณ
3) มัชฌิมภาค 2,240 กโลเมตร
ิ
้
ั
4) แกนโลกชนนอก ค. เปนของแข็งอุณหภูมิสูงมาก ความหนาแนนมากที่สุด
ิ
5) แกนโลกชนใน หนาประมาณ 1,230 กโลเมตร
้
ั
ง. เปนของแข็งที่มีสมบัติเปนพลาสติก อุณหภูมิสูง
ิ
หนาประมาณ 600 กโลเมตร
จ. เปนของเหลว อุณหภูมิสูงมาก ความหนาแนนมาก
ิ
หนาประมาณ 2,255 กโลเมตร
ั
2. จงเติมชื่อชั้นโครงสรางโลกใหสัมพนธกับสมบัติและองคประกอบของโครงสรางโลก
้
่
ชันโครงสรางโลก องคประกอบทางเคมี ความหนาแนนเฉลีย ( / )
ี
่
ิ
ประกอบดวยแรทเปนสารประกอบของ ขลิกอน ออกซิเจน แมกนีเซียม
2.1 ……………………. 4.5
และเหล็ก
2.2 ……………………. ประกอบดวยเหล็กและนิกเกิล 13
2.3 ……………………. ประกอบดวยหินแกรนิต หรือหินบะซอลต เปนสวนใหญ 2.8
้
3. จากรูปโครงสรางโลก บริเวณ ก และ ข ทงสองบริเวณ คือสวนใดของโครงสรางโลก และ บริเวณทั้งสองมีลักษณะเหมือนกันหรือ
ั
แตกตางกันอยางไร และมีองคประกอบทางเคมีเปนอยางไร จงอธิบาย
ี
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ู
ึ
ุ
ั
ี
์
ั
ี
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 21
4. จงทำเครื่องหมาย หนาขอความที่ถูก และทำเครื่องหมาย หนาขอความที่ผิด และแกใหถูกตอง
คำตอบ ขอความ แกไข
1) การศึกษาองคประกอบทางเคมีของชั้นเนื้อโลกสวนหนึ่งไดตัวอยาง
มา จากหินแปลกปลอมในระดับลึกที่ลาวาพาขึ้นมาบนผิวโลก
2) ผลจากการศึกษาอุกกาบาตเหล็กที่ตกลงมายังโลก เปนหลักฐาน
ี่
หนึ่งท ทำใหทราบองคประกอบของแกนโลก
3) ถาแบงโครงสรางโลกตามองคประกอบทางเคมี แกนโลกเปน
โครงสราง ชั้นที่มีความหนามากที่สุด
4) เ ปลือกโลกทวปประกอบดวยหินบะซอลตเปนสวนมาก
ี
5) เปลือกโลกทวีปมีความหนาแนนเฉลี่ยมากกวาเปลือกโลก
มหาสมุทร
6) แหลงกำเนิดคลื่นไหวสะเทือนมีทงที่มาจากปรากฏการณธรรมชาติ
ั้
และ จากการกระทำของมนุษย
7) คลื่นปฐมภูมิมีความเร็วเพิ่มขึ้นเมื่อเคลื่อนที่ผานธรณีภาคและ
ฌิมภาค และมีความเร็วเปนศูนยเมื่อเคลื่อนที่ผานแกนโลก
ม ัช
ั
้
ชนนอก
8) คลื่นทุติยภูมิไมสามารถเคลื่อนที่ผานโครงสรางโลกที่มีสถานะเปน
ของเหลวได
9) คลื่นปฐมภูมิมีความเร็วนอยกวาคลื่นทุติยภูมิ เมื่อคลื่นทั้งสอง
เคลื่อนท ผานชั้นฐานธรณีภาค
ี่
10) เขตความเร็วต่ำ อยูในชั้นธรณีภาค และเขตเปลี่ยนแปลง อยูในชน
ั้
ฐานธรณีภาค
5. จงตอบคำถามตอไปน
ี้
5.1 หากผลการวิเคราะหองคประกอบทางเคมีของหินกอนหนึ่งพบวาเปนหินแกรนิต หินกอนนี้มีกำเนิดมาจากสวนใดของ
โครงสรางโลก
5.2 ชนเนือโลกประกอบดวยสสารในสถานะใด เปนสวนใหญ
ั
้
้
ี
ู
ี
ี
ั
์
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ึ
ั
ุ
22 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
5.3 หลักฐานใดที่นำมาใชยืนยันวาแกนโลกชั้นนอกเปนของเหลว
5.4 เพราะเหตุใดผลการศึกษาอุกกาบาตเหล็กจึงใชเปนขอมูลอธิบายองคประกอบ ของแกนโลกได
5.5 นอกจากผลการศึกษาอกกาบาตเหล็กแลว หลักฐานใดชวยสนับสนุนวาแกนโลก ประกอบดวยเหล็กเปนสวนมาก
ุ
5.6 เพราะเหตุใดคลื่นไหวสะเทือนจึงเกิดการสะทอนและหักเหเมื่อเคลื่อนที่ผาน โครงสรางโลก
5.7 เปรียบเทียบลักษณะโครงสรางภายในโลกที่ไดจากการแปลความหมายแนว การเคลื่อนที่ของคลื่นปฐมภูมิในภาพ ก และ ข
5.8 ลาวาที่ปะทุขึ้นมาบนผิวโลก มีแหลงกำเนิดมาจากชั้นโครงสรางใด
5.9 เขตความเร็วต่ำ มีสมบัติแตกตางจากชั้นธรณีภาคอยางไร
่
5.10 คลื่นทุติยภูมิที่เกิดขึ้นใหมเมื่อคลื่นปฐมภูมิเคลื่อนทีผานแกนโลกชั้นนอกเขาไป ยังแกนโลกชั้นใน สามารถเดินทางออกมา
ที่ผิวโลกไดหรือไม เพราะเหตุใด
ี
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 1 โครงสร้างโลก
ู
ี
ี
์
ึ
ั
ั
ุ
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 23
แบบทดสอบก่อนเรียน
่
ู
หน่วยการเรียนร้ที 2
ี
ี
ี
ี
คำชี้แจง : ใหนักเรียนเลือกคำตอบท่ถูกตองท่สุดเพยงขอเดยว
1. ขอใดไมใชหลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีทวีปเลื่อน 6. ขอใดไมใชคำอธิบายของทฤษฎีธรณีแปรสัณฐาน
1. ซากดึกดำบรรพกลอสโซพเทรีส 1. ธรณีภาคแตกออกเปนแผนธรณี
2. รูปรางของขอบทวีป 2. แผนธรณีมีการเคลื่อนที่ 3 รูปแบบ
3. กลุมหินและแนวเทอกเขา 3. มหาสมุทรมีการแผขยายออกตลอดเวลา
ื
้
ิ
4. การสะสมตัวของตะกอนธารนำแข็ง 4. การเคลื่อนที่ของแผนธรณีทำใหเกดธรณีสัณฐาน
ิ
ิ
ั
5. ซากดึกดำบรรพฟวซูลินด 5. การเคลื่อนที่ของแผนธรณีทำใหเกดธรณีพิบติภัย
2. จากทฤษฎีทวีปเลื่อน ทวีปใดเคยอยูติดกันมากอน 7. ขอใดเปนธรณีสัณฐานที่เกิดจากแผนธรณีเคลื่อนที่แยกออก
1. อเมริกาใตกบออสเตรเลีย จากกัน
ั
2. อเมริกาเหนือกับยุโรป 1. หุบเขาทรุด
3. ยุโรปกับแอนตรากติกา 2. วงแหวนไฟ
ื
4. ออสเตรเลียกบอเมริกาเหนอ 3. รองลึกกนสมุทร
ั
5. อเมริกาใตกับยุโรป 4. แนวเทอกเขาสูง
ื
3. ขอใดเปนขอมูลที่สนับสนุนวามหาสมุทรมีการแผขยายออก 5. หมูเกาะภูเขาไฟรูปโคง
1. ซากดึกดำบรรพ 8. ประเทศใดที่อยูในบริเวณแนวแผนธรณีเคลื่อนที่หากัน
2. แนวภูเขาไฟบริเวณขอบทวีป 1. จีน 2. อียิปต
3. กลุมหินและแนวเทอกเขา 3. ไอซแลนด 4. อินโดนีเซีย
ื
4. อายุหินบนพื้นมหาสมุทร 5. ซาอุดิอาระเบีย
้
5. การสะสมตัวของตะกอนธารนำแข็ง 9. ธรณีพิบัติภัยใดที่สามารถเกดขึ้นไดจากเคลื่อนที่ของแผนธรณี
ิ
ั
4. มหาสมุทรมีการแยกตัวออกจากกนที่บริเวณใด ทัง 3 รูปแบบ
้
1. รองลึกกนสมุทร 1. สึนามิ 2. ดินถลม
2. หมูเกาะภูเขาไฟรูปโคง 3. แผนดินไหว 4. ภูเขาไฟระเบด
ิ
3. สันเขากลางสมุทร 5. แผนดินทรุด
4. แนวภูเขาไฟบริเวณขอบทวีป 10. การเคลื่อนที่ของแผนธรณีแบบใดที่ทำใหเกิดสึนามิ
5. แนวเทือกเขาสูงบริเวณชายฝง
1. แผนธรณีมหาสมุทรเคลื่อนทผานกน
ั
ี่
5. กระบวนการใดที่ทำใหแผนธรณีมีการเคลื่อนท ี่
2. แผนธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่แยกออกจากกัน
่
ี
ี
1. วงจรการพาความรอน 3. แผนธรณีทวปเคลือนทแยกออกจากกัน
่
2. การปรับสมดุลของเปลือกโลก 4. แผนธรณีทวีปเคลื่อนทผานกัน
ี่
3. การเกิดแผนดินไหวขนาดใหญ 5. แผนธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่หาแผนธรณีทวีป
ิ
4. การเพมและลดของระดับนำทะเล
่
้
5. การเปลียนแปลงรูปรางวงโคจรของโลก
่
ั
ุ
์
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ั
ู
ี
ี
ึ
ี
24 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
่
หน่วยการเรียนรที 2
้
ู
รแปรัฐานขแผธร
ี
การศึกษาการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกดวยทฤษฎีเพลตเทคโทนิคส (theory of plate tectonics) ประกอบกับรองรอยทาง
ธรณีวิทยาในอดีตพบวา เมื่อ 200 ลานปกอน ทุกทวีปอยูชิดติดกันเปนแผนดินขนาดใหญเรียกวา “พันเจีย” (Pangaea)
โดยมีดินแดนทางตอนเหนือชื่อ “ลอเรเซีย” (Lawresia) และดินแดนทางใตชื่อ “กอนดวานา” (Gonwana) ซึ่งแบงแยกดวย
ทะเลเททิส (Tethys ocean)
• Plate หมายถึงแผนหรือจาน สวน tectonics มาจากภาษากรีกวา tekton แปลวา ชางไม
่
• Plate tectonics จึงหมายถึงชางแปรรูปรางลักษณะวัสดุของโลก tectonics ในความหมายนี้หมายถึง ลักษณะการเปลียนแปลง
รูปรางและการเกิดขบวนการทางธรณีวิทยาบริเวณกวางในระดับมาตราสวนของโลก
ี
ี
ู
์
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ึ
ี
ุ
ั
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 25
กิจกรรม 2.1
A Plate Tectonic Puzzle
ั
วตถุประสงคของกิจกรรม
1. เพื่อใหนักเรียนใชตรรกะและหลักฐานในการสรางตำแหนงของทวีปตาง ๆ เมื่อครั้งอดีต 220 ลานปกอน
2. เพื่อใหนักเรียนเขาใจทฤษฎีของการเคลื่อนที่ของทวีป
3. เพื่อใหนักเรียนเขาใจการที่นักวทยาศาสตรใชหลักฐานประเภทตาง ๆ ในการสรางทฤษฎี
ิ
สื่อ – อุปกรณ
1. แบบจำลองจิ๊กซอวทวีป
2. กรรไกร
3. กาว
4. ไมบรรทัด
วิธีทำกิจกรรม
1. สังเกตชิ้นสวนของแผนธรณีจากแบบจำลองจิ๊กซอวทวีป
2. นำชิ้นสวนของแบบจำลองมาตอกัน โดยเชื่อมโยงกับขอมูลการคนพบซากดึกดำบรรพ ธารน้ำแข็ง และกลุมหิน
ั
3. รวมกันอภิปรายและตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับลักษณะของแผนธรณีตั้งแตอดีตจนถึงปจจุบน
พรอมทั้งใหเหตุผลสนับสนุน
ี
ึ
ี
ู
ี
ุ
ั
์
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
26 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
ี
ึ
ี
ี
ู
ั
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
์
ุ
ั
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 27
ึ
ั
ตารางบนทกผล การสำรวจหลักฐานสนับสนุนวาทวีปเคยอยูติดกันมากอน
ทวีป/ประเทศ
่
�
หลักฐานทีใชสนับสนุน อเมริกา แอนตาร์
ยุโรป
อินเดีย
ี
เอเชย
เหนือ อเมริกาใต ้ ออสเตรเลีย แอฟริกา กตกา
ิ
ซากดึกดำ มีโซซอรัส
บรรพ ไซโนเนทส
ั
ลิสโทรซอรัส
กลอสโซพเทริส
ี
แนวเทอกเขา แอปพาเลเชยน
ื
คาเลโดเนียม
ธารน้ำแข็ง พบ/ไมพบ
บรรพกาล
คำถามทายกิจกรรม
1. จากกิจกรรมมีทวีปใดบางที่เคยอยูติดกันมากอน
2. มีหลักฐานใดบางที่นำมาสนับสนุนวาทวีปเคยอยูติดกันมากอน
3. หลักฐานใดบางที่สามารถนำมาใชระบุชวงเวลาที่ทวีปตาง ๆ เคยอยูติดกันมากอน และหลักฐานดังกลาวนำมาใชอธิบายไดวา
อยางไร
ี
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ู
ั
ั
ุ
ี
ึ
์
28 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
กิจกรรม 2.2
ํ
แบบจาลองการแผขยายของพืนมหาสมทร
ุ
�
่
จุดประสงคกิจกรรม
ศึกษาและสรางแบบจำลองเพื่ออธิบายกระบวนการแผขยายของพื้นมหาสมุทร
สถานการณ
นักวิทยาศาสตรไดสำรวจพื้นมหาสมุทรพบขอมูลดังน ี้
1. มีแมกมาแทรกตัวขึ้นมาตามรอยแยกกลางมหาสมุทร
2. เมื่อเจาะสำรวจหินบริเวณพื้นมหาสมุทร และนำมาตรวจสอบ วิเคราะหหาชนิดหินและอายุพบวา
2.1 หินบริเวณพื้นมหาสมุทรเปนหินบะซอลต
2.2 หินบริเวณพื้นมหาสมุทรมีอายุออนกวาหินที่อยูบนพื้นทวีป
2.3 หินพื้นมหาสมุทรบริเวณรอยแยกมีอายุที่สมมาตรกันทั้งดานซายและขวาของรอยแยก โดยหินใกลรอยแยกจะมีอายุนอย
ที่สุด และหินมีอายุมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อหางออกจากรอยแยก
3. นักวิทยาศาสตรนำขอมูลตาง ๆ มาสรางแบบจำลองและแผนที่ไดดัง รูป 1 และ 2
รูปที่ 1
รูปที่ 2
ี
ู
ี
ี
ึ
์
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ั
ุ
ั
เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเรี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 29
คำถามทายกิจกรรม
ื
้
1. องคประกอบตาง ๆ ของแบบจำลองที่นักเรียนสรางขึ้น เปรียบไดกับสิงใดบางในกระบวนการการแผขยายพนมหาสมุทร
่
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. ขอมูลจากรูป 1 และรูป 2 สามารถนำมาใชในการสรางแบบจำลองไดอยางไร
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ึ
่
ี
้
3. จากรูป กระบวนการใดบางทเกิดขนในบริเวณรอยแยกกลางมหาสมุทร
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
4. จากรูป หินที่พบบนพื้นมหาสมุทรเปนหินชนิดใด และอายุของหินแตละบริเวณเหมือนหรือตางกันอยางไร
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
5. หินบริเวณใดบางที่มีอายุเทากัน
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ี่
6. หินบริเวณใดมีอายุมากทสุด และบริเวณใดมีอายุนอยที่สุด
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
7. นักวิทยาศาสตรตั้งสมมติฐานวา "พื้นมหาสมุทรมีการแผขยายตัว" นักเรียนเห็นดวยหรือไม อยางไร
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ี
ี
ี
ู
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
์
ุ
ั
ึ
ั
ี
30 | เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเรี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
ี
ทฤษฎีการแปรสัณฐานของแผ่นธรณ
่
• ทฤษฎีทวปเลือน (Continental Drift Theory)
ี
ทฤษฎีนี้เกิดในชวงคริสตศตวรรษที่ 19 จากการศึกษาแผนที่โลกของ ฟรานซิส เบคอน (Francis Bacon) โดยคาดเดาวา
ทวีปอเมริกาใต และทวีปแอฟริกา หากดันเขามาประกอบกัน สามารถเชื่อมตอกันไดพอดี
ในป ค.ศ.1915 อลเฟรด เวเกเนอร (Alfred Wegener) ไดนำเสนอเกียวกับทฤษฎีทวีปเลื่อนวา เมื่อประมาณ 200 - 300 ลานปท ี่
ั
่
ผานมา แผนดินทั้งหมดในโลกรวมเปนผืนเดียวกัน เรียกวา “พันเจีย” (Pangaea : แปลวา ผืนแผนดินเดียวกัน) สวนทะเลที่อยู
รอบ ๆ พันเจีย เรียกวา “แพนทาลัสซา” (Panthalassa) ตอมาในยุคไทรแอสสิก ทวีปที่เดิมเปนผืนแผนเดียวกันจะเริ่มคอย ๆ
มีการแยกตัวออกจากกันเปน 2 สวน ตอนเหนือของพันเจียเรียกกวา “ลอเรเซีย” (Laurasia) สวนตอนใตเรียกกวา “กอนดวานา”
ื้
(Gondwana) และคอย ๆ เคลื่อนออกจากกันเนื่องจากการขยายตัวของพนมหาสมุทร จนกลายเปนแบบปจจุบัน เรียกการเคลื่อนไหว
ดังกลาววา “ทวีปเลื่อน” (Continental Drift)
ทฤษฎีทวปเลื่อนนี้เปนที่ยอมรับกันทั่วไป ในป ค.ศ.1960 จากทฤษฎีดังกลาว กลาวถึงการที่ทวีปอเมริกาเหนือและทวีปอเมริกาใต
ี
รวมเปนแผนเดียวกันเรียกวา “แผนอเมริกา” และมักพบวาสวนบริเวณที่เปนขอบของแผนทวีป เชน แผนทวีปแปซิฟก จะพบแนว
การเกิดภูเขาไฟและแผนดินไหวอยูเสมอ เนื่องจากมีการเคลื่อนที่ของ แผนทวีป (plate) อยูตลอดเวลา นักธรณีวิทยาสันนิษฐานวา
การเคลื่อนที่ของหินหลอมละลายและกระบวนการพาความรอนภายในโลกที่เกิดขึ้น เปนผลมาจากความแตกตางของอุณหภูมิและ
ความหนาแนนทำใหเกิดการหมุนเวียน
ี
ี
ู
ี
ุ
์
ั
ึ
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ั
เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเรี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 31
ั
โดยเมื่อ 200 ลานปกอน ทางตอนใตของทวีปอเมริกาใต แอฟริกา อินเดีย ออสเตรเลีย เคยอยูชิดติดกบทวีปแอนตารกติกใน
บริเวณขั้วใต ซึ่งเปนเขตหนาวเย็น โดยมีหลักฐานเปนรองรอยของธารน้ำแข็งในอดีต ในขณะที่ตอนใตของทวีปอเมริกาเหนือ ยุโรป และ
เอเชีย มีหลักฐานบงชี้วา เคยเปนเขตรอนแถบศูนยสูตรมากอน เนื่องจากอุดมสมบูรณดวยถานหินและน้ำมัน ซึ่งเกิดจากการทบถมของ
ั
พืชในอดีต ประกอบกับหลักฐานทางฟอสซิล แสดงใหเห็นวา เมื่อครั้งกอนแผนดินเหลานี้เคยอยูชิดติดกัน พืชและสัตวบางชนิดจึงแพร
ขยายพันธุบนดินแดนเหลานี้ในอดีต
เวเกเนอรไดคนควาและรวบรวมหลักฐานขอมูลตาง ๆ ที่สนับสนุนแนวคิดของเขา แตเวเกเนอรไมไดอธิบายถึงสาเหตุวา อะไรเปน
เหตุทำใหทวีปตาง ๆ มีการเคลื่อนที่ได
• หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีทวีปเลื่อน
1. หลักฐานรองรอยจากซากดึกดำบรรพ
2. ความคลายกันของกลุมหิน แนวเทอกเขา และรอยตอบริเวณขอบทวีป
ื
3. หลักฐานจากอายุหินบริเวณพื้นสมุทร
4. หลักฐานภาวะแมเหล็กโลกบรรพกาล
็
5. หลักฐานจากธารน้ำแขงบรรพกาล
ู
ี
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ุ
ั
์
ี
ึ
ั
32 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
�
ุ
• ทฤษฎีการแผ่ขยายของพนสมทร (Theory of sea floor spreading)
ื
ทฤษฎีการแผขยายของพื้นสมุทรเสนอโดย แฮรรี แฮมมอนด เฮสส
(Harry Hammond Hess) เปนทฤษฎีที่ตอยอดจากทฤษฎีทวีปเลื่อนของ
้
ื
อัลเฟรด เวเกเนอร โดยทฤษฎีนี้อธิบายถึงสาเหตุของการขยายตัวของพน
มหาสมุทรวา พื้นมหาสมุทรมีการแผขยายออกไปจากแนวสันเขากลาง
มหาสมุทร เนื่องจากแรงดันของแมกมาที่แทรกตัวขึ้นมาบนเปลือกโลก
สันเขากลางมหาสมุทร (mid-ocean ridge) เปนบริเวณที่แมกมาแทรก
ึ
้
ดันขนมาบนเปลือกโลกมหาสมุทร ทำใหเปลือกโลกโกงตัวและแตกออกจากกัน
( ) ซึ่งเปลือกโลกสวนที่บางจะทรุดตัวลงเกิดเปนหุบเขาทรุด (rift valley) ( )
่
แมกมาทีแทกรดันขึ้นมาที่ผิวโลกจะเรียกวา ลาวา (lava) ซึ่งเมื่อลาวามีอุณหภูมิ
ลดลงจะแข็งตัวและกลายเปนสวนหนึ่งของเปลือกโลก โดยการแทรกดันนี้จะ
เกิดขึ้นอยางตอเนื่อง ประกอบกับมีน้ำไหลมาสะสมทำใหเกิดการแข็งตัวของ
ลาวาตลอดเวลา ( ) และการแทรกตัวนี้ทำใหเกิดแรงดัน สงผลใหเปลือกโลก
่
ี
มหาสมุทรที่เกิดขึ้นมากอนเคลื่อนทแยกออกจากแนวสันเขากลางมหาสมุทร
( ) กระบวนการดังกลาวทำใหสามารถอธิบายการแตกออกของแผนพันเจีย
และการที่แผนธรณีเคลื่อนที่ออกจากกันได
การสำรวจพื้นมหาสมุทรดวยเครื่องวัดสนามแมเหล็ก (magnetometer) ทำใหทราบวาพื้นมหาสมุทรมีรูปแบบการเรียงตัวของ
สารแมเหล็กในหินที่สมมาตรกันระหวางสองขางของสันเขากลางมหาสมุทร ซึ่งเกิดจากในขณะที่ลาวายังไมแขงตัวเปนหิน สารแมเหล็ก
็
ในหินจะถูกเหนี่ยวนำใหเรียงตัวตามทิศทางของสนามแมเหล็กโลกในขณะนน เมื่อลาวาแข็งตัวเปนหิน การเรียงตัวของสารแมเหล็กจะ
ั้
ไมมีการเปลี่ยนแปลงตามการกลับขั้วของสนามแมเหล็กโลก สภาพการเรียงตัวของสารแมเหล็กนี้ เรียกวา ภาวะแมเหล็กโลกบรรพกาล
(paleomagnetism) ซึ่งขอมูลนี้สนับสนุนแนวคิดการแผขยายของพื้นมหาสมุทร
ั
ี
ุ
ั
์
ู
ี
ึ
ี
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 33
ั
• ทฤษฎีธรณีแปรสณฐาน (Plate tectonics theory)
่
ทฤษฎีธรณีแปรสัณฐานหรือทฤษฎีเพลตเทคโทนิกส อธิบายวาการเคลือนที่และปฏิสัมพันธระหวางกันของแผนเปลือกโลก นั้นมี
ความเกี่ยวของอยางมากกับการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวโลกตลอดชวงธรณีกาล แผนเปลือกโลกเหลานี้หมายถึง แผนธรณีภาค
(lithosphere) ที่ประกอบดวยแผนเปลือกโลก (crust) และเนื้อโลกสวนบน (upper mantle) โดยแผนธรณีภาควางตัวอยูบนชั้นหิน
หนืดรอนที่สามารถไหลได คลายของเหลว เรียกวา ฐานธรณีภาค (asthenosphere) และแผนธรณีภาคนเคลื่อนที่อยางชา ๆ อยูบน
ี
้
ฐานธรณีภาค เนื่องจากการพาความรอนของแมกมาในฐานธรณีภาค การเคลื่อนทเชนนี้ทำใหเกิดธรณีสัณฐานและปรากฏการณทาง
่
ี
ธรณีวิทยาตาง ๆ เชน แนวเทือกเขา ภูเขาไฟ รองลึกกนมหาสมุทร แผนดินไหว
ขอบเขตแผนเปลือก ทิศทางการมดตัว ทิศทางการเคลื ่ อนที ่
่
ุ
รอยแยกใต้พนมหาสมทร เขตรอยเลื ่ อนชนกัน เขตรอยเลื ่ อนตามแนวระดับ
�
ื
ุ
ร่องลึกก้นสมทร
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ู
์
ึ
ุ
ั
ี
ี
ี
ั
34 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
ั
• กระบวนการธรณีแปรสณฐาน
หินหนืด (Magma) เปนวัสดุเนื้อออนเคลื่อนที่หมุนเวียนดวยการพาความรอนภายในโลก คลายการเคลื่อนตัวของน้ำเดือดใน
้
กาตมน้ำ การเคลื่อนตัวของวัสดุในชนแอสทีโนสเฟยรทำใหเกิดการเคลื่อนตัวของแผนธรณี กระบวนการนีเรียกวา “ธรณีแปรสัณฐาน”
ั้
หรือ “เพลตเทคโทนคส” (Plate Tectonics)
ิ
การพาความรอนจากภายในของโลกชั้นฐานธรณีภาค เรียกวา วงจรการพาความรอน (Convection cell) วงจรนี้จะทำใหวสดุ
ั
ในชั้นฐานธรณีภาคลอยตัวดันพื้นมหาสมุทรขึ้นมากลายเปน “สันกลางมหาสมุทร” (Mid-ocean ridge) หินหนืดรอนหรือแมกมาซึง ่
โผลขึ้นมาผลักพื้นมหาสมุทรใหเคลื่อนที่ขยายตัวออกทางขาง เมื่อหินหนืดสัมผัสและดันแผนธรณีจะมีการสูญเสียพลังงานและมี
อุณหภูมิลดลง หินหนือดจะจมตัวลงอีกครั้ง แลวเคลื่อนที่ไปแทนที่หินหนืดสวนที่ลอยขึ้นมา เปนลักษณะเชนนี้ไปเรื่อย ๆ
เนื่องจากเปลือกมหาสมุทรมีความหนาแนนมากกวาเปลือกทวีป ดังนั้นเมื่อเปลือกมหาสมุทรชนกับเปลือกทวีป เปลือก
มหาสมุทรจะมุดตัวต่ำลงกลายเปน “เหวมหาสมุทร” (Trench) และหลอมละลายในแมนเทิลอีกครั้งหนึ่ง เกิดกระบวนการรีไซเคิล
ี
มวลหินหนืดที่เกิดจากการรีไซเคิลของเปลือกมหาสมุทรที่จมตัวลง เรียกวา “พลูตอน” (Pluton) มีความหนาแนนนอยกวาเปลือกทวป
ั
ี
จึงลอยตัวแทรกขึ้นมาเปนแนวภูเขาไฟ เชน เทือกเขาแอนดีสทางฝงตะวนตกของทวปอเมริกาใต
ี
ู
์
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ุ
ี
ี
ั
ึ
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 35
่
ใบงานที 2.1
ทฤษฎีธรณีแปรสัณฐาน
คำชี้แจง : ใหนักเรียนสรุปความรูเกี่ยวกับทฤษฎีธรณีแปรสัณฐานในรูปแบบของแผนผังความคิด และนำเสนอผลงาน
ึ
ี
ี
ู
ี
ั
์
ี
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ุ
36 | เ อก ส า ร ป ร ะ ก อบ ก า ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
กิจกรรม 2.3
่
่
่
ั
กิจกรรมธรณีสณฐานทีเกิดจากการเคลอนทีของแผนธรณี
่
ื
คำชี้แจง : ใหนักเรียนปฏิบัติกิจกรรมตามขั้นตอนที่ให แลวบันทึกผลที่ไดพรอมกับสรุปและอภิปรายผลที่ไดการทำกิจกรรม
ขั้นตอนการปฏิบัติกิจกรรม
1) ใหนักเรียนศึกษาภาพทิศทางการเคลื่อนที่ของแผนธรณี
2) ใหนักเรียนใชโปรแกรม google earth สำรวจธรณีสัณฐานบริเวณแนวรอยตอของแผนธรณี
3) วิเคราะหขอมูลที่สำรวจได และหาความสัมพันธระหวางธรณีสัณฐานกับรูปแบบการเคลื่อนที่ของแผนธรณี
4) พิจารณาขอมูลที่สำรวจไดทั้งหมด แลวนำมาสรุปเปนรูปแบบการเคลื่อนที่ของแผนธรณี และธรณีสัณฐานที่เกิดขึ้นจากการ
ี
่
เคลือนทของแผนธรณีแตละรูปแบบ ในรูปแบบแผนภาพ หรือ infographic
่
ั
ึ
บนทกผลการทำกิจกรรม
สรุปและอภิปรายผลการทำกิจกรรม
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ู
ี
ุ
ี
ั
์
ี
ึ
ั
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 37
่
่
ู
ื
รปแบบการเคลอนทีของแผ่นธรณี
ี
• แผนธรณเคลื่อนที่เขาหากัน (Convergent plate boundaries) เมื่อแผนธรณีเคลื่อนที่เขาชนกัน แผนธรณีที่มีความหนาแนน
ู
สูงกวาจะมุดตัวลงและหลอมละลายในแมนเทิล สวนแผนธรณีที่มีความหนาแนนนอยกวาจะถกเกยสูงขึ้นกลายเปนเทือกเขา เชน
เทือกเขาหิมาลัย เกิดจากการชนกันของแผนธรณีอินเดีย-ออสเตรเลียกับแผนธรณียูเรเชีย แผนธรณีเคลื่อนที่เขาหากันแบงไดเปน
3 รูปแบบ
แผนธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่เขาหากัน (ocean-ocean
convergent boundary) เมื่อแผนธรณีมหาสมุทรสองแผน
เคลื่อนที่มาชนกัน แผนที่อายุมากกวา อุณหมูมิต่ำกวา และมีความ
หนาแนนมากกวา จะจมตัวลงในเขตมุดตัว ทำใหเกิดเปน
รองลึกกนมหาสมุทร (trench) และเมื่อเปลือกโลกมหาสมุทร
บางสวนหลอมละลายกลายเปนหินหนืดที่มีความหนาแนนต่ำกวา
้
ึ
ชั้นฐานธรณีภาค หินหนืดนั้นจะลอยตัวขนและดันเปลือกโลก ทำให
เกิดหมูเกราะภูเขาไฟรูปโคง (volcanic-island arc) เรียงตัว
ขนานกับแนวรองลึกกนมหาสมุทร
ี
่
แผนธรณีทวีปเคลื่อนทเขาหาแผนธรณีมหาสมุทร (continent-
ocean convergent boundary) แผนธรณีมหาสมุทรที่มี
องคประกอบสวนใหญเปนหินบะซอลต มีความหนาแนนมากกวา
แผนธรณีทวีปซึ่งมีองคประกอบสวนใหญเปนหินแกรนิต เมื่อแผน
ทั้งสองชนกัน แผนธรณีมหาสมุทรจึงจมตัวและหลอมละลาย
กลายเปนหินหนืด หินหนืดเหลานี้จะลอยตัวและดันเปลือกโลกทวป
ี
ื
ทำใหเกิดเปนแนวเทอกเขาสูงตามแนวชายฝงขนาดกับแนวรองลึก
กันมหาสมุทร
แผนธรณีทวีปเคลื่อนที่เขาหากัน (continent-continent
ี
convergent boundary) เมื่อแผนธรณีทวีปเคลื่อนท่เขาชน
กัน แผนหนึ่งจะมุดตัวลง สวนอีกแผนจะถูกยกตัวเกยขึ้น เกิด
เปนเทอกเขาขนานตามแนวปะทะ
ื
เปลือกโลกภาคพนมหาสมทร เปลือกโลกภาคพนทวีป เปลือกโลกภาคพนมหาสมทร
ื
�
ื
ุ
ุ
�
ื�
กับ เปลือกโลกภาคพนมหาสมทร กับ เปลือกโลกภาคพนทวีป กับ เปลือกโลกภาคพนทวีป
ื�
�
ื
ุ
ื�
ี
ั
ุ
์
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ี
ู
ี
ั
ึ
38 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
ี
• แผนธรณีเคลื่อนทแยกจากกัน (Divergent plate boundaries)
่
เมือแมกมาในชั้นฐานธรณีภาคดันตัวขึ้น ทำใหแผนธรณีจะขยายตัวออก
่
จากกัน แนวแผนธรณีแยกจากกันสวนมากเกิดขึ้นในบริเวณสันกลาง
มหาสมุทร
• แผนธรณีเฉือนกัน (Transform and strike-slip plate boundaries) เปนรอยเลื่อนขนาดใหญ มักเกิดขึ้นในบริเวณ
ี
เทือกเขากลางมหาสมุทร แตบางครั้งก็เกิดขึ้นบริเวณชายฝง เชน รอยเลื่อนแอนเดรียส ที่ทำใหเกิดแผนดินไหวในรัฐแคลิฟอรเนย
ประเทศสหรัฐอเมริกา เกิดจากการเคลื่อนที่สวนกันของแผนธรณีอเมริกาเหนือและแผนธรณีแปซิฟก
ี
ี
ี
ู
ั
์
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ึ
ั
ุ
เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเรี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 39
่
ใบงานที 2.2
่
่
การเคลอนทีของแผนธรณี
่
ื
คำชี้แจง : ใหนักเรียนสรุปความรูเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของแผนธรณีในรูปแบบของแผนผังความคิด และนำเสนอผลงาน
ี
ี
ี
ู
ี
์
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ุ
ึ
ั
40 | เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเรี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
่
ใบงานที 2.3
ทฤษฎีการแปรสัณฐานของแผ่นธรณีภาค
่
ิ
ี
่
1. ภาพวงจรการพาความรอนของแมกมาภายในฐานธรณีภาคทำใหแผนธรณีเกดการเคลือนท แลวนำไปตอบคำถามขางลาง
1.1 วงจรการพาความรอน (convection cell) เคลื่อนที่ไดอยางไร
1.2 นักเรียนคิดวาแมกมาภายในฐานธรณีภาคเคลื่อนที่ไดอยางไร
1.3 อะไรเปนเปนสาเหตุทำใหแผนธรณีภาคแตกออก
1.4 ทฤษฎีการแปรสัณฐานของแผนธรณีภาค (theory of plate tectonic) เปนทฤษฎีที่อธิบายเกี่ยวกับ
1.5 การเคลื่อนที่ของแผนธรณีภาคทำใหเกิดการเปลี่ยนแปลงธรณีตาง ๆ เชน
ี่
2. การเคลื่อนที่ของแผนธรณีภาคมีกลักษณะ แตละลักษณะมีการเคลื่อนที่อยางไร
ี
ู
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ุ
ั
์
ั
ี
ี
ึ
เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเรี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 41
3. เพราะเหตุใดขณะที่แผนธรณีภาคมหาสมุทรและแผนธรณีภาคทวีปเคลื่อนที่เขาหากัน แผนธรณีมหาสมุทรจึงมุดตัวลงขางใตแผน
่
ธรณีภาคทวีป และจะมุดตัวไปทสวนใดของสรางโลก
ี
่
4. การเคลื่อนที่ของแผนธรณีภาคแตละลักษณะทำใหเกิดการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาใดไดบาง และการเปลียนแปลงธรณีวทยา
ิ
ี่
ดังกลาวเกิดขึ้นทสวนใดของแผนธรณีภาค
ิ
5. เพราะเหตุใดบางประเทศจึงเกดแผนดินไหวและภูเขาไฟระเบิดบอยครั้ง แตบางประเทศไมเกิดการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา
ตาง ๆ ดังกลาว
6. ภาพการเคลื่อนที่ของแผนธรณีภาคบริเวณตางของโลก
1 2 3 4 5 6 7
6.1 การเคลื่อนที่ของแผนธรณีภาคคูใดเปนสาเหตุการเกดเทือกเขากลางมหาสมุทร
ิ
ิ
6.2 การเคลื่อนที่ของแผนธรณีภาคคูใดเปนสาเหตุการเกดหมูเกาะญี่ปุน ฟลิปปนส นิวซีแลนด
ิ
ี้
6.3 การเคลื่อนที่ของแผนธรณีภาคคูใดเปนสาเหตุการเกดเทือกเขาแอนดีส เทือกเขาร็อกก
6.4 การเคลื่อนที่ของแผนธรณีภาคคูใดเปนสาเหตุการเกดรอยเลื่อนแซนแอนเดรียส
ิ
6.5 เทือกเขาหิมาลัย และเทือกเขาแอลปเกิดขึ้นไดอยางไร
ี
ี
ู
ี
ุ
ั
์
ี
ึ
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
42 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
7. พิจารณาแผนธรณีภาคบริเวณตาง ๆ ของโลก
7.1 แผนธรณีภาคคูใดบางเคลื่อนที่แยกออกจากกัน
7.2 แผนธรณีภาคคูใดชนแลวมุดไปยังอีกแผนธรณีภาคหนึ่ง
7.3 แผนธรณีภาคนาสกากับแผนธรณีภาคอเมริกาใตเคลื่อนที่แบบใด
7.4 แผนธรณีภาคใดรองรับมหาสมุทร
7.5 แผนธรณีภาคใดรองรับทวีป
8. ใหนักเรียนระบุชื่อแผนธรณีภาคตามหมายเลขตอไปน ี้
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8. 9. .
10. 11.
12. 13.
14. 15.
ี
ู
์
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ุ
ี
ี
ั
ึ
เ อ ก ส า รป ระ ก อ บ ก า รเรี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 43
่
ี
�
ั
การเปลยนลักษณะของชนหิน
กระบวนการเคลื่อนที่ของแผนธรณี ทำใหเกิดแรงตาง ๆ กระทำตอหินในชั้นเปลือกโลก สงผลใหเกิดความเคนในชั้นหิน
ี
ิ
ู
ซึ่งความเคนนี้ ทำใหเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปราง และ/หรือ ปริมาตรของหิน และทำใหหนอยในภาวะความเครยด
ความเค้น (stress)
• การเคลื่อนที่ของแผนเปลือกโลกทำใหเกิดแรงมากระทำตอหินบนเปลือกโลก และเมื่อมีแรงภายนอก มากระทำบนพื้นที่หนาตัด
ของหินจะทำใหเกิดความเคน
่
• ความเคน หมายถึง แรงทีกระทำตอตวหินตอพื้นที่หนาตัด ปกติความเคนที่กระทำตอตัวหินจะไมเทากันทุกทิศทาง
ั
• ความเคนแบงเปน 3 แบบ ตามลักษณะของแรงที่มากระทำ
ความเคนดึง (tensile stress) แรงดึงตอหนวยพื้นที่หนาตัดของวัตถ ุ
ความเคนอด (compression stress) แรงอัดในทิศที่ตั้งฉากกับพื้นที่ตัดขวาง ทำใหวัตถุหดสั้นลง
ั
ิ
่
ี
่
ความเคนเฉือน (shear stress) แรงทีกระทำกับวัตถุ ตามแนวระนาบทขนานไปกับทศทางของแรง
ความเครียด (strain)
• การเปลี่ยนแปลงรูปรางของหินเมื่อถูกแรงมากระทำ เกิดจากหินไดรับความเคนมากเกินกวาที่หิน จะสะสมไวได จึงเกิด
ั
ความเครียด ซึ่งเปนการเปลียนแปลงทงรูปรางและปริมาตรของหิน
่
้
• ความเครียดทำใหหินเกิดการเปลียนแปลงได 2 ลักษณะ ดังน
ี้
่
การบิดเบี้ยว (distortion) คือ การเปลียนแปลงรูปรางของหิน
่
การยืดหด (dilation) คือ การเปลี่ยนแปลงขนาดและปริมาตรของหิน
่
• หินแตละชนิดจะมีการเปลียนแปลงรูปรางไมเหมือนกัน ขึ้นอยูกับสมบัติของหินแตละชนด
ิ
ิ
่
่
หินบนผิวโลกมีสมบัติ คือ แข็งแกรงและเปราะ เมือเกดความเครียดจะแตกออกเปนรอยแตก และรอยเลือน
หินใตผิวโลกมีสมบัติ คือ เปนพลาสติก เมื่อเกิดความเครียดจะคดโคงโกงงอเปนชั้นหินคด ซึ่งอาจกลับคืนสูสภาพเดิมเมือ
่
แรงที่มากระทำหมดไป หรืออาจเปลี่ยนสภาพไปอยางถาวร
ี
ู
์
ั
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ุ
ี
ี
ั
ึ
44 | เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
ิ
ั
�
การวางตัวของชนหน
• โดยทั่วไปชั้นหินตะกอนจะวางตัวขนานกับพื้นโลก เมื่อชั้นหินถูกแรงภายนอกมากระทำจะทำใหเกิดการเอียงเท
• การบันทึกขอมูลการสํารวจภาคสนามและการทำแผนที่ธรณีวิทยา จะมีการกำหนดคาทิศการวางตัว (strike) และมุมเท (dip)
เพื่อใชบอกขอมูลการเอียงเทของชั้นหิน
o ทิศการวางตัว คือ แนวทางหรือทิศทางที่ตั้งฉากกับแนวการไหลของน้ำบนระนาบชั้นหิน ปจจุบัน นิยมบอกคาแนวระดับ
เปนมุมแอซิมัท (azimuth) เนื่องจากจดบันทึกไดงาย และผิดพลาดนอยกวาการกำหนดแบบอื่น
o มุมเท คือ มุมที่เกิดจากระนาบของโครงสรางตัดกับระนาบแนวนอน โดยทิศทางของมุมเทจะตั้งฉาก กับทิศการวางตัว
o วิธีการบันทึกคาทิศการวางตัวและมุมเทสามารถทำไดโดยใชเข็มทิศธรณีวิทยาวัดทิศทางของแนวระดับ และคาของมุมเท
แลวบันทึกในระบบแอซิมัท เชน ระนาบชั้นหินวางตัวทิศทาง 20 องศา และมีมุมเท 30 องศาไปทางทิศตะวันออกเฉยงใต
ี
ึ
จะบันทกไดเปน 020° /30° SE
�
ชนหินคดโค้ง (Folds)
ั
ู
• ชั้นหินคดโคง เกิดจากชั้นหินที่วางตัวอยูในแนวราบถกแรงมากระทำ จึงทำให
ชั้นหินเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปรางลักษณะไปจากเดิมอยางถาวร โดยชั้นหินจะ
แสดงการบิดเบี้ยวในรูปของการคดโคง โกงงอ หรือบิดพับ
ั้
ี่
• ชั้นหินคดโคงมีรูปรางหลายแบบและหลายขนาด ซึ่งจะเกิดขึ้นในขณะทชนหิน
นั้นมีสภาวะของ ความออนนิ่มคลายพลาสติก
ิ
• กระบวนการที่ทำใหเกิดการคดโคง ไดแก แรงอัดจากดานขางทำใหเกด
ั
การโกงตัว แรงกดตั้งฉากทำให เกิดการแอนตัว และการเลื่อนไถลที่ทำมุมกบ
ชั้นหินทำใหเกิดการพับงอ
ู
• Syncline (โคงรปประทุนหงาย) ( ) มีลักษณะเปนชั้นหินที่โคงตัวเหมือน
เอาประทุนเรือมาวางหงาย ชั้นหินที่อยูบริเวณใจกลางของโคงประทุนหงาย
จะมีอายุออนที่สุด
• Anticline (โคงรูปประทุน) ( ) มีลักษณะเปนชั้นหินที่โคงเหมือนเอา
ประทุนเรือมาวางคว่ำ ชั้นหินที่อยูบริเวณใจกลางของโคงประทุนคว่ำ จะมี
อายุแกที่สุด
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ู
์
ุ
ั
ั
ี
ี
ึ
เ อ กส า ร ป ร ะ กอ บ กา ร เ รี ย น โ ล ก ดา ร า ศ า ส ตร์ แ ล ะ อ ว กา ศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1 | 45
�
ั
ส่วนประกอบของชนหินคดโค้ง
1. จุดยอดชั้นหินคดโคง (hinge point) คือ จุดที่มีคาการโคงมากที่สุด
2. สันหรือยอดของชั้นหินคดโคง (fold crest) คือ บริเวณที่สูงสุดของภูมิประเทศของสันชั้นหินคดโคงที่ปรากฏ
3. ทองของชั้นหินคดโคง (fold trough) คือ บริเวณที่ตํ่าสุดของภูมิประเทศของทองรอยโคงที่ปรากฏ
4. เสนพับการคดโคง (hinge line) คือ เสนที่ลากจากจุดยอดรอยโคงผานไประหวางผิวหนาของรอยโคง
5. แขนการคดโคง (fold limb) คือ บริเวณที่อยูระหวางสันและทองของรอยโคง
6. ระนาบแกนการคดโคง (axial plane) คือ ระนาบสมมติที่แบงแขนของรอยโคงออกเทา ๆ กน
ั
7. จุดเปลี่ยนความโคง (inflection point) คือ บริเวณที่มีการเปลี่ยนแนวการคดโคงปรากฏ
8. พลันจ (plunge) คือ มุมเทของแนวการคดโคง
9. ไมมีพลันจ (no plunge) คือ ไมมีมุมเทของแนวการคดโคง
ี
ี
ี
ู
ึ
์
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ี
ั
ุ
ั
46 | เ อก ส า ร ป ร ะ ก อบ ก า ร เ รี ย น โ ล ก ด าร าศ าส ต ร์ แ ล ะ อ ว ก าศ : ธ ร ณี วิ ท ย า 1
่
รอยเลือน (fault)
• รอยเลือน คือ รอยแตกหรือแนวรอยแตกของหินสองฝงที่เคลื่อนที่สัมพันธกัน ตามระนาบ รอยเลื่อนในหินและมักอยูในแนวเอยง
ี
่
เท ซึ่งการเลื่อนของหินจะเกิดจากความเคนและความเครียด ในเนื้อหิน
• การเลื่อนของระนาบรอยเลื่อนสามารถเกิดขึ้นไดทุกทิศทาง ซึ่ง
ระยะการเลื่อนมีตั้งแต 2 - 3 เซนติเมตร ถงหลายสิบกโลเมตร โดย
ิ
ึ
ผลของการเลื่อนอาจทำใหเกิดแผนดินไหว
• หินที่อยูดานบนเหนือรอยเลื่อน เรียกวา หินเพดาน หรือผนัง
ู
ดานบน (hanging wall) สวนหินที่อย ดานลางใตรอยเลื่อน
เรียกวา หินพื้น หรือผนังดานลาง (foot wall)
่
• รอยเลือนสามารถจําแนกออกเปน 3 ประเภท ดังน
้
ี
่
ิ
่
o รอยเลือนปกต (normal fault) เปนรอยเลื่อนทหนเพดานเลือนลง เมือเปรียบเทียบกับหินพื้น
่
ิ
ี่
้
ี่
ิ
่
่
o รอยเลือนยอน หรือรอยเลื่อนผิดวิสัย (reverse fault) เปนรอยเลื่อนทหนเพดานเลือนขึน เมื่อเปรียบเทียบกับหินพื้น ถา
่
รอยเลือนยอนมีคามุมเทเทากับหรือนอยกวา 45 องศา เรียกวา รอยเลื่อนยอนมุมตํ่า (thrust fault) หรือรอยเลื่อนตามแนว
ี
เฉยง (oblique - slip fault)
o รอยเลื่อนตามแนวระดับ (strike-slip fault) หรือรอยเลื่อนเหลื่อมขาง (transcurrent fault) เปนรอยเลื่อนที่หินทง ั ้
สองฟากของรอยเลือนเคลือนตัวในแนวราบ หากมองภาพที่ตัดขวาง หินที่อยูผนงดานบนเคลือนเขาหา เรียกวา รอยเลื่อน
่
่
ั
่
ขวาเขา (dextral หรือ right - lateral fault) ถาหินที่อยูผนังดานลางเลื่อนเขาหา เรียกวา รอยเลื่อนซายเขา (sinistral
หรือ left - lateral fault)
ี
โรงเรยนพรหมานุสรณจงหวัดเพชรบรี ช�นมัธยมศกษาปท ่ 4 หน่วยการเรียนร้ท ่ 2 การแปรสัณฐานของแผ่นธรณี
ุ
์
ั
ึ
ี
ี
ี
ู
ั