โครงสร้างโลก

บทท่ี 1 | โครงสร้างโลก โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 1

บทที่ | โครงสรา้ งโลก (Earth’s structure)

1 หา้ มเผยแพร่ ท้าซ้าgoo.gl/xsfe8b

สงวนสทิ ธิ์โดยดสัดสแวปทลส.งงวหนรสอื ิทจธา้ โ์ิหดนย่ายสสวท. หหา้ รมือเจผ้ายหแนพ่ารย่ ท้าซ้า โลกของเราเปล่ียนแปลงอยู่ตลอดเวลาทั้งบริเวณพื้นผิวและภายในโลก ในช่วงระยะเวลา

ประมาณ 4,500 ล้านปีที่ผ่านมา การเปล่ียนแปลงดังกล่าวส่งผลให้เกิดภูมิประเทศรูปแบบต่าง ๆ
และธรณพี บิ ัติภัย เชน่ แผ่นดนิ ไหว ภเู ขาไฟระเบิด ซง่ึ ปรากฏการณ์เหล่านสี้ ง่ ผลทง้ั ทีเ่ ปน็ ประโยชน์

ดัดแปลงและเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ดังนั้นมนุษย์จึงพยายามท�ำความเข้าใจปรากฏการณ์

ต่าง ๆ ที่เกิดขึน้ บนโลก โดยเริ่มจากการศกึ ษาลกั ษณะโครงสร้างภายในโลก

คำ� ถามส�ำคัญ
• กระบวนการใดทที่ ำ� ใหโ้ ครงสรา้ งภายในโลกมลี กั ษณะไมเ่ ปน็ เนอื้ เดยี วกนั และแบง่ เปน็ ชน้ั ๆ
• นกั วทิ ยาศาสตร์ใชข้ อ้ มลู ใดบา้ งในการศึกษาและแบง่ ชน้ั โครงสร้างโลก
• นักวทิ ยาศาสตร์ใช้เกณฑใ์ ดบ้างในการแบง่ ชนั้ โครงสร้างโลก แต่ละเกณฑ์แบ่งได้เป็นก่ชี ั้น
อะไรบา้ ง และโครงสรา้ งโลกแต่ละช้ันมีสมบตั เิ หมอื นหรอื ต่างกันอยา่ งไร

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 1 บทท่ี 1 | โครงสรา้ งโลก 1

จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้

1. สืบคน้ และอธิบายข้อมลู ท่สี นบั สนุนการแบ่งช้ันโครงสร้างโลกตามองคป์ ระกอบทางเคมี

หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้า และการแบง่ ช้ันโครงสรา้ งโลกตามสมบัติเชิงกล

2. วเิ คราะหข์ ้อมูลคลื่นไหวสะเทอื น และอธิบายการแบง่ ชน้ั โครงสร้างโลกและสมบตั เิ ชงิ กล
ของโครงสร้างโลกแต่ละชนั้
3. สร้างแบบจ�ำลองโครงสร้างโลกที่แบ่งตามองค์ประกอบทางเคมี เปรียบเทียบกับ
โครงสร้างโลกท่แี บง่ ตามสมบตั ิเชงิ กล
สงวนสิทธิ์โดย สสวท. หรือจา้ หนา่ ยตรวจสอบความรู้กอ่ นเรียน
ดัดแปลง ห้ามเผยแพร่ ท้าซ้าใหน้ กั เรยี นพจิ ารณาขอ้ ความตอ่ ไปน้ี แลว้ เตมิ เครอ่ื งหมาย  ลงในชอ่ งคำ� ตอบของขอ้ ความ

ทถี่ ูก หรือเครอื่ งหมาย  ลงในชอ่ งคำ� ตอบของข้อความที่ผิด
ข้อที่ ความร้พู นื้ ฐาน คำ� ตอบ
1 ชั้นโครงสร้างโลกประกอบด้วยเปลอื กโลก เน้อื โลก และแก่นโลก

สงวนสิทธ์ิโดย สสวท. หรือจ้าหนา่ ย2 เปลอื กโลกเป็นชน้ั ทีห่ นาทสี่ ุดของโครงสร้างโลก

3 เนื้อโลกมีสถานะเปน็ ของเหลว
4 แกน่ โลกเป็นช้ันของโลกที่มีความหนาแน่นน้อยท่ีสุด

ดัดแปลง5 ธาตุโลหะสว่ นใหญม่ ีความหนาแนน่ มากกว่าธาตุอโลหะ

6 คลนื่ จะเกดิ การสะทอ้ นและหักเหเม่ือเคล่อื นทีผ่ ่านตวั กลางตา่ งชนดิ กนั
7 คลน่ื จะเปล่ยี นแปลงความเรว็ เมอื่ เคลือ่ นทผี่ า่ นตัวกลางตา่ งชนดิ กนั
8 คลน่ื ทส่ี ง่ ผา่ นพลงั งานโดยอาศยั ตวั กลางนน้ั ตวั กลางจะเคลอื่ นทตี่ ามไปดว้ ย

9 อุกกาบาตเปน็ วัตถทุ ่มี าจากนอกระบบสุริยะ

10 สนามแมเ่ หลก็ เกดิ จากการเคลอ่ื นทข่ี องประจไุ ฟฟา้ ภายนอกทอี่ ยรู่ อบแกน
แม่เหลก็

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

2 บทท่ี 1 | โครงสร้ำงโลก โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เล่ม 1

บทนำ�

โลกเปน็ ดำวเครำะหห์ นิ (terrestrial planet) ดวงหนง่ึ ทเ่ี กดิ ขนึ้ เมอื่ ประมำณ 4,500 ลำ้ นปกี อ่ น
ในระบบสรุ ยิ ะ โลกเรมิ่ กำ� เนดิ โดยกำรพอกพนู มวลจำกกำรปะทะและหลอมรวมกนั ของวตั ถทุ เ่ี หลอื

ห้ามเผยแพร่ ท้าซ้าจำกกำรก่อตวั ของดวงอำทติ ย์ จนท�ำใหโ้ ลกมขี นำดใหญข่ นึ้ และมีมวลมำกขนึ้ ซึ่งในช่วงต้นของกำร

ก�ำเนิดโลกนั้น โลกมีอุณหภูมิสูงท�ำให้สสำรต่ำง ๆ หลอมเข้ำด้วยกัน ต่อมำอุณหภูมิค่อย ๆ
ลดลง สสำรมกี ำรแยกจำกกนั ตำมควำมหนำแนน่ โดยสสำรทเ่ี ปน็ ธำตหุ นกั มคี วำมหนำแนน่ มำก เชน่
เหลก็ นกิ เกลิ จะรวมตวั อย่บู รเิ วณใจกลำงโลก สว่ นธำตทุ ี่น้ำ� หนกั เบำกว่ำ มคี วำมหนำแน่นน้อยกวำ่
เชน่ ซลิ กิ อน อะลมู เิ นยี ม แมกนเี ซยี ม มกี ำรรวมตวั กนั อยบู่ รเิ วณรอบนอก ขณะเดยี วกนั อณุ หภมู ขิ อง

สงวนสิทธ์ิโดย สสวท. หรือจา้ หนา่ ยโลกมีกำรลดลงอย่ำงช้ำ ๆ โดยท่ีส่วนนอกสุดของโลกมีอุณหภูมิลดลงและแข็งตัวเร็วกว่ำส่วนอื่น

กระบวนกำรทกี่ ลำ่ วมำทัง้ หมดนีท้ �ำให้โลกเกิดกำรแบ่งชัน้ ดังรปู 1.1 นักวทิ ยำศำสตรใ์ ช้ข้อมลู หรือ
หลกั ฐำนใดบ้ำงมำสนับสนนุ กำรแบ่งชัน้ โครงสรำ้ งโลกแต่ละชัน้

ดดั แปลสงงวนสทิ ธ์ิโดย สสวท. หห้ารมอื เจผ้ายหแนพา่ รย่ ทา้ ซา้(ก) (ข) (ค)
รปู 1.1 กระบวนกำรกำ� เนิดโลกทที่ ำ� ใหโ้ ลกเกิดกำรแบง่ ชัน้
ดดั แปลง(ก) ชว่ งตน้ ของกำรกำ� เนิดโลกที่เกิดจำกกำรปะทะและหลอมรวมกัน
ของวัตถุท่เี หลอื อยจู่ ำกกำรกอ่ ตวั ของดวงอำทิตย์
(ข) ช่วงที่อณุ หภูมขิ องโลกเร่มิ ลดต�่ำลงทำ� ใหผ้ ิวชน้ั นอกสดุ เกิดกำรแขง็ ตัว
(ค) โครงสร้ำงภำยในโลกทแ่ี บง่ เป็นชน้ั ๆ

สถำบันสง่ เสริมกำรสอนวิทยำศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เลม่ 1 บทท่ี 1 | โครงสรำ้ งโลก 3

1.1 ขอ้ มลู ในกำรศึกษำและแบ่งช้ันโครงสรำ้ งโลก
นกั วิทยำศำสตร์มคี วำมสนใจที่จะศกึ ษำโครงสรำ้ งโลกมำเปน็ เวลำนำน เซอรไ์ อแซค นวิ ตัน
(Sir Isaac Newton) เป็นนักวิทยำศำสตร์ที่มีบทบำทส�ำคัญในกำรศึกษำโครงสร้ำงโลก จำกกำรท่ี
นวิ ตนั ศกึ ษำควำมโนม้ ถ่วงของโลกและควำมหนำแน่นเฉลี่ยของโลก พบวำ่ ควำมหนำแนน่ เฉลย่ี ของ

ห้ามเผยแพร่ ท้าซ้าโลกมคี ำ่ เปน็ 2 เทำ่ ของควำมหนำแนน่ ของหนิ บนผวิ โลก จงึ สนั นษิ ฐำนวำ่ โลกไมไ่ ดเ้ ปน็ เนอ้ื เดยี วกนั

ท้งั หมด และส่วนทอ่ี ยู่ลกึ ลงไปภำยในโลกนำ่ จะมคี วำมหนำแน่นมำกกวำ่ หนิ บนผวิ โลก
ต่อมำนักวิทยำศำสตร์ได้มีกำรส�ำรวจหินบนเปลือกโลกและศึกษำหินท่ีเกิดจำกกำรระเบิด
ของภูเขำไฟ พบว่ำสมบตั ิทำงกำยภำพและองค์ประกอบทำงเคมีของหนิ บนเปลือกโลกคล้ำยกบั หิน
ท่ีเกิดจำกกำรระเบดิ ของภูเขำไฟ แตเ่ มื่อเทียบกบั หินแปลกปลอม (xenolith) ที่ถูกพำขึน้ มำพร้อม

สงวนสิทธ์โิ ดย สสวท. หรอื จ้าหนา่ ยลำวำ พบวำ่ มสี มบตั ทิ ำงกำยภำพและองคป์ ระกอบทำงเคมแี ตกตำ่ งออกไป นอกจำกนจ้ี ำกกำรเจำะ
สำ� รวจทำ� ใหท้ รำบวำ่ โลกมอี ณุ หภมู แิ ละควำมดนั เพมิ่ ขนึ้ ตำมระดบั ควำมลกึ และจำกกำรระเบดิ ของ
ภเู ขำไฟท�ำให้ทรำบวำ่ ภำยใตผ้ ิวโลกลงไปบำงสว่ นมีหินหลอมเหลว
ดัดแปลง ห้ามเผยแพร่ ท้าซา้ควำมรู้เพ่มิ เติม : หินแปลกปลอมคอื อะไร
โดยท่ัวไปหินแปลกปลอมหมำยถึงเศษของหินท้องที่ที่เข้ำไปอยู่ในแมกมำหรือลำวำ แต่
ข้อมูลท่ีใช้ในกำรศึกษำโครงสร้ำงโลกน้ัน หินแปลกปลอมน้ีเป็นเศษหินแข็งท่ีมีต้นก�ำเนิดอยู่
สงวนสทิ ธโิ์ ดย สสวท. หรือจา้ หน่ายในระดบั ลกึ ใตเ้ ปลือกโลก ซงึ่ พบปนอยูใ่ นเน้ือของมวลหนิ อัคนีท่ีเกิดจำกกำรปะทุของลำวำ
ขึ้นมำบนผิวโลก และประกอบด้วยแร่ที่มีธำตุเหล็กและแมกนีเซียมปริมำณมำกกว่ำหินบน
ดดั แปลงเปลือกโลก

สถำบันส่งเสริมกำรสอนวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี

4 บทที่ 1 | โครงสรำ้ งโลก โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เล่ม 1

ชวนคดิ : ควำมดนั และอณุ หภูมภิ ำยในโลก

สงวนสทิ ธ์ิโดยดสัดสแวปทล.ง หห้ารมอื เจผ้ายหแนพ่ารย่ ทา้ ซา้ หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้ากรำฟข้ำงต้นแสดงอุณหภูมิและควำมดันท่ีเปล่ียนแปลงไปตำมควำมลึกของโครงสร้ำงโลก
ณ ปจั จุบัน
สงวนสทิ ธ์โิ ดย สสวท. หรือจา้ หนา่ ย 1. จำกกรำฟ ทร่ี ะดบั ควำมลกึ ใดของโลกทมี่ อี ณุ หภมู แิ ละควำมดนั สงู ทส่ี ดุ และทร่ี ะดบั
ควำมลึกใดมีอุณหภมู ิและควำมดันต�่ำที่สดุ
2. นกั เรยี นคดิ วำ่ อณุ หภมู แิ ละควำมดนั ภำยในโลกทเี่ ปลยี่ นไปในแตล่ ะระดบั ควำมลกึ
มคี วำมสัมพันธก์ บั สิง่ ใด
3. นักเรยี นคดิ ว่ำกรำฟของอณุ หภูมิและควำมดันของโลกในช่วงกอ่ กำ� เนดิ แตกตำ่ ง
ดัดแปลง จำกปัจจบุ นั อยำ่ งไร

สถำบนั สง่ เสริมกำรสอนวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 1 บทที่ 1 | โครงสร้างโลก 5

จากการศึกษาข้างต้นยังไม่ท�ำให้ทราบถึงข้อมูลของโครงสร้างโลกในโลกระดับลึกได้
นักวิทยาศาสตร์จึงใช้ความรู้จากทฤษฎีก�ำเนิดสุริยะ และสมบัติของคลื่นไหวสะเทือน
(seismic waves) มาช่วยในการศึกษา
หา้ มเผยแพร่ ท้าซา้ จากการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและ
ความหนาแน่นของอุกกาบาตเหล็ก (iron
meteorites) ที่พบในระบบสุริยะ ดังรูป 1.2
พบว่ามอี งคป์ ระกอบหลกั ทางเคมเี ปน็ เหลก็ และ
สงวนสทิ ธโิ์ ดย สสวท. หรือจา้ หน่ายอุกกาบาตเหล็กและหินบนเปลือกโลก ไป
นิกเกิล และเม่ือน�ำค่าความหนาแน่นของ

ค�ำนวณและเปรียบเทียบกับค่าความหนาแน่น
ของโลกทนี่ วิ ตนั ไดค้ ำ� นวณไว้ พบวา่ มคี า่ ใกลเ้ คยี ง
กัน และเม่ือเชื่อมโยงทฤษฎีก�ำเนิดระบบสุริยะ

ดดั แปลง หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้าที่ว่าอุกกาบาตคือวัตถุที่เหลือจากการก�ำเนิด
รปู 1.2 อกุ กาบาตเหล็ก แคมโป เดล เชียโล
(Campo del Cielo) ประเทศอาร์เจนตนิ า

ระบบสรุ ยิ ะ จงึ ทำ� ใหน้ กั วทิ ยาศาสตรส์ นั นษิ ฐานวา่ สว่ นหนง่ึ ของวสั ดกุ อ่ กำ� เนดิ โลกจะมอี งคป์ ระกอบ
เป็นเหล็กและนิกเกิล รวมท้ังการพบสนามแม่เหล็กโลกซึ่งคาดการณ์ว่าเกิดจากการเหนี่ยวน�ำด้วย
โลหะจำ� พวกเหล็กภายในโลก จงึ น�ำมาส่ขู อ้ สรปุ วา่ ภายในโลกมีองคป์ ระกอบทางเคมเี ป็นเหลก็ และ
นิกเกลิสงวนสทิ ธโิ์ ดย สสวท. หรอื จ้าหนา่ ย ต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้น�ำสมบัติของ

คลื่นไหวสะเทือนมาศึกษาสมบัติเชิงกลของ ค(mวาeมcรhู้เaพnิ่มiเcตaิมl :pสrมoบpตัerิเชtiงิeกsล)
โครงสร้างโลก คลื่นไหวสะเทือนเปน็ คลืน่ กล วัสดุต่าง ๆ จะมีการตอบสนองต่อแรง
ภายนอกท่ีมากระท�ำแตกต่างกันข้ึนอยู่กับ
ดัดแปลงทเ่ี กดิ จากแรงสน่ั สะเทอื นจากแผน่ ดนิ ไหวหรอื สมบัติเชิงกลของวัสดุ สมบัติเชิงกล คือ
พฤติกรรมของวัสดุ ท่ีสามารถแสดงออกมา
ท่มี นุษยส์ ร้างข้ึน คลื่นไหวสะเทือน แบ่งออก เม่ือมีแรงจากภายนอกมากระท�ำ เช่น
เปน็ 2 ประเภท คือ คลนื่ ในตวั กลาง (body ความเคน้ (stress) ความเครยี ด (stain) สภาพ
waves) และคลื่นพื้นผิว (surface waves) พลาสตกิ (plasticity) สภาพยดื หยนุ่ (elastic)
ท้ังน้ีในการศึกษาโครงสร้างโลกน้ันใช้สมบัติ ความเปราะ (brittleness) ความแข็งแกร่ง
ของคลนื่ ในตวั กลางเปน็ หลกั ซง่ึ แบง่ ออกเปน็ (stiffness) ในที่นี้คือการตอบสนองของ
คลนื่ ปฐมภมู ิ (Primary wave, P wave) และ โครงสร้างโลกแต่ละช้ันเม่ือคล่ืนไหวสะเทือน
คลื่นทตุ ยิ ภมู ิ (Secondary wave, S wave)
โดยคลนื่ ปฐมภมู แิ ละทตุ ิยภมู ิมสี มบตั ิ ดงั นี้

เคล่ือนท่ีผา่ น

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

6 บทที่ 1 | โครงสรำ้ งโลก โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เล่ม 1

คลน่ื ปฐมภมู ิ เปน็ คลน่ื ตำมยำว สำมำรถเคลอื่ นทผ่ี ำ่ นตวั กลำงไดท้ กุ สถำนะ เมอ่ื เคลอื่ นทผ่ี ำ่ น
ตวั กลำงทำ� ใหอ้ นภุ ำคของตวั กลำงเกดิ กำรอดั และขยำยในทศิ ทำงเดยี วกบั กำรเคลอื่ นทข่ี องคลน่ื เทยี บ
ไดก้ บั ลกั ษณะกำรอดั และขยำยของสปรงิ ไปตำมแนวยำว ดงั รูป 1.3 นอกจำกนค้ี ล่ืนปฐมภูมิยังเป็น
คลืน่ ไหวสะเทือนทม่ี ีควำมเรว็ มำกทส่ี ุด และเดนิ ทำงมำถึงเคร่อื งตรวจวัดเปน็ อนั ดับแรก

หา้ มเผยแพร่ ท้าซ้า คลื่นทุติยภูมิ เป็นคลื่นตำมขวำง เคลื่อนที่ผ่ำนได้เฉพำะตัวกลำงที่มีสถำนะเป็นของแข็ง

เมอ่ื เคลอื่ นทผ่ี ำ่ นตวั กลำงทำ� ใหอ้ นภุ ำคของตวั กลำงเคลอ่ื นทต่ี ง้ั ฉำกกบั ทศิ ทำงกำรเคลอ่ื นทขี่ องคลนื่
เทยี บได้กับลกั ษณะกำรสะบดั สปรงิ ไปทำงซ้ำยและขวำสลบั กนั ดังรูป 1.4 คล่ืนทุติยภูมเิ คลอ่ื นที่ได้
ชำ้ กวำ่ คลน่ื ปฐมภูมิ จงึ เปน็ คล่ืนที่เดนิ ทำงมำถงึ เครื่องตรวจวดั ได้เป็นอันดบั สอง

สงวนสทิ ธโ์ิ ดยดสดั สแวปทลส.งงวหนรสอื ทิ จธา้ โ์ิหดนย่าดยสัดสแวปทล.ง หห้ารมอื เจผ้ายหแนพ่ารย่ ท้าซา้รปู 1.3 แสดงลักษณะกำรเคลือ่ นทีข่ องคล่ืนปฐมภูมเิ ทยี บกบั
ลักษณะกำรเคลื่อนท่ีของคล่ืนท่ีเกดิ จำกสปรงิ ถกู อัดขยำย

สถำบนั ส่งเสริมกำรสอนวทิ ยำศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เล่ม 1 บทที่ 1 | โครงสรำ้ งโลก 7

สงวนสทิ ธิ์โดยดสดั สแวปทล.ง หห้ารมอื เจผ้ายหแนพ่ารย่ ท้าซ้า หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้ารูป 1.4 แสดงลักษณะกำรเคลอ่ื นท่ขี องคล่นื ทุตยิ ภมู ิเทยี บกบั
ลักษณะกำรเคล่อื นทขี่ องคลน่ื ที่เกิดจำกกำรสะบัดของสปรงิ
สงวนสทิ ธิ์โดย สสวท. หรือจา้ หน่ายลองทำ� ดู : คลนื่ ในตัวกลำงเคลอ่ื นท่ีอยำ่ งไร
ให้นักเรียนผูกเชือกบนลวดสปริง ทดลองอัดและสะบัดลวดสปริงตำมทิศทำงดังรูป
1.3 และ 1.4 จำกนั้นสังเกตทิศทำงและลักษณะกำรเคลื่อนท่ีของลูกคล่ืนและปมเชือกบน
ดดั แปลงลวดสปรงิ เพอื่ เปรยี บเทยี บกบั ลกั ษณะกำรเคลอ่ื นทขี่ องลกู คลนื่ บนลวดสปรงิ กบั คลน่ื ปฐมภมู แิ ละ
คล่ืนทุตยิ ภมู ิ
เมื่อคลื่นปฐมภูมิและคล่ืนทุติยภูมิเคลื่อนที่ผ่ำนตัวกลำงต่ำงชนิดกัน หรือตัวกลำงที่มีควำม
หนำแน่นไม่เทำ่ กนั คลน่ื จะมีควำมเรว็ เปลย่ี นไป เกดิ กำรหักเห และ/หรอื สะทอ้ น ท่ีบรเิ วณรอยต่อ
ของตวั กลำงนนั้ นกั เรยี นคดิ วำ่ นกั วทิ ยำศำสตรน์ ำ� สมบตั ขิ องคลนื่ ไหวสะเทอื นมำใชศ้ กึ ษำโครงสรำ้ งโลก
ไดอ้ ย่ำงไร
สถำบันส่งเสริมกำรสอนวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี

8 บทที่ 1 | โครงสรำ้ งโลก โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เล่ม 1

นกั วทิ ยำศำสตรต์ งั้ สมมตฐิ ำนวำ่ หำกภำยในโลกเปน็ เนอ้ื เดยี วกนั โดยตลอด คลน่ื ไหวสะเทอื น
ทเ่ี คลอื่ นทผี่ ำ่ นภำยในโลกจะมคี วำมเรว็ คงทแี่ ละเดนิ ทำงเปน็ เสน้ ตรง ดงั รปู 1.5 (ก) แตถ่ ำ้ วสั ดภุ ำยใน
โลกมคี วำมหนำแนน่ และควำมดนั เพมิ่ ขน้ึ เรอื่ ย ๆ ตำมระดบั ควำมลกึ คลน่ื ไหวสะเทอื นจะเคลอ่ื นผำ่ น
ภำยในโลกด้วยควำมเร็วท่ีเพิ่มขึ้นตำมกำรเพ่ิมข้ึนของควำมหนำแน่นและควำมดัน และเส้นทำง

ห้ามเผยแพร่ ท้าซ้ากำรเคล่ือนท่ีของคลื่นจะไม่เป็นเส้นตรง ดังรูป 1.5 (ข) แต่จำกกำรศึกษำกำรเคล่ือนท่ีของ

คลน่ื ไหวสะเทอื นผำ่ นภำยในโลกพบวำ่ มีลักษณะดังรปู 1.5 (ค) ทำ� ให้สันนิษฐำนวำ่ ภำยในโลกอำจ
แบ่งเป็นชั้น ๆ ตำมสถำนะและควำมหนำแนน่ ท่ีแตกตำ่ งกัน
สงวนสิทธิ์โดยดสัดสแวปทล.ง หรอื จ้าหนา่ ย ห้ามเผยแพร่ ท้าซ้า(ก) (ข)
สงวนสทิ ธ์โิ ดย สสวท. หรอื จา้ หนา่ ยรปู 1.5 กำรเคลื่อนท่ขี องคลืน่ ไหวสะเทือนเมอ่ื ผ่ำนภำยในโลกตำมสมมตฐิ ำนตำ่ ง ๆ(ค)

1.2 กำรแบ่งชั้นโครงสร้ำงโลก

ดดั แปลง เมื่อนักวิทยำศำสตร์น�ำข้อมูลท้ังองค์ประกอบทำงเคมีของหินบนผิวโลก หินแปลกปลอมใน

ระดับลึกใต้เปลือกโลกที่ลำวำน�ำขึ้นมำ และอุกกำบำตเหล็ก ร่วมกับข้อมูลท่ีได้จำกกำรตรวจวัด
คลน่ื ไหวสะเทอื น ทำ� ใหน้ กั วทิ ยำศำสตรแ์ บง่ ชนั้ โครงสรำ้ งโลกโดยใชเ้ กณฑอ์ งคป์ ระกอบทำงเคม ี และ
สมบตั ิเชิงกล
1.2.1 กำรแบ่งช้ันโครงสร้ำงโลกตำมองค์ประกอบทำงเคมี
โลกประกอบไปด้วยธำตุหลำยชนิด โดยประมำณร้อยละ 90 เป็นเหล็ก ออกซิเจน
ซิลกิ อนและแมกนีเซียม นอกจำกน้ียงั มธี ำตอุ ่ืน ๆ อีก ดงั รูป 1.6

สถำบันส่งเสริมกำรสอนวิทยำศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เล่ม 1 บทที่ 1 | โครงสร้ำงโลก 9

สงวนสทิ ธโ์ิ ดยดสัดสแวปทล.งหหา้ รมอื เจผา้ ยหแนพ่ารย่ ทา้ ซ้า หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้ารปู 1.6 องค์ประกอบทำงเคมขี องโลก
ในขณะทเ่ี กดิ กำรแบง่ ชนั้ ของโลก ธำตเุ หลำ่ นเ้ี กดิ เปน็ สำรประกอบแลว้ แยกตวั กนั อยเู่ ปน็ ชน้ั ๆ
ตำมควำมหนำแน่นท่ีแตกต่ำงกัน นักวิทยำศำสตร์จึงแบ่งโครงสร้ำงโลกเป็น 3 ช้ัน ได้แก่
เปลอื กโลก (crust) เนอื้ โลก (mantle) และแกน่ โลก (core) ตำมองคป์ ระกอบทำงเคมที แี่ ตกตำ่ งกนั
สงวนสิทธ์ิโดยดสดั สแวปทล.ง หรือจา้ หนา่ ยรปู 1.7

รปู 1.7 กำรแบง่ ช้ันโครงสร้ำงโลกตำมองค์ประกอบทำงเคมี
สถำบันส่งเสริมกำรสอนวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี

10 บทท่ี 1 | โครงสร้ำงโลก โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เล่ม 1

เปลือกโลก (crust) เป็นชั้นนอกสุดที่ห่อหุ้มโลก มีควำมหนำระหว่ำง 5–70 กิโลเมตร
เปลอื กโลกประกอบดว้ ยเปลอื กโลกทวปี (continental crust) และเปลอื กโลกมหำสมทุ ร (oceanic
crust) ดังรปู 1.8
เปลือกโลกทวีปมีท้ังที่เป็นพ้ืนทวีปและไหล่ทวีป (continental shelf) ประกอบด้วย

หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้าหินแกรนิตเปน็ ส่วนใหญ ่ โดยมอี งคป์ ระกอบหลักเปน็ สำรประกอบของซลิ กิ อนและอะลูมเิ นยี ม
เปลือกโลกมหำสมุทร เป็นส่วนที่รองรับทะเลหรือมหำสมุทร ส่วนใหญ่ประกอบด้วย
หนิ บะซอลต์ ซึง่ มอี งคป์ ระกอบหลกั เปน็ สำรประกอบของซิลกิ อนและแมกนีเซยี ม เปลือกโลกทวีปมี
ควำมหนำแน่นน้อยกว่ำเปลือกโลกมหำสมุทร แต่เปลือกโลกทวีปมีควำมหนำมำกกว่ำเปลือกโลก
มหำสมทุ ร

สงวนสทิ ธ์ิโดยดสดั สแวปทลส.งงวหนรสอื ทิ จธา้ ิโ์หดนย่าดยสัดสแวปทล.งหหา้รมอื เจผ้ายหแนพ่ารย่ ทา้ ซา้รปู 1.8 เปลอื กโลก

สถำบันส่งเสริมกำรสอนวทิ ยำศำสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เลม่ 1 บทที่ 1 | โครงสร้ำงโลก 11

ควำมรู้เพ่มิ เตมิ : ไหล่ทวปี (continental shelf)
ไหล่ทวีป คือส่วนหนึ่งของ

ห้ามเผยแพร่ ท้าซา้ขอบทวีป อยู่ระหว่ำงแนวชำยฝั่ง

ทะเลกบั ลำดทวีป (continental
slope)

สงวนสทิ ธ์โิ ดยดสดั สแวปทล.ง หรอื จ้าหน่าย ห้ามเผยแพร่ ท้าซ้าเนอ้ื โลก (mantle) เปน็ ชนั้ ทอี่ ยถู่ ดั จำกเปลอื กโลก มขี อบเขตตง้ั แตใ่ ตเ้ ปลอื กโลกจนถงึ ทร่ี ะดบั
ควำมลึกประมำณ 2,900 กิโลเมตร ดังรูป 1.9 นักวิทยำศำสตร์ศึกษำหินแข็งใต้เปลือกโลก
(หนิ แปลกปลอม) ทข่ี นึ้ มำบนผวิ โลกพรอ้ มกบั ลำวำพบวำ่ มอี งคป์ ระกอบหลกั เปน็ ซลิ กิ อน แมกนเี ซยี ม
และเหลก็ เปน็ สว่ นใหญ ่ ดงั นนั้ นกั วทิ ยำศำสตรจ์ งึ สรปุ วำ่ เนอื้ โลกมอี งคป์ ระกอบหลกั เปน็ สำรประกอบ
สงวนสทิ ธิ์โดยดสดั สแวปทล.ง หรอื จา้ หน่ายของซิลกิ อน แมกนีเซยี มและเหล็ก

รปู 1.9 เนื้อโลก
สถำบันส่งเสริมกำรสอนวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี

12 บทที่ 1 | โครงสรา้ งโลก โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 1

แกน่ โลก (core) เป็นโครงสรา้ งโลกชนั้ ในสดุ อยทู่ ีร่ ะดบั ความลกึ ตง้ั แต่ 2,900 กโิ ลเมตรจาก
ผิวโลก จนถงึ ใจกลางโลก ดงั รปู 1.10 ประกอบด้วยธาตเุ หลก็ เปน็ สว่ นใหญ ่ และธาตุอนื่ ๆ ได้แก่
นสกิ เงกวิลนออสกซทิ เิ จธนิโ์ ซดลิ ยกิ อดนสัดแสแลวะปซทลัล.เฟงอหรห์ า้รรูปมือ1เ.จ1ผ0้ายแหกแ่นนโพล่ากรย่ ทา้ ซ้า
สงวนสิทธโ์ิ ดยดสดั สแวปทล.ง หหา้รมอื เจผา้ ยหแนพ่ารย่ ท้าซ้า

สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เล่ม 1 บทท่ี 1 | โครงสร้ำงโลก 13

สงวนสทิ ธโ์ิ ดยดสัดสแวปทล.งหหา้รมือเจผ้ายหแนพ่ารย่ ทา้ ซ้า หห้ารมอื เจผ้ายหแนพ่ารย่ ทา้ ซา้
สงวนสทิ ธ์โิ ดยดสัดสแวปทล.ง
ตรวจสอบควำมเ ้ขำใจ
จำก ูรปองค์ประกอบ
ทำงเคมีของโครงส ้รำงโลก
แต่ละ ั้ชน ถ้ำพบหินท่ีมี
แมก ีนเซียมเป็นปริมำณ
มำก ิหนน้ันน่ำจะมำจำก
โครงส ้รำงโลก ัช้นใด

สถำบันส่งเสริมกำรสอนวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี

14 บทท่ี 1 | โครงสรา้ งโลก โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 1

1.2.2 การแบ่งช้นั โครงสรา้ งโลกตามสมบัตเิ ชงิ กล
นกั วทิ ยาศาสตรไ์ ดศ้ กึ ษาคลน่ื ไหวสะเทอื นทเี่ คลอ่ื นทจ่ี ากศนู ยเ์ กดิ แผน่ ดนิ ไหว และพบ
ว่าบางบริเวณสามารถตรวจวัดได้ท้ังคล่ืนปฐมภูมิและทุติยภูมิ บางบริเวณไม่สามารถ
ตรวจวัดคลื่นปฐมภูมิได้ บางบริเวณไม่สามารถตรวจวัดคลื่นทุติยภูมิได้ และบางบริเวณ

หา้ มเผยแพร่ ท้าซา้ ไม่สามารถตรวจวัดได้ทั้งคล่ืนปฐมภูมิและคล่ืนทุติยภูมิ ดังรูป 1.11 เรียกบริเวณ

เหล่าน้ีว่า เขตอับคลื่น (shadow zone) ซ่ึงเป็นผลมาจากการสะท้อนและ/หรือหักเห
ของคล่ืน จากการตรวจพบเขตอับคลื่นท�ำให้นักวิทยาศาสตร์คาดว่าภายในโลกไม่ได้
เป็นเนื้อเดียวกัน นอกจากน้ีการเคลื่อนที่ของคลื่นไหวสะเทือนมีการเปล่ียนแปลง
ความเร็วท่ีระดับลึกต่าง ๆ นักวิทยาศาสตร์จึงน�ำข้อมูลท้ังหมดข้างต้นมาใช้ในการแบ่งช้ัน

สงวนสทิ ธโิ์ ดยดสดั สแวปทลส.งงวหนรสอื ทิ จธา้ ิ์โหดนย่าดยสดั สแวปทล.ง หห้ารมอื เจผา้ ยหแนพา่ รย่ ท้าซา้ โครงสรา้ งโลก โดยนักเรยี นจะได้ศกึ ษาจากกจิ กรรม 1.1

รูป 1.11 ลักษณะเส้นทางของคลนื่ ปฐมภูมแิ ละคล่นื ทตุ ิยภมู ทิ ี่เคลอื่ นทผี่ า่ นโครงสรา้ งโลก

สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 1 บทท่ี 1 | โครงสรา้ งโลก 15

กจิ กรรม 1.1 การศึกษาคล่นื ไหวสะเทอื นทผ่ี า่ นโครงสรา้ งโลก

จดุ ประสงค์กจิ กรรม

ห้ามเผยแพร่ ทา้ ซา้ แปลความหมายและอธบิ ายขอ้ มูลการเคลือ่ นที่ของคลื่นไหวสะเทอื นตามระดบั

ความลกึ ของโครงสรา้ งโลกจากกราฟท่กี �ำหนดให้
วสั ด-ุ อุปกรณ์
กราฟแสดงความสัมพันธร์ ะหวา่ งความเร็วของคลนื่ ไหวสะเทือนกบั ระดับความลกึ
รปู 1 และ 2 (หน้า 16)

สงวนสทิ ธโิ์ ดย สสวท. หรือจ้าหนา่ ยวธิ กี ารทำ� กิจกรรม
1. สงั เกตการเปลยี่ นแปลงความเร็วของคลืน่ ปฐมภูมิและคลน่ื ทุตยิ ภูมจิ ากกราฟใน
แต่ละช่วงระดับความลึก และบนั ทกึ ผลท่ไี ด้ลงในตารางบันทกึ ผล
ดัดแปลง หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้า 2. นำ� ผลการสงั เกตจากขอ้ ท่ี 1 มาวเิ คราะหแ์ ละอภปิ รายถงึ สาเหตทุ คี่ ลน่ื ปฐมภมู แิ ละ
คลนื่ ทุติยภมู ิเปลีย่ นแปลงความเร็ว โดยเชื่อมโยงกบั สถานะของตัวกลาง และสรุป
แนวคดิ การแบง่ ช้ันโครงสร้างโลก
3. ออกแบบและสรา้ งแบบจำ� ลองแสดงแนวคดิ ในการแบง่ ชนั้ โครงสรา้ งโลกโดยอาศยั
ขอ้ มูลคลืน่ ไหวสะเทอื น และนำ� เสนอพร้อมเหตุผลสนบั สนุน
สงวนสทิ ธิโ์ ดย สสวท. หรือจ้าหน่าย 4. รวบรวมขอ้ มูลทไี่ ด้จากการนำ� เสนอและอภิปรายรว่ มกนั ในชัน้ เรียนมาปรบั ปรุง
ดดั แปลง แบบจ�ำลองการแบง่ ชนั้ โครงสร้างโลกใหส้ มบูรณแ์ ละถูกตอ้ งยิ่งขึน้

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

16 บทท่ี 1 | โครงสรำ้ งโลก โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เล่ม 1

สงวนรสปู ทิ1 กธรโ์ิำฟดแยสดดงสคดั วสำแมวสปมัทพลส.นั งงธร์วหะหหนา้วรำ่สมอืงคิทเจวผำธ้ามยิ์โเหรดแว็ นขพยอ่าดงรคยสดัล่ สนื่ทแไหวา้ ปวทซสละ.้าเทงอื หนหก้าบัรรมอืะดเจบัผค้ายวหำแมนลพึก่ารย่ ทา้ ซ้า

รูป 2 ภำพขยำยกรำฟแสดงควำมสมั พนั ธร์ ะหวำ่ ง
ควำมเรว็ ของคลนื่ ไหวสะเทอื นกบั ระดบั ควำมลกึ ช่วง 0-660 กิโลเมตร จำกผวิ โลก
สถำบันสง่ เสริมกำรสอนวิทยำศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 1 บทท่ี 1 | โครงสรา้ งโลก 17

ตาร างบันทึกผล



การเปลย่ี นแปลงความเร็วของ
คลืน่ P คลน่ื S
ระดบั ความลกึ สถานะของตัวกลาง

ห้ามเผยแพร่ ทา้ ซา้(กโิ ลเมตร)

0-100
100-660
660-2,900

สงวนสิทธิ์โดย สสวท. หรือจ้าหนา่ ย2,900-5,150
5,150-6,370
ดัดแปลง ห้ามเผยแพร่ ทา้ ซ้าคำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม

1. จากกจิ กรรม กราฟที่กำ� หนดให้แสดงข้อมูลเรอื่ งใดบ้าง
2. ข้อมลู ในกราฟมีความสัมพันธ์กนั อยา่ งไร ความลึกที่เพิ่มขึ้นทำ� ให้ความเร็วของ
คลื่นไหวสะเทอื นเปลี่ยนแปลงอยา่ งไร
3. โครงสรา้ งโลกแต่ละระดับความลึกมสี ถานะเหมอื นหรือแตกตา่ งกนั อยา่ งไร

สงวนสิทธโิ์ ดยดสัดสแวปทล.ง หรือจา้ หน่าย ทราบได้อยา่ งไร

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

18 บทท่ี 1 | โครงสร้ำงโลก โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เลม่ 1

จำกกิจกรรมพบว่ำเมื่อคลื่นไหว (คแMนวำoวมไhมรoเ้ตู่ พrอ่oม่ิ เvนเiตcอ่ื มิiงcโ:มdโisฮcโoรวnซิ tiกิnuity)
สะเทอื นเคลอ่ื นทผี่ ำ่ นโครงสรำ้ งภำยในโลก
คลื่นไหวสะเทือนมีกำรเปลี่ยนแปลง นักวิทยำศำสตร์เรียกแนวไม่ต่อเน่ืองที่ค้นพบ
ควำมเรว็ อยำ่ งฉบั พลนั ทรี่ ะดบั ควำมลกึ ตำ่ ง ๆ โดย แอนดริจำ โมโฮโรวิซิก ซ่ึงอยู่ระหว่ำง
เปลือกโลกกับเนื้อโลกว่ำ แนวไม่ต่อเนื่อง
หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้ารวมท้ังกำรไม่ปรำกฏคลื่น S ในบำงช่วงโมโฮโรวิซิก หรือแนวแบ่งเขตโมโฮโรวิซิก
นยิ มเรียกสนั้ ๆ ว่ำ โมโฮ โดยควำมลกึ ของ
ของระดับควำมลึก แสดงว่ำภำยในโลกไม่ โมโฮนี้ข้ึนอยู่กับควำมหนำของเปลือกโลก
ไดเ้ ปน็ เนอ้ื เดยี วกนั แตแ่ บง่ ไดเ้ ปน็ หลำยชนั้ที่วำงตัวอยู่ด้ำนบน ซึ่งโมโฮจะมีควำมหนำ
ตำมสมบตั เิ ชงิ กลทแี่ ตกตำ่ งกนั ของแตล่ ะชนั้ประมำณ 0.1 – 0.5 กโิ ลเมตร

สงวนสทิ ธิ์โดย สสวท. หรอื จ้าหน่าย ในปี พ.ศ. 2452 แอนดริจำ

โมโฮโรวิซิก (Andrija Mohorovicic)
นักวิทยำศำสตร์ชำวโครเอเชีย ได้ศึกษำ
ข้อมูลกำรเคล่ือนที่ของคลื่นไหวสะเทือน

ดดั แปลง หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้าเม่ือเกิดแผ่นดินไหว พบว่ำ ควำมเร็วของ

คลน่ื เมอ่ื เคลอ่ื นทผ่ี ำ่ นตวั กลำงตำ่ งชนดิ กนั
มกี ำรหกั เห สะทอ้ นและเคล่ือนทผี่ ่ำนด้วย
ควำมเร็วที่แตกตำ่ งกนั ต่อมำจึงสรุปได้ว่ำ
โครงสร้ำงภำยในโลกมีกำรแบง่ ชัน้
สงวนสทิ ธิโ์ ดย สสวท. หรือจา้ หนา่ ย จำกกำรศึกษำควำมเร็วของคล่ืนไหวสะเทือนท่ีเปล่ียนไปในแต่ละระดับควำมลึก ท�ำให้

นักวทิ ยำศำสตรส์ รปุ วำ่ องคป์ ระกอบต่ำง ๆ ภำยในโลกไม่ไดเ้ ป็นเน้ือเดยี วกนั และได้แบ่งโครงสร้ำง

ดัดแปลงโลกออกเป็น 5 ช้ัน คอื ธรณภี ำค (lithosphere) ฐำนธรณภี ำค (asthenosphere) มชั ฌมิ ภำค

(mesosphere) แกน่ โลกชัน้ นอก (outer core) และ แก่นโลกช้นั ใน (inner core) ดังรปู 1.12

สถำบันสง่ เสริมกำรสอนวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เลม่ 1 บทท่ี 1 | โครงสร้ำงโลก 19

สงวนสทิ ธ์ิโดยดสดั สแวปทล.ง หหา้ รมอื เจผา้ ยหแนพา่ รย่ ท้าซ้า หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซา้รูป 1.12 กำรแบ่งชน้ั โครงสรำ้ งโลกตำมสมบตั เิ ชิงกลทไี่ ด้จำกกำรศกึ ษำกำรเคลอื่ นทข่ี องคลน่ื ไหวสะเทอื น
ผำ่ นช้นั ตำ่ ง ๆ ของโครงสร้ำงโลกตำมระดบั ควำมลกึ
โครงสร้ำงโลกแตล่ ะชน้ั มลี ักษณะแตกตำ่ งกนั ดังน้ี
ธรณภี ำค (lithosphere) เปน็ ชน้ั โครงสรำ้ งภำยนอกสดุ ของโลก ประกอบดว้ ยเปลอื กโลกและ
สงวนสทิ ธโิ์ ดย สสวท. หรอื จา้ หน่ายเนื้อโลกตอนบนสดุ (uppermost mantle) มสี ถำนะเปน็ ของแข็งทม่ี สี ภำพแข็งเกรง็ (rigidity) มี
ควำมหนำแนน่ เฉลย่ี 2.9 กรมั ตอ่ ลกู บำศกเ์ ซนตเิ มตร จงึ ทำ� ใหค้ ลน่ื ปฐมภมู แิ ละคลน่ื ทตุ ยิ ภมู เิ คลอื่ นท่ี
ดดั แปลงผ่ำนดว้ ยควำมเรว็ ท่ีเพมิ่ ขนึ้ อยำ่ งรวดเร็ว ดงั รูป 1.13
รูป 1.13 ควำมเรว็ ของคลนื่ ไหวสะเทือนเมื่อผำ่ นธรณีภำค

สถำบันส่งเสริมกำรสอนวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี

20 บทที่ 1 | โครงสร้ำงโลก โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เล่ม 1

ฐำนธรณภี ำค (asthenosphere) เปน็ โครงสรำ้ งทอ่ี ยถู่ ดั ลงมำจำกธรณภี ำค โดยเปน็ สว่ นของ
เนอ้ื โลกตอนบน (upper mantle) มสี ถำนะเปน็ ของแข็งที่มสี ภำพพลำสตกิ (plasticity) มีควำม
หนำแน่นเฉล่ีย 3.3 กรัมต่อลูกบำศก์เซนติเมตร โครงสร้ำงโลกช้ันนี้พบลักษณะกำรเคลื่อนที่ของ
คลนื่ ไหวสะเทอื นทีม่ กี ำรเปล่ยี นแปลงควำมเร็วไมส่ ม่�ำเสมออย ู่ 2 เขต ดงั น ี้

ห้ามเผยแพร่ ทา้ ซ้า 1) เขตควำมเร็วต�่ำ (low velocity zone) เป็นเขตที่คล่ืนปฐมภูมิและทุติยภูมิมีควำมเร็ว

ลดลง ดังรูป 1.14 เป็นบริเวณที่มีควำมดันสูงไม่พอท่ีจะท�ำให้แร่คงสภำพเป็นของแข็ง
จงึ ท�ำให้สสำรบำงส่วนในเขตน้หี ลอมตวั ได ้ และเป็นแหล่งก�ำเนิดของแมกมำ
2) เขตเปล่ียนแปลง (transition zone) เป็นเขตท่ีคล่ืนไหวสะเทือนมีควำมเร็วเพิ่มข้ึนใน
อัตรำที่ไม่สมำ่� เสมอ ดังรูป 1.14 เน่ืองจำกบรเิ วณนี้มกี ำรเปลี่ยนแปลงโครงสร้ำงของแร่

สงวนสทิ ธิ์โดยดสัดสแวปทลส.งงวหนรสอื ิทจธ้าโิ์หดนย่ายสสวท. หห้ารมอื เจผา้ ยหแนพ่ารย่ ท้าซา้รปู 1.14 ควำมเรว็ ของคลน่ื ไหวสะเทอื นเมอ่ื ผ่ำนเขตควำมเร็วต่�ำ และเขตเปลย่ี นแปลง

มัชฌิมภำค (mesosphere) เป็นชั้นที่อยู่ใต้ฐำนธรณีภำค เป็นส่วนของเนื้อโลกตอนล่ำง

ดัดแปลง(lower mantle) มีควำมหนำแน่นเฉล่ีย 5.5 กรัมต่อลูกบำศก์เซนติเมตร มีสถำนะเป็นของแข็ง

เป็นบริเวณทีค่ ล่ืนไหวสะเทือนเคลื่อนท่ดี ว้ ยควำมเร็วเพิม่ ข้ึนอยำ่ งสม่ำ� เสมอ
แกน่ โลกชน้ั นอก (outer core) เปน็ ชั้นทอ่ี ยใู่ ตม้ ชั ฌิมภำค ประกอบด้วยสำรทม่ี สี ถำนะเปน็
ของเหลว มีควำมหนำแน่นเฉลยี่ 10 กรมั ตอ่ ลกู บำศก์เซนตเิ มตร เป็นเขตทค่ี ล่ืนปฐมภมู ิมคี วำมเร็ว
ลดลงอย่ำงฉับพลัน จำกนั้นควำมเร็วจึงเพิ่มขึ้น ในขณะท่ีคลื่นทุติยภูมิไม่สำมำรถเคลื่อนท่ีผ่ำนชั้น
ดงั กลำ่ วได้
แก่นโลกชั้นใน (inner core) อยู่ใจกลำงโลก มีสถำนะเปน็ ของแขง็ มคี วำมหนำแน่นเฉลยี่
12 กรัมตอ่ ลกู บำศก์เซนตเิ มตร มีเพียงคลนื่ ปฐมภมู ิจำกศนู ย์เกดิ แผน่ ดนิ ไหวเทำ่ น้ันทีเ่ ดินทำงมำถงึ
ได้ แต่ในทำงทฤษฏีเช่ือว่ำเมื่อคลื่นปฐมภูมิเคล่ือนท่ีผ่ำนรอยต่อระหว่ำงแก่นโลกชั้นนอกและ
แก่นโลกชนั้ ใน สำมำรถท�ำให้เกิดคลน่ื ทตุ ยิ ภูมิขึน้ ใหม่ได ้ คล่ืนทั้งสองเคล่อื นที่ด้วยควำมเร็วค่อนข้ำง
คงท ี่

สถำบันส่งเสรมิ กำรสอนวิทยำศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เลม่ 1 บทที่ 1 | โครงสร้ำงโลก 21

ควำมรเู้ พมิ่ เตมิ : กำรคน้ พบแนวไมต่ อ่ เนอื่ ง
เบโน กูเทนเบิร์ก (Beno Gutenberg) นักวิทยำศำสตร์ชำวเยอรมัน ได้ค้นพบ

หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้าแนวไม่ต่อเน่ืองกูเทนเบิร์ก (Gutenberg discontinuity) หรือ แนวแบ่งเขตกูเทนเบิร์ก

ซ่ึงเป็นรอยต่อระหว่ำงชั้นเน้ือโลกกับแก่นโลกชั้นนอก บริเวณแนวไม่ต่อเนื่องนี้มีกำร
เปล่ียนแปลงควำมเร็วของคล่ืนไหวสะเทือน โดยคลื่นปฐมภูมิมีควำมเร็วลดลงอย่ำงฉับพลัน
ขณะที่คล่ืนทตุ ยิ ภูมไิ มส่ ำมำรถเคล่อื นทผ่ี ำ่ นได้
อิงเง เลห์มันน์ (Inge Lehmann) นักวิทยำศำสตร์ชำวเดนมำร์ก ได้ค้นพบรอยต่อ

สงวนสิทธ์ิโดย สสวท. หรอื จา้ หนา่ ยระหว่ำงแก่นโลกชั้นนอกและแก่นโลกช้ันใน ท่ีแนวไม่ต่อเนื่องนี้มีควำมเร็วของคล่ืนไหว
สะเทอื นเกดิ กำรเปล่ียนแปลง โดยคล่ืนปฐมภมู ิมคี วำมเรว็ เพมิ่ ขึ้น แนวรอยต่อนไี้ ด้รับกำรตั้ง
ชื่อในช่วงต้น ๆ ว่ำ แนวไม่ต่อเนื่องเลห์มันน์ (Lehmann discontinuity) หรือ
แนวแบ่งเขตเลห์มันน์ แต่ปัจจุบันเพ่ือป้องกันกำรสับสนกับแนวไม่ต่อเน่ืองเลห์มันน์ในอีก
ดัดแปลง หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซ้าบริเวณ จึงนิยมเรียกแนวรอยต่อระหว่ำงแก่นโลกชั้นนอกและแก่นโลกช้ันในนี้ใหม่เป็น
แนวไม่ต่อเนื่องเลห์มันน์-บูลเลน (Lehmann–Bullen discontinuity) หรือ
แนวแบ่งเขตเลห์มันน์-บูลเลน ตำมช่ือ คีธ เอ็ดเวิร์ด บูลเลน (Keith Edward Bullen)
สงวนสทิ ธ์โิ ดยดสัดสแวปทล.ง หรือจ้าหนา่ ยนักวทิ ยำศำสตร์ชำวนวิ ซแี ลนด์อีกหนง่ึ ทำ่ น

สถำบันส่งเสริมกำรสอนวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี

22 บทท่ี 1 | โครงสรา้ งโลก โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 1

จากการทไี่ ดศ้ กึ ษามาแลว้ วา่ โครงสรา้ งโลกมกี ารแบง่ ชนั้ แตกตา่ งกนั ตามองคป์ ระกอบทางเคมี
และสมบตั เิ ชงิ กล นกั เรยี นสามารถสรา้ งแบบจำ� ลอง เพอื่ อธบิ ายและเปรยี บเทยี บการแบง่ โครงสรา้ ง
โลกตามเกณฑท์ ้ังสองเกณฑข์ า้ งต้นได้ จากกจิ กรรม 1.2

หา้ มเผยแพร่ ท้าซ้ากจิ กรรม 1.2 แบบจำ� ลองโครงสรา้ งโลก

จุดประสงคก์ ิจกรรม
สร้างแบบจ�ำลอง อธิบายและเปรียบเทียบการแบ่งโครงสร้างโลกตามองค์ประกอบ

สงวนสทิ ธ์ิโดย สสวท. หรอื จา้ หน่ายทางเคมีและสมบัตเิ ชงิ กล
วสั ดุ-อปุ กรณ์
โฟม ดนิ นำ�้ มนั กรรไกร คตั เตอร์ สี กระดาษ หรอื วสั ดแุ ละอปุ กรณอ์ นื่ ตามความเหมาะสม
ดัดแปลง หา้ มเผยแพร่ ท้าซ้าสถานการณ์
“โรงเรียนจะจัดนิทรรศการวิทยาศาสตร์เพื่อการแลกเปลี่ยนเรียนรู้ของนักเรียนในแต่ละ
ระดบั ชนั้ ซงึ่ ในหอ้ งเรยี นของนกั เรยี นไดร้ บั มอบหมายใหน้ ำ� เสนอความรเู้ กยี่ วกบั “โครงสรา้ ง
โลก” โดยมีพน้ื ที่จัดแสดงขนาด กวา้ ง 1.5 เมตร ยาว 1.5 เมตร ใหน้ กั เรียนออกแบบและ
สร้างแบบจ�ำลองโครงสร้างโลกที่แสดงการแบ่งช้ันโครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทางเคมี
สงวนสิทธิ์โดย สสวท. หรอื จ้าหน่ายและสมบตั เิ ชงิ กลอยใู่ นแบบจำ� ลองเดยี วกนั โดยใหม้ คี วามหนาของแตล่ ะชนั้ ตามสดั สว่ นจรงิ ”
วธิ กี ารท�ำกจิ กรรม
1. นักเรียนรว่ มกนั วิเคราะหส์ ถานการณ์ทีก่ ำ� หนด
2. สืบค้นข้อมูล และอภิปรายเก่ยี วกับองคค์ วามรูก้ ารแบง่ ชัน้ โครงสร้างโลกตามองค์
ดัดแปลง ประกอบทางเคมแี ละสมบตั เิ ชิงกล
3. ออกแบบโดยวาดภาพรา่ งใหม้ สี ดั สว่ นทถ่ี กู ตอ้ งและระบวุ สั ดทุ เี่ ลอื กใช้ จากนนั้ สรา้ ง
แบบจ�ำลองตามท่ไี ด้ออกแบบไว้
4. น�ำเสนอแบบจ�ำลองและอภิปรายรว่ มกนั
5. ปรับปรุงแบบจำ� ลองใหถ้ ูกต้องและสมบรู ณ์

สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 1 บทท่ี 1 | โครงสร้างโลก 23

ตรวจสอบความเข้าใจ

สงวในหน้สกัคทิ เวราธีย2มน6,โิ์419ล6เ7ดต000ึก000ิม000-ย--(2---ข71ก645,ดอ้009โิ06,สม10ล0ดั005ลูเ0สม0กแตวาปรรทแ)ลสบ.่งงงชวัน้หหโนค้าแรรสมบงอื สง่ิทเจรตผเา้าธปา้งทมยโล์โิหาลอือดแงกงกนเคลคพยโป์งมล่าดใรรกีนยสะดั่ตชกสทา้ันอแรโวบ้าาคปงทซรใลหง.้าส้ถงรกู า้ ตหงหแ้อโบ้าลงรง่กมือตาเธจมผร้าสณยมหีภแบานัตคพิเ่าชริงยก่ ลทา้ ซ้า

5,150-6,370 แกน่ โลกช้นั ใน

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

24 บทที่ 1 | โครงสรา้ งโลก โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 1

สรปุ เนอ้ื หาภายในบทเรียน
• ขอ้ มลู สำ� คญั ในการสนบั สนนุ การแบง่ ชนั้ โครงสรา้ งโลกทงั้ การแบง่ ตามองคป์ ระกอบ

ห้ามเผยแพร่ ทา้ ซ้าทางเคมีและการแบ่งตามสมบัติเชิงกล เช่น องค์ประกอบทางเคมีของหิน อุกกาบาตเหล็ก

และขอ้ มลู คล่นื ไหวสะเทือนทีเ่ คลื่อนทภี่ ายในโลก สามารถน�ำมาใช้อธบิ ายสมบัติเชิงกลและ
องคป์ ระกอบทางเคมขี องโครงสรา้ งโลกแต่ละชนั้
• การศึกษาโครงสร้างโลกจากข้อมูลคลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนที่ผ่านโลกน้ันจะใช้
สมบัติของคล่ืนในตัวกลางเป็นหลัก ซึ่งแบ่งออกเป็น คล่ืนปฐมภูมิที่เคลื่อนที่ผ่านตัวกลางได้

สงวนสิทธโ์ิ ดย สสวท. หรอื จ้าหนา่ ยทุกสถานะ และคลื่นทุติยภูมิไม่สามารถเคลื่อนท่ีผ่านตัวกลางที่มีสถานะเป็นของเหลวและ
แกส๊ ได้ โดยคล่ืนท้งั สองชนิดจะเปล่ยี นแปลงความเรว็ เมื่อเคลอื่ นทผี่ ่านตัวกลางตา่ งชนิดกัน
• การแบ่งช้ันโครงสร้างโลกโดยใช้องค์ประกอบทางเคมีแบ่งได้เป็น 3 ชั้น ได้แก่
เปลือกโลก เนื้อโลก และแก่นโลก โดยเปลือกโลกมีองค์ประกอบหลักเป็นซิลิกอนและ
ดดั แปลง หา้ มเผยแพร่ ท้าซา้อะลมู เิ นียม เนอ้ื โลกมอี งค์ประกอบหลกั เปน็ สารประกอบของซิลิกอน เหล็กและแมกนีเซยี ม
แก่นโลกมีองค์ประกอบหลกั เป็นเหลก็ และนิกเกิล
• การแบ่งช้ันโครงสร้างโลกตามสมบัติเชิงกลแบ่งได้เป็น 5 ช้ัน ได้แก่ ธรณีภาค
ฐานธรณภี าค มชั ฌมิ ภาค แกน่ โลกชน้ั นอก และแกน่ โลกชนั้ ใน ซงึ่ แตล่ ะชน้ั มสี มบตั แิ ตกตา่ งกนั
โดยวเิ คราะหไ์ ดจ้ ากความเรว็ ในการเคลอื่ นทข่ี องคลนื่ ไหวสะเทอื นทเ่ี ปลยี่ นไปในแตล่ ะระดบั
สงวนสทิ ธโิ์ ดยดสดั สแวปทล.ง หรอื จ้าหนา่ ยความลึกเมือ่ เคลอ่ื นท่ผี า่ นชนั้ โครงสรา้ งโลก

สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 1 บทที่ 1 | โครงสร้างโลก 25

แบบฝึกหดั ท้ายบท

หา้ มเผยแพร่ ท้าซ้า (1) ธรณภี าค

(2) ฐานธรณภี าค
(3) มชั ฌมิ ภาค
(4) แก่นโลกชน้ั นอก

สงวนสทิ ธโิ์ ดยดสดั สแวปทล.ง หรือจา้ หน่าย หา้ มเผยแพร่ ท้าซา้ (5) แกน่ โลกชน้ั ใน
1. จงลากเสน้ เชอ่ื มโยงชอ่ื ชน้ั โครงสรา้ งโลกกับข้อความด้านขวาท่ีมคี วามสมั พนั ธก์ นั

ก. เป็นของแข็ง อณุ หภมู ิต่ำ� ความหนาแนน่ น้อยทส่ี ุด
หนาประมาณ 100 กโิ ลเมตร
ข. เปน็ ของแขง็ อุณหภมู ิสงู ความหนาแน่นมาก
หนาประมาณ 2,240 กโิ ลเมตร
ค. เปน็ ของแขง็ อณุ หภมู สิ งู มาก ความหนาแนน่ มากทส่ี ดุ
หนาประมาณ 1,230 กโิ ลเมตร
ง. เปน็ ของแข็งท่มี สี มบตั ิเป็นพลาสตกิ อุณหภูมิสงู
หนาประมาณ 600 กิโลเมตร
จ. เปน็ ของเหลว อณุ หภมู สิ งู มาก ความหนาแนน่ มาก
หนาประมาณ 2,255 กโิ ลเมตร

2. จงเติมชอ่ื ชน้ั โครงสรา้ งโลกใหส้ ัมพนั ธ์กับสมบัตแิ ละองค์ประกอบของโครงสรา้ งโลก

สงวนสิทธ์โิ ดย สสวท. หรือจา้ หน่ายชั้นโครงสร้างโลกองค์ประกอบทางเคมีความหนาแนน่ เฉล่ีย
(กรมั ตอ่ ลกู บาศก์

เซนตเิ มตร)

1. ...................... ประกอบดว้ ยแรท่ เี่ ปน็ สารประกอบของ 4.5
ซิลกิ อน ออกซเิ จน แมกนีเซียม และเหล็ก
ดัดแปลง2. ...................... ประกอบด้วยเหล็กและนิกเกลิ
13

3. ...................... ประกอบด้วยหนิ แกรนิต หรือหินบะซอลต์ 2.8
เป็นส่วนใหญ่

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

26 บทที่ 1 | โครงสร้ำงโลก โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เลม่ 1

3. จำกรปู โครงสร้ำงโลก บริเวณ ก และ ข ทั้งสองบรเิ วณ คอื ส่วนใดของโครงสร้ำงโลก และ
บริเวณท้ังสองมีลักษณะเหมือนกันหรือแตกต่ำงกันอย่ำงไร และมีองค์ประกอบทำงเคมีเป็น

สงอวยำ่ นงไสร จทิ งอธธ์ิโบิ ดำยยแดลสะัดวสำแดขวรปปูทลปส.รงงะกวหกหอนบา้ ร สม(อืโดิทเจยผธค้ายำ�์ิโหนดแงึนถพยึงา่ดมรยสำัด่ตสทรแำว้าสป่วทซนล.้าจงริงห)ห้ารมอื เจผา้ ยหแนพ่ารย่ ทา้ ซ้า

สถำบนั ส่งเสริมกำรสอนวทิ ยำศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 1 บทท่ี 1 | โครงสร้างโลก 27

4. จงทำ� เครอื่ งหมาย  หนา้ ขอ้ ความทีถ่ ูก และท�ำเครอ่ื งหมาย  หน้าข้อความที่ผิด

สงวนสิทธิ์โดยดสดั สแวปทลส.งงวหหน้ารสมอื ิทเจผธา้ ย์โิหดแนพย่าดรยสดั่ สทแวา้ปทซล.้างหห้ารมอื เจผ้ายหแนพา่ รย่ ทา้ ซ้าคำ� ตอบ ข้อความ
1. การศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของชั้นเนื้อโลกส่วนหนึ่งได้ตัวอย่างมา
จากหนิ แปลกปลอมในระดบั ลึกทีล่ าวาพาขึ้นมาบนผวิ โลก
2. ผลจากการศึกษาอุกกาบาตเหล็กท่ีตกลงมายังโลก เป็นหลักฐานหนึ่งที่
ท�ำให้ทราบองคป์ ระกอบของแกน่ โลก
3. ถา้ แบง่ โครงสรา้ งโลกตามองค์ประกอบทางเคมี แกน่ โลกเป็นโครงสร้าง
ชนั้ ท่มี ีความหนามากทสี่ ุด
4. เปลอื กโลกทวีปประกอบด้วยหินบะซอลต์เปน็ สว่ นมาก
5. เปลอื กโลกทวปี มีความหนาแนน่ มากกวา่ เปลือกโลกมหาสมทุ ร
6. แหลง่ กำ� เนดิ คลน่ื ไหวสะเทอื นมที ง้ั ทม่ี าจากปรากฏการณธ์ รรมชาติ และ
จากการกระทำ� ของมนษุ ย์
7. คลน่ื ปฐมภมู มิ คี วามเรว็ เพม่ิ ขนึ้ เมอื่ เคลอื่ นทผี่ า่ นธรณภี าคและมชั ฌมิ ภาค
และมีความเร็วเป็นศนู ยเ์ มื่อเคลอ่ื นทีผ่ า่ นแก่นโลกชน้ั นอก
8. คล่ืนทุติยภูมิไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านโครงสร้างโลกที่มีสถานะเป็น
ของเหลวได้
9. คล่ืนปฐมภูมิมีความเร็วน้อยกว่าคล่ืนทุติยภูมิ เมื่อคล่ืนท้ังสองเคลื่อนท่ี
ผา่ นชน้ั ฐานธรณภี าค
10. เขตความเรว็ ตำ�่ อยใู่ นชน้ั ธรณภี าค และเขตเปลย่ี นแปลง อยใู่ นชน้ั ฐาน
ธรณีภาค

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

28 บทที่ 1 | โครงสร้ำงโลก โลก ดำรำศำสตร์ และอวกำศ เลม่ 1

5. จงตอบค�ำถำมต่อไปนี้
5.1 หำกผลกำรวเิ ครำะหอ์ งคป์ ระกอบทำงเคมขี องหนิ กอ้ นหนงึ่ พบวำ่ เปน็ หนิ แกรนติ
หนิ ก้อนน้ีมีกำ� เนิดมำจำกส่วนใดของโครงสร้ำงโลก

หา้ มเผยแพร่ ท้าซ้า 5.2 ชัน้ เนื้อโลกประกอบดว้ ยสสำรในสถำนะใด เปน็ ส่วนใหญ่

5.3 หลกั ฐำนใดทน่ี �ำมำใชย้ นื ยนั วำ่ แกน่ โลกชนั้ นอกเป็นของเหลว
5.4 เพรำะเหตุใดผลกำรศึกษำอกุ กำบำตเหลก็ จงึ ใช้เป็นขอ้ มลู อธบิ ำยองค์ประกอบ
ของแกน่ โลกได้
5.5 นอกจำกผลกำรศกึ ษำอุกกำบำตเหลก็ แล้ว หลกั ฐำนใดช่วยสนับสนุนวำ่ แก่นโลก

สงวนสิทธโิ์ ดย สสวท. หรือจ้าหนา่ ย ประกอบด้วยเหลก็ เป็นสว่ นมำก
5.6 เพรำะเหตใุ ดคล่ืนไหวสะเทอื นจงึ เกิดกำรสะท้อนและหกั เหเมอื่ เคลอื่ นที่ผำ่ น
โครงสร้ำงโลก
5.7 เปรยี บเทยี บลักษณะโครงสร้ำงภำยในโลกที่ได้จำกกำรแปลควำมหมำยแนวกำร
ดัดแปลง หา้ มเผยแพร่ ทา้ ซา้ เคลื่อนทีข่ องคล่ืนปฐมภมู ิในภำพ ก และ ข
กข
สงวนสิทธโิ์ ดยดสัดสแวปทล.ง หรือจ้าหนา่ ย 555...898 ลลเขำำตววคำำททวำ่ปีี่ปมะะเททร็วขุุขตึึ้น้น่�ำมม ำำมบบสี นนมผผบวิวิัตโโิแลลตกกก มมตีแีแ่ำงหหจลลำง่่งกกกชำ�ำ� ั้นเเนนธิดดิรณมมำำภี จจำำำคกกอชชยั้นน้ั ำ่ โโงคคไรรรงงสสรรำ้้ำงงใใดด
5.10 คล่ืนทุตยิ ภูมทิ ี่เกดิ ขน้ึ ใหมเ่ มื่อคล่ืนปฐมภมู ิเคลอ่ื นทผ่ี ำ่ นแกน่ โลกชน้ั นอกเข้ำไป
ยงั แก่นโลกช้นั ใน สำมำรถเดนิ ทำงออกมำทผี่ ิวโลกได้หรอื ไม่ เพรำะเหตุใด

สถำบันสง่ เสริมกำรสอนวิทยำศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี

สงวนสิทธ์โิ ดยดสัดสแวปทล.งหห้ารมือเจผา้ ยหแนพา่ รย่ ท้าซ้า หหา้รมือเจผ้ายหแนพ่ารย่ ทา้ ซ้า
สงวนสิทธโ์ิ ดยดสัดสแวปทล.ง