คิดนอกกรอบ

คิดนอกกรอบ อาจารย์คนหนึ่งสั่งให้นักศึกษาทุกคนยืนชิดติดผนังห้อง แล้วส่งกระดาษให้คนละแผ่น ก่อนตั้งโจทย์แบบฝึกหัดง่าย ๆ "ให้ทุกคนพับเครื่องบินกระดาษ และปาจากที่ยืนอยู่ไปให้ถึงผนังฝั่งตรงข้าม" ผนังนั้นห่างจากผนังอีกฝั่งหนึ่งที่นักศึกษายืนอยู่ประมาณ ๑๐ เมตร ทุกคนพยายามพับกระดาษเป็นรูปเครื่องบินต่าง ๆ หลากหลายรูปแบบตามที่คิดว่า จะทำให้พุ่งได้ไกลที่สุด ทุกคนปาเครื่องบินกระดาษของเขาอย่างแรงที่สุดแต่ไม่มีลำไหนพุ่งถึงผนังฝั่งตรงข้ามเลย อาจารย์คนนั้นก็เดินเข้ามาแล้วบอกว่า ให้ทุกคนดูฝีมือการพับกระดาษระดับแชมป์เปี้ยนโลก เขาใช้เวลาพับเครื่องบินไม่ถึง ๕ วินาที "เครื่องบิน" ของเขาไม่มีปีก "เครื่องบิน" ของเขาเป็นรูปทรงกลม ครับ เขาขยำกระดาษให้เป็นก้อนกลม ขยำให้แน่นที่สุดแล้วปาไปที่ผนังฝั่งตรงข้ามสุดแรง "เครื่องบินกระดาษ" ของเขาไปถึง "เป้าหมาย" แม้จะไม่มีปีก เหตุผลง่าย ๆ สำหรับเรื่องนี้ก็คือ นักศึกษาทุกคนติด "กรอบ" เดิม ๆ ว่า เครื่องบินกระดาษต้องมีหน้าตาแบบเครื่องบินกระดาษ ทุกลำต้องมีปีก ทุกคนคิดถึง "กรอบ" ของรูปแบบมากกว่า "เป้าหมาย" แต่เพราะอาจารย์คนนี้เริ่มต้นคิดที่ "เป้าหมาย" แล้วค่อยคิดรูปแบบการพับเครื่องบินกระดาษ เขาไม่ติดกรอบรูปลักษณ์แบบเดิม ๆ เพราะคำถามง่าย ๆ ว่า "ทำไมต้องเหมือนกับที่เป็นมา" เครื่องบินกระดาษของเขา จึงไม่เหมือนเครื่องบินของใคร แต่ถึง "เป้าหมาย" ที่ต้องการ

10 สุดยอดดอกไม้แปลกๆในโลก

1. Rafflesia arnoldii หรือดอกบัวผุด เป็นกาฝากชนิดหนึ่ง อาศัยอยู่บนรากของพืชจำพวกเถาองุ่นป่า (Tetrastigma) ซึ่งชาวบ้านเรียกว่า ย่านไก่ต้ม มีลักษณะเด่นที่ดอกซึ่งเป็นดอกเดียวขึ้นจากพื้นดินมีขนาดใหญ่ มีกลิ่นเหม็นมาก ให้เห็นระหว่างฤดูฝน ระหว่างพฤษภาคมถึงเดือนธันวาคม ดอก ตูมอยู่จะคล้ายกับหม้อขนาดใหญ่มีกลีบหนาจะมีเส้นผ่าศูนย์กลางของดอก 70-80 เซนติเมตร ที่โคนของดอกมีกลีบนำสีน้ำตาลอมเหลืองเรียงสลับซับซ้อนกันอยู่มาก ภายในดอกจะมีแผ่นแบนคล้ายจาน ด้านบนมีปุ่มคล้ายหนามแหลมจานนี้จะซ้อนเกสรตัวผู้และรังไข่ไว้ด้านล่าง ดอกจะบานอยู่ได้เพียง 4-5 วันเท่านั้น หลังจากนั้นก็จะค่อยๆ ดำเน่าไป ดอกบัวผุดพบใน อำเภอพนม บนพื้นที่อุทยานแห่งชาติเขาสก ในจังหวัดสุราษฎ์ธานี ซึงเป็นดอกไม้ประจำจังหวัดสุราษฎร์ธานี 2. Titan Arum ดอกซากศพ หรือดอกบุกยักษ์ ดอกไม้ ที่ใหญ่ที่สุดในโลกชนิดหนึ่ง หรือ ชื่อทางวิทยาศาสตร์ " Amorphophallus titanum " ชื่อวิทยาศาสตร์แปลเป็นภาษาไทยได้ความหมายว่า ต้น "ลึงค์ยักษ์แปลง" คือแปลงกายให้เหมือนลึงค์แต่ไม่ใช่ลึงค์ เป็นพืชในเขตป่าร้อนชื้น ในพืชตระกูล "บัวผุด" (Rafflesia) เป็นดอกไม้เดี่ยวที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในอาณาจักรพืช พบขึ้นอยู่บนเกาะสุมาตรา ประเทศอินโดนีเซีย ลำพังตัวช่อดอกแทงยอดตั้งขึ้นไปกว่า 3 เมตร จึงพืชสร้างขึ้นมาเพื่อปกป้องตัวเองจากสัตว์บางชนิด ขณะเดียวกัน กลิ่นน่าสะอิดสะเอียนที่หึ่งไปทั่ว กลับเย้ายวนแมลงบางชนิดให้มาดูดน้ำหวาน และผสมเกสรให้มัน กล่าวกันว่ากลิ่นของดอก Titan Arum คล้ายกับเนื้อเน่าสำหรับคน แต่กลับเป็นกลิ่นหอมยั่วน้ำลายแมลงเต่าที่ชอบกินของเน่าและแมลงวันให้มาช่วย ผสมเกสร กลีบดอกสีแดงเข้มยังช่วยลวงตาให้สัตว์นึกว่าเป็นก้อนเนื้อขนาดใหญ่น่าตอม ด้วย ซึ่งจะบาน 72 ชั่วโมง 3. Hydnora africana พืชพื้นเมืองไปภาคใต้ แอฟริกา พืชเจริญเติบโตใต้ดินยกเว้นดอกไม้อ้วนที่ปรากฏบนพื้นและส่งเสียงของกลิ่น อุจจาระ เพื่อดึงดูดธรรมชาติ ผสมเกสร , ด้วงมูลสัตว์ และ ซากสัตว์ด้วง ดอกไม้ทำหน้าที่เป็นกับดักสำหรับระยะเวลาสั้น ๆ ยึดด้วงที่ใส่แล้วปล่อยพวกเขาเมื่อดอกไม้บานเต็มที่ 4. Helicodiceros muscivorus - Dead horse arum lily เป็นไม้ประดับ พื้นเมืองในภาคตะวันตกเฉียงเหนือ ภูมิภาคเมดิเตอร์เรเนียน มีกลิ่นเหมือนเนื้อเน่าเหม็นหึ่ง, ดึงดูดแมลง ให้มาผสมเกสร 5. ดาร์ลิงโทเนีย (Darlingtonia), Cobra Lilly, ลิลลี่งูเห่า ลิลลี่งูเห่า เป็นพืชกินแมลงกลุ่มเดียวกับซาราซีเนียและ Heliamphora มีชื่อเสียงในแง่ของความแปลกประหลาด น่าพิศวงและสวยงามเป็นอย่างยิ่ง แต่ขณะเดียวกันก็มีชื่อด้านตรงข้ามในแง่ของความบอบบางจนกล่าวกันว่า ลิลลี่งูเห่าเป็นพืชกินแมลงที่เลี้ยงยากที่สุดในโลก แม้แต่ในถิ่นที่ลิลลี่งูเห่ากำเนิดเป็นดงใหญ่ ชาวบ้านในละแวกนั้น ขุดมาใส่กระถางก็ยังตาย ดาร์ลิงโทเนีย มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Darlingtonia californica ค้นพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1841 โดยผู้ช่วยนักพฤกษศาสตร์นาม J.D. Brackenridge ในหนองน้ำแฉะทางตอนเหนือของรัฐ californica ซึ่งมีภูมิอากาศคล้ายคลึงกับประเทศไทย ดาร์ลิงโทเนียเป็นพืชล้มลุกไม่มีเนื้อไม้ อายุหลายปี มีต้นฝังอยู่ใต้ดินเรียกว่าเหง้า รากแตกเป็นฝอยเล็กๆ ไม่มีรากแก้ว ใบของมันจะแทงขึ้นพ้นพื้นดินลักษณะเป็นกอ เช่นเดียวกับซาราซีเนีย แต่ความแตกต่างที่เห็นชัดคือว่า กรวยที่ยกขึ้นเป็นหลอดด้านหนึ่งจะโค้งงอเป็นรูปโดม จนไปชนปลายกรวยอีกด้านหนึ่งเหลือไว้เพียงรูเล็กๆ พอให้แมลงมุดขึ้นไปได้ ฝากรวยแปลงรูปไปเป็นแผ่นคล้ายลิ้นงู 2 แฉก แล้วกรวยของมันยังบิดตัวหมุนกลับ 180 องศา ทำให้ลิ้น 2 แฉกหมุนกลับมาอยู่นอกกอ ยอดโดมเป็นเนื้อเยื่อใสคล้ายพลาสติก แสงลอดผ่านได้ ใช้กลิ่นหอมของน้ำหวาน ที่มันผลิตขึ้นบริเวณปากทางเข้า เป็นตัวหลอกล่อให้แมลงเดินเข้าไปยังกับดักและตกลงไปตายในที่สุด แต่เจ้าลิลลี่งูเห่าทำได้แยบยลกว่านั้น น้ำหวานที่มันผลิตจะหลอกล่อให้แมลงเดินเข้าไปในรูเปิดเล็กๆ บริเวณลิ้นงูเห่า ซึ่งผนังภายในมีน้ำหวานจำนวนมาก แมลงอาจลังเลที่จะมุดตัวเข้าไปในกรวยที่เต็มไปด้วยน้ำย่อย แต่เมื่อมันมองเข้าไปด้านใน มันจะเห็นแสงสว่างส่องมาจากด้านบนของโดม ซึ่งใสคล้ายพลาสติกทำให้มันหลงกลคิดว่าด้านบนคือท้องฟ้า หากเกินเหตุอันตรายมันก็สามาถบินหลบหนีขึ้นไปได้ทันที แมลงเคราะห์ร้ายจึงชะล่าใจมุดเข้าไปกินน้ำหวานลึกเข้าไปในกรวยที่มีขน ละเอียดและแหลมคม หันไปทิศทางเดียวกันทำให้แมลงไม่สามารถเดินย้อนกลับได้ 6. Heliamphora เป็นพืชที่มีเหมือกเหนียวสำหรับดักแมลง กลไกของดอกจะมีซอกซับซ้อนที่ทำให้แน่ใจว่าไม่สามารถมีเหยื่อเล็ดรอดไปได้ และเหยื่อจะถูกละลายด้วยน้ำเมือกที่เป็นกรด 7. Drosera หรือ หยาดน้ำค้าง หยาดน้ำค้างเป็นพืชกินสัตว์สกุลใหญ่สกุลหนึ่ง มีอยู่ประมาณ 170 ชนิด เป็นสมาชิกในวงศ์หญ้าน้ำค้าง ล่อ, จับ และย่อยแมลงด้วยต่อมเมือกของมันที่ปกคลุมอยู่ที่ผิวใบ แมลงจะใช้เป็นสารเสริมทดแทนสารอาหารที่ขาดไปจากดินที่ต้นหยาดน้ำค้างขึ้น อยู่ มีหลากหลายชนิด ต่างกันทั้งขนาดและรูปแบบ สามารถพบได้แทบจะในทุกทวีป ในประเทศไทยพบหยาดน้ำค้างอยู่ 3 ชนิดคือ จอกบ่วาย (Drosera burmannii Vahl), หญ้าน้ำค้าง (Drosera indica L.) และ หญ้าไฟตะกาด 8. Dionaea/Venus Flytrap หรือ กาบหอยแครง กาบหอยแครง (อังกฤษ: Venus Flytrap) เป็นพืชกินสัตว์ที่ดักจับและย่อยกินเหยื่อที่จับได้ ซึ่งส่วนมากเป็นแมลงและแมง กาบหอยแครงมีโครงสร้างกับดักคล้ายคล้ายบานพับแบ่งออกเป็น 2 กลีบ อยู่ที่ปลายใบของแต่ละใบ และมีขนกระตุ้นบางๆบนพื้นผิวด้านในกับดัก เมื่อแมลงมาสัมผัสขนกระตุ้นสองครั้ง กับดักจะงับเข้าหากัน การที่ต้องการสิ่งกระตุ้นที่ซับซ้อนนี้ก็เพื่อป้องกันการสูญเสียพลังงานไป กับการดักจับสิ่งอื่นที่ไม่ใช่อาหาร 9. Nepenthes หรือ หม้อข้าวหม้อแกงลิง หม้อ (Pitcher) ของต้นหม้อข้าวหม้อแกงลิง คือเครื่องมือของนายพราน - กับดักสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก - ที่พืชสกุลนี้ส่วนใหญ่ (แต่ไม่ทุกต้น) มีไว้เพื่อหาอาหารที่ขาดแคลนในแหล่งดิน มันหลอกล่อเหยื่อให้เดินเข้ากับดักโดยอาศัยกลิ่นเลียนแบบกลิ่นอาหารตาม ธรรมชาติของเหยื่อ อาจเป็นกลิ่นน้ำหวาน กลิ่นเนื้อสัตว์ กลิ่นแมลงเพศเมีย ฯลฯ หรือยั่วยวนเหยื่อด้วยสีสัน หรือน้ำหวาน หม้อข้าวหม้อแกงลิง บางสายพันธุ์สามารถสะท้อนแสงยูวี (Ultraviolet)จากบริเวณปากหม้อ โดยเฉพาะหม้อแถบบอร์เนียว หลักการคล้ายกับการล่อแมลงโดยใช้แสงจากหลอดที่ชาวบ้านเรียกแบล็คไลท์ใช้ล่อ แมงดานา หม้อข้าวหม้อแกงแกงลิงก็มีแบล็คไลท์เพื่อล่อแมลงกลางคืน ด้านในและใต้ส่วนที่งุ้มโค้งของปากหม้อ (peristome) ส่วนใหญ่เป็นแหล่งผลิตน้ำหวานปริมาณ N. mirabilis ชอบกินมดมาก เมื่อมดแมลงพยายามชะโงกตัวดูดกินน้ำหวานใต้ปากหม้อที่ลื่นและผิวเป็นคลื่น ตามแนวที่เหยื่อชะโงกอยู่ยืน นอกขจากนี้ ผิวที่ปากหม้อยังมีไขมันเคลือบเป็นมัน เหยื่อจึงมีโอกาสพลัดตกลงไปในหม้ออย่างง่ายดาย หม้อ แต่ละชนิด จะดึงดูดเหยื่อไม่เหมือนกัน เช่นหม้อข้าวหม้อแกงลิงของไทยที่ชื่อ Nepenthes mirabilis เก่งในการล่อมดดำให้ตกลงไปในหม้อคราวละมากๆ บางครั้งเคยเห็นหม้อที่มีมดเกือบเต็ม ในขณะที่หม้ออัลบอ (N. albomarginata ) เก่งในทางหลอกล่อปลวก 10.Byblis เป็นพืชที่เล็กที่สุดในตะกูลต้นไม้กินแมลง ใบผิวของขนหนาแน่นด้วยต่อมขับ เมือก สารจากปลายของเกสร ดึงดูดแมลงเล็กๆให้มาติดกับ ซึ่งเมื่อสัมผัสหลั่งเหนียว ก็จะไม่มีความแข็งแรงพอที่จะหลบหนี แมลงหรือเหยื่อก็จะเสียชีวิตด้วยความอ่อนเพลียทำให้หายใจไม่ออก เมื่อเมือกปกคลุมและอุดตันเส้นทางหายใจ ขอขอบคุณข้อมูลและภาพประกอบจาก : http://roypad.com/?p=190

การเคลื่อนตัวของเปลือกโลก

การเคลื่อนตัวของเปลือกโลก ปลือกโลกมิได้เป็นแผ่นเดียวต่อเนื่องติดกันดังเช่นเปลือกไข่ หากแต่เหมือนเปลือกไข่แตกร้าว มีแผ่นหลายแผ่นเรียงชิดติดกันเรียกว่า “เพลต” (Plate) ซึ่งมีอยู่ประมาณ 20 เพลต เพลตที่มีขนาดใหญ่ ได้แก่ เพลตแปซิฟิก เพลตอเมริกาเหนือ เพลตอเมริกาใต้ เพลตยูเรเซีย เพลตแอฟริกา เพลตอินโด-ออสเตรเลีย และเพลตแอนตาร์กติก เป็นต้น เพลตแปซิฟิกเป็นเพลตที่ใหญ่ที่สุดและไม่มีเปลือกทวีป กินอาณาเขตหนึ่งในสามของพื้นผิวโลก เพลตทุกเพลตเคลื่อนตัวเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่างอยู่ตลอดเวลา (ดูภาพที่ 1) ภาพที่ 1 การเคลื่อนตัวของเพลต กระบวนการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก เพลตประกอบด้วยเปลือกทวีปและเปลือกมหาสมุทรวางตัวอยู่บนแมนเทิลชั้นบนสุด ซึ่งเป็นของแข็งในชั้นลิโทสเฟียร์ ลอยอยู่บนหินหนืดร้อนในชั้นแอสทีโนสเฟียร์อีกทีหนึ่ง หินหนืด (Magma) เป็นวัสดุเนื้ออ่อนเคลื่อนที่หมุนเวียนด้วยการพาความร้อนภายในโลก คล้ายการเคลื่อนตัวของน้ำเดือดในกาต้มน้ำ การเคลื่อนตัวของวัสดุในชั้นแอสทีโนสเฟียร์ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวเพลต (ดูภาพที่ 2) เราเรียกกระบวนการเช่นนี้ว่า “ธรณีแปรสัณฐาน” หรือ “เพลตเทคโทนิคส์” (Plate Tectonics) ภาพที่ 2 กระบวนการธรณีแปรสัณฐาน การพาความร้อนจากภายในของโลกทำให้วัสดุในชั้นแอสทีโนสเฟียร์ (Convection cell) ลอยตัวดันพื้นมหาสมุทรขึ้นมากลายเป็น “สันกลางมหาสมุทร” (Mid-ocean ridge) หินหนืดร้อนหรือแมกม่าซึ่งโผล่ขึ้นมาผลักพื้นมหาสมุทรให้เคลื่อนที่ขยายตัวออกทางข้าง เนื่องจากเปลือกมหาสมุทรมีความหนาแน่นมากกว่าเปลือกทวีป ดังนั้นเมื่อเปลือกมหาสมุทรชนกับเปลือกทวีป เปลือกมหาสมุทรจะมุดตัวต่ำลงกลายเป็น “เหวมหาสมุทร” (Trench) และหลอมละลายในแมนเทิลอีกครั้งหนึ่ง มวลหินหนืดที่เกิดจากการรีไซเคิลของเปลือกมหาสมุทรที่จมตัวลง เรียกว่า “พลูตอน” (Pluton) มีความหนาแน่นน้อยกว่าเปลือกทวีป จึงลอยตัวแทรกขึ้นมาเป็นแนวภูเขาไฟ เช่น เทือกเขาแอนดีสทางฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ ภาพที่ 3 รอยต่อของเพลต รอยต่อของขอบเพลต (Plate boundaries) เพลตแยกจากกัน (Divergent) เมื่อแมกม่าในชั้นแอสทีโนสเฟียร์ดันตัวขึ้น ทำให้เพลตจะขยายตัวออกจากกัน แนวเพลตแยกจากกันส่วนมากเกิดขึ้นในบริเวณสันกลางมหาสมุทร (ภาพที่ 3) เพลตชนกัน (Convergent) เมื่อเพลตเคลื่อนที่เข้าชนกัน เพลตที่มีความหนาแน่นสูงกว่าจะมุดตัวลงและหลอมละลายในแมนเทิล ส่วนเพลตที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าจะถูกเกยสูงขึ้นกลายเป็นเทือกเขา เช่น เทือกเขาหิมาลัย เกิดจากการชนกันของเพลตอินเดียและเพลตเอเชีย เทือกเขาแอพพาเลเชียน เกิดจากการชนกันของเพลตอเมริกาเหนือกับเพลตแอฟริกา รอยเลื่อน (Transform fault) เป็นรอยเลื่อนขนาดใหญ่ มักเกิดขึ้นในบริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทร แต่บางครั้งก็เกิดขึ้นบริเวณชายฝั่ง เช่น รอยเลื่อนแอนเดรียส์ ที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหวในรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา เกิดจากการเคลื่อนที่สวนกันของเพลตอเมริกาเหนือและเพลตแปซิฟิก วัฏจักรวิลสัน หินบนเปลือกโลกส่วนใหญ่มีอายุน้อยไม่กี่ร้อยล้านปี เมื่อเทียบกับโลกซึ่งมีอายุประมาณ 4,000 ล้านปี และเปลือกโลกก็มีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา นักธรณีวิทยาชาวแคนาดาชื่อ ทูโซ วิลสัน ได้ตั้งสมมติฐานไว้ว่า เพลตขนาดใหญ่ถูกทำลายและสร้างขี้นใหม่ในลักษณะรีไซเคิลทุกๆ 500 ล้านปี เนื่องจากโลกของเรามีเส้นรอบวงยาวประมาณ 40,000 กิโลเมตร จึงคำนวณได้ว่า เพลตเคลื่อนที่ด้วยความเร็วปีละ 4 เซนติเมตร ดังนั้นเพลตสองเพลตซึ่งแยกตัวออกจากกันในซีกโลกหนึ่ง จะเคลื่อนที่ไปชนกันในซีกโลกตรงข้ามโดยใช้เวลาประมาณ 500 ล้านปี ดูรายละเอียดในภาพที่ 4 ภาพที่ 4 วัฏจักรวิลสัน ภาพที่ 4 ก. เพลตเกิดขึ้นใหม่จากการโผล่ขึ้นของแมกม่าในจุดร้อนใต้มหาสมุทร แมกมาดันเปลือกทวีปทั้งสองแยกจากกัน และเคลื่อนที่ไปชนเปลือกมหาสมุทรในซีกโลกฝั่งตรงข้ามซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าและจมตัวลง การชนกันทำให้มหาสมุทรทางด้านตรงข้ามมีขนาดเล็กลง ภาพที่ 4 ข. เปลือกทวีปชนกันทำให้เกิดทวีปขนาดยักษ์ในซีกโลกหนึ่ง และอีกซีกโลกหนึ่งกลายเป็นมหาสมุทรขนาดยักษ์เช่นกัน ภาพที่ 4 ค. เมื่อเวลาผ่านไปเปลือกโลกเกิดการแยกตัวเนื่องจากจุดร้อนข้างใต้ ทำให้เกิดเปลือกมหาสมุทรอันใหม่ ดันเปลือกทวีปให้แยกตัวจากกัน และเคลื่อนที่ไปชนกับเปลือกมหาสมุทรในซีกตรงข้ามที่เย็นกว่า ทำให้มหาสมุทรทางด้านตรงข้ามมีขนาดเล็กลง และในที่สุดเปลือกทวีปทั้งสองจะชนกัน เป็นอันครบกระบวนการของวัฏจักรวิลสัน ภาพที่ 5 โลกเมื่อ 200 ล้านปีก่อน ทวีปในอดีต เมื่อมองดูแผนที่โลก หากเราตัดส่วนที่เป็นพื้นมหาสมุทรออก จะพบว่าส่วนโค้งของขอบแต่ละทวีปนั้น โค้งรับกันราวกับนำมาเลื่อนต่อกันได้เสมือนเกมส์ต่อแผนภาพ (Jigsaw หรือ puzzle) นักธรณีวิทยาพบว่า ตามบริเวณแนวรอยต่อของเพลตต่างๆ มักเป็นที่ตั้งของเทือกเขาสูงและภูเขาไฟ ทั้งบนทวีปและใต้มหาสมุทร การศึกษาการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกด้วยทฤษฎีเพลตเทคโทนิคส์ ประกอบกับร่องรอยทางธรณีวิทยาในอดีตพบว่า เมื่อ 200 ล้านปีก่อน ทุกทวีปอยู่ชิดติดกันเป็นแผ่นดินขนาดใหญ่เรียกว่า “แพนเจีย” (Pangaea) โดยมีดินแดนทางตอนเหนือชื่อ “ลอเรเซีย” (Lawresia) และดินแดนทางใต้ชื่อ “กอนด์วานา” (Gonwana) ซึ่งแบ่งแยกด้วยทะเลเททิส ดังที่แสดงในภาพที่ 5 ภาพที่ 6 สภาพภูมิอากาศในอดีต สีเขียวคือป่าเขตร้อน สีขาวคือธารน้ำแข็ง ภาพที่ 6 แสดงให้เห็นว่าเมื่อ 200 ล้านปีก่อน ทางตอนใต้ของทวีปอเมริกาใต้ แอฟริกา อินเดีย ออสเตรเลีย เคยอยู่ชิดติดกับทวีปแอนตาร์กติกในบริเวณขั้วใต้ ซึ่งเป็นเขตหนาวเย็น โดยมีหลักฐานเป็นร่องรอยของธารน้ำแข็งในอดีต ในขณะที่ตอนใต้ของทวีปอเมริกาเหนือ ยุโรป และเอเชีย มีหลักฐานบ่งชี้ว่า เคยเป็นเขตร้อนแถบศูนย์สูตรมาก่อน เนื่องจากอุดมสมบูรณ์ด้วยถ่านหินและน้ำมัน ซึ่งเกิดจากการทับถมของพืชในอดีต ประกอบกับหลักฐานทางฟอสซิลในภาพที่ 7 แสดงให้เห็นว่า เมื่อครั้งก่อนแผ่นดินเหล่านี้เคยอยู่ชิดติดกัน พืชและสัตว์บางชนิดจึงแพร่ขยายพันธุ์บนดินแดนเหล่านี้ในอดีต ภาพที่ 7 การแพร่พันธุ์ของสัตว์ในอดีต แหล่งที่มาของข้อมูล : www.lesa.in.th

วัฏจักรหิน (Rock cycle)

วัฏจักรหิน (Rock cycle) นักธรณีวิทยาแบ่งหินออกเป็น 3 ประเภท ตามลักษณะการเกิดคือ หินอัคนี หินตะกอน และหินแปร เมื่อหินหนืดร้อนภายในโลก (Magma) และ หินหนืดร้อนบนพื้นผิวโลก (Lava) เย็นตัวลงกลายเป็น “หินอัคนี” ลมฟ้าอากาศ น้ำ และแสงแดด ทำให้หินผุพังสึกกร่อนเป็นตะกอน ทับถมกันเป็นเวลานานหลายล้านปี แรงดันและปฏิกิริยาเคมีทำให้เกิดการรวมตัวเป็น “หินตะกอน” หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า “หินชั้น” การเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกและความร้อนจากแมนเทิลข้างล่าง ทำให้เกิดการแปรสภาพเป็น “หินแปร” กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นวงรอบเรียกว่า “วัฏจักรหิน” (Rock cycle) อย่างไรก็ตามกระบวนการไม่จำเป็นต้องเรียงลำดับ หินอัคนี หินชั้น และหินแปร การเปลี่ยนแปลงประเภทหินอาจเกิดขึ้นย้อนกลับไปมาได้ ขึ้นอยู่กับปัจจัยแวดล้อม ตามที่แสดงในภาพที่ 1 ภาพที่ 1 วัฏจักรหิน บทสรุปของวัฏจักรหิน ภาพที่ 12 แสดงให้เห็นถึงวัฏจักรการเกิดหินทั้งสามประเภท ดังนี้ แมกมาในชั้นแมนเทิล แทรกตัวขึ้นสู่เปลือกโลก เนื่องจากมีอุณหภูมิสูง ความหนาแน่นต่ำ แรงดันสูง แมกมาที่ตกผลึกภายในเปลือกโลกกลายเป็นหินอัคนีแทรกซอน (มีผลึกขนาดใหญ่) ส่วนแมกมาที่เย็นตัวบนพื้นผิวกลายเป็นหินอัคนีพุ (มีผลึกขนาดเล็ก) หินทุกชนิดเมื่อผุพัง สึกกร่อน จะถูกพัดพาให้เป็นตะกอน ทับถม และกลายเป็นหินตะกอน หินทุกชนิดเมื่อถูกกดดัน หรือทำให้ร้อน เนื้อแร่จะตกผลึกใหม่ กลายเป็นหินแปร หินทุกชนิดเมื่อหลอมละลาย จะกลายเป็นแมกมา เมื่อมันแทรกตัวขึ้นสู่เปลือกโลก จะเย็นตัวลงกลายเป็นหินอัคนี ภาพที่ 12 วัฏจักรการเกิดหินทั้งสามประเภท

แร่ (Minerals)

แร่ (Minerals) แร่คืออะไร อะตอม (Atom) หมายถึง หน่วยที่เล็กที่สุดของอนุภาคของธาตุๆ หนึ่ง ซึ่งยังคงแสดงคุณสมบัติของธาตุชนิดนั้นไว้ อะตอมประกอบด้วย นิวเคลียส ซึ่งมีอนุภาคโปรตอน (+) และอนุภาคนิวตรอน (เป็นกลาง) อยู่ที่ศูนย์กลาง โดยมีอนุภาค อีเล็กตรอน (-) โคจรรอบนิวเคลียสเป็นชั้น ธาตุแต่ละชนิดมีโปรตอน นิวตรอน และอีเล็กตรอนจำนวนไม่เท่ากัน แต่โดยปกติ โปรตอนจะมีจำนวนเท่ากับอีเล็กตรอน ธาตุไฮโดรเจนมีอะตอมที่เล็กที่สุดคือ ประกอบด้วยโปรตอนและอีเล็กตรอน อย่างละ 1 ตัว ไม่มีนิวตรอน ธาตุออกซิเจนมีอะตอมขนาดใหญ่กว่าคือ มีโปรตรอน 8 ตัว และนิวตรอน 8 ตัว และมีอีเล็กตรอน 8 ตัว โคจรรอบนิวเคลียส จำนวน 2 ชั้น ชั้นในมีอีเล็กตรอน 2 ตัว ชั้นนอกมีอีเล็กตรอน 6 ตัว ดังภาพที่ 1 ธาตุ (Element) หมายถึง ชนิดของสสารซึ่งไม่สามารถแตกย่อยไปกว่านี้ได้อีกแล้วโดยกระบวนทางเคมี ธาตุแต่ละชนิดมีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่แตกต่างออกกันไป เช่น ธาตุไฮโดรเจนมีน้ำหนักเบาและมีจุดเดือดต่ำ ธาตุเหล็กมีน้ำหนักมากและมีจุดเดือดสูง ธาตุแต่ละธาตุจะมีโครงสร้างอะตอมเพียงรูปแบบเดียว เช่น ธาตุโซเดียม มีโครงสร้างตามที่นำเสนอในภาพที่ 1 ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ค้นพบธาตุจำนวน 112 ธาตุ ทั้งที่เกิดเองตามธรรมชาติ และจากการสังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการ ธาตุที่มีอยู่มากมายบนเปลือกโลกได้แก่ ออกซิเจน และซิลิกอน (รวมเป็นสารประกอบชื่อ ซิลิกอนไดออกไซด์) โมเลกุล (Molecule) หมายถึง ส่วนที่เล็กที่สุดของสารประกอบซึ่งยังคงคุณสมบัติของสารนั้นไว้ โมเลกุลประกอบขึ้นด้วยธาตุเดียวหรือหลายธาตุ มายึดติดกันตามโครงสร้างของอะตอม เช่น โซเดียมคลอไรด์ (เกลือ) ประกอบด้วย อะตอมของโซเดียม และคลอรีน อย่างละ 1 ตัว (ภาพที่ 2) ภาพที่ 2 โมเลกุลของโซเดียมคลอไรด์ แร่ (Mineral) หมายถึง ธาตุหรือสารประกอบอนินทรีย์ (ไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต) ที่มีสถานะเป็นของแข็ง เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและมีโครงสร้างภายในที่เป็นผลึก มีสูตรเคมีและสมบัติอื่นๆ ที่แน่นอนหรือเปลี่ยนแปลงได้ในวงจำกัด ตัวอย่างเช่น แร่เฮไลต์ (เกลือ) เป็นสารประกอบ (Compound) ซึ่งประกอบด้วยอะตอมของโซเดียมและคลอรีนจำนวนเท่ากัน เกาะตัวกันอยู่โดยมีโครงสร้าง 3 มิติเป็นผลึกลูกบาศก์ ซึ่งอะตอมของโซเดียม 1 ตัวจะถูกห้อมล้อมด้วยอะตอมของคลอรีน 6 ตัว ในขณะเดียวกันอะตอมของคลอรีน 1 ตัวก็จะถูกห้อมล้อมด้วยอะตอมของโซเดียมจำนวน 6 ตัว (ดังภาพที่ 3) ทั้งนี้ผลึกเกลือขนาดเท่าหัวเข็มหมุด ประกอบด้วยโซเดียมคลอไรด์หลายล้านโมเลกุล ภาพที่ 3 โครงสร้างผลึกของโซเดียมคลอไรด์ คุณสมบัติทางกายภาพของแร่ แร่มีอยู่มากมายหลายชนิด ในการจำแนกแร่โดยพิจารณาองค์ประกอบทางเคมีมิใช่ของง่าย ตัวอย่างเช่น แร่เฮไลต์ (NaCl) ประกอบด้วยการจับคู่หนึ่งต่อหนึ่งของอะตอมโซเดียมและคลอรีน โดยมีโครงสร้างผลึกทรงลูกบาศก์ การที่จะทราบเช่นนี้ เราจะต้องเก็บตัวอย่างแร่ไปทำการทดลองในห้องปฏิบัติการ ซึ่งต้องใช้เวลาและเงินจำนวนมาก ในทางปฏิบัตินักธรณีวิทยาจึงมีวิธีพิจารณาคุณสมบัติทางกายภาพของแร่ดังนี้ ผลึก (Crystal) หมายถึง ของแข็งที่มีเนื้อเดียวกัน มีรูปทรงสามมิติ ผิวหน้าแต่ด้านเป็นระนาบ ซึ่งเป็นผลมาจากการจัดตัวของอะตอมหรือโมเลกุลของธาตุที่ประกอบอยู่ในของแข็งนั้นอย่างมีแบบแผน ผลึกชุดหนึ่งจะประกอบด้วยระนาบผลึกซึ่งมีสมมาตรแบบเดียวกัน ซึ่งอาจประกอบด้วยรูปผลึก (Crystal shape) เพียงรูปแบบเดียว หรือหลายรูปผลึกติดกันก็ได้แต่ต้องสมมาตรกัน แร่บางชนิดมีองค์ประกอบจากธาตุเดียวกัน แต่มีรูปผลึกต่างกัน ก็มีคุณสมบัติต่างกัน เช่น เพชร และกราไฟต์ ประกอบด้วยอะตอมของธาตุคาร์บอน ซึ่งมีโครงสร้างผลึกต่างกัน เพชรมีผลึกรูปปิระมิดประกบจึงมีความแข็งแรงมาก ส่วนกราฟไฟต์มีผลึกเป็นแผ่นบางจึงอ่อนและแตกหักได้ง่าย แนวแตกเรียบ (Clevage) หมายถึง รอยที่แตกเป็นระนาบเรียบตามโครงสร้างอะตอมในผลึกแร่ โดยทั่วไปรอยแตกนี้จะขนานไปกับหน้าผลึกแร่ แนวแตกนี้อาจเป็นระนาบเดียวหรือหลายระนาบก็ได้ ตัวอย่างในภาพที่ 5 แสดงให้เห็นว่า (ก) แร่ไมก้า มีรอยแตกเรียบระนาบเดียว (ข) แร่เฟลด์สปาร์มีรอยแตกเรียบ 2 ระนาบตั้งฉากกัน (ค) แร่เฮไลต์มีรอยแตกเรียบ 3 ระนาบตั้งฉากกัน (ง) แร่แคลไซต์มีรอยแตกเรียบ 3 ระนาบเฉียงกัน ภาพที่ 5 ตัวอย่างรอยแตกเรียบชนิดต่างๆ แนวแตกประชิด (Fracture) หมายถึง แนวแตกบางๆ ซึ่งปรากฏเป็นแนวขนานบางๆ หลายแนวบนเนื้อแร่ และมิได้อยู่ในระนาบเดียวกับแนวแตกเรียบ ความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) เป็นอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของสสารต่อน้ำหนักของน้ำ ณ อุณหภูมิหนึ่งๆ (โดยปกติเป็นอุณหภูมิ 20ฐC) ถ้าหากแร่ชนิดหนึ่งมีน้ำหนัก 2.5 เท่า ของน้ำที่มีปริมาตรเท่ากัน แสดงว่า แร่ชนิดนั้นมีความถ่วงจำเพาะ 2.5 ความถ่วงจำเพาะมักเรียกโดยย่อว่า “ถ.พ.” แร่ทั่วไปมี ถ.พ.ประมาณ 2.7 ส่วนแร่โลหะจะมี ถ.พ.มากกว่านั้นมาก เช่น แร่ทองมี ถ.พ. 19, แร่เงินมี ถ.พ. 10.5, แร่ทองแดงมี ถ.พ. 8.9 เป็นต้น

หินแปร (Metamorphic rocks)

หินแปร (Metamorphic rocks) หินแปร คือหินที่แปรสภาพไปจากโดยการกระทำของความร้อน แรงดัน และปฏิกิริยาเคมี หินแปรบางชนิดยังแสดงเค้าเดิม บางชนิดผิดไปจากเดิมมากจนต้องอาศัยดูรายละเอียดของเนื้อใน หรือสภาพสิ่งแวดล้อมจึงจะทราบที่มา อย่างไรก็ตามหินแปรชนิดหนึ่งๆ จะมีองค์ประกอบเดียวกันกับหินต้นกำเนิด แต่อาจจะมีการตกผลึกของแร่ใหม่ เช่น หินชนวนแปรมาจากหินดินดาน หินอ่อนแปรมาจากหินปูน เป็นต้น หินแปรส่วนใหญ่เกิดขึ้นในระดับลึกใต้เปลือกโลกหลายกิโลเมตร ที่ซึ่งมีความดันสูงและอยู่ใกล้กลับหินหนืดร้อนในชั้นแอสทีโนสเฟียร์ แต่การแปรสภาพในบริเวณใกล้พื้นผิวโลกเนื่องจากสิ่งแวดล้อมโดยรอบก็คงมี นักธรณีวิทยาแบ่งการแปรสภาพออกเป็น 2 ประเภท คือ การแปรสภาพสัมผัส (Contact metamorphism) เป็นการแปรสภาพเพราะความร้อน เกิดขึ้น ณ บริเวณที่หินหนืดหรือลาวาแทรกดันขึ้นมาสัมผัสกับหินท้องที่ ความร้อนและสารจากหินหนืดหรือลาวาทำให้หินท้องที่ในบริเวณนั้นแปรเปลี่ยนสภาพผิดไปจากเดิม ภาพที่ 10 การแปรสภาพสัมผัส การแปรสภาพบริเวณไพศาล (Regional metamophic) เป็นการแปรสภาพของหินซึ่งเกิดเป็นบริเวณกว้างใหญ่ไพศาลเนื่องจากอุณหภูมิและความกดดัน โดยปกติการเปรสภาพแบบนี้จะไม่มีความเกี่ยวพันกับมวลหินอัคนี และมักจะมี “ริ้วขนาน” (Foliation) จนแลดูเป็นแถบลายสลับสี บิดย้วยแบบลูกคลื่น ซึ่งพบในหินชีสต์ หินไนส์ ทั้งนี้เป็นผลมาจากการการตกผลึกใหม่ของแร่ในหิน ทั้งนี้ริ้วขนานอาจจะแยกออกได้เป็นแผ่นๆ และมีผิวหน้าเรียบเนียน เช่น หินชนวน ภาพที่ 11 การแปรสภาพบริเวณไพศาล แหล่งที่มาของข้อมูล : www.lesa.in.th

หินตะกอน (Sedimentary rocks)

หินตะกอน (Sedimentary rocks) แม้ว่าหินจะเป็นของแข็ง แต่มันก็มิสามารถดำรงอยู่ได้อย่างถาวร หินเมื่อถูกแสงแดด ลมฟ้าอากาศ และน้ำ หรือ ถูกกระแทก ก็แตกเป็นก้อนเล็กๆ หรือผุกร่อน เสื่อมสภาพลง เศษหินที่ผุพังทั้งอนุภาคใหญ่และเล็กถูกพัดพาไปสะสมอัดตัวกัน เป็นชั้นๆ เกิดความกดดันและปฏิกิริยาเคมีจนกลับกลายเป็นหินอีกครั้ง หินที่เกิดใหม่นี้เราเรียกว่า “หินตะกอน” หรือ “หินชั้น” ปัจจัยที่ทำให้เกิดหินตะกอนหรือหินชั้น มีดังต่อไปนี้ การผุพัง (Weathering) คือ การที่หินผุพังทำลายลง (อยู่กับที่) ด้วยกรรมวิธีต่างๆ จากลมฟ้าอากาศ สารละลาย และรวมทั้งการกระทำของต้นไม้ แบคทีเรีย ตลอดจนการแตกตัวทางกลศาสตร์ มีการเพิ่มอุณหภูมิและลดอุณหภูมิสลับกันเป็นต้น ภาพที่ 5 แสดงให้เห็นถึงการผุพังของหินชั้นบน ประกอบกับการดันตัวจากใต้เปลือกโลก ทำให้เกิดภูเขาหินแกรนิต ภาพที่ 5 ภูเขาหินแกรนิตซึ่งกำลังผุพังจากสภาพลมฟ้าอากาศ การกร่อน (Erosion) หมายถึง กระบวนการที่ทำให้สารเปลือกโลกหลุด ละลายไป หรือกร่อนไป (โดยมีการเคลื่อนที่กระจัดกระจายไปจากที่เดิม) โดยมีต้นเหตุคือตัวการธรรมชาติ ซึ่งได้แก่ ลมฟ้าอากาศ กระแสน้ำ ธารน้ำแข็ง การครูดถู ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ภาพที่ 6 การกร่อนด้วยกระแสลม การพัดพา (Transportation) หมายถึง การเคลื่อนที่ของมวลหิน ดิน ทราย โดยกระแสน้ำ กระแสลม หรือธารน้ำแข็ง ภายใต้แรงดึงดูดของโลก อนุภาคขนาดเล็กจะถูกพัดพาให้เคลื่อนที่ไปได้ไกลกว่าอนุภาคขนาดใหญ่ ภาพที่ 7 การคัดขนาดตะกอนด้วยการพัดพาของน้ำ การทับถม (Deposit) เกิดขึ้นเมื่อตัวกลางซึ่งทำให้เกิดการพัดพา เช่น กระแสน้ำ กระแสลม หรือธารน้ำแข็ง อ่อนกำลังลงและยุติลง ตะกอนที่ถูกพัดพาจะสะสมตัวทับถมกัน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางอุณหภูมิ ความกดดัน ปฏิกิริยาเคมี และเกิดการตกผลึก หินตะกอนที่อยู่ชั้นล่างจะมีความหนาแน่นสูงและมีเนื้อละเอียดกว่าชั้นบน เนื่องจากแรงกดดันซึ่งเกิดขึ้นจากน้ำหนักตัวทับถมกันเป็นชั้นๆ (หมายเหตุ: การทับถมบางครั้งเกิดจากการระเหยของสารละลาย ส่วนที่เป็นน้ำระเหยไปในอากาศทิ้งสารที่เหลือให้ตกผลึกไว้เช่นเดียวกับการทำนาเกลือ) การกลับคืนเป็นหิน (Lithification) เมื่อเศษตะกอนทับถมกันจะเกิดโพรงขึ้นประมาณ 20 – 40% ของเนื้อตะกอน น้ำพาสารละลายเข้ามาแทนที่อากาศในโพรง เมื่อเกิดการทับถมกันจนมีน้ำหนักมากขึ้น เนื้อตะกอนจะถูกทำให้เรียงชิดติดกันทำให้โพรงจะมีขนาดเล็กลง จนน้ำที่เคยมีอยู่ถูกขับไล่ออกไป สารที่ตกค้างอยู่ทำหน้าที่เป็นซีเมนต์เชื่อมตะกอนเข้าด้วยกันกลับเป็นหินอีกครั้ง ภาพที่ 8 ขั้นตอนที่ตะกอนกลับคืนเป็นหิน ประเภทของหินตะกอน นักธรณีวิทยาจำแนกหินตะกอนตามลักษณะการเกิดออกเป็น 3 กลุ่มคือ 1. หินตะกอนอนุภาค (Clastic rocks) ได้แก่ o หินกรวดมน (Congromorate) เป็นหินเนื้อหยาบเกิดจากตะกอนซึ่งเป็นหิน กรวด ทราย ที่ถูกกระแสน้ำพัดพามาอยู่รวมกัน สารละลายในน้ำใต้ดินทำตัวเป็นซิเมนต์ประสานให้อนุภาคใหญ่เล็กเหล่านี้ เกาะตัวกันเป็นก้อนหิน o หินทราย (Sandstone) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดปานกลาง เกิดจากการทับถมตัวของทราย มีองค์ประกอบหลักเป็นแร่ควอรตซ์ คนโบราณใช้หินทรายแกะสลัก สร้างปราสาท และทำหินลับมีด o หินดินดาน (Shale) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดมาก เนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคทรายแป้งและอนุภาคดินเหนียวทับถมกันเป็นชั้นบางๆ ขนานกัน เมื่อทุบหินจะแตกตัวตามรอยชั้น (ฟอสซิลมีอยู่ในหินดินดาน) ดินเหนียวที่เกิดดินดานใช้ทำเครื่องปั้นดินเผา ภาพที่ 9 สัดส่วนของหินตะกอนบนเปลือกโลก 2. หินตะกอนเคมี (Chemical sedimentary rocks) ได้แก่ o หินปูน (Limestone) เป็นหินตะกอนคาร์บอเนต เกิดจากการทับถมของตะกอนคาร์บอเนตในท้องทะเล ทั้งจากสารอนินทรีย์ และซากสิ่งมีชีวิต เช่น ปะการัง และกระดองของสัตว์ทะเล ซึ่งถับถมกันภายใต้ความกดดันและตกผลึกใหม่เป็นแร่แคลไซต์จึงทำปฏิกิริยากับกรด หินปูนใช้ทำเป็นปูนซิเมนต์ และใช้ในการก่อสร้าง o หินเชิร์ต (Chert) หินตะกอนเนื้อแน่น แข็ง เกิดจากการตกผลึกใหม่ เนื่องจากน้ำพาสารละลายซิลิกาเข้าไปแล้วระเหยออก ทำให้เกิดผลึกซิลิกาแทนที่เนื้อหินเดิม หินเชิร์ตมักเกิดขึ้นใต้ท้องทะเล เนื่องจากแพลงตอนที่มีเปลือกเป็นซิลิกาตายลง เปลือกของมันจะจมลงทับถมกัน หินเชิร์ตจึงปะปะอยู่ในหินปูน 3. หินตะกอนอินทรีย์ (Organic sedimentary rocks) ได้แก่ o ถ่านหิน (Coal) เกิดจากการทับถมของซากพืชที่ยังไม่เน่าเปื่อยไปหมดเนื่องจากสภาวะออกซิเจนต่ำ สภาวะเช่นนี้เกิดตามห้วยหนองคลองบึง ในแถบภูมิอากาศแบบเส้นศูนย์สูตร การทับถมทำให้เกิดการแรงกดดันที่จะระเหยขับไล่น้ำและสารละลายอื่นๆออกไป ยิ่งมีปริมาณคาร์บอนมากขึ้นถ่านหินจะยิ่งมีสีดำ ลิกไนต์ (Lignite) เป็นถ่านหินคุณภาพปานกลาง มีมากที่เหมืองแม่เมาะ จ.ลำปาง แอนทราไซต์ (Anthracite) เป็นถ่านหินคุณภาพสูง ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ หมายเหตุ น้ำมันและก๊าซเชื้อเพลิง เกิดจากการทับถมของสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ในทะเล เช่น ไดอะตอม (Diatom) และสาหร่ายเซลล์เดียว (Algae) เกิดตะกอนใต้มหาสมุทร ตะกอนโคลนเหล่านี้ขาดการไหลถ่ายเทของน้ำ การเน่าเปื่อยผุพังจึงหยุดสิ้นก่อนเนื่องจากออกซิเจนหมดไป ตะกอนที่ถูกทับถมไว้ภายใต้ความกดดันและอุณภูมิสูง เป็นเวลานานหลายร้อยล้านปีจึงกลายเป็นน้ำมัน (Oil)

หินอัคนี (Igneous rocks)

หินอัคนี (Igneous rocks) หินอัคนี เป็นหินที่เกิดจากการแข็งตัวของหินหนืด (Magma) จากชั้นแมนเทิลที่โผล่ขึ้นมา เราแบ่งหินอัคนีตามแหล่งที่มาออกเป็น 2 ประเภท คือ หินอัคนีแทรกซอน (Intrusive igneous rocks) เป็นหินที่เกิดจากหินหนืดที่เย็นตัวลงภายในเปลือกโลกอย่างช้าๆ ทำให้ผลึกแร่มีขนาดใหญ่ และเนื้อหยาบ เช่น หินแกรนิต หินไดออไรต์ และหินแกบโบร หินอัคนีพุ (Extrusive ingneous rocks) บางทีเรียกว่า หินภูเขาไฟ เป็นหินหนืดที่เกิดจากลาวาบนพื้นผิวโลกเย็นตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้ผลึกมีขนาดเล็ก และเนื้อละเอียด เช่น หินบะซอลต์ หินไรออไรต์ และหินแอนดีไซต์ นอกจากนั้นนักธรณีวิทยายังจำแนกหินอัคนี โดยใช้องค์ประกอบของแร่ เป็น หินชนิดกรด หินชนิดปลางกลาง หินชนิดด่าง และหินอัลตราเมฟิก โดยใช้ปริมาณของซิลิกา (SiO2) เป็นเกณฑ์จากมากไปหาน้อยตามลำดับ (รายละเอียดในตารางที่ 2) จะเห็นได้ว่า หินที่มีองค์ประกอบเป็นควอรตซ์และเฟลด์สปาร์มากจะมีสีอ่อน ส่วนหินที่มีองค์ประกอบเป็นเหล็กและแมกนีเซียมมากจะมีสีเข้ม หินอัคนีที่สำคัญ หินแกรนิต (Granite) เป็นหินอัคนีแทรกซอนที่เย็นตัวลงภายในเปลือกโลกอย่างช้าๆ จึงมีเนื้อหยาบซึ่งประกอบด้วยผลึกขนาดใหญ่ของแร่ควอรตซ์สีเทาใส แร่เฟลด์สปาร์สีขาวขุ่น และแร่ฮอร์นเบลนด์ หินแกรนิตแข็งแรงมาก ชาวบ้านใช้ทำครก เช่น ครกอ่างศิลา ภูเขาหินแกรนิตมักเตี้ยและมียอดมน เนื่องจากเปลือกโลกซึ่งเคยอยู่ชั้นบนสึกกร่อนผุพัง เผยให้เห็นแหล่งหินแกรนิตซึ่งอยู่เบื้องล่าง หินบะซอลต์ (Basalt) เป็นหินอัคนีพุ เนื้อละเอียด เกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีสีเข้มเนื่องจากประกอบด้วยแร่ไพร็อกซีนเป็นส่วนใหญ่ อาจมีแร่โอลิวีนปนมาด้วย เนื่องจากเกิดขึ้นจากแมกมาใต้เปลือกโลก หินบะซอลต์หลายแห่งในประเทศไทยเป็นแหล่งกำเนิดของอัญมณี (พลอยชนิดต่างๆ) เนื่องจากแมกมาดันผลึกแร่ซึ่งอยู่ลึกใต้เปลือกโลก ให้โผล่ขึ้นมาเหนือพื้นผิว หินไรโอไลต์ (Ryolite) เป็นหินอัคนีพุซึ่งเกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีเนื้อละเอียดซึ่งประกอบด้วยผลึกแร่ขนาดเล็ก มีแร่องค์ประกอบเหมือนกับหินแกรนิต แต่ทว่าผลึกเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ ส่วนมากมีสีชมพู และสีเหลือง หินแอนดีไซต์ (Andesite) เป็นหินอัคนีพุซึ่งเกิดจากการเย็นตัวของลาวาในลักษณะเดียวกับหินไรโอไรต์ แต่มีองค์ประกอบของแมกนีเซียมและเหล็กมากกว่า จึงมีสีเขียวเข้ม หินพัมมิซ (Pumice) เป็นหินแก้วภูเขาไฟชนิดหนึ่งซึ่งมีฟองก๊าซเล็กๆ อยู่ในเนื้อมากมายจนโพรกคล้ายฟองน้ำ มีส่วนประกอบเหมือนหินไรโอไลต์ มีน้ำหนักเบา ลอยน้ำได้ ชาวบ้านเรียกว่า หินส้ม ใช้ขัดถูภาชนะทำให้มีผิววาว หินออบซิเดียน (Obsedian) เป็นหินแก้วภูเขาไฟซึ่งเย็นตัวเร็วมากจนผลึกมีขนาดเล็กมาก เหมือนเนื้อแก้วสีดำ หินออบซิเดียน

โครงสร้างดิน (Soil Structure)

โครงสร้างดิน (Soil Structure) โครงสร้างดิน หมายถึง รูปแบบของการยึดและการเรียงตัวของอนุภาคเดี่ยวของดินเป็นเม็ดดินในหน้าตัดดิน เม็ดดินแต่ละชนิดมีความแตกต่างกันทั้งด้านขนาดและรูปร่าง ซึ่งแบ่งออกเป็น 7 ชนิดคือ แบบก้อนกลม (Granular ) มีรูปร่างคล้ายทรงกลม เม็ดดินมีขนาดเล็กประมาณ 1 - 10 มิลลิเมตร มักพบในดินชั้น A มีรากพืชปนอยู่มาก เนื้อดินมีความพรุนมาก จึงระบายน้ำและอากาศได้ดี แบบก้อนเหลี่ยม (Blocky) มีรูปร่างคล้ายกล่อง เม็ดดินมีขนาดประมาณ 1-5 เซนติเมตร มักพบในดินชั้น B มีการกระจายของรากพืชปานกลาง น้ำและอากาศซึมผ่านได้ แบบแผ่น (Platy) ก้อนดินแบนวางตัวในแนวราบ และซ้อนเหลื่อมกันเป็นชั้น ขัดขวากรากพืช น้ำและอากาศซึมผ่านได้ยาก มักเป็นดินชั้น A ที่ถูกบีบอัดจากการบดไถของเครื่องจักรกลการเกษตร แบบแท่งหัวเหลี่ยม (Prismatic) ก้อนดินแต่ละก้อนมีผิวหน้าแบบและเรียบ เกาะตัวกันเป็นแท่งหัวเหลี่ยมคล้ายปริซึม ก้อนดินมีลักษณะยาวในแนวดิ่ง ส่วนบนของปลายแท่งมักมีรูปร่างแบน เม็ดดินมีขนาด 1 - 10 เซนติเมตร มักพบในดินชั้น B น้ำและอากาศซึมได้ปานกลาง แบบแท่งหัวมน (Columnar) มีการจับตัวคล้ายคลึงกับแบบแท่งหัวเหลี่ยม แต่ส่วนบนของปลายแท่งมีลักษณะกลมมน ปกคลุมด้วยเกลือ เม็ดดินมีขนาด 1 - 10 เซนติเมตร มักพบในดินชั้น B และเกิดในเขตแห้งแล้ง น้ำและอากาศซึมผ่านได้น้อย และมีการสะสมของโซเดียมสูง แบบก้อนทึบ (Massive) เป็นดินเนื้อละเอียดยึดตัวติดกันเป็นก้อนใหญ่ ขนาดประมาณ 30 เซนติเมตร ดินไม่แตกตัวเป็นเม็ด จึงทำให้น้ำและอากาศซึมผ่านได้ยาก แบบอนุภาคเดี่ยว (Single Grained) ไม่มีการยึดตัวติดกันเป็นก้อน มักพบในดินทราย ซึ่งน้ำและอากาศซึมผ่านได้ดี

เนื้อดิน (Soil Texture)

เนื้อดิน (Soil Texture) เนื้อดิน หมายถึง องค์ประกอบเชิงกายภาพของดิน เราจะสังเกตได้ว่า ดินในแต่ละสถานที่มีลักษณะแตกต่างกัน เนื่องจากดินประกอบขึ้นจากของอนุภาคตะกอนหลาย ๆ ขนาด อนุภาคที่ใหญ่ที่สุดคืออนุภาคทราย (Sand) อนุภาคขนาดรองลงมาคือ อนุภาคทรายแป้ง (Silt) และอนุภาคที่มีขนาดเล็กที่สุดคือ อนุภาคดินเหนียว (Clay) ดังภาพที่ 5 ภาพที่ 5 อนุภาคของดิน ดินมีหลายชนิด เช่น ดินทราย ดินร่วน ดินเหนียว ขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาคของตะกอนที่ผสมกันเป็นดิน อาทิเช่น ดินทรายมีเนื้อหยาบ เนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคขนาดใหญ่เช่นเม็ดทรายซึ่งมีขนาดใหญ่ จึงมีช่องว่างให้น้ำซึมผ่านอย่างรวดเร็ว ดินเหนียวมีเนื้อละเอียดมาก เนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กมาก จึงไม่มีน้ำช่องว่างให้น้ำซึมผ่าน ส่วนดินร่วนมีส่วนผสมเป็นอนุภาคขนาดปานกลางเช่น ทรายแป้ง เป็นส่วนใหญ่ จึงมีความเหมาะสมในการปลูกพืชส่วนใหญ่ เนื่องจากน้ำซึมผ่านได้ไม่รวดเร็วจนเกินไป สามารถเก็บกับความชื้นได้ดี นักปฐพีวิทยาแบ่งดินออกเป็น 12 ชนิด โดยการศึกษาสัดส่วนการกระจายอนุภาคของดินตามรูปที่ 6 เช่น ดินทรายร่วนประกอบด้วยอนุภาคทราย 80%, อนุภาคทรายแป้ง 10%, อนุภาคดินเหนียว 10% ดินร่วนประกอบด้วยอนุภาคทราย 40%, อนุภาคทรายแป้ง 40%, อนุภาคดินเหนียว 20% ดินเหนียวประกอบด้วยอนุภาคทราย 20%, อนุภาคทรายแป้ง 20%, อนุภาคดินเหนียว 60% การจำแนกดินช่วยให้เราเข้าใจถึงคุณสมบัติของดินประเภทต่างๆ ได้แก่ ความสามารถในการกักเก็บน้ำ และการถ่ายเทพลังงานความร้อน ซึ่งสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในทางเกษตรกรรม และวิศวกรรม เป็นต้น

หน้าตัดดิน

หน้าตัดดิน ปัจจัยต่างๆ ของการกำเนิดดิน ทำให้ได้ดินที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันอย่างมาก ดินในภูมิประเทศหนึ่งๆ จะมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง เราเรียกภาคตัดตามแนวดิ่งของชั้นดินเรียกว่า “หน้าตัดดิน” (Soil Horizon) หน้าตัดดินบอกถึงลักษณะทางธรณีวิทยา และประวัติภูมิอากาศของภูมิประเทศที่เกิดขึ้นมาก่อนหน้านี้นับพันปี รวมถึงว่ามนุษย์ใช้ดินอย่างไร อะไรเป็นสาเหตุให้ดินนั้นมีสมบัติเช่นในปัจจุบัน ตลอดจนแนวทางที่ดีที่สุดในการใช้ดิน ภาพที่ 4 ชั้นดิน หน้าตัดดินประกอบด้วยดินที่ทับถมกันเป็นชั้นๆ เรียกว่า “ชั้นดิน” (Soil horizon) ชั้นดินบางชั้นอาจจะบางเพียง 2-3 มิลลิเมตร หรือหนากว่า 1 เมตร ก็ได้ เราสามารถจำแนกชั้นดินแต่ละชั้นจากสี และโครงสร้างของอนุภาคดินที่แตกต่างกัน นอกจากนั้นยังสามารถใช้คุณสมบัติอื่นๆ ที่แตกต่างกันระหว่างดินชั้นบนและดินชั้นล่างได้อีกด้วย ดินบางชั้นเกิดจากการพังทลายและถูกชะล้างโดยกระแสน้ำ ดินบางชั้นเกิดจากตะกอนทับถมกันนานหลายพันปี นักปฐพีวิทยากำหนดชื่อของชั้นดินโดยใช้ลักษณะทางกายภาพ ดังนี้ ชั้นโอ (O Horizon) เป็นดินชั้นบนสุดมักมีสีคล้ำเนื่องจากประกอบด้วยอินทรียวัตถุ (Organic) หรือ ฮิวมัส ซึ่งเป็นซากพืชซากสัตว์ ซึ่งทำให้เกิดความเป็นกรด ดินชั้นโอส่วนใหญ่จะพบในพื้นที่ป่า ส่วนในพื้นที่การเกษตรจะไม่มีชั้นโอในหน้าตัดดิน เนื่องจากถูกไถพรวนไปหมด ชั้นเอ (A Horizon) เป็นดินชั้นบน (Top soil) เป็นส่วนที่มีน้ำซึมผ่าน ดินชั้นเอส่วนใหญ่ประกอบด้วยหินแร่และอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายสมบูรณ์แล้วอยู่ด้วย ทำให้ดินมีสีเข้ม ในพื้นที่เกษตรกรรมดินชั้นเอจะถูกไถพรวน เมื่อมีการย่อยสลายของรากพืชและมีการสะสมอินทรียวัตถุ โดยปกติโครงสร้างของดินจะเป็นแบบก้อนกลม แต่ถ้าดินมีการอัดตัวกันแน่น โครงสร้างของดินในชั้นเอจะเป็นแบบแผ่น ชั้นบี (B Horizon) เป็นชั้นดินล่าง (subsoil) เนื้อดินและโครงสร้างเป็นแบบก้อนเหลี่ยม หรือแท่งผลึก เกิดจากการชะล้างแร่ธาตุต่างๆ ของสารละลายต่างๆ เคลื่อนตัวผ่านชั้นเอ ลงมามาสะสมในชั้นบี ในเขตภูมิอากาศชื้น ดินในชั้นบีส่วนใหญ่จะมีสีน้ำตาลปนแดง เนื่องจากการสะสมตัวของเหล็กออกไซด์ ชั้นซี (C Horizon) เกิดจากการผุพังของหินกำเนิดดิน (Parent rock) ไม่มีการตกตะกอนของวัสดุดินจากการชะล้าง และไม่มีการสะสมของอินทรียวัตถุ ชั้นอาร์ (R Horizon) เป็นชั้นของวัตถุต้นกำเนิดดิน หรือ หินพื้น (Bedrock)

ดิน (Soil)

ดิน (Soil) คือ วัตถุธรรมชาติที่ปกคลุมผิวโลกอยู่บางๆ เกิดขึ้นจากผลของการแปรสภาพหรือผุพังของหินและแร่ และอินทรียวัตถุผสมคลุกเคล้ากัน โดยมีส่วนประกอบดังนี้ อนินทรียวัตถุ (Mineral matter) ได้แก่ส่วนของแร่ต่างๆ ภายในหินซึ่งผุพังสึกกร่อนเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย โดยทางเคมี ฟิสิกส์ และชีวเคมี อินทรียวัตถุ (Organic matter) ได้แก่ส่วนที่เกิดจากการเน่าเปื่อยผุพังหรือสลายตัวของซากพืชซากสัตว์ที่ทับถมกัน มีอยู่ประมาณ น้ำ ในสารละลายซึ่งพบอยู่ในช่องระหว่างเม็ดดิน (Aggregate) หรืออนุภาคดิน (Particle) อากาศ อยู่ในที่ว่างระหว่างเม็ดดินหรืออนุภาคดิน ก๊าซส่วนใหญ่ที่พบทั่วไปในดิน ได้แก่ ไนโตรเจน ออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ ปริมาตรของแต่ละส่วนประกอบของดินที่เหมาะสมแก่การเพาะปลูก โดยทั่วไปจะมีแร่ 45% อินทรียวัตถุ 5% น้ำ 25% และอากาศ 25% ดังภาพที่ 1

หิน

หิน ชัยทศ จำเนียรกุล หิน (Rock) เป็นมวลของแข็งที่ประกอบด้วยแร่ชนิดเดียวหรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติ แบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ๆ คือ 1. หินอัคนี (Igneous rocks) คือ หินที่เกิดจากการแข็งตัวของหินหนืด หินหนืดเมื่อยู่ภายในเปลือกโลกเรียกว่าแมกมา (Magma) เมื่อผุดพ้นออกมาบนผิวโลก เรียกว่า ลาวา (Lava) การเย็นตัวของแมกมาเป็นไปอย่างช้าๆ ส่วนการเย็นตัวของลาวาจะเป็นไปอย่างรวดเร็ว มีผลทำให้หินอัคนีมีลักษณะต่าง ๆ กัน 2. หินตะกอนหรือหินชั้น (Sedimentary rocks) คือ หินที่เกิดจากการทับถมของตะกอน ตะกอนเหล่านี้เกิดจากการ ผุพัง แตกสลายของหินอัคนี หินแปร 3. หินแปร (Metamorphic rocks) คือ หินที่แปรสภาพไปจากเดิม โดยการกระทำของความร้อน ความดัน และปฏิกิริยาเคมี http://en.wikipedia.org/ การลำดับอายุของชั้นหินจากอายุน้อยไปหาอายุมากคือ หินทราย หินกรวดมน หินปูน หินดินดาน การศึกษาธรณีประวัติทำให้ได้ประโยชน์คือ นำข้อมูลไปใช้ในการวางแผนพัฒนาและใช้ประโยชน์จากพื้นที่ให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม สำรวจหาทรัพยากรธรณี เหตุผลที่ยืนยันว่าบริเวณพื้นที่จังหวัดลำปางเมื่อหลายล้านปีก่อนเคยเป็นทะเลมาก่อนคือ พบซากดึกดำบรรพ์ของหอยกาบคู่และหอยงวงช้าง สะสมในชั้นหิน

ซากดึกดำบรรพ์

ซากดึกดำบรรพ์ http://en.wikipedia.org/ - ซากดึกดำบรรพ์ คือ ซากของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ที่เคยอาศัยอยู่ในบริเวณนั้น เมือตายลงซากก็ถูกทับถมและฝังตัวอยู่ในชั้นหินตะกอน - ซากดึกดำบรรพ์ดัชนี หมายถึง ซากดึกดำบรรพ์ที่บอกอายุได้แน่นอน เนื่องจากเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่มีวิวัฒนาการทางโครงสร้างและรูปร่างอย่างรวดเร็ว มีความแตกต่างในแต่ละช่วงอายุอย่างเห็นเด่นชัด - ซากดึกดำบรรพ์ส่วนใหญ่มักพบอยู่ในลักษณะ ปรากฏเป็นซากเดิมหรือโครงร่างส่วนที่แข็งที่อยู่ในหินตะกอน - ประเทศไทยมีการค้นพบซากไดโนเสาร์ครั้งแรกที่ อำเภอภูเวียง จังหวัดขอนแก่นคือ ไดโนเสาร์ประเภทเดินสี่เท้า กินพืชเป็นอาหาร คอและหางยาว - ซากไดโนเสาร์ที่พบส่วนมากทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ในชั้นหินทรายแป้ง เป็นหินอยู่ในยุคไทรแอสสิกตอนปลายถึงยุคครีเตเชียสตอนกลาง - ซากดึกดำบรรพ์ที่เป็นพืชที่เคยพบในไทยได้แก่ ใบไม้ ละอองเรณู สปอร์ สาหร่ายทะเลและไม้กลายเป็นหิน - ลักษณะของซากดึกดำบรรพ์ที่ปรากฏในปัจจุบันมีลักษณะหลายประการคือ 1. แข็งกลายเป็นหิน 2. อยู่ใสภาพแช่แข็ง 3. ถูกอัดในยางไม้หรืออำพัน http://en.wikipedia.org/ - หินที่สามารถเก็บรักษาซากดึกดำบรรพ์ได้ดีคือ หินตะกอน เนื่องจาก ซากดึกดำบรรพ์นั้นเกิดได้ยาก เนื่องจากในธรรมชาติวัตถุต่างๆ ย่อมเกิดการสลายตัวไปตามกาลเวลา การเกิดเป็นซากดึกดำบรรพ์ได้นั้นมักจะเกิดจากการที่ซากนั้นได้รับการปกป้องห่อหุ้มไปด้วยการทับถมของตะกอนต่างๆ ดังนั้นซากดึกดำบรรพ์จึงมักจะพบได้ในชั้นหินตะกอน