โครงสร้างของโลก

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
โครงสร้างของโลก

โครงสร้างภายในของโลกแบ่งเป็นชั้นในเปลือกทรงกลมคล้ายหัวหอม ชั้นเหล่านี้สามารถนิยามโดยคุณสมบัติทางเคมีหรือวิทยากระแส (rheology) ของมัน โลกมีเปลือกแข็งซิลิเกตชั้นนอก เนื้อโลกที่หนืดมาก แก่นนอกที่เหลวซึ่งหนืดน้อยกว่าเนื้อโลกมาก และแก่นในแข็ง ความเข้าใจโครงสร้างภายในของโลกอาศัยการสังเกตภูมิลักษณ์และการวัดความลึกของมหาสมุทร (bathymetry) การสังเกตหินในหินโผล่ ตัวอย่างซึ่งถูกนำสู่พื้นผิวจากชั้นที่ลึกกว่าโดยกิจกรรมภูเขาไฟ การวิเคราะห์คลื่นแผ่นดินไหวซึ่งผ่านโลก การวัดสนามความโน้มถ่วงของโลกและการทดลองกับของแข็งผลึกที่ลักษณะเฉพาะความดันและอุณหภูมิของภายในชั้นลึกของโลก

มวลของโลก[แก้]

แรงกระทำโดยแรงโน้มถ่วงของโลกสามารถนำมาใช้ในการคำนวณหามวลของโลกและการประมาณค่าปริมาตรของโลกได้, ดังนั้นความหนาแน่น (density) เฉลี่ยของโลกก็จะสามารถคำนวณได้ นักดาราศาสตร์ยังสามารถคำนวณหามวลของโลกได้จากวงโคจรและผลกระทบต่อวัตถุที่วางอยู่บนดาวเคราะห์ในระยะใกล้เคียงได้

โครงสร้างของโลก[แก้]

การแจกแจงค่าความหนาแน่นตามแนวรัศมีของโลกตามแบบจำลองโลกอ้างอิงเบื้องต้น (preliminary reference earth model) (PREM)[1]
แรงโน้มถ่วงของโลกตามแบบจำลองโลกอ้างอิงเบื้องต้น (PREM) [1] การเปรียบเทียบการประมาณค่าของการใช้ค่าความหนาแน่นคงที่และความหนาแน่นเชิงเส้นสำหรับภายในของโลก
มุมมองแผนผังโครงสร้างภายในของโลก 1. เปลือกทวีป – 2. เปลือกมหาสมุทร – 3. แมนเทิลด้านบน – 4. แมนเทิลด้านล่าง – 5. แกนชั้นนอก – 6. แกนชั้นใน – A: ความไม่ต่อเนื่องของโมโฮโลวิคซิค (Mohorovičić discontinuity) – B: ความไม่ต่อเนื่องของกูเทนเบิร์ก (Gutenberg Discontinuity) – C: ความไม่ต่อเนื่องของเลห์แมนน์-บัลเลน (Lehmann–Bullen discontinuity)

โครงสร้างของโลกสามารถกำหนดนิยามได้ในสองแนวทางคือ : โดยคุณสมบัติเชิงทางกล เช่น วิทยาศาสตร์การไหล (rheology) หรือ คุณสมบัติทางเคมี คุณสมบัติโครงสร้างภายในของโลกในทางกายภาพนั้น, ก็สามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ชั้น ได้แก่ ชั้นธรณีภาค (lithosphere), ชั้นฐานธรณีภาค (asthenosphere), ชั้นเนื้อโลกมัชฌิมภาค (mesospheric mantle) [2] [3], แกนโลกชั้นนอก (outer core) และ แกนโลกชั้นใน (inner core) ในทางเคมี, โครงสร้างภายในของโลกแบ่งออกเป็น 5 ชั้นที่สำคัญ, สามารถแบ่งออกได้เป็น เปลือกโลก (crust), เนื้อโลกตอนบน (upper mantle), เนื้อโลกตอนล่าง (lower mantle), แกนโลกชั้นนอก, และแกนโลกชั้นใน องค์ประกอบทางธรณีวิทยาในระดับชั้นต่าง ๆ ของโลก [4] อยู่ที่ระดับความลึกภายใต้พื้นผิวลงไปดังต่อไปนี้:

ความลึก ระดับชั้น
กิโลเมตร ไมล์
0–60 0–37 ธรณีภาค (Lithosphere) (เฉพาะส่วนที่แตกต่างกันระหว่าง 5 และ 200 กิโลเมตร)
0–35 0–22 ... เปลือกโลก (Crust) (เฉพาะส่วนที่แตกต่างกันระหว่าง 5 และ 70 กิโลเมตร)
35–60 22–37 ... ส่วนบนสุดของแมนเทิล
35–2,890 22–1,790 เนื้อโลก หรือ แมนเทิล (Mantle)
100–200 210-270 ... มัชฌิมภาคส่วนบน (Upper mesosphere) (แมนเทิลส่วนบน)
660–2,890 410–1,790 … มัชฌิมภาคส่วนล่าง (Lower mesosphere) (แมนเทิลส่วนล่าง)
2,890–5,150 1,790–3,160 แกนโลกด้านนอก (Outer core)
5,150–6,360 3,160–3,954 แกนโลกด้านใน (Inner core)

โครงสร้างแต่ละชั้นของโลกได้รับการคาดการณ์โดยทางอ้อมโดยใช้เวลาในการเดินทางของการหักเหและการสะท้อนของคลื่นแผ่นดินไหวที่ถูกสร้างขึ้นจากการเกิดแผ่นดินไหว แกนโลกนั้นจะไม่อนุญาตให้คลื่นเฉือน (shear wave) เคลื่อนที่ผ่านมันไปได้ในขณะที่ความเร็วของการเดินทาง (ความเร็วของคลื่นไหวสะเทือน (seismic velocity)) จะมีความเร็วแตกต่างกันในระดับชั้นอื่น ๆ การเปลี่ยนแปลงความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนระหว่างชั้นที่แตกต่างกันจะทำให้เกิดการหักเหของทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นอันเนื่องมาจากกฎของสเนลล์ (Snell's law) เหมือนการเบี่ยงเบนทิศทางของแสงขณะที่มันผ่านปริซึม ในทำนองเดียวกันการสะท้อนจะเกิดจากการเพิ่มขึ้นอย่างมากในความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนและมีความคล้ายคลึงกับแสงสะท้อนจากกระจก

แกนโลก[แก้]

ดูบทความหลักที่: แกนโลกชั้นใน และ แกนโลกชั้นนอก

ความหนาแน่นเฉลี่ยของโลกคือ 5,515 kg/m3 เนื่องจากความหนาแน่นเฉลี่ยของพื้นผิวของโลกมีค่าเพียงประมาณ 3,000 kg/m3 เราจึงสรุปว่าจะต้องมีวัตถุที่มีความหนาแน่นอยู่ภายในแกนของโลก การตรวจวัดคลื่นไหวสะเทือนแสดงให้เห็นว่าแกนโลกจะแบ่งออกเป็นสองส่วน ได้แก่ ส่วนที่เป็น "ของแข็ง" จะอยู่ตรงแกนโลกชั้นในที่มีรัศมีประมาณ 1,220 กิโลเมตร [5] และส่วนที่เป็นของเหลว จะอยู่บริเวณแกนโลกชั้นนอกที่ขยายขอบเขตอาณาบริเวณเป็นรัศมีเกินกว่าประมาณ 3,400 กม มีความหนาแน่นอยู่ระหว่าง 9,900 และ 12,200 kg/m3 ในแกนชั้นนอกและ 12,600-13,000 kg/m3 ในแกนชั้นใน [6]

แกนโลกชั้นในถูกค้นพบในปี 1936 โดย อิงเง ลีแมน [7] (Inge Lehmann) และเชื่อกันว่าโดยทั่วไปจะมีองค์ประกอบหลักเป็นเหล็กและนิกเกิลเป็นบางส่วน มันไม่จำเป็นต้องเป็นของแข็ง, แต่, เพราะมันสามารถที่จะหันเห (deflect) ทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นแผ่นดินไหวได้, มันจึงต้องประพฤติตัวเป็นของแข็งได้ในบางสมัย หลักฐานที่ได้รับจากการทดลองได้จากในช่วงเวลาวิกฤตของแบบจำลองผลึกของแกนโลก [8]

แมนเทิล[แก้]

แผนที่โลกแสดงตำแหน่งของโมโฮ (Moho)
ดูบทความหลักที่: แมนเทิล (ธรณีวิทยา)

ชั้นแมนเทิลหรือเนื้อโลก (Earth's mantle) แผ่ขยายไปถึงระดับความลึกประมาณ 2,890 กม. ทำให้มันเป็นชั้นที่มีความหนามากที่สุดในภายในโครงสร้างของโลก

ดูเพิ่ม[แก้]

อ้างอิง[แก้]

  1. 1.0 1.1 A. M. Dziewonski, D. L. Anderson (1981). "Preliminary reference Earth model". Physics of the Earth and Planetary Interiors 25 (4): 297–356. ISSN 0031-9201. PMC 411539. PMID 16592703. doi:10.1016/0031-9201(81)90046-7. 
  2. http://www.rmutphysics.com/charud/naturemystery/sci3/earthquake/thai2.html
  3. http://nkw04945.wordpress.com/%E0%B8%90%E0%B8%B2%E0%B8%99%E0%B8%98%E0%B8%A3%E0%B8%93%E0%B8%B5%E0%B8%A0%E0%B8%B2%E0%B8%84/
  4. T. H. Jordan (1979). "Structural Geology of the Earth's Interior". Proceedings of the National Academy of Sciences 76 (9): 4192–4200. Bibcode:1979PNAS...76.4192J. PMC 411539. PMID 16592703. doi:10.1073/pnas.76.9.4192. 
  5. Monnereau, Marc; Calvet, Marie; Margerin, Ludovic; Souriau, Annie (May 21, 2010). "Lopsided Growth of Earth's Inner Core". Science 328 (5981): 1014–1017. Bibcode:2010Sci...328.1014M. PMID 20395477. doi:10.1126/science.1186212. 
  6. Hazlett, James S. Monroe; Reed Wicander; Richard (2006). Physical geology : exploring the earth; [the wrath of Hurricane Katrina ; Could you survive a Tsunami?; catastrophic earthquakes; global warming] (6. ed.). Belmont: Thomson. p. 346. ISBN 9780495011484. 
  7. http://nstrusced.blogspot.com/2008_06_01_archive.html
  8. Stixrude, Lars; Cohen, R.E. (January 15, 1995). "Constraints on the crystalline structure of the inner core: Mechanical instability of BCC iron at high pressure". Geophysical Research Letters 22 (2): 125–128. Bibcode:1995GeoRL..22..125S. doi:10.1029/94GL02742. 

ดูเพิ่ม[แก้]

  • Kruglinski, Susan. "Journey to the Center of the Earth." Discover.
  • Lehmann, I. (1936) Inner Earth, Bur. Cent. Seismol. Int. 14, 3–31
  • Schneider, David (October 1996) A Spinning Crystal Ball, Scientific American
  • Wegener, Alfred (1915) "The Origin of Continents and Oceans"