02 structure of the earth bw

1

สัณฐานภูมิประเทศกับโครงสราง

ชยกฤต มาลําพอง

ภาควิชาภูมศิาสตร คณะสังคมศาสตร

มหาวิทยาลัยเชียงใหม

ลักษณะพ้ืนผิวโลก

2

Active Zone

Volcanism: Active thermal fields in the past 10,000 years

Earthquake regions

3

โครงสรางทั่วไปของโลก

6,378 Km

6,357 Km เสนรอบวงศูนยสูตร 39,842 กม.เสนรอบวงขั่วโลก 39,776 กม.

ปรมิาตรของโลก = = 1.08x1027 ลบ.ซม.3πr34

มวล (วัดจากความถวงของโลก) = 5.975x1027 ก.

ความหนาแนน = มวล / ปรมิาตร = 5.518 ก./ซม.3

การตรวจสอบโครงสรางภายในโลก

• Seismology : วิชาเกี่ยวกับแผนดินไหว

• Seismograph : เครื่องบันทึกคลื่นแผนดินไหว

• Seismograms : กระดาษบันทึกคลื่นแผนดินไหว

4

คุณสมบัติของคลื่นแผนดินไหว

คุณสมบัติของคลื่นแผนดินไหว

เกิดจากการกดการดัน (Push-wave)

สงตอหรือเคล่ือนท่ีไปไดท้ังของแข็งและของเหลว

เกิดจากการเลื่อนหรอืการสั่น (Secondary-wave, Shear-wave, Shake-wave)

สงตอหรือเคล่ือนท่ีไปไดในวัตถุท่ีทําใหเกิดแรงเฉื่อน

P-wave และ S-wave จะเคล่ือนท่ีผานวัตถุท่ีมีความแข็งมากไดเร็วกวาวตัถุท่ีมีความแข็งนอย

5

การเคลื่อนที่ของคลื่นแผนดินไหว

การเคลื่อนที่ของคลื่นแผนดินไหว

6

แกนกลางมีรัศมีประมาณ 3,470 กม. โดยเฉล่ียมีความหนาแนนประมาณ 10.6 ก./ลบ.ซม.

โครงสรางภายในโลก

เปลือกโลกมีความหนาไมสมํ่าเสมอ ประมาณ 5-70 กิโลเมตร เฉล่ียประมาณ 17 กิโลเมตรสวนที่อยูใตทวีปจะหนากวาสวนที่อยูใตมหาสมุทร มีความหนาแนนประมาณ 2.8 ก./ลบ.ซม.

ชั้นหุมแกนหนาประมาณ 2,900 กม. เปนของแข็งภายใตอุณหภูมิและความกดดันสูง ความหนาแนนประมาณ 4.6 ก./ลบ.ซม.

แกนกลางชั้นนอกมีสถานะเปนของเหลวรอนจัดภายใตความกดดันมหาศาล

แกนกลางชั้นในเปนของแข็ง

โครงสรางภายในโลก

7

โครงสรางของเปลือกโลก

SIALประกอบดวย Silicon และ Aluminiumความหนาแนน 2.7 ก./ลบ.ซม. อยูในสภาวะของแข็งSIMAประกอบดวย Silicon และ Magnesiumความหนาแนน 3.3 ก./ลบ.ซม. อยูในสภาวะของเหลวหนืด

SIMASIAL

การกระจายตัวของชั้นหินเปลือกโลก

SIAL

SIMA

คาความถวงมาตรฐานNegative Bouguer anomalyPositive Bouguer anomaly

+ -

(มีความหนาแนนนอย)

(มีความหนาแนนมาก)

ตามทฤษฏี ณ จุดความสูงเดียวกันจะตองมีคาความถวงเทากันแตความเปนจริงมีคาแตกตางกัน

8

การปรับสมดุลช้ันเปลือกโลกIsostatic Equilibrium, Isostacy

In areas formerly covered by ice sheets (around the Baltic Sea and Hudson Bay

http://www.homepage.montana.edu/~geol445/hyperglac/isostasy1/

SIMA

SIAL

การแปรสัณฐานของโลกและกระบวนการกอเกิดเทือกเขา

การแปรสัณฐานของเปลือกโลก(Technonic Process, Tectogenesis)

กระบวนการกอเกิดเทือกเขา(Orogeny, Orogenesis)

กระบวนการเคล่ือนไหวที่ทําใหเกิดสณัฐานหรือเกิดโครงสราง• ทฤษฎีการหดตัวของเปลือกโลก• ทฤษฎีการพุพลุง• ทวีปจร (Continental Drift) : Wegener• ทวีปเบียดเขาหากัน : E.Argand• กระแสหมนุเวียนแนวด่ิง (Convection)

กระบวนการเคล่ือนไหวที่กอใหเกิดความสูงต่ําของแผนดิน

การท่ีพื้นท่ีบริเวณหน่ึงๆ ถูกยกตัวขึ้นพรอมๆ กันเปนบริเวณกวาง กอใหเกิดเปนท่ีราบหรือท่ีราบลูกฟูกโดยไมปรากฏพื้นท่ีสูงๆ ตํ่าๆ ใหเห็นชัดเจน ไมกอใหเกิดโครงสรางคดโคง (Fold) หรือโครงสรางรอยเล่ือน (Fault) ท่ีเดนชัด เรียกวา Epeirogensis หรือ Epeirogenic Movement หรือ Epeirogeny

9

Continental Drift Theory

กระแสหมุนเวียนแนวด่ิง (Convection)

10

กระแสหมุนเวียนแนวด่ิง (Convection)

สมมุติฐานนี้ใชอธิบายคาความถวงผิดปกติในทางลบ ท่ีปรากฏเหนือรองมหาสมุทรเพราะเปนบริเวณท่ีกระแสแมกมาไหลลงและดูดช้ัน SIAL ลงไปซ่ึงปกติควรจะเปนการผิดสภาพทางบวกเหมือนกับทองมหาสมุทรโดยท่ัวไป

ความสัมพันธระหวางการแปรสัณฐานและกระบวนการกอเกิดเทือกเขา

การที่ตะกอนท่ีสะสมอยูในกนมหาสมุทรถูกทําให

เคลื่อนไหว ไหลเลื่อน คดโคง กอนท่ีจะถูกยกขึ้น

เหนือผิวน้ํา

การแปรสัณฐานกอนการเกิดเทือกเขา

(Pre-orogenic Tectonic)

ในขณะท่ีแผนดินถูกยกขึ้น ตะกอนไดไหลเลื่อนไปยังท่ีตํ่าบริเวณขอบทวีปหรือชายฝงทะเลซอนทับกันอยางซับซอน หรือถูกแรงเบียดเขาหากันจนกอเกิด

โครงสรางใหม

การแปรสัณฐานเกิดพรอมการเกิดเทือกเขา(Syn-orogenic Tectonic)

เมื่อทะเลถูกยกขึ้นเต็มท่ีและถูกกัดเซาะไปบางแลว ตอมาเปลือกโลกเกิดดารเคลื่อนไหวอีก หินจึงมกีารแตกหักเคลื่อนท่ี กอใหเกิดโครงสรางท่ีสลับซับซอนขึ้น

ใหม

การแปรสัณฐานภายหลังการเกิดเทือกเขา(Post-orogenic Tectonic)

11

ทฤษฎีเพลทเทคโทนิค (Plate Tectonic Theory)

การแปรสัณฐานของเปลือกโลก(Technonic Process, Tectogenesis)

กระบวนการกอเกิดเทือกเขา(Orogeny, Orogenesis)

ทฤษฎีเพลทเทคโทนิค(Plate Technonic Theory)

อธิบาย

ทฤษฎีทวีปจร(Continental Drift Theory)

Plates

12

การเคลื่อนที่ของเพลท

การเคลื่อนที่ของเพลทเปลือกโลก

• การเคลื่อนที่แยกจากกัน(Divergent Plate Boundaries)

13


• การเคลื่อนที่แยกจากกัน(Divergent Plate Boundaries)


• การเคลื่อนที่เขาปะทะกัน(Convergent Plate Boundaries)

14


• การเคลื่อนที่เฉยีดกัน (Transform Fault Boundaries)


15

โครงสรางภาคพื้นทวีป

• เทือกเขาใหมบริเวณแดนเทือกเขา (Orogenic belts)เปนบริเวณท่ีเปนผลจากกระบวนการแปรสัณฐานของเปลือกโลก (Tectogenesis) และกระบวนการกอเกิดเทือกเขา ( Orogenesis) มีกระบวนการกษยัการเปนองคประกอบ

• หินฐานทวีป (Shields)เปนพ้ืนท่ีท่ีมีแตกระบวนการกษัยการเปนสวนใหญท่ีดําเนินนับแตการเคลื่อนไหวแปรสัณฐานขั้นสุดทาย

• ลานและแองสะสมตะกอน (Platform and Sedimentary Basins)พ้ืนท่ีท่ีมีการเคลื่อนไหวยกตัวหรือทรุดตัวเปนบริเวณกวางโดยไมมีการแปรสัณฐาน (Epeirogenic Tectonic) ซ่ึงเมื่อมีการทรุดตัวลงจะกลายเปนทะเลต้ืนๆ และเปนแองสะสมตัวของตะกอน จากนั้นจงึมกีารยกตัวขึ้นเปนลาน

Orogenic Belts

16

Alpine Orogeny, Appalachian

Canadian Shield

17

Canadian Shield

Canadian Shield

Canadian ShieldAlso known as the Laurentian Plateau, the Canadian Shield is a massive horseshoe-shaped region in Canada and the northern United States. The region, which occupies almost half of Canada’s total area, is mineral-rich, and many important elements are mined there.

Woodfin Camp and Associates, Inc./Gerd Ludwig

Microsoft ® Encarta ®Reference Library 2005. ©1993-2004 Microsoft Corporation.All rights reserved.

18

Baltic-Scandinavian Shields

Platform and Sedimentary Basins

Sedimentary Basins in Asia

19

Platform and Sedimentary Basins

Sedimentary Basins in America

Sedimentary Basins: Death Valley

20

โครงสรางท่ีเกิดจากการแปรสัณฐานของเปลือกโลก

โครงสรางรอยเลื่อน (Faults)

• รอยเลื่อน คือ รอยแตกทีต่ัดผานเน้ือหินเม่ือพื้นที่น้ันเกิดการเคลื่อนไหว

• ประเภทของราอยเลื่อนตามทิศทางของการเลื่อน– การเคลื่อนท่ีแนวต้ัง

– การเคลื่อนท่ีแนวนอน

Transcurrent faults



Fault Line, IcelandThe island of Iceland lies at the boundary of the North American and Eurasian tectonic plates. The country is remarkable for its number of volcanoes, craters,thermal springs, geysers, and earthquakes.Shown here, at ingyellir, just 41 km (25mi) north-east of the capital Reykjav ํk, are the ravines and cliffs that mark the line of the mid-Atlantic fault.

21


โครงสรางรอยเลื่อน (Faults)San Andreas Fault, California



Rift Valleysหุบเขาทรุดเกรตริฟตแวลลยีในประเทศแทนซาเนยีแอฟริกาตะวนัออก

Reverse Faultยอดเขากูลองในเทือกเขาสวิสแอลป

Rift Valleys, Garben

Horst

22




โครงสรางรอยเลื่อน (Faults)Great Rift Valley

23


โครงสรางคดโคง (Folds)

หินโคงรูปประทุนหินโคงรูปประทุนหงาย แนวเทเดี่ยว



Folded RocksMovements in the earth’s crust have compressed these layers of sedimentary rock into a fold called an anticline. Geologists study features of the earth’s surface, such as this anticline, to understand the various processes that change the landscape. For example when large pieces of the earth’s crust move laterally, they create huge compressional forces that can bend or even break rocks.

Photo Researchers, Inc./V. EnglebertMicrosoft ® Encarta ® Reference Library 2005. © 1993-2004 Microsoft Corporation. All rights reserved.

24




โครงสรางช้ันหินทบตัว (Nappes)เกิดจาก Recumbent Folds / Overtrust Faults ขนาดใหญ

Structurally, the Alpine mountain system is divided into the Western and Eastern Alps by a furrow that leads from the Rhine Valley in northern Switzerland, across Splügen Pass to Lake Como in northern Italy. The Western Alps average about 1000 m (about 3300 ft) higher and are narrower and more rugged than the Eastern Alps. The highest peak of the Alps, Mont Blanc (4807 m/15,771 ft), is on the Franco-Italian border. Among the principal ranges are the Maritime, Ligurian, Cottian, and Alpes Grées in France and Italy and the Bernese, Glarus, and Pennine (or Valais) Alps in Switzerland. The Jura Mountains are a northwestern outlier of the French Alps. From Lake Geneva the Alpine ranges curve northeast and become more widely separated, attaining a width of 250 km (155 mi) in the center of the arc. The ranges of the Eastern Alps diverge, finally to plunge to the Danubian Basin near Vienna. Well-known mountain chains of the Eastern Alps are the Bavarian Alps, Allgäu Alps, Hohe Tauern, and Niedere Tauern in the north and the Dolomite and Carnic Alps in the south.

Summit regions above 3000 m (about 9800 ft) are glaciated. Peaks and crests, however, rise above the ice, displaying jagged shapes (toothlike horns, needles, and knife-edged ridges). About 2% of the total area of the Alps is covered by ice. The longest valley glacier, the Aletsch Glacier in the Bernese Alps, is 18 km (11 mi) long.Broad and deep longitudinal valleys, which hold the courses of the upper Rhône, upper Rhine, Inn, Salzach, Mur, and Drava (Drau) rivers, separate the structural units of the Alps, and contain the main settlements and the principal arteries for traffic. Deeply incised, transverse tributary valleys lead up to the pass regions. Passes at elevations above 2000 m (about 6600 ft) are blocked with snow during the winter months; these include the Mont Cenis, Great Saint Bernard, Simplon, and Saint Gotthard passes. Brenner Pass, at 1,371 m (4,497 ft), and Reschen Pass, at 1508 m (4948 ft), provide the easiest crossings. Engineering feats, such as tunneling of the higher passes for highways and railroads, have lessened the barrier effect of the Alps.

Microsoft ? Encarta ? Reference Library 2005. ? 1993-2004 Microsoft Corporation. All rights reserved.

02 structure of the earth bw

Documents