บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู...

13
บทที7 การผุพังอยูกับที่และการเคลื่อนตัวของมวลสาร 1. บทนํา การผุพังอยูกับที(Weathering) เปนกระบวนการทางธรณีวิทยาที่กระทําตอพื้นทีทั้งสวนที่อยูใต ระดับน้ําจนขึ้นมาในอากาศ ตามความหมายของราชบัณฑิตยสถาน การผุพังอยูกับทีหมายถึง หินที่ผุพังลง ดวยกรรมวิธีทางเคมี จากลมฟาอากาศ น้ําฝน และรวมถึงการกระทําของตนไมกับแบคทีเรีย ตลอดจนการแตก ตัวทางกลศาสตร มีการเพิ่มอุณหภูมิและลดอุณหภูมิสลับกันไป (ราชบัณฑิตยสถาน,2519) Jackson และ Sherman (1953) ใหความหมายของการผุพังอยูกับที่วา หมายถึง การเปลี่ยนแปลง สวนของของแข็งและสวนประกอบที่เกิดขึ้นในเปลือกโลก ภายใตอิทธิพลของน้ําและอากาศ Riche (1945) การผุพังอยูกับทีหมายถึง การตอบสนองของวัสดุที่อยูในสภาวะสมดุลของธรรมชาติ สวนผิวโลก โดยเฉพาะสวนใกลผิวโลกที่ติดกับบรรยากาศ น้ํา และสิ่งมีชีวิต สมดุลของการผุพังมักเกิดขึ้นแคชั่ว ขณะเทานั้น เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอยูตลอดเวลานั่นเอง โดยสรุปแลว การผุพังอยูกับทีหมายถึง การที่หินเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงเพื่อใหมีความสมดุล กับสภาพแวดลอมใหม เปนกระบวนการทั้งหมดที่ทําใหหินที่ปราศจากสิ่งปกคลุมแตกออกอยูกับที่โดยการที่หิน นั้นกระทบกับน้ําและอากาศ และเกิดการทําปฏิกิริยาทําใหหินนั้นเปลี่ยนสภาพไป อาจมีการแตกออกเปนกอน เล็กๆ ซึ่งเปนกระบวนการเตรียมตะกอนใหกับธรรมชาติที่รอการพัดพาไปตามตัวกระทําอื่นๆ นอกจากนั้น ตะกอนที่เกิดจากการผุพังสลายตัวยังมีการเคลื่อนที่เปนมวลสารไปตามความลาดเอียงของพื้นที่ในรูปแบบของ การกลิ้ง การไหล เปนการเสื่อมสลายตัวของมวลสาร (Mass Wasting) (รูปที1) การผุพังอยูกับทีการเคลื่อนที่ของมวลสาร การสึกกรอน รูปที1 แสดงการผุพังอยูกับที่และการเคลื่อนที่ของมวลสาร ที่มา : Tom L. Mcknight , 1990. ความแตกตางระหวางการผุพังและการกรอน มีความแตกตางกันอยางสิ้นเชิงโดยการผุพัง

Upload: others

Post on 08-Aug-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

บทที่ 7

การผุพังอยูกับที่และการเคลื่อนตัวของมวลสาร 1. บทนํา การผุพังอยูกับที่ (Weathering) เปนกระบวนการทางธรณีวิทยาที่กระทําตอพื้นที่ ทั้งสวนที่อยูใตระดับน้ําจนขึ้นมาในอากาศ ตามความหมายของราชบัณฑิตยสถาน การผุพังอยูกับที่ หมายถึง หินที่ผุพังลงดวยกรรมวิธีทางเคมี จากลมฟาอากาศ น้ําฝน และรวมถึงการกระทําของตนไมกับแบคทีเรีย ตลอดจนการแตกตัวทางกลศาสตร มีการเพิ่มอุณหภูมิและลดอุณหภูมิสลับกันไป (ราชบัณฑิตยสถาน,2519) Jackson และ Sherman (1953) ใหความหมายของการผุพังอยูกับที่วา หมายถึง การเปลี่ยนแปลงสวนของของแข็งและสวนประกอบที่เกิดขึ้นในเปลือกโลก ภายใตอิทธิพลของน้ําและอากาศ Riche (1945) การผุพังอยูกับที่ หมายถึง การตอบสนองของวัสดุที่อยูในสภาวะสมดุลของธรรมชาติสวนผิวโลก โดยเฉพาะสวนใกลผิวโลกที่ติดกับบรรยากาศ น้ํา และส่ิงมีชีวิต สมดุลของการผุพังมักเกิดขึ้นแคชั่วขณะเทานั้น เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอยูตลอดเวลานั่นเอง

โดยสรุปแลว การผุพังอยูกับที่ หมายถึง การที่หินเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงเพื่อใหมีความสมดุลกับสภาพแวดลอมใหม เปนกระบวนการทั้งหมดที่ทําใหหินที่ปราศจากสิ่งปกคลุมแตกออกอยูกับที่โดยการที่หินนั้นกระทบกับน้ําและอากาศ และเกิดการทําปฏิกิริยาทําใหหินนั้นเปลี่ยนสภาพไป อาจมีการแตกออกเปนกอนเล็กๆ ซึ่งเปนกระบวนการเตรียมตะกอนใหกับธรรมชาติที่รอการพัดพาไปตามตัวกระทําอื่นๆ นอกจากนั้นตะกอนที่เกิดจากการผุพังสลายตัวยังมีการเคลื่อนที่เปนมวลสารไปตามความลาดเอียงของพื้นที่ในรูปแบบของการกลิ้ง การไหล เปนการเสื่อมสลายตัวของมวลสาร (Mass Wasting) (รูปที่ 1)

การผุพังอยูกับที่ การเคลื่อนที่ของมวลสาร

การสึกกรอน

รูปที่ 1 แสดงการผุพังอยูกับที่และการเคลื่อนที่ของมวลสาร ที่มา : Tom L. Mcknight , 1990.

ความแตกตางระหวางการผุพังและการกรอน มีความแตกตางกันอยางสิ้นเชิงโดยการผุพัง

Page 2: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

129

เปนกระบวนการเปลี่ยนแปลงรูปรางและขนาดของหินตนกําเนิดในอันที่จะตอบสนองตอเงื่อนไขตามสภาพแวดลอม มีสาเหตุมาจากสภาพทางดานกายภาพ (Physical) และสภาพทางดานเคมี (Chemical) โดยอาจเกิดจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่ง หรือเกิดรวมกันก็ได และเปนกระบวนการผุพังอยูกับที่ที่ไมมีการเคลื่อนที่ของมวลสาร เราจึงเรียกวา การผุพังอยูกับที่ (Weathering) สวนการสึกกรอน (Erosion) มีเร่ืองของการเคลื่อนที่ การเคลื่อนยายเขามาเกี่ยวของ โดยมีการนําพาดินตะกอน เศษชิ้นสวน หรือการละลายเอาสารละลายตางๆ ที่ละลายน้ําได ออกไปจากแหลงที่เปนตนกําเนิด ซึ่งตัวการในการนําพาไป ไดแก การเคลื่อนที่ไปตามแรงโนมถวงของโลก ลม น้ํา เปนตน 2. ปจจัยที่มีอิทธิพลตอการผุพังสลายตัว 2.1 ชนิดของหินตนกําเนิด (Rocks) หินแตละชนิดมีกระบวนการเกิดที่แตกตางกัน และมีแรที่เปนองคประกอบหินตางกันไป มีผลตอการสลายตัวของมวลสาร (Decomposition) เชน แรควอตซ เปนแรที่อยูในหินแกรนิต มีการสลายตัวไดยาก หินแกรนิตจึงมีความทนทานตอการผุพังมาก นอกจากแรที่เปนสวนประกอบแลว ยังพบวาโครงสรางของหินก็มีผลตอการผุพังเชนเดียวกัน เชน หินทราย เกิดจากการตกตะกอนทับถมกันของเศษตะกอนตางๆ จะมีการผุพังสลายตัวไดเร็วกวาหินแกรนิตที่เกิดจากมวลหินหนืด เปนตน 2.2 ความลาดชันของพื้นที่ (Slope) สภาพความลาดชันของพื้นที่ที่มีมาก ประกอบกับสภาพเงื่อนไขทางดานกายภาพและทางดานเคมี สงผลใหมวลสารมีการผุพัง การเลื่อนหลุด และเคลื่อนตัวออกจากกัน ไดงายและเคลื่อนที่ลงไปตามแรงโนมถวงของโลก แตในทางกลับกัน ถาสภาพความลาดชันของพื้นที่มีนอย การผุพังและการเคลื่อนที่มักเกิดไดชา ทําใหบริเวณดังกลาวมีการตกทับถมมากกวาปกติ เนื่องจากการเคลื่อนตัวมีนอย 2.3 สภาพภูมิอากาศ (Climate) สภาพภูมิอากาศ ไดแก ความรอน หนาว ความชื้น และอื่นๆ มีผลโดยตรงตอการเปลี่ยนแปลง โดยเฉพาะเปนปจจัยสําคัญในการเรงใหเกิดปฏิกิริยาทางเคมี โดยสภาพการผุพังอยูกับที่ในเขตรอนชื้นมักเกิดไดดีกวาในเขตหนาวเย็น เชน เขตภูมิอากาศรอนชื้นที่มีลักษณะภูมิประเทศแบบหินปูน มักเกิดการผุพังอันเนื่องมาจากปฏิกริยาทางเคมีที่น้ําฝนรวมตัวกับกาซในบรรยากาศมีสภาพเปนกรด สามารถละลายหินปูนไดดี เปนตน

2.4 พืช (Vegetation) บริเวณที่มีพืชพรรณหนาแนนจะเกิดการผุพังจากรากของพืชที่ชอนไชไปตามรอยแยกและใน

ขณะเดียวกันพืชจะดูดความชื้นและแรธาตุจากดิน ทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลง โครงสรางทางเคมีในเนื้อดิน ในขณะเดียวกันเศษใบไมตางๆ ที่ตกทับถมจะถูกส่ิงมีชีวิตเล็กๆ ยอยสลายกลายเปนอินทรียสาร เปนการเพิ่มกรดอินทรียใหแกดินได

2.5 ระยะเวลา (Time)

Page 3: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

130

ระยะเวลามีผลตอการผุพังอยูกับที่เนื่องจากสาเหตุการผุพังอยูกับที่ทางดานกายภาพและทาง ดานเคมี จําเปนตองอาศัยระยะเวลา ประกอบกับโครงสรางและองคประกอบของวัตถุตนกําเนิดที่ตองการระยะเวลาในการผุพังที่แตกตางกันไปในแตละสภาพแวดลอม อยางไรก็ตามความรวดเร็วและความรุนแรงของการผุพังนี้ นอกจากจะขึ้นอยูกับปจจัยที่กลาวมาแลวขางตน ยังเกี่ยวเนื่องกับ ชนิด และขนาดของอนุภาคหิน แร ความสามารถในการยอมใหน้ําซึมผานได และอัตราเรงในธรรมชาติของแตละพื้นที่ในโลกที่แตกตางกัน ลวนเปนปจจัยที่มีผลตอกันทั้งส้ิน 3. กระบวนการผุพังสลายตัว (Weathering Process) เปนกระบวนการผุพังของดินที่แตกมวลตามกรรมวิธีทางเคมีหรือทางกลศาสตร ดังรายละเอียดตอไปนี้ 3.1 การผุพังทางกลศาสตร (Mechanical Weathering)

เรียกอีกอยางวาการผุพังทางกายภาพ (Physical Weathering) หรือบางครั้งเรียกวาการ แตกสลาย (Disintegration) เปนกระบวนการผุพังสลายตัวอยูกับที่ที่ทําใหหินแตกหักกลายเปนเศษหินขนาดเล็ก และหลุดออกจากมวลหิน ไมมีสวนเกี่ยวของกับการเปลี่ยนแปลงองคประกอบของหินและแรธาตุ เกิดจากปจจัยที่มากระทํา ดังนี้ 3.1.1 น้ําคางแข็ง (Frost) มักเกิดบริเวณที่มีสภาพอากาศเย็น โดยผลึกน้ําแข็งจะตกลงมาทับถมและละลายตัวสลับกันตลอดเวลา ทําใหเกิดการหดและขยายตัวอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนสถานะระหวางน้ําและน้ําแข็ง มักพบบริเวณที่มีสภาพภูมิอากาศหนาวเย็นสามารถทําใหหินแตกออกจากกันได 3.1.2 อุณหภูมิ (Temperature) อุณหภูมิรอนหรือเย็นจะมีผลตอการยืดและหดตัวของหิน โดยเมื่อไดรับความรอนจะมีการขยายตัว ขณะเดียวกันความเย็นจะทําใหเกิดการหดตัว หินที่เกิดการขยายตัวและหดตัวสลับกันไปเชนนี้จะทําใหหินเตกออกเปนกาบหรือเปนเม็ดได เชน กรณีเกิดไฟไหมปา และตอมาเกิดฝนตก จะทําใหหินผุพังไดเร็วมากขึ้นกวาสภาพปกติ

3.1.3 ความไมสมดุลของแรงกดดัน (Unloading) จากการศึกษาของนักธรณีวิทยา พบวาหินอัคนี หรือหินแปรที่อยูลึกจากเปลือกโลกลงไปจะอยูในสภาวะที่ยืดหรือหดตัวอยูตลอดเวลา เมื่อเมื่อภาวะความไมสมดุลระหวางหินดานบนและดานลางมีความไมสมดุลกันจะทําใหมวลของหินดานบนถูกดันออกเปนแผน (Sheeting Form) โดยกาบของหินที่แตกออกมาจะเปนแนวขนานกับระนาบผิวโลก ซึ่งการแตกของหินเปนการปรับตัวเพื่อลดแรงกดดันดังกลาว

3.1.4 การงอกของผลึกแรใหม (Crystal Growth) เกิดสืบเนื่องมาจากผลของแรงกดดัน ทําใหแรบางชนิดมีสภาพไมเสถียร เชน การแตกรวนของเม็ดแรบางชนิดกลายเปน ยิปซั่ม เปนลักษณะการเปล่ียนแปลงของปริมาตรไปเปนแรชนิดใหม จะเกิดขึ้นในอัตราที่แตกตางกันตามชนิดของแร สุดทายจะทําใหเม็ดแรหลุดหลวมและทําใหมวลแตกออกจากกัน

Page 4: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

131

3.1.5 กิจกรรมของสิ่งมีชีวิต (Activity) เชน การชอนไชของรากพืช สัตวประเภทตางๆ ที่ขุดรูอยู ทําใหดินแตกรวน ผสมคลุกเคลากัน และทําใหแรธาตุตางๆ มีการผุพัง เปนตน และกิจกรรมของมนุษย เชน การขุดอุโมงค การตัดถนน การทําเหมืองแร และการเพาะปลูก เปนตน 3.2 กระบวนการผุพังทางเคมี (Chemical Weathering)

คือ กระบวนการที่แรในหินทําปฏิกิริยากับธาตุตาง ๆ ในอากาศ และในน้ํา ทําใหแรธาตุ ตาง ๆ ลายตัวเกิดเปนสารประกอบเคมีชนิดใหมขึ้นมาและปฏิกริยาทางเคมีจะเปนไปไดอยางรวดเร็วในสภาวะอุณหภูมิสูง เชน ในเขตอากาศอบอุน และรอน การผุพังทางเคมีจะดําเนินไปอยางชา ๆ ในเขตอากาศหนาว เชนเดียวกันความชื้นนับเปนปจจัยเสริมในการเรงการเกิดปฏิกริยาการผุพังทางเคมีดวยเชนกัน เราสามารถจําแนกกระบวนการผุพังทางเคมีที่สําคัญไดดังนี้ 3.2.1 การออกซิเดช่ัน (Oxidation) เกิดจากการที่สารประกอบในแรธาตุ เชน เหล็กไปทํา ปฏิกิริยากับออกซิเจนแลวไดสารประกอบใหมจากการออกซิเดชั่น กลายเปนสนิมซึ่งเปนสารประกอบใหมขึ้นมา ซึ่งมีความชื้นเปนตัวเรงปฏิกิริยา 3.2.2 การไฮโดรลิซิส (Hydrolysis) เกิดจากน้ําและความชื้นทําปฏิกิริยากับแรธาตุบางชนิดในเนื้อดิน เชน หินอัคนี ทําใหแรธาตุมีการเปลี่ยนสภาพกลายเปนแรชนิดใหม หรือกระบวนการไฮโดรลิซิสที่เกิดกับหินบะชอลต ทําใหหินแตกออกเปนกาบโดยรอบ เรียกวา การผุพังแบบพองออก (Spheroidal Weathering) นับเปนกระบวนการที่สําคัญที่มักเกิดในเขตรอนชื้น โดยจากการศึกษาของนักธรณีวิทยา พบวาที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส จะมีผลในการเรงการเกิดกระบวนการเพิ่มขึ้นไดถึง 4 เทา ของบริเวณที่มีอุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส 3.2.3 การกระทําของกรด (Acidic Action) ไดแก กรดคารบอนิค ซึ่งเกิดจากการรวมตัวของน้ํากับกาซคารบอนไดออกไซดในบรรยากาศทําใหเกิดกรดคารบอนิค ที่ไหลซึมแทรกลงไปในเนื้อหินสามารถทําปฏิกิริยาไดดีกับหินปูนในรูปของแคลเซียมคารบอเนต ทําใหเกิดกรดเกลือ เกิดลักษณะภูมิประเทศแบบถ้ํา หินงอก หินยอย เปนตน กระบวนการผุพังสลายตัวแบบนี้เรียกวา คารบอเนชั่น (Carbonation) 3.2.4 การละลายในสารละลาย (Solution) เกิดจากการที่แรบางชนิดสามารถละลายไดในน้ําโดยตรง เชน ยิปซั่ม ทําใหเกิดปฏิกิริยาเคมีกับกรดในธรรมชาติ เปนตัวการหนึ่งที่เรงใหเกิดการผุพังอยูกับที่ไดรวดเร็ว เนื่องจากมีคุณสมบัติเปนกรดออน สามารถทําปฏิกิริยาไดดีกับแรธาตุ 4. รูปแบบของการผุพังสลายตัว 4.1 รูปแบบการผุพัง

จากกระบวนการผุพังสลายตัวของมวลสารทําใหเกิดรูปแบบลักษณะของการผุพังเปน 4 แบบ 4.1.1 การแตกเปนกาบ (Exfoliation) เปนลักษณะการแตกของหินเนื่องมาจากแรงกดดันของเปลือกโลกทําใหเนื้อหินมีการเปลี่ยนแปลงตามแรงที่มากระทําเกิดรอยราวในลักษณะพองออกแลวจึงกะเทาะออกเปนเปลือกบาง ๆ บางครั้งเราเรียกวาการแตกเปนสะเก็ด หรือการกะเทาะของหิน

Page 5: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

132

4.1.2 การแตกเปนบล็อก (Block) เกิดจากบริเวณที่มวลของหินเกิดรอยแยกอันเนื่องมาจากสภาพความกดดันจากกระบวนการภูเขาไฟ หรือการหดตัวในขณะที่หินหลอมละลายเย็นตัวลง หินมีการหดตัวแตกเปนกอน เปนรูปลูกบาศกเหลี่ยม เราจึงเรียกวา การแตกเปนบล็อก

4.1.3 การแตกเปนกอนมุมแหลม (Shatter) เปนการแตกของหินตามแนวรอยผลึกของ แรธาตุที่ประกอบอยูในเนื้อหิน หรืออาจเปนรอยตัดผานของแนวผลึกหรือเม็ดของแรธาตุก็ได อยางไรก็ตามกระบวนการผุพังสลายตัวเราจะสามารถสังเกตไดเห็นเดนชัดในบางภูมิประเทศเทานั้น การผุพังสลายตัวของมวลสารทําใหเกิดการเสริมสรางเนื้อดินและแรธาตุใหแกดิน และเกิดแรธาตุชนิดใหม ขึ้นมา และการผุพังสลายตัวประกอบกับกระบวนการทางธรรมชาติไมวาจะเปนลม น้ํา ลวนแตมีสวนในการนําพาใหแรธาตุตาง ๆ ที่เกิดจากการผุพังสลายตัวมารวมตัวกันเปนแหลงแรทุติยภูมิที่มีคุณคาทางเศรษฐกิจตอไป

การแตกเปนกาบ การแตกเปนบล็อก

รูปที่ 2 แสดงรูปแบบของการผุพังสลายตัวของมวลสาร ที่มา : Robert W. Christopherson , 1994.

4.2 ลักษณะภูมิประเทศหินปูน (Karst Landscape)

จากกระบวนการผุพังของมวลสารที่เปนกระบวนการทางเคมี (Chemical Weathing) ทําใหเกิดกรดคารบอนิค ซึ่งเปนการรวมตัวองน้ํากับคารบอนไดออกไซด มีสภาพเปนกรด ซึ่งสามารถละลายหินปูนได อันเปนผลทําใหเกิดแคลเซียมคารบอเนต หรือหินปูน มาแข็งตัวอยูตามเพดานถ้ํา เราเรียกวา “หินยอย” (Stalactite) และเมื่อเกิดบริเวณพื้นผิวระดับเราเรียกวา “หินงอก” (Stalagmite) และเมื่อหินงอกและหินยอยขยายความยาวออกมาตอกันเปนแทงเสา เราเรียกวา “เสาหินยอย” (Column) หรือกรณีขยายออกเปนแบบคลายมาน เราเรียกวา “ผนังหินปูน” (Wall) นอกจากนี้ตามผิวพื้นหินปูนจะมีหลุมยุบหรือโพรงที่เกิดจากการละลายของน้ําฝนทําใหสวนออนของหินเปอยยุยและสลายตัวไป เรียกวา หลุมยุบ (Sink Hole) (รูปที่ 3-5)

Page 6: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

133

รูปที่ 3 แสดงสภาพภูมิทัศนหินปูน (Karst landscape)

ที่มา : Robert W. Christopherson , 1994.

รูปที่ 4 แสดงหินงอก หินยอย เสาหินยอย และผนังหินปูน

ที่มา : Robert W. Christopherson , 1994.

Page 7: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

134

รูปที่ 5 แสดงหลุมยุบ

ที่มา : Robert W. Christopherson , 1994.

5. การเคลื่อนที่ของมวลสาร (Mass Wasting) วัตถุตางๆ จะมีการเคลื่อนที่ตามแรงดึงดูดของโลกเสมอ ในกรณีเดียวกันลักษณะภูมิประเทศที่เปนภูเขา หรือบริเวณที่มีความลาดชันมากจะเกิดการเปลี่ยนแปลง ผุพัง การเคลื่อนที่ของมวลสาร และแรงดึงดูดที่มากระทําตอมวลสารเหลานั้นจะทําใหเกิดการเคลื่อนที่ลงสูที่ต่ําเสมอ ดินที่มีโครงสรางการยึดเหนี่ยวตัวต่ําจะเคลื่อนที่ตามแรงดึงดูดของโลกลงสูที่ต่ํา อาจมีปริมาณมากหรือนอยก็ได และระยะเวลาในการเคลื่อนที่อาจเร็วหรือชาจนสังเกตไมเห็นก็ได กระบวนการเคลื่อนที่ของมวลสารเปนกระบวนการที่เกิดขึ้นเพื่อใหไดความสมุดลของตําแหนงที่ดีกวาเดิม การเคลื่อนที่อาจเกิดเร็วหรือชาก็ได แตสุดทายก็คือการเคลื่อนที่เขาสูตําแหนงใหมที่าสมดุลกวาเดิมของมวลสารนั่นเอง 5.1 ปจจัยที่มีอิทธิพลตอการเคลื่อนที่ของมวลสาร 5.1.1 ความลาดชัน (Slope) ชวยใหมีการเคลื่อนตัวไดมาก และขึ้นอยูกับชนิดของมวลสารเหลานั้นในการทรงตัวตามสภาพความลาดชัน เชน ทรายละเอียดมีการเคลื่อนตัวไดเร็วกวาทรายหยาบ และกรวดเหลี่ยม อันเนื่องมาจากสภาวะเสถียรตอการทรงตัวของมวลสารที่แตกตางกันตามขนาดและอนุภาค 5.1.2 น้ํา (Water) ชวยใหมวลสารมีการลี่นไหลไดดี โดยจะนําพามวลสารใหเคลื่อนที่ไปตามการไหลของน้ํา นอกจากนี้หากปริมาณน้ํามีมากพอจะทําใหมวลสารอิ่มตัว และเคลื่อนที่ไดเร็วกวาเดิม นอกจากนี้ยังมีสวนทําใหรอยแยก และรอยแตกของดินขยายไดกวางขึ้น ชวยเสริมตอการเคลื่อนที่ของมวลสารไดงายและเร็ว

Page 8: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

135

5.1.3 พืช (Vegetation) รากของพืชชวยในการยึดเกาะหนาดินไดดี และชวยในการเคลื่อนที่ของมวลสารได แตในบางกรณีบริเวณที่มีพืชขึ้นอยูอยางหนาแนนจะเปนการเพิ่มน้ําหนักใหกับสภาพพื้นที่ที่มีความลาดชันมากไปในตัว อาจทําใหเกิดการเคลื่อนตัวของมวลสารไดเนื่องจากความสามารถในการรับน้ําหนักของดินต่ําลง

5.1.4 โครงสรางของหิน (Rocks Structure) ไดแก แนวเทของชั้นหิน มีผลตอความลาด ชัน และปจจัยเสริมอื่นๆ เชน การอิ่มตัวของมวลตอน้ํา รอยแยก รอยแตก มีผลทําใหเกิดการเคลื่อนตัวไดเร็วขึ้น เชนเดียวกันกับชั้นหินที่รองรับ (Bed Rocks) หรือหินฐาน เชน หินดินดานแนนทึบที่รองรับพื้นที่จะชวยใหเกิดการเคลื่อนตัวได และถามีรอยแตก รอยแยก น้ําสามารถเขาไปแทรกตัวอยูได จะทําใหเกิดการเคลื่อนตัวเร็วขึ้น นอกจากนั้นการเกิดการผุพังอยูกับที่ที่ใดที่หนึ่งเปนเวลานานยอมมีโอกาสเกิดการเคลื่อนที่ของมวลสารได แตโดยทั่วไปปจจัยเหลานี้ที่กลาวมาขางตนมักเกิดรวมกันเสมอ เชน ความลาดชัน สัมพันธกับแนวเทของชั้นหินรองรับ หรือเนื้อหินแนนทึบ สัมพันธกับปริมาณน้ํา เปนตน 5.2 ตัวการที่กระตุนใหเกิดการเคลื่อนที่ของมวลสาร ตัวการที่กระตุนใหมวลสารมีการเคลื่อนที่เร็วขึ้น ไดแก

- การเกิดแผนดินไหว (Earthquake) โดยคลื่นความสั่นสะเทือนจากแผนดิน ไหวทําใหเกิดแผนดินถลมตามมา

- การเปลี่ยนแปลงระดับ (Leveling change) เชน ผลตอการกัดเซาะริมตล่ิง บริเวณสองฝงของแมน้ํา

- ปริมาณน้ําฝน (Rain Fall) ปริมาณฝนที่ตกมาก และตกตอเนื่องกันทําให มวลสารอิ่มตัวไดงาย และมักทําใหเกิดโคลนไหล - กิจกรรมตางๆ ของมนุษย เชน การตัดไมทําลายปา การทําเหมืองแร การชลประทาน และการเกษตรกรรม เปนตน 5.3 กระบวนการเคลื่อนที่ของมวลสาร (Mass Wasting Processes) กระบวนการเคลื่อนที่ของมวลสารเกิดจาก การพัง (Fall) การถลม (Slide) และการไหล(Flows) เกิดขึ้นไดอยางรวดเร็วและชาๆ ก็ได โดยเกิดจากปจจัย และตัวการกระตุนขางตน แบงไดดังนี้

5.3.1 ดินคืบ (Soil Creep) ลักษณะของดินคืบสังเกตไดยากมากดวยตาเปลา เนื่องจาก กระบวนการเกิดอยาชาๆ แตเราก็สามารถสังเกตเห็นไดจากการเอียงของตนไม เสาไฟฟา ที่อยูบริเวณพื้นที่ที่จะมีการเอนเอียงอยางชาๆ

5.3.2 แผนดินไหล(Earthflow) เกิดจากการที่ดินเคลื่อนที่ลงสูที่ต่ําอยางชาๆ แตจะมี อัตราเร็วกวาดินคืบ มักสังเกตเห็นไดในสภาพภูมิประเทศแบบชุมชื้น และมีความลาดเอียงมาก ดินที่อิ่มตัวดวยน้ํามากๆ จะไหลลงมาตามความลาดเอียงในเวลาสั้นๆ โดยจะไหลแรงและรวดเร็วมักเกิดหลังฝนตก

5.3.3 การไหลลงของดิน (Solifluction) มักเกิดในเขตที่มีสภาพภูมิอากาศหนาวเย็น หรือบริเวณภูเขาสูง เมื่อมีหิมะตกลงมา และละลายลงกลายเปนน้ําจะทําใหดินขาดการยึดตัวมีอัตราการไหลของดินลงไปตามความลาดชัน การไหลนั้นอาจพาเอาเศษหิน กอนหินขนาดใหญลงมาดวย

Page 9: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

136

5.3.4 โคลนไหล (Mudflow) เกิดจากกระบวนการที่ดินอิ่มตัวดวยน้ํา จากการที่ฝนตก หนัก และมีน้ําผสมอยูมากจึงเกิดเปนโคลนเหลว สามารถเคลื่อนที่ผานหุบผาชันไดคอนขางเร็วมาก และการไหลของโคลนจะปรากฏรองรอยการไหลที่ชัดเจนมาก และสามารถไหลไดไกล

5.3.5 แผนดินถลม (Landslide) หรือ Translational slide เกิดบริเวณไหลเขาดินจะมี การเคลื่อนตัวลงสูที่ต่ํา ซึ่งเดิมหินในบริเวณดังกลาวจะแหง ตอมาเมื่อมีน้ําซึมจะมีแผนดินบางสวนไถลตัวลงสูเบื้องลาง หรือเกิดจากแรงสั่นสะเทือนของแผนดินไหว ภูเขาไฟระเบิด การเคลื่อนที่ของมวลสารเร็วปานกลางถึงเร็วมาก

5.3.6 การเล่ือนหลุดเปนกะบิ (Slump) ลักษณะของมวลแผนดินที่เล่ือนถลมลงมามัก มีการเคลื่อนที่แบบหมุนตัว (Slump rotational slide ) ทําใหเกิดลักษณะรอยโคงเวาขึ้นตามขึ้นตามระนาบความลาดเอียง ทําใหเกิดหนาผาชันมักพบบริเวณหนาผาตามชายฝงทะเล สาเหตุสวนใหญเกิดจากการกัดกรอนบริเวณริมตล่ิงนั่นเอง

5.3.7 หินพัง (Rockfall) เปนการผุพังแบบเคลื่อนที่ของมวลสารไดเร็วที่สุด โดยหินจะมี การแตกออกจากมวลดินขนาดใหญ และกลิ้งลงมาตามความลาดชันของหนาผา หรือตกลงมาในแนวดิ่ง ขนาดของหินพังจึงแตกตางกัน ขึ้นอยูกับลักษณะของหนาผาและชนิดของหิน

5.3.8 ลานหินผาถลม (Debris Avalanche) เปนการเคลื่อนที่ของมวลสารที่เกิดในบริเวณ ภูเขาสูง เกิดจากธารน้ําแข็งที่พัดพาเอาน้ําแข็งมาสะสมตัวตามหนาผาชัน หรือบริเวณที่มีความลาดชันมาก ตอมาเกิดการถลมลงมา ซึ่งการถลมของลานหินนี้มักเกิดในภูมิประเทศแบบเทือกเขาเปนสวนมาก จะเห็นไดวาสวนหนึ่งของการเกิดปรากฏการณเคลื่อนที่ของมวลสารนอกจากจะมีสาเหตุมาจากปรากฏการณทางธรรมชาติแลว ยังมีมนุษยเปนตัวเรงกระบวนการดังกลาวสวนหนึ่งดวย เชน การไถพรวนดิน ทําใหสถานะของดินเกิดความไมม่ันคง นอกจากนั้นการเคลื่อนยายหนาดินจากกิจกรรมการขุดเปดหนาดิน การทําเหมืองแร ทําใหดินเหลานั้นเมื่อเกิดฝนตกจะเกิดการเคลื่อนที่ของมวลสารได เชน แผนดินไหล โคลนไหล อาจกอใหเกิดความเสียหายตออาคารและทรัพยสินได ในประเทศไทยเคยมีปรากฏการณโคลนไหลครั้งสําคัญ เมื่อเกิดพายุโซนรอนพัดผานภาคใตในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ.2531 ฝนที่ตกหนักติดตอกันหลายวัน ทําใหเกิดน้ําไหลบาอยางรุนแรงลงมาจากภูเขา พัดพาเอาเศษหินทรายและดินลงมาตามลาดเขาเปนจํานวนมาก รวมทั้งซากของตนไมขนาดใหญลงมาทับถม สงผลใหหมูบาน ตําบลกระทูน อําเภอพิปูน จังหวัดนครศรีธรรมราช ไดรับความเสียหาย หรือในป พ.ศ.2544 เหตุการณโคลนไหลที่หมูบานน้ํากอ จังหวัดเพชรบูรณ ก็เกิดขึ้นในกรณีเดียวกัน

Page 10: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

137

ดินคืบ (Soil Creep) แผนดินไหล (Earth Flow)

การไหลลงของดิน (Solifluction) โคลนไหล (Mudflow)

แผนดินถลม (Landslide) การเลื่อนหลุดเปนกะบิ (Slump)

หินพัง (Rockfall) ลานหินผาถลม (Debris Avalanche)

รูปที่ 6 แสดงการเคลื่อนที่ของมวลสารแบบตางๆ ที่มา : Robert W. Christopherson, 1994

Page 11: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

138

7. การปองกันการเคลื่อนที่ของมวลสาร การเคลื่อนที่ของมวลสารมีทั้งเกิดไดอยางชาๆ จนถึงเกิดไดอยางรวดเร็ว เราสามารถหาวิธีการปองกันไดโดย การลดความลาดชันของพื้นที่โดยการปรับเปนระดับขั้นๆ เชน การทํานาแบบขั้นบันได ในบางพื้นที่ การลาดยาง หรือการเทพื้นดวยคอนกรีต เพื่อกันน้ํา การลดปริมาณของน้ําผิวดินบนสุดบริเวณลาดเขา เพื่อชวยลดความดันในชองวางของผิวดินที่เกิดจากน้ํา และมีการวางทางระบายน้ํา การควบคุมปริมาณน้ําบาดาล โดยการสรางอุโมงคระบายน้ําลึกๆ หรือการเจาะรูระบายน้ําเฉพาะเพื่อดูดน้ําออก หรือการสรางแนวคูคอนกรีต สําหรับระบายน้ําที่ไหลบาจากลาดเขา นอกจากนั้นการสรางกําแพงกันดิน (Retaining Wall) มีหลายรูปแบบ ไดแก การสรางกําแพงปองกันการพังของลาดเขาบริเวณที่ติดกับทางหลวง การตรึงดวยสลักในหิน การตอกเสาเข็มเขาไปในดินที่ปกคลุมพื้นผิว การขึงดวยมานเหล็กที่สรางแบบรางแหขนาดใหญนํามาแขวนในแนวดิ่ง เพื่อปองกันกอนหินที่จะตกสูทางหลวง นอกจากนั้นการเลือกใชพืชพรรณบางชนิดสามารถชวยได โดยรากพืชชวยทําหนาที่ยึดผิวหนาดิน เปนตน

รูปที่ 7 แสดงกําแพงกันดินปองกันการ เคลื่อนที่ของมวลสารบริเวณลาดเขาติดกับ ทางสัญจรของชุมชน ที่มา : Carla W. Montgomery , 1995.

รูปที่ 8 แสดงการขึงดวยรางแหเพื่อ ปองกันกอนหินที่จะตกลงสูพื้นลาง ที่มา : Carla W. Montgomery , 1995

Page 12: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

หนังสืออิเล็กทรอนิกส

ฟสิกส 1(ภาคกลศาสตร( ฟสิกส 1 (ความรอน)

ฟสิกส 2 กลศาสตรเวกเตอร

โลหะวิทยาฟสิกส เอกสารคําสอนฟสิกส 1ฟสิกส 2 (บรรยาย( แกปญหาฟสิกสดวยภาษา c ฟสิกสพิศวง สอนฟสิกสผานทางอินเตอรเน็ต

ทดสอบออนไลน วีดีโอการเรียนการสอน หนาแรกในอดีต แผนใสการเรียนการสอน

เอกสารการสอน PDF กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร

แบบฝกหัดออนไลน สุดยอดสิ่งประดิษฐ

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ ตารางธาตุ)ไทย1) 2 (Eng)

พจนานุกรมฟสิกส ลับสมองกับปญหาฟสิกส

ธรรมชาติมหัศจรรย สูตรพื้นฐานฟสิกส

การทดลองมหัศจรรย ดาราศาสตรราชมงคล

แบบฝกหัดกลาง

แบบฝกหัดโลหะวิทยา แบบทดสอบ

ความรูรอบตัวท่ัวไป อะไรเอย ?

ทดสอบ)เกมเศรษฐี( คดีปริศนา

ขอสอบเอนทรานซ เฉลยกลศาสตรเวกเตอร

คําศัพทประจําสัปดาห ความรูรอบตัว

การประดิษฐแของโลก ผูไดรับโนเบลสาขาฟสิกส

นักวิทยาศาสตรเทศ นักวิทยาศาสตรไทย

ดาราศาสตรพิศวง การทํางานของอุปกรณทางฟสิกส

การทํางานของอุปกรณตางๆ

Page 13: บทที่ 7 1. - rmutphysics · บทที่ 7 การผุพังอยู กับที่และการเคล ื่ัวของมวลสารอนต

การเรียนการสอนฟสิกส 1 ผานทางอินเตอรเน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร3. การเคลื่อนท่ีแบบหนึ่งมิต ิ 4. การเคลื่อนท่ีบนระนาบ5. กฎการเคลื่อนท่ีของนิวตัน 6. การประยุกตกฎการเคลื่อนท่ีของนิวตัน7. งานและพลังงาน 8. การดลและโมเมนตัม9. การหมุน 10. สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง11. การเคลื่อนท่ีแบบคาบ 12. ความยืดหยุน13. กลศาสตรของไหล 14. ปริมาณความรอน และ กลไกการถายโอนความรอน15. กฎขอท่ีหน่ึงและสองของเทอรโมไดนามิก 16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร

17. คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง การเรียนการสอนฟสิกส 2 ผานทางอินเตอรเน็ต

1. ไฟฟาสถิต 2. สนามไฟฟา3. ความกวางของสายฟา 4. ตัวเก็บประจุและการตอตัวตานทาน 5. ศักยไฟฟา 6. กระแสไฟฟา 7. สนามแมเหล็ก 8.การเหนี่ยวนํา9. ไฟฟากระแสสลับ 10. ทรานซิสเตอร 11. สนามแมเหล็กไฟฟาและเสาอากาศ 12. แสงและการมองเห็น13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตรควอนตัม 15. โครงสรางของอะตอม 16. นิวเคลียร

การเรียนการสอนฟสิกสท่ัวไป ผานทางอินเตอรเน็ต

1. จลศาสตร )kinematic) 2. จลพลศาสตร (kinetics) 3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปลฮารโมนิก คลื่น และเสียง

5. ของไหลกับความรอน 6.ไฟฟาสถิตกับกระแสไฟฟา 7. แมเหล็กไฟฟา 8. คลื่นแมเหล็กไฟฟากับแสง9. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร

ฟสิกสราชมงคล