1

โลกของเรา(โครงสร างและส วนประกอบ)

2

• เส นทางเด นของคล นเปนเสนตรงเมอผานตวกลางเนอเดยวกนท ไมมการเปลยนแปลงความหนาแนน

• เส นทางเด นคล นท ม ความเร วเพ มข น และ เบยงเบนเลกนอยเมอเดนทางผานตวกลางทมเนอเดยวกนแตมความหนาแนนเพ มข นตามความล ก ( จาก Tarbuck and Lutgens, 1993)

A B

3

seismic waves

4

Model 1

5

Model 2

6

Thickness of layer

7

แสดงส ญญาณคล นขาดหายไปบร เวณบอดคล นปฐมภม

8

แสดงบรเวณบอดคลนทตยภม (จาก Tarbuck and Lutgens, 1993)

9

การทดลองระเบดนวเคลยร และตรวจวดเวลาเดนทางของคลนเพอคำานวณ ความลก

10

ล กษณะความแปรปรวนความเร วของคล นปฐมภ ม และคล นท ต ยภ ม ตามความลกท ใช กำาหนดช นโครงสร างภายในของโลก (ปร บแปลงจาก Tarbuck and Lutgens, 1993)

11Figure 1-3. Variation in P and S wave velocities with depth. Compositional subdivisions of the Earth are on the left, rheological subdivisions on the right. After Kearey and Vine (1990), Global Tectonics. © Blackwell Scientific. Oxford.

12

สามารถสรปลกษณะของแตละชนภายในโลกไดดงน

1. เปลอกโลก (Crust) นบจากผวโลกถงระดบเฉลย 30 - 50 กโลเมตร บรเวณเปลอกทวป หรอถงระดบ 10 - 12 กโลเมตร ในบรเวณเปลอกมหาสมทร มผวสมผสกนความไมตอเนองระหวางชนเปลอกโลกกบชนเนอโลกทอยขางลางเปนชนความไมตอเนองทเรยกวา “ชนความไมตอเนองโมโฮโรวซก” (Mohorovicic Discontinuity) หรอเรยกโดยยอวา ชน โมโฮ อยทระดบความลกดงกลาวขางตน โดยเปลยนแปลงไปตามความลกของเปลอกโลกดงกลาว

13

Mohorovicic Discontinuity The Mohorovicic Discontinuity, or "Moho", is the boundary between the

crust and the mantle. The red line in the drawing below shows its location.

Image of Earth's internal structure by USGS - Mohorovicic Discontinuity (red line) added by Geology.com

14

The Earth’s InteriorCrust:Oceanic crust

Thin: 10 km

• Sediments

• pillow basalt

• sheeted dikes

• more massive gabbro

• ultramafic (mantle)

Continental CrustThicker: 20-90 km average ~35 km

Highly variable composition

• Average ~ granodiorite

Regional Heterogeneous

15

สามารถสรปลกษณะของแตละชนภายในโลกไดดงน

2. ชนเนอโลกสวนบน (Upper Mantle) อยใตชนเปลอกโลกลงไปถงระดบ 400 กโลเมตร พบวามความแปรปรวนทางความเรวคลนไหวสะเทอนอยางมาก แสดงความไมเปนเนอเดยวกนอยางกวางขวาง (Regional Heterogeneous) ทงทางดงและทางราบ พบบรเวณทความเรวคลนไหวสะเทอนตำา บางชวงภายในชนน ทระดบความลกในชวง 100 - 250 กโลเมตร จากผวโลก

16

The Earth’s InteriorThe Earth’s Interior

Mantle:Peridotite (ultramafic)

Upper to 410 km (olivine → spinel) ◆ Low Velocity Layer 60-220 km

Transition Zone as velocity increases ~ rapidly◆ 660 spinel & perovskite-type

✦ SiIV & SiVI

Lower Mantle has more gradual velocity increase

Figure 1-2. Major subdivisions of the Earth. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.

17

สามารถสรปลกษณะของแตละชนภายในโลกไดดงน

3. ชนทรานซชน (Transition Zone) อยระหวางความลก 400 - 1000 กโลเมตร สงเกตไดจากกราฟความเรวทมความชนเพมขน ซงแสดงวามความเรวสงขน ซงปจจบนพบวาบรเวณทมความเรวคลนสงสดชดเจนทระดบความลก 400 และ 650 กโลเมตร

18

สามารถสรปลกษณะของแตละชนภายในโลกไดดงน

4. ชนเนอโลกสวนลาง (Lower Mantle) นบจากระดบลก 1,000 กโลเมตร ถง ระดบ 2,900 กโลเมตร จดจำาสงเกตไดจาก ชนนมความเรวคลนปานกลาง กราฟความเรวคลนจงเอยงพอประมาณ และเพมขนอยางคอยเปนคอยไป แสดงลกษณะเทยบเคยงแลวคอนขางเปนเนอหนงเดยวกน (Uniform) ยกเวนทระดบ 2,700 และ 2,900 กโลเมตร อาจพบวาความเรวคลนลดลงเลกนอย บางครงเพอความสะดวก อาจนบรวมชนนและชนทรานซชนเขาดวยกน เรยกเปน “เนอโลกระดบลก” (Deep Mantle) นนเอง ชนนถกกนออกจากแกนโลกดวยผวสมผสกนความไมตอเนองทเรยกวา “ ชนความไมตอเนอง กเทนเบรก ” (Gutenberg Discontinuity)

19

สามารถสรปลกษณะของแตละชนภายในโลกไดดงน

5. ชนแกนโลก (Core) นบจากระดบ 2,900 กโลเมตร ลงไปเปนชวงทปรากฏชนความไมตอเนองของความเรวคลนไหวสะเทอนเดนชดมาก ซงทระดบ 2,900 กโลเมตร น คลนปฐมภมลดความเรวลงอยางฉบพลน แลวกลบเพมขนใหมอกครงขณะทคลนทตยภมนนหายไป แบงไดเปน 2 สวน คอ “แกนโลกสวนนอก” (Outer Core) และ “แกนโลกสวนใน” (Inner Core) โดยแยกกนไดดวยรอยไมตอเนอง “เลอหมานน” (Lehmann Discontinuity) และเนองจากคลนทตยภมไมสามารถเดนทางผานวตถทเปนของเหลวได การทไมปรากฏคลนทตยภมหลงระดบ 2,900 กโลเมตร นน ทำาใหเชอไดวาแกนโลกสวนนอกดงกลาวควรมสภาพเปนของเหลว (Liquid Outer Core) นนเอง

20

The Earth’s InteriorThe Earth’s Interior

Core: Core: Fe-Ni metallic alloyFe-Ni metallic alloy

Outer CoreOuter Core is liquidis liquid◆ No S-wavesNo S-waves

Inner CoreInner Core is solidis solid

Figure 1-2. Major subdivisions of the Earth. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.

21

สวนประกอบทางเคม ของโลก (Chemical Composition)

องคประกอบทางเคมของแตละชนใตเปลอกโลกลงไปเปนอยางไร ยงคงตองหาคำาตอบกนตอไป !!

ซงสวนใหญไดขอมลจากวธการศกษาทางออมเชนเดยวกน โดยเฉพาะอยางยง การศกษาโดยทางออมจากวตถทมาจากนอกโลก (Extraterrestial ; E.T.) ไดแกการประเมนเทยบเคยงจากอกกาบาต (Meteorites) เปนตน

22

ธาต โลหะ ทรอยไลต ซลเกต รวม เหลก 24.58 3.37 6.68 34.63 นกเกล 2.39 2.39 โคบอลต 0.13 0.13 ซลเฟอร 1.93 1.93 ออกซเจน 29.53 29.53 ซลกอน 15.20 15.20

แมกนเซยม 12.70 12.70 แคลเซยม 1.13 1.13 อะลมเนยม 1.09 1.09 โซเดยม 0.57 0.57 โครเมยม 0.26 0.26 แมงกานส 0.22 0.22 ฟอสฟอรส 0.10 0.10 โพแทสเซยม 0.07 0.07 ไทเทเนยม 0.05 0.05

รวม 27.10 5.30 67.60 100.00

23

Figure 1-5. Relative atomic abundances of the seven most common elements that comprise 97% of the Earth's mass. An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter , Prentice Hall.

24

องคประกอบรวมของโลกนน มธาตหลก ๆ อย 4 ตว เทานน คอ ธาตเหลก ออกซเจน ซลกอน และแมกนเซยม ซงมปรมาณรวมกนแลวมากถง 90% ของทงหมดโดยประมาณ

สวนธาตทมปรมาณเกน 1% ไดแก นกเกล แคลเซยม อลมเนยม และกำามะถน (ซลเฟอร)

ปรมาณอยระหวาง 0.1 - 1.0% มทงหมด 7 ธาต คอ โซเดยม โพแทสเซยม โครเมยม โคบอลต ฟอสฟอรส แมงกานส และไทเทเนยม

25

1. องคประกอบของแกนโลก

แนวคดทวาแกนโลกเปนโลหะผสมระหวาง นกเกลกบเหลก (Ni - Fe Metallic Alloy) นน ยงคงเปนทยอมรบกนถงปจจบน แตคงไมใชนกเกลกบเหลกบรสทธลวน ๆ

26

2. องคประกอบของเนอโลก(1) สารประกอบ จากอกกาบาต แบบจำาลองไพโร

ไลต จากหนเลอรโซไลต

ออกไซด (Mason,1966) (Ring wood, 1966) (Ring wood, 1966) (Hutchison,1974) Sio2 48.1 43.2 45.2 45.0 MgO 31.1 38.1 37.5 39.0 FeO 12.7 9.2 8.0c 8.0 Al2O3 3.1 3.9 3.5 3.5 Ca O 2.3 3.7 3.1 3.25 Na2O 1.1 1.8 0.57 0.28 Cr2O3 0.55 - 0.43 0.41 MnO 0.42 - .14 0.11 P2O5 0.34 - 0.06 - K2O 0.12 - 0.13 0.04 TiO2 0.12 - 0.17 0.09 NiO - - - 0.25

27

3. องคประกอบของเปลอกโลก(1)

เปลอกโลกเปนสวนเดยวทเราศกษาไดจากวธตรง ซงผลการวเคราะหหนทวโลกพบวามองคประกอบทางเคมของสวนเปลอกทวปกบเปลอกสมทร (ตารางท 1.5) เปนหนซลเกตทวไป (Normal Silicate Rocks) โดยสวนเปลอกทวปมองคประกอบซลเกตทมากดวยซลกอน (Si) กบอลมเนยม (Al) ซงเปนองคประกอบแบบหนแกรนต จงเรยกเปลอกทวปนวา “ไซอล” (SIAL) หรอ “เปลอกโลกสวนทมองคประกอบแบบหนแกรนต”

28

3. องคประกอบของเปลอกโลก(3)

สวนเปลอกสมทรมองคประกอบซลเกตของพวกเหลกแมกนเซยม (Mg) กบ อลมเนยมและซลกอน จงเรยกเปลอกสมทรวา “ไซมา” (SIMA) ชนเปลอกสมทรนแผตวตอเนองไปจนถงชนรองรบเปลอกทวป ซงเดมทมกเชอกนวามองคประกอบอยางหนบะซอลต จงเรยกวา “เปลอกโลกมองคประกอบอยางหนบะซอลต” (Basaltic Crust) มความถวงจำาเพาะ 3.0 แตปจจบนสวนทรองรบเปลอกทวปนเชอวานาจะมองคประกอบคลายหนเพรโดไทต (Peridotitic Composition) ซงม ความถวงจำาเพาะ 3.3

29

สรปโครงสรางภายในของโลก

1. ชนธรณภาค (Lithosphere) คอสวนทมคณสมบตเปนของแขงมความแกรง (rigid solid)นบรวมเอาสวนเปลอกโลกถงบางสวนของชนเนอโลกสวนบน ในระดบจากผวโลกถงลกไมเกน 100 กโลเมตร

2. ชนฐานธรณภาค (Asthenosphere) นบจากระดบประมาณ 100 กโลเมตร ตอจากชนธรณภาคลงไป มสมบตพลาสตกมากขน พรอมทจะไหลได

30

โครงสรางชวงชนหลก ๆ ของโลกคอ ชนธรณภาค และชนฐานธรณภาค จาก Tarbuck and Lutgens, 1993)

31

โครงสรางภายในของโลกทไดจากผลการศกษาทงหมด (จาก Tarbuck and Lutgens, 1993)