บทที่ 4 ธรณีประวัติ
ธรณีประวัติ
ธรณีประวัติ คือ ประวัติศาสตร์ทางธรณีของโลก ที่จะบอกเล่าความเป็นมา และ สภาพเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอดีต ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงทางภูมิศาสตร์ ตลอดจนวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต
ข้อมูลทางธรณีวิทยาเป็นข้อมูลที่ใช้สำหรับศึกษาธรณีประวัติ ได้แก่...
1) อายุทางธรณีวิทยา
2) ซากดึกดำบรรพ์
3) โครงสร้างและการลำดับชั้นหิน
อายุทางธรณี แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ...
1) อายุเทียบสำพันธ์ หรือ อายุเปรียบเทียบ
เป็นอายุหินในเชิงเปรียบเทียบ
การหาอายุหินโดยวิธีนี้ จะบอกได้เพียงช่วงอายุโดยประมาณของหิน หรือ บอกได้ว่าหินชุดใดมีอายุมากหรือน้อยกว่ากันเท่านั้น
อายุเปรียบเทียบหาโดยอาศัยข้อมูลจาก..
-ซากดึกดำบรรพ์ที่ทราบอายุ
-ลักษณะการลำดับของหินชนิดต่างๆ
-ลักษณะโครงสร้างทางธรณีวืทยาของหิน
...แล้วนำมาเปรียบเทียบกับ ช่วงเวลาธรณีวิทยส ที่เรียกว่า ธรณีกาล
ก็จะสามารถบอกอายุของหินที่เราศึกษาได้ ว่า เป็นหินยุคไหน หรือ ช่วงอายุของหินเป็นเท่าใด
อายุสัมบูรณ์
อายุสัมบูรณ์(Absolute age)เป็นอายุของหินที่สามารถหาได้จากธาตุไอโซโทป ที่ประกอบอยู่ในหิน และบอกอายุเป็นตัวเลขได้ การหาอายุสัมบูรณ์ใช้วิธีคำนวณจากครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสีที่มีอยู่ใน หิน หรือซากดึกดำบรรพ์ที่ต้องการศึกษาธาตุกัมมันตรังสีที่นิยมนำมาหาอายุ สัมบูรณ์ได้แก่ ธาตุคาร์บอน-14 ธาตุโพแทสเซียม-40 ธาตุเรเดียม-226 และธาตุยูเรเนียม-238 เป็นต้น
ซากดึกดำบรรพ์
ซากดึกดำบรรพ์ หรือบรรพชีวิน หรือ ฟอสซิล (fossil) คำว่า ฟอสซิล มีความหมายเดิมว่า เป็นของแปลกที่ขุดขึ้นมาได้จากพื้นดิน แต่ในปัจจุบันถูกนำมาใช้ในความหมายของซากหรือร่องรอยของสิ่งมีชีวิตดึกดำ บรรพ์ที่ถูกแปรสภาพด้วยกระบวนการเกิดซากดึกดำบรรพ์และถูกเก็บรักษาไว้ในชั้น หิน โดยอาจประกอบไปด้วยซากเหลือของสัตว์ พืช หรือกลุ่มของสิ่งมีชีวิตอื่นใดๆที่ได้รับการจัดแบ่งจำแนกไว้ทางชีววิทยา และรวมถึงร่องรอยต่างๆของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ
ซากดึกดำบรรพ์ดัชนี (index fossil) เป็นซากดึกดำบรรพ์ที่บอกอายุได้แน่นอน เนื่องจากเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่มีวิวัฒนาการทางโครงสร้างละรูปร่างอย่างรวด เร็ว มีความแตกต่างในแต่ละช่วงอายุอย่างเห็นเด่นชัด และปรากฏให้เป็นเพียงช่วงอายุหนึ่งแล้วก็สูญพันธ์ไป
การเกิดซากดึกดำบรรพ์
การ เปลี่ยนแปลงจากซากสิ่งมีชีวิตมาเป็นซากดึกดำบรรพ์นั้น เกิดได้ในหลายลักษณะ โดยที่เมื่อสิ่งมีชีวิตตายลง ส่วนต่างๆของสิ่งมีชีวิตจะค่อยๆถูกเปลี่ยน ช่องว่าง โพรง หรือรู ต่างๆ ในโครงสร้างอาจมีแร่เข้าไปตกผลึกทำให้แข็งขึ้น เรียกขบวนการนี้ว่าการกลายเป็นหิน (petrification)หรือ เนื้อเยื้อ ผนังเซลล์ และส่วนแข็งอื่นๆ ถูกแทนที่ด้วยแร่ โดยขบวนการแทนที่ (replacement)
เปลือกหอยหรือสิ่งมีชีวิตที่จมอยู่ตามชั้นตะกอน เมื่อถูกละลายไปกับ น้ำบาดาล จะเกิดเป็นรอยประทับอยู่บนชั้นตะกอน ซึ่งเรียกลักษณะนี้ว่า รอยพิมพ์ (mold) หากว่าช่องว่างนี้มีแร่เข้าไปตกผลึก จะได้ซากดึกดำบรรพ์ ในลักษณะที่เรียกว่ารูปหล่อ (cast)
การเพิ่มคาร์บอน (carbonization) มักเป็นการเก็บรักษาซากดึกดำบรรพ์จำพวกใบไม้หรือสัตว์เล็กๆ ในลักษณะที่มีตะกอนเนื้อละเอียดมาปิดทับซากสิ่งมีชีวิต เมื่อเวลาผ่านไป ความดันที่เพิ่มขึ้น ทำให้ส่วนประกอบที่เป็นของเหลวและก๊าซถูกขับออกไป เหลือไว้แต่แผ่นฟิล์มบางๆของคาร์บอน หากว่าฟิล์มบางๆนี้หลุดหายไป ร่องรอยที่ยังหลงเหลืออยู่ในชั้นตะกอนเนื้อละเอียดจะเรียกว่า impression
สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีลักษณะบอบบาง เช่น พวกแมลง การเก็บรักษาให้กลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ โดยปกติทำได้ยาก วิธีการที่เหมาะสม สำหรับสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ก็คือการเก็บไว้ในยางไม้ ซึ่งยางไม้นี้จะป้องกันสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จากการทำลายโดยธรรมชาติ
การลำดับชั้นหิน
ลำดับชั้นหิน คือ การเรียงตัวทับถมกันของตะกอนที่ตกทับถม ณ ที่แห่งหนึ่งในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน ซึ่งมักพบว่าชนิดของตะกอนจะแตกต่างกันไปตามกาลเวลา ขึ้นกับสภาพแวดล้อมในอดีตช่วงนั้น
อายุของหิน ก็คือช่วงเวลาที่ตะกอนหรือลาวาตกสะสมตัวหรือกำลังแข็งตัวหรือจับตัว เช่น ดินสะสมตัวในทะเลสาบเมื่อประมาณ 260 ล้านปี เมื่อจับตัวเป็นหินและคงอยู่ถึงปัจจุบัน เราก็บอกว่าหินนี้มีอายุ 260 ล้านปีที่ผ่านมา สำหรับวิธีศึกษาหาอายุก็ใช้ทั้งค่าอัตราส่วนการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี หรือซากดึกดำบรรพ์ในช่วงนั้นที่เผอิญตายพร้อมๆ กับการตกของตะกอน
ชนิดของหิน
หิน อัคนี จากหินหนืดที่แข็งตัวในเปลือกโลกเรียกว่า หินอัคนีแทรกซอนเช่นหินแกรนิต และจากลาวาที่ปะทุออกมาภายนอกผิวโลกเช่นภูเขาไฟ เรียกว่า หินอัคนีพุ เช่น หินพัมมิช หินสคอเรีย
หินชั้นหรือหินตะกอน เกิดจากการสะสมหรือทับทมของเศษหิน ดิน ทราย นานเข้าถูกกดทับอัดมีตัวเชื่อมประสานปฏิกิริยาเคมีจนกลายเป็นหินในที่สุด เช่น หินกรวดมน หินทราย หินดินดาน หินปูน
หินแปร เป็นหินที่เกิดจากการแปรสภาพอันเนื่องมาจากความร้อนและความกดดันของโลก เช่น หินไนซ์แปรสภาพมาจากหินแกรนิต หินควอร์ตไซต์แปรสภาพมาจากหินทราย หินชนวนแปรสภาพมาจากหินดินดาน หินอ่อนแปรสภาพมาจากหินปูน
วัฎจักรของหิน
วัฏจักรของหิน (Rock cycle) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของหินทั้ง 3 ชนิด จากหินชนิดหนึ่งไปเป็นอีกชนิดหนึ่งหรืออาจเปลี่ยนกลับไปเป็นหินชนิดเดิมอีก ก็ได้ กล่าวคือ เมื่อ หินหนืดเย็นตัวลงจะตกผลึกได้เป็นหินอัคนี เมื่อหินอัคนีผ่านกระบวนการผุพังอยู่กับที่และการกร่อนจนกลายเป็นตะกอนมี กระแสน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง หรือคลื่นในทะเล พัดพาไปสะสมตัวและเกิดการแข็งตัวกลายเป็นหิน อันเนื่องมาจากแรงบีบอัดหรือมีสารละลายเข้าไปประสานตะกอนเกิดเป็น หินชั้นขึ้น เมื่อหินชั้นได้รับความร้อนและแรงกดอัดสูงจะเกิดการแปรสภาพกลายเป็นหินแปร และหินแปรเมื่อได้รับความร้อนสูงมากจนหลอมละลาย ก็จะกลายสภาพเป็นหินหนืด ซึ่งเมื่อเย็นตัวลงก็จะตกผลึกเป็นหินอัคนีอีกครั้งหนึ่งวนเวียนเช่นนี้ เรื่อยไป
