การลำดับชั้นหิน
การลำดับชั้นหิน การเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นตั้งแต่ในอดีตจนถึงปัจจุบัน ล้วนถูกบันทึกอยู่ในแผ่นหิน จึงได้มีผู้กล่าวว่า “หินเสมือนเป็นสมุดบันทึกประวัติศาสตร์โลก” ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ทั้งรูปแบบและตำแหน่งที่ตั้งจะปรากฏร่องรอยอยู่บนเปลือกโลก การศึกษา การลำดับชั้นหิน จึงสามารถบอกบอกประวัติความเป็นมาของพื้นที่นั้น ๆ ได้
โลกเมื่อกำเนิดขึ้นมาแล้วก็มีการเปลี่ยนแปลงไปตามกระบวนการและปรากฎการณ์ต่างๆทางธรณีวิทยา การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น ทำให้หินที่ปรากฎอยู่บนเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงทั้งรูปแบบและตำแหน่งที่ตั้ง จากหลักการพื้นฐาน ทางธรณีวิทยาที่เสนอว่า "ปรากฎการณ์ทางธรณีวิทยาที่เกิดขึ้นในปัจจุบันล้วนเคยเกิดขึ้นมาแล้วในอดีต" หรืออาจสรุปเป็นคำกล่าวสั้นๆว่า
ปัจจุบันคือกุญแจไขไปสู่อดีต (Present is the key to understand the past)
ในสภาพปกติชั้นหินตะกอนที่อยู่ด้านล่างจะสะสมตัวก่อน มีอายุมากกว่าชั้นตะกอนที่วางทับอยู่ชั้นบนขึ้นมา จากรูป
หินทรายมีอายุน้อยที่สุด
ต่อมาเมื่อเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลง อาจเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค แผ่นดินไหว
หรือภูเขาไฟระเบิด ทำให้ชั้นหินที่อยู่ในแนวราบเกิดเอียงเทไปซึ่งในปัจจุบัน
มักจะพบชั้นหินที่มีการเอียงเทดังในภาพ
นอกจากนี้ โครงสร้างทางธรณีวิทยาที่ปรากฎอยู่ในหิน เช่น
รอยเลื่อน รอยคดโค้งของชั้นหินและรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง
ก็สามารถอธิบายประวัติความเป็นมาของพื้นที่นั้นได้
จะเห็นว่าชั้นหิน รอยคดโค้ง รอยชั้นไม่ต่อเนื่องที่เกิดในหิน
มีความสำคัญในการลำดับชั้นหินตะกอน
แต่ในกรณีที่ไม่มีชั้นหินและซากดึก ดำบรรพ์ปรากฎให้เห็น
จะต้องนำโครงสร้างทางธรณีที่เกิดขึ้นในหินทุกชนิด
ที่เกิดร่วมกันมาพิจารณาหาความสัมพันธ์ เช่น มีหินอัคนีแทรกดันตัด
ผ่านชั้นหินตะกอน
ชั้นหินตะกอนที่ถูกหินอัคนีตัดแทรกจะมีอายุแก่กว่าหินอัคนีชุดนั้นเสมอ
ถ้าเราทราบอายุของ หินอัคนีเราก็จะทราบอายุหินตะกอน
และในทำนองเดียวกันถ้าเราทราบอายุหินตะกอน
โดยศึกษาจากอายุของซากดึกดำบรรพ์
เราก็จะสามารถประมาณอายุหินอัคนีได้เช่นเดียวกัน
หลักการเบื้องต้นของการเรียงลำดับชั้นหิน
การศึกษาวิจัยเกี่ยวกับลำดับชั้นหิน อาศัยหลักพื้นฐานใหญ่ ๆ 3 ประการดังนี้
หลักการวางตัวซ้อนทับ (Law of Superposition)
นายเจมส์ ฮัตตัน (James Hutton) เป็นบุคคลแรกที่เสนอความคิดเกี่ยวกับหลักการวางตัวซ้อนทับ โดยเขาได้ศึกษากระบวนการตกทับถมของตะกอนตามชายหาดและพบว่าชั้นตะกอนที่ตกทับถมในตอนแรกจะถูกปิดทับโดยชั้นตะกอนที่ตกทับถมในเวลาถัดมา และความคิดนี้ใช้ได้กับชั้นหินที่วางตัวซ้อนๆ กัน หินแต่ละชั้นเกิดจากการสะสมตัวในช่วงเวลาหนึ่ง อาจเป็นช่วงเวลาที่ยาวหรือสั้น ช่วงเวลาต่าง ๆ เหล่านี้จะถูกบันทึกไว้ในรูปของชั้นหินที่เรียงซ้อนกันเป็นลำดับจากล่างไปบน ลำดับชั้นหินอาจต่อเนื่องหรือการสะสมตัวของตะกอนอาจมีการหยุดชะงัก หลักการวางตัวซ้อนทับ สรุปได้ว่า ในลำดับชั้นหินที่ไม่ถูกรบกวนจากกระบวนการต่าง ๆ ที่เกิดภายหลังนั้นชั้นหินที่วางตัวอยู่บนจะมีอายุอ่อนกว่า และชั้นหินที่วางตัวอยู่ล่างจะมีอายุแก่กว่า * สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี สำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
หลักความเป็นเอกภาพ (law of Uniformitarianism)
นอกจากหลักการเกี่ยวกับการวางตัวซ้อนทับแล้วนายเจมส์ ฮัตตัน ยังได้กล่าวถึงหลักการพื้นฐานอันสำคัญอีกข้อหนึ่ง โดยเขาได้สังเกตการกัดกร่อนของธารน้ำในหุบเขา และตามชายฝั่งและสรุปว่าหินชั้นชนิดต่าง ๆ เกิดจากการสะสมตัวของวัสดุที่ได้มาจากการสึกกร่อนและการผุพังทะลายของหินเก่าดั้งเดิม จากการสังเกตนี้ เขาสรุปเป็นหลักพื้นฐานข้อหนึ่งของวิชาธรณีวิทยาว่า การเกิดหินชนิดต่าง ๆ นั้นเราสามารถอธิบายโดยอาศัยหลักของกระบวนการต่าง ๆ ที่กำลังเกิดอยู่ในปัจจุบันได้ หลักการนี้อาจจะพูดได้ว่า ปัจจุบันสามารถจะใช้เป็นกุญแจอธิบายถึงอดีตกาลได้ และความคิดอันนี้ได้กลายมาเป็นหลักพื้นฐานที่รู้จักกันในนามของหลักความเป็นเอกภาพ
หลักการใช้ซากดึกดำบรรพ์ในการหาความสัมพันธ์ (fossil correlation)
หลักการพื้นฐานข้อที่สามเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์ที่พบในชั้นหินต่าง ๆ โดยได้มีการค้นพบว่า ซากดึกดำบรรพ์ที่เกิดในชั้นหินต่าง ๆ นั้น มีรูปร่างและเผ่าพันธุ์แตกต่างกันไป ทั้งๆ ที่ชั้นหินอาจจะวางซ้อนอยู่ใกล้ๆ กัน ดังนั้น จึงมีการใช้ซากดึกดำบรรพ์ที่แตกต่างกันนี้มาตรวจสอบและแยกแยะชั้นหินที่มีซากเหล่านี้ ความคิดนี้จึงทำให้เกิดหลักการพื้นฐานที่เรียกว่า การหาความสัมพันธ์ของชั้นหินโดยอาศัยซากดึกดำบรรพ์ หลักการนี้ค้นพบโดย นายวิลเลียม สมิธ (William Smith) นักสำรวจและวิศวกรชาวอังกฤษ เขาแสดงให้เห็นว่า การที่จะหาความสัมพันธ์ทางเวลาของปรากฏการณ์ต่าง ๆ ได้ก็โดยอาศัยการพบซากดึกดำบรรพ์ที่คล้ายคลึงกันในสถานที่ต่าง ๆ กัน ปัจจุบันได้มีการนำวิธีการนี้มาใช้ประโยชน์ในการค้นหาแหล่งถ่านหินและเชื้อเพลิงธรรมชาติตลอดจนแร่ที่มีค่าทางเศรษฐกิจอื่น ๆ
ค้นคว้าเพิ่มเติมที่ http://www.anek2009.ob.tc/anek043/linkedfile.html
แบบฝึกหัด
1. คำกล่าวที่ว่า “ ปัจจุบันคือกุญแจ ไขไปสู่อดีต ” นั้นมีความหมายอย่างไร
ตอบ ..............................................................................................................
2. การลำดับของชั้นหินในธรรมชาติจะมีการเรียงตัว ของหินที่มีอายุต่างกันอย่างไร
ตอบ ..............................................................................................................
3. การขุดเจาะ บริเวณพื้นที่แห่งหนึ่ง พบหินกรวดเกลี่ยม หินดินดาน หินหินทราย และหินปูนตามลำดับจาก บนลงล่าง อยากทราบว่าหินชนิดใดมีอายุมากสุด และน้อยสุดตามลำดับ
ตอบ ..............................................................................................................
4. ชั้นหินที่อยู่ในแนวราบอาจเอียง เทได้โดยสาเหตุใด
ตอบ ..............................................................................................................
............................................................................................................................
5. ถ้าพบหินอัคนี แทรกดันตัดผ่านชั้นหินตะกอนแสดงว่าหินใดมีอายุมากกว่ากัน
ตอบ ..............................................................................................................
............................................................................................................................
6. หินตะกอน หินแกรนิต และหินชิสต์ หินชนิดใดทนต่อการกัดเซาะได้น้อยที่สุด
ตอบ ..............................................................................................................
............................................................................................................................
7. การศึกษาธรณีประวัติ มีประโยชน์อย่างไร
ตอบ ..............................................................................................................
............................................................................................................................
8. หลักฐานใดที่แสดงว่า พื้นที่จังหวัดลำปางในปัจจุบัน เมื่อหลายล้านปีก่อน เคยเป็นทะเลมาก่อน
ตอบ ..............................................................................................................
............................................................................................................................
9. ดินเหนียวกรุงเทพ ( Bangkok Clay) มีลักษณะอย่างไร
ตอบ ..............................................................................................................
............................................................................................................................
10. ถ้านักเรียนสำรวจพบ ซากดึกดำบรรพ์ของปะการังบนยอดเขาแห่งหนึ่ง นักเรียนมีความเห็นเกี่ยวกับการกำเนิดของภูเขานั้นอย่างไร
ตอบ ..............................................................................................................
............................................................................................................................
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น