การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก

แผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน
รอยต่อแผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน (Divergent plate boundaries) เกิดขึ้นเนื่องจากแรงดันในชั้นฐานธรณีภาค ดันให้แผ่นธรณีโก่งตัวขึ้นจนเกิดรอยแตก แมกมาอยู่ภายในดันตัวออก ทำให้แผ่นธรณีเคลื่อนที่แยกจากกัน การเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีในลักษณะนี้ทำให้เกิดแผ่นดินไหวไม่รุนแรง โดยมีศูนย์กลางอยู่ในระดับตื้น  รอยต่อซึ่งเกิดจากแผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกันมี 2 ลักษณะ คือ แผ่นธรณีทวีปเคลื่อนที่ออกจากกัน และแผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่ออกจากกัน

แผ่นธรณีทวีปเคลื่อนที่ออกจากกัน
        แรงดันในชั้นฐานธรณีภาคดันให้แผ่นธรณีทวีปโก่งตัว ส่วนยอดของรอยโ่ก่งยืดตัวออกและบางลงจนเกิดรอยแตก และทรุดตัวลงกลายเป็น "หุบเขาทรุด" (Rift valley)  แมกมาผลักให้แผ่นธรณีแยกออกจากกัน ตัวอย่างเช่น ทะเลสาบมาลาวี ในทวีปแอฟริกา และ ทะเลแดง ซึ่งกันระหว่างทวีปแอฟริกากับคาบสมุทรอาหรับ 

ภาพที่ 1 แผ่นธรณีทวีปเคลื่อนที่ออกจากกัน 

แผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่ออกจากกัน
        แรงดันในชั้นฐานธรณีภาคดันให้แผ่นธรณีมหาสมุทรยกตัวขึ้นเป็นสันเขาใต้สมุทร (Mid oceanic ridge) แล้วเกิดรอยแตกที่ส่วนยอด แมกมาผลักให้แผ่นธรณีมหาสมุทรแยกออกจากกัน ตัวอย่างเช่น สันเขาใต้มหาสมุทรแอตแลนติก 

ภาพที่ 2 แผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่ออกจากกัน 

 

อายุหินและสนามแม่เหล็ก
        แก่นโลกชั้นในและแก่นโลกชัั้นนอกหมุนไปในทิศทางเดียวกัน แต่ด้วยความเร็วไม่เท่ากัน ถ้าแก่นโลกชั้นในหมุนเร็วกว่าแก่นโลกชั้นนอก จะเกิดแรงเหนี่ยวนำให้เส้นแรงแม่เหล็กโลกเคลื่อนที่จากขั้วใต้ไปยังขั้วเหนือ (Normal magnetism) แต่ในบางครั้งแก่นโลกชั้นในขยายตัวตามแนวศูนย์สูตร (มีรูปทรงแป้นขึ้น) เป็นสาเหตุให้แก่นโลกชั้นในหมุนช้ากว่าแก่นโลกชั้นนอก ทำให้ให้สนามแม่เหล็กกลับขั้ว (Reverse magnetism) เส้นแรงแม่เหล็กเคลื่อนที่จากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้ (คลิกเพื่อชมวีดีโอ)

ภาพที่ 3 การเคลื่อนที่ของแก่นโลกเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็กโลก

        เมื่อแมกมาโผล่ขึ้นจากชั้นฐานธรณีภาค กลายเป็นลาวาหินบะซอลต์ไหลบนพื้นผิวโลก อะตอมของธาตุเหล็กที่มีอยู่ในแร่แมกนีไทต์ จะถูกเหนี่ยวนำให้เรียงตัวตามทิศทางของสนามแม่เหล็กโลก  ภาพที่ 4 แสดงให้เห็นว่า ลาวาชั้นล่างมีอายุเก่ากว่าลาวาชั้นบน เพราะเกิดขึ้นมาก่อน ขณะที่ลาวาไหลออกมาจากปล่องภูเขาไฟ มันจะบันทึกทิศทางของเส้นแรงแม่เหล็กโลกในยุคสมัยนั้น ซึ่งจะเห็นได้ว่าเส้นแรงแม่เหล็กโลกสลับทิศทางไปมาในทุกๆ หลายแสนปี เนื่องจากสนามแม่เหล็กโลกสลับขั้วไปมา

ภาพที่ 4 เส้นแรงแม่เหล็กโลกสลับขั้วในลาวาภูเขาไฟ

        ในทำนองเดียวกัน เมื่อแผ่นธรณีมหาสมุทรแยกออกจากกัน ลาวาที่ไหลออกมาก็จะบันทึกทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกในยุคนั้นๆ ภาพที่ 5 แสดงให้เห็นว่า เปลือกโลกเคลื่อนที่ออกจากแหล่งกำเนิดในอัตราเฉลี่ย 10 กิโลเมตรต่อล้านปี หรือ 1 เซนติเมตรต่อปี  เปลือกโลกบริเวณใกล้รอยแยกมีอายุน้อยกว่าเปลือกโลกที่อยู่ห่างออกไป  เส้นแรงแม่เหล็กโลกสลับทิศทางไปมาในทุกๆ หลายแสนปี 

ภาพที่ 5 เส้นแรงแม่เหล็กโลกสลับขั้วในลาวาพื้นมหาสมุทร

แผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน

รอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน (Covergent plate boundary) เกิดขึ้นในบริเวณที่แผ่นธรณีปะทะกันซึ่งเรียกว่า "เขตมุดตัว" (Subduction zone) ซึ่งมักจะทำให้เกิดแผ่นดินไหวอย่างรุนแรง โดยมีจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวอยู่ในระดับลึก เนื่องจากแผ่นธรณีด้านหนึ่งมุดตัวลงสู่ชั้นฐานธรณีแล้วหลอมละลาย หากแนวปะทะเกิดขึ้นใต้มหาสมุทร น้ำทะเลในบริเวณโดยรอบจะเคลื่อนที่จมเข้าหากันแล้วสะท้อนกลับ ทำให้เกิดคลื่นสึนามิ  รอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากันมี 3 รูปแบบคือ แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกัน แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีทวีป และแผ่นธรณีทวีปชนกัน 

แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกัน 

        แผ่นธรณีมหาสมุทรเกิดขึ้นและเคลื่อนที่ออกจากจุดกำเนิด บริเวณรอยต่อที่แผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน แรงขับดันจากเซลล์การพาความร้อน (Convection cell) ในชั้นฐานธรณีภาค ทำให้แผ่นธรณีมหาสมุทรสองแผ่นเคลื่อนที่ปะทะกัน ดังภาพที่ 1   แผ่นธรณีที่มีอายุมากกว่า มีอุณหภูมิต่ำกว่า และมีความหนาแน่นมากกว่า จะจมตัวลงในเขตมุดตัว ทำให้เกิดร่องลึกก้นสมุทร (Mid oceanic trench) เมื่อแผ่นธรณีจมตัวลง เปลือกมหาสมุทรและเนื้อโลกชั้นบนสุดซึ่งมีจุดหลอมเหลวต่ำจะหลอมละลายเป็นหินหนืด ซึ่งมีความหนาแน่นต่ำกว่าเนื้อโลกในชั้นฐานธรณีภาค  จึงลอยตัวขึ้นดันพื้นผิวโลกให้เกิดเป็นหมู่เกาะภูเขาไฟรูปโค้ง (Volcanic island arc) เรียงตัวขนานกับแนวร่องลึกก้นสมุทร  บรรดาหินปูนซึ่งเกิดจากสิ่งมีชีวิตใต้ทะเล เช่น ปะการัง เป็นตะกอนคาร์บอนเนตมีจุดเดือดต่ำ เมื่อถูกความร้อนจะเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ลอยตัวสูงขึ้นปลดปล่อยออกทางปล่องภูเขาไฟ ทำให้เกิดการหมุนเวียนของวัฏจักรคาร์บอนและธาตุอาหาร  ตัวอย่างหมู่เกาะภูเขาไฟที่เกิดขึ้นด้วยกระบวนการนี้ ได้แก่ หมู่เกาะฟิลิปปินส์ และ หมู่เกาะญี่ปุ่น

ภาพที่ 1 แผ่นธรณีมหาสมุทรปะทะกัน

แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีทวีป 

        แผ่นธรณีมหาสมุทรเป็นหินบะซอลต์ มีความหนาแน่นมากกว่าแผ่นธรณีทวีปซึ่งเป็นหินแกรนิต เมื่อแผ่นธรณีทั้งสองปะทะกัน แผ่นธรณีมหาสมุทรจะจมตัวลงและหลอมละลายเป็นหินหนืด เนื่องจากหินหนืดมีความหนาแน่นน้อยกว่าเนื้อโลกในชั้นฐานธรณีภาค มันจึงยกตัวขึ้นดันเปลือกโลกทวีปให้กลายเป็นเทือกเขาสูง เกิดแนวภูเขาไฟเรียงรายตามชายฝั่ง ขนานกับร่องลึกก้นสมุทร ดังภาพที่ 2  ตัวอย่างเทือกเขาที่เกิดขี้นด้วยกระบวนการนี้ ได้แก่ เทือกเขาแอนดีส บริเวณชายฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ 

ภาพที่ 2 แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีทวีป

 

แผ่นธรณีทวีปชนกัน

        แผ่นธรณีทวีปมีความหนามากกว่าแผ่นธรณีมหาสมุทร ดังนั้นเมื่อแผ่นธรณีทวีปปะทะกัน แผ่นหนึ่งจะมุดตัวลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค  อีกแผ่นหนึ่งจะถูกยกเกยสูงขึ้น กลายเป็นเทือกเขาที่สูงมาก เป็นแนวยาวขนานกับแนวปะทะ ดังภาพที่ 3  ตัวอย่างเทือกเขาสูงที่เกิดขึ้นด้วยกระบวนการนี้ ได้แก่  เทือกเขาหิมาลัย ในประเทศเนปาล,  เทือกเขาแอลป์ ในทวีปยุโรป

ภาพที่ 3 แผ่นธรณีทวีปชนกัน

แผ่นธรณีเคลื่อนที่ผ่านกัน

สันเขาใต้สมุทร (Mid oceanic ridge) เป็นบริเวณที่แมกมาโผล่ขึ้นมาแล้วดันแผ่นธรณีให้แยกออกจากกัน เนื่องจากแผ่นธรณีมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน สันเขาใต้สมุทรจึงไม่สามารถต่อยาวเป็นแนวเดียว ทว่าเยื้องสลับกันคล้ายรอยตะเข็บ  ด้วยเหตุนี้แผ่นธรณีที่เพิ่งเกิดขึ้นมาใหม่จึงเคลื่อนที่สวนทางกัน ในแนวตั้งฉากกับสันเขาใต้สมุทร เกิดเป็นรอยเลื่อนทรานสฟอร์ม (Transform fault) ดังภาพที่ 1   ปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดแผ่นดินไหวในระดับตื้น มีความรุนแรงปานกลาง ถ้าเกิดขึ้นบนแผ่นดินจะทำให้ถนนขาด  สายน้ำเปลี่ยนทิศทางการไหล หรือทำให้เกิดหน้าผาและน้ำตก 

ภาพที่ 1 รอยเลื่อนทรานส์ฟอร์ม

        ตัวอย่างแผ่นธรณีเคลื่อนที่ผ่านกันในมหาสมุทร ได้แก่ บริเวณสันเขากลางมหาสมุทรแอตเลนติก  ตัวอย่างแผ่นธรณีเคลื่อนที่ผ่านกันบนแผ่นดินได้แก่ รอยเลื่อนซานแอนเดรีย ในรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา  

ภาพที่ 2 รอยเลื่อนซานแอนเดรีย
(ที่มา: Superstock)