บทที่ 3 ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

บทที่3 ปรากฎการณ์ทางธรณีวิทยา

เป็นปรากฏการณ์สั่นสะเทือนหรือเขย่าของพื้นผิวโลก เพื่อปรับตัวให้อยู่ในสภาวะสมดุล ซึ่งแผ่นดินไหวสามารถก่อให้เกิดความเสียหายและภัยพิบัติต่อบ้านเมือง ที่อยู่อาศัย สิ่งมีชีวิต ส่วนสาเหตุของการเกิดแผ่นดินไหวนั้นส่วนใหญ่เกิดจากธรรมชาติโดยแผ่นดินไหวบางลักษณะสามารถเกิดจากการกระทำของมนุษย์ได้ แต่มีความรุนแรงน้อยกว่าที่เกิดขึ้นเองจากธรรมชาติ นักธรณีวิทยาประมาณกันว่าในวันหนึ่ง ๆ จะเกิดแผ่นดินไหวประมาณ 1000 ครั้ง ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นแผ่นดินไหวที่มีการสั่นสะเทือนเพียงเบา ๆ เท่านั้น คนทั่วไปไม่รู้สึก

แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก (แนวระหว่างรอยต่อธรณีภาค) ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของชั้นหินขนาดใหญ่เลื่อน เคลื่อนที่ หรือแตกหักและเกิดการโอนถ่ายพลังงานศักย์ ผ่านในชั้นหินที่อยู่ติดกัน พลังงานศักย์นี้อยู่ในรูปคลื่นไหวสะเทือน

แหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวหรือบริเวณตำแหน่งศูนย์กลางแผ่นดินไหวส่วนใหญ่จะอยู่ตรงบริเวณ ขอบของแผ่นเปลือกโลก แนวรอยเลื่อนต่างๆ และบริเวณที่มนุษย์มีกิจกรรมกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหว เช่น เหมือง เขื่อน บ่อน้ำมัน บริเวณที่มีการฉีดของเหลวลงใต้พื้นดิน บริเวณที่มีการเก็บกากรังสีเป็นต้น.

บริเวณแนวแผ่นดินไหวบริเวณขอบของเปลือกโลก

1.แผ่นดินไหวตามธรรมชาติ

แผ่นดินไหวจากธรรมชาติเป็นธรณีพิบัติภัยชนิดหนึ่ง ส่วนมากเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของพื้นดิน อันเนื่องมาจากการปลดปล่อยพลังงานเพื่อระบายความร้อน ที่สะสมไว้ภายในโลกออกมาอย่างฉับพลันเพื่อปรับสมดุลของเปลือกโลกให้คงที่ โดยปกติเกิดจากการเคลื่อนไหวของรอยเลื่อน ภายในชั้นเปลือกโลกที่อยู่ด้านนอกสุดของโครงสร้างของโลก มีการเคลื่อนที่หรือเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ อยู่เสมอ (ดู การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก) แผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นเมื่อความเค้นอันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงมีมากเกินไป ภาวะนี้เกิดขึ้นบ่อยในบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลก ที่ที่แบ่งชั้นเปลือกโลกออกเป็นธรณีภาค (lithosphere) เรียกแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลกนี้ว่า แผ่นดินไหวระหว่างแผ่น (interplate earthquake) ซึ่งเกิดได้บ่อยและรุนแรงกว่า แผ่นดินไหวภายในแผ่น (intraplate earthquake)

2.แผ่นดินไหวจากการกระทำของมนุษย์

มีทั้งทางตรงและทางอ้อม เช่น การระเบิด การทำเหมือง สร้างอ่างเก็บน้ำหรือเขื่อนใกล้รอยเลื่อน การทำงานของเครื่องจักรกล การจราจร รวมถึงการเก็บขยะนิวเคลียร์ไว้ใต้ดิน เป็นต้น

แผ่นดินไหวเป็นปรากฎการณ์ธรรมชาติซึ่งสามารถส่งแรงสั่นสะเทือน หรือมีผลกระทบไปได้ไกล ไม่เฉพาะบริเวณประเทศที่เกิดเท่านั้นบางครั้งหากมีขนาดใหญ่ คลื่นแผ่นดินไหวสามารถส่งผ่านไปได้ บนผิวโลกหลายพันกิโลเมตรในหลายประเทศดังนั้น การตรวจวัดแผ่นดินไหว จึงใช้ทั้งระบบเครือข่าย สถานีตรวจวัดแผ่นดินไหวในระดับแต่ละประเทศ และเครือข่ายในระดับโลก เพื่อการวิเคราะห์ตำแหน่ง ขนาดและเวลาเกิดของเหตุการณ์แผ่นดินไหวได้อย่างรวดเร็ว ประเทศไทยเริ่มมีการตรวจแผ่นดินไหว เมื่อปี พ.ศ. 2506 สถานีตรวจแผ่นดินไหวแห่งแรกของกรมอุตุนิยมวิทยา ติดตั้ง ณ จังหวัดเชียงใหม่ โดยเข้าร่วมอยู่ในเครือข่ายระบบมาตรฐานโลก Worldwide Standardized Seismograph Network : WWSSN และต่อมาปรับเปลี่ยนเป็นระบบเครือข่าย Incorporated Research Institution of Seismology : IRIS ซึ่งเป็นเครือข่ายโดยความร่วมมือของสถาบันการศึกษาหลายแห่ง ในสหรัฐอเมริกา และบุคคลทั่วไปสามารถเข้าถึงข้อมูลผ่านเครือข่ายอินเตอร์เน็ต

ขนาด เป็นปริมาณที่มีความสัมพันธ์กับพลังงานที่พื้นโลก ปลดปล่อยออกมาในรูปของการสั่นสะเทือน คำนวณได้จากการตรวจวัดค่าความสูงของคลื่นแผ่นดินไหวที่ตรวจวัด ได้ด้วยเครื่องมือตรวจแผ่นดินไหว โดยเป็นค่าปริมาณที่บ่งชี้ขนาด ณ บริเวณศูนย์กลางแผ่นดินไหว มีหน่วยเป็น " ริคเตอร์"

ริคเตอร์ (Richter) คือหน่วยวัดจำนวนหรือพลังงานซึ่งปลดปล่อยออกมาที่ศูนย์กลางแผ่นดินไหว ซึ่งสามารถคำนวณได้จากการติดตามลักษณะของคลื่นแผ่นดินไหวโดยเครื่องวัดแผ่นดินไหว ซึ่งคิดค้นโดยผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหวชาวเยอรมันชื่อซีเอฟ ริคเตอร์ มีขนาดตั้งแต่ 1.0 ถึง 9.0 
มาตราเมอร์แคลลี (Mercalli) วัดความเข้มของความรุนแรงในการสั่น ณ ที่ใดที่หนึ่งซึ่งจะออกมาในลักษณะความรุนแรงของการสั่นที่มนุษย์รู้สึกได้ว่ามากน้อยแค่ไหน หรือความเสียหายของสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ มีมากแค่ไหน ตามขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 12

ความรุนแรงแผ่นดินไหว แสดงถึงความรุนแรงของเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้น วัด ได้จากปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้น ขณะเกิด และหลังเกิดแผ่นดินไหว เช่น ความรู้สึกของผู้คน ลักษณะที่วัตถุหรือ อาคารเสียหายหรือสภาพภูมิประเทศที่เปลี่ยนแปลง เป็นต้น ในกรณีของประเทศไทยใช้ มาตราเมอร์แคลลี่ สำหรับเปรียบเทียบอันดับ ซึ่งมีทั้งหมด 12 อันดับ เรียงลำดับความรุนแรงแผ่นดินไหวจากน้อยไปมาก
มาตราริคเตอร์

ขนาด	ความสัมพันธ์ของขนาดโดยประมาณกับความสั่นสะเทือนใกล้ศูนย์กลาง
1-2.9	เกิดการสั่นไหวเล็กน้อย ผู้คนเริ่มมีความรู้สึกถึงการสั่นไหว บางครั้ง รู้สึกเวียน ศีรษะ
3-3.9	เกิดการสั่นไหวเล็กน้อย ผู้คนที่อยู่ในอาคารรู้สึกเหมือนรถไฟวิ่งผ่าน
4-4.9	เกิดการสั่นไหวปานกลาง ผู้ที่อาศัยอยู่ทั้งภายในอาคาร และนอกอาคาร รู้สึกถึงการ สั่นสะเทือน วัตถุห้อยแขวนแกว่งไกว
5-5.9	เกิดการสั่นไหวรุนแรงเป็นบริเวณกว้าง เครื่องเรือน และวัตถุมีการเคลื่อนที่
6-6.9	เกิดการสั่นไหวรุนแรงมาก อาคารเริ่มเสียหาย พังทลาย
7.0 ขึ้นไป	เกิดการสั่นไหวร้ายแรง อาคาร สิ่งก่อสร้างมีความเสียหายอย่างมาก แผ่นดินแยก วัตถุที่อยู่บนพื้นถูกเหวี่ยงกระเด็น

อันดับที่	ลักษณะความรุนแรงโดยเปรียบเทียบ
I	เป็นอันดับที่อ่อนมาก ตรวจวัดโดยเครื่องมือ
II	พอรู้สึกได้สำหรับผู้ที่อยู่นิ่ง ๆ ในอาคารสูง ๆ
III	พอรู้สึกได้สำหรับผู้อยู่ในบ้าน
IV	ผู้อยู่ในบ้านรู้สึกว่าของในบ้านสั่นไหว
V	รู้สึกเกือบทุกคน ของในบ้านเริ่มแกว่งไกว
VI	รู้สึกได้ของหนักในบ้านเริ่มเคลื่อนไหว
VII	ทุกคนต่างตกใจ เริ่มปรากฎความเสียหาย
VIII	เสียหายค่อนข้างมากในอาคารธรรมดา
IX	สิ่งก่อสร้างที่ออกแบบไว้อย่างดี เสียหายมาก

วัน เดือน ปี	บริเวณที่เกิดแผ่นดินไหว
3 มีนาคม 2528	ประเทศชิลี ขนาด 7.8 ริคเตอร์ คนตาย 146 คน
19-21 กันยายน 2528	ประเทศแม็กซิโก ขนาด 8.1 ริคเตอร์ คนตาย 4,000 คน
5-6 มีนาคม 2530	ประเทศเอกวาเดอร์ ขนาด 7.3 ริคเตอร์ คนตาย 4,000 คน
20 สิงหาคม 2531	พรมแดนอินเดีย-เนปาล ขนาด 6.4 ริคเตอร์ คนตาย 721 คน บาดเจ็บ 6,553 คน
6 พฤศจิกายน 2531	พรมแดนจีน-พม่า ขนาด 7.3 ริคเตอร์ คนตาย 1,000 คน ไร้ที่อยู่ 27,000 คน
7 ธันวาคม 2531	พรมแดนตุรกี-รัสเซีย ขนาด 6.2 ริคเตอร์ คนตาย 25,000 คน บาดเจ็บ 19,000 คน ไร้ที่อยู่ 500,000 คน
22 มกราคม 2532	ประเทศรัสเซีย ขนาด 5.3 ริคเตอร์ คนตาย 274 คน
1 สิงหาคม 2532	ที่ไอเรียน ขนาด 6.0 ริคเตอร์ คนตาย 90 คน
17 ตุลาคม 2532	อ่าวซานฟรานซิสโก ขนาด 6.9 ริคเตอร์ คนตาย 62 คน
30 พฤษภาคม 2533	ประเทศเปรู ขนาด 5.5 ริคเตอร์ คนตาย 135 คน
20 มิถุนายน 2533	ภาคตะวันตกของประเทศอิหร่าน ขนาด 6.3 ริคเตอร์ คนตาย 40,000 -50,000 คน บาดเจ็บมากกว่า 60,000 คน
16 กรกฎาคม 2533	ประเทศฟิลิปปินส์ ขนาด 7.7 ริคเตอร์ คนตาย 1,000 คน
31 มกราคม 2534	พรมแดนปากีสถาน-อัฟกานีสถาน ขนาด 6.8 ริคเตอร์ คนตาย 300 คน
5 เมษายน 2534	ตอนเหนือประเทศเปรู ขนาด 6.5 ริคเตอร์ คนตาย 60 คน
19 ตุลาคม 2534	ตอนเหนือของประเทศอินเดีย ขนาด 6.5 ริคเตอร์ คนตาย 2,000 คน บาดเจ็บ 1,800 คน
13 มีนาคม 2535	ประเทศตุรกี ขนาด 6.2 ริคเตอร์ คนตาย 479 คน บาดเจ็บ 2,000 คน
12 ตุลาคม 2535	ประเทศอียิปต์ ขนาด 6.6 ริคเตอร์ คนตาย 541 คน บาดเจ็บ 6,500 คน
12 ธันวาคม 2535	ประเทศอินโดนีเซีย ขนาด 6.5 ริคเตอร์ คนตาย 2,500 คน บาดเจ็บ 500 คน
12 กรกฎาคม 2536	ประเทศญี่ปุ่น ขนาด 6.6 ริคเตอร์ คนตาย 365 คน
29 กันยายน 2536	ประเทศญี่ปุ่น ขนาด 6.6 ริคเตอร์ คนตาย 9,758 คน บาดเจ็บ 30,000 คน
6 มิถุนายน 2537	ประเทศโคลัมเบีย ขนาด 6.4 ริคเตอร์ คนตาย 295 คน
17 มกราคม 2538	ตอนใต้ของเกาะฮอนชู เมืองโกเบ เกียวโต โอซากา ประเทศ ญี่ปุ่น ขนาด 7.2 ริคเตอร์ คนตาย 5,000 คน บาดเจ็บ 26,000 คน
17 สิงหาคม 2542	ประเทศตุรกี ขนาด 7.8 ริคเตอร์ คนตาย 17,118 คน บาดเจ็บ 50,000 คน ไร้ที่อยู่อาศัย 600,000 คน
21 กันยายน 2542	เกาะไต้หวัน ขนาด 7.6 ริคเตอร์ คนตาย 2,400 คน บาดเจ็บ 8,000 คน ไร้ที่อยู่อาศัย 600,000 คน
แผ่นดินไหวรู้สึกได้ในประเทศไทย ตั้งแต่ปี พ.ศ.2442-2542

ภัยแผ่นดินไหวยังคงเป็นภัยธรรมชาติที่ยังไม่สามารถพยากรณ์ได้อย่างแม่นยำ ทั้งเรื่องตำแหน่ง ขนาด และเวลาเกิด ด้วยเทคโนโลยีและอุปกรณ์เครื่องมือตรวจวัดที่มีอยู่ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ ได้มี ความพยายามอย่างยิ่งในการศึกษาวิเคราะห์ถึงคุณลักษณะต่าง ๆ ของบริเวณแหล่ง กำเนิดแผ่นดินไหว เพื่อเพิ่ม ประสิทธิภาพในการพยากรณ์แผ่นดินไหว โดยอาศัยทั้งที่เป็นทฤษฎีเกี่ยวกับคุณลักษณะทางกายภาพของเปลือกโลก ที่เปลี่ยนแปลงจากปกติก่อนเกิดแผ่นดินไหว

- แรงเครียดในเปลือกโลกเพิ่มขึ้น

- การเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก สนามโน้มถ่วง

- การเคลื่อนตัวของเปลือกโลก

- น้ำใต้ดิน (ชาวจีน สังเกต การเปลี่ยนแปลง ของน้ำในบ่อน้ำ 5 ประการ ก่อนเกิดแผ่นดินไหว

ได้แก่ น้ำขุ่นขึ้น มีการหมุนวนของน้ำ ระดับน้ำเปลี่ยนแปลง มีฟองอากาศ และรสขม)

- ปริมาณก๊าซเรดอน เพิ่มขึ้น

- การส่งคลื่นวิทยุความยาวคลื่นสูง

- แมลงสาบจำนวนมากวิ่งเพ่นพ่าน

- สุนัข เป็ด ไก่ หมู หมี ตื่นตกใจ

- หนู งู วิ่งออกมาจากรู

- ปลา กระโดดขึ้นจากผิวน้ำ ฯลฯ

เมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็กๆ ในบริเวณเดียวกัน หลายสิบครั้งหรือหลาย ร้อยครั้งในระยะเวลาสั้นๆ เป็นวันหรือในสัปดาห์ อาจเป็นสิ่งบอกเหตุล่วงหน้า ว่าจะเกิดแผ่นดิน ไหวที่มีขนาดใหญ่กว่าตามมาได้ หรือในบางบริเวณที่เคยเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ในอดีต สามารถคาดการณ์ล่วงหน้าว่าอาจเกิด แผ่นดินไหวใหญ่ที่มีขนาดเท่าเทียมกัน หากบริเวณนั้นว่าง เว้นช่วงเวลา การเกิดแผ่นดินไหวเป็นระยะเวลา ยาวนานหลายสิบปีหรือหลายร้อยปี ยิ่งมีการ สะสมพลังงานที่เปลือกโลกในระยะเวลายาวนานเท่าใด การเคลื่อน ตัวโดยฉับพลันเป็นแผ่นดิน ไหวรุนแรงก็เพิ่มมากขึ้น

โดยสรุปการพยากรณ์แผ่นดินไหวในภาวะปัจจุบัน ยังอยู่ในช่วงของการ ศึกษาวิจัยและพัฒนา เพื่อการคาดหมายที่แม่นยำและแน่นอนขึ้น อย่างไรก็ตามการมีมาตรการ ป้องกัน และบรรเทาภัยแผ่นดินไหว เช่น การก่อสร้างอาคารให้มีความมั่นคงแข็งแรงในพื้นที่ เสี่ยงภัย รวมถึงการเตรียมพร้อมที่ดีของประชาชน จะช่วยลดการสูญเสียได้มาก

ก่อนการเกิดแผ่นดินไหว

1. ควรมีไฟฉายพร้อมถ่านไฟฉาย และกระเป๋ายาเตรียมไว้ในบ้าน และให้ทุกคนทราบว่าอยู่ที่ไหน

2. ศึกษาการปฐมพยาบาลเบื้องต้น

3. ควรมีเครื่องมือดับเพลิงไว้ในบ้าน เช่น เครื่องดับเพลิง ถุงทราย เป็นต้น

4. ควรทราบตำแหน่งของวาล์วปิดน้ำ วาล์วปิดก๊าซ สะพานไฟฟ้า สำหรับตัดกระแสไฟฟ้า

5. อย่าวางสิ่งของหนักบนชั้น หรือหิ้งสูง ๆ เมื่อแผ่นดินไหวอาจตกลงมาเป็นอันตรายได้

6. ผูกเครื่องใช้หนัก ๆ ให้แน่นกับพื้นผนังบ้าน

7. ควรมีการวางแผนเรื่องจุดนัดหมาย ในกรณีที่ต้องพลัดพรากจากกัน เพื่อมารวมกันอีกครั้ง ในภายหลัง

8. สร้างอาคารบ้านเรือนให้เป็นไปตามกฎเกณฑ์ที่กำหนด สำหรับพื้นที่เสี่ยงภัยแผ่นดินไหว

ระหว่างเกิดแผ่นดินไหว

1. อย่าตื่นตกใจ พยายามควบคุมสติอยู่อย่างสงบ ถ้าท่านอยู่ในบ้านก็ให้อยู่ในบ้าน ถ้าท่านอยู่นอกบ้านก็ให้อยู่นอกบ้าน เพราะส่วนใหญ่ได้รับบาดเจ็บเพราะวิ่งเข้าออกจากบ้าน

2. ถ้าอยู่ในบ้านให้ยืนหรือมอบอยู่ในส่วนของบ้านที่มีโครงสร้างแข็งแรง ที่สามารถรับน้ำหนัก ได้มาก และให้อยู่ห่างจากประตู ระเบียง และหน้าต่าง

3. หากอยู่ในอาคารสูง ควรตั้งสติให้มั่น และรีบออกจากอาคารโดยเร็ว หนีให้ห่างจากสิ่งที่จะล้มทับได้

4. ถ้าอยู่ในที่โล่งแจ้ง ให้อยู่ห่างจากเสาไฟฟ้า และสิ่งห้อยแขวนต่าง ๆ ที่ปลอดภัยภายนอกคือที่โล่งแจ้ง

5. อย่าใช้ เทียน ไม้ขีดไฟ หรือสิ่งที่ทำให้เกิดเปลวหรือประกายไฟ เพราะอาจมีแก๊สรั่วอยู่บริเวณนั้น

6. ถ้าท่านกำลังขับรถให้หยุดรถและอยู่ภายในรถ จนกระทั่งการสั่นสะเทือนจะหยุด

7. ห้ามใช้ลิฟท์โดยเด็ดขาดขณะเกิดแผ่นดินไหว

8. หากอยู่ชายหาดให้อยู่ห่างจากชายฝั่ง เพราะอาจเกิดคลื่นขนาดใหญ่ซัดเข้าหาฝั่ง

หลังเกิดแผ่นดินไหว

1. ควรตรวจตัวเองและคนข้างเคียงว่าได้รับบาดเจ็บหรือไม่ ให้ทำการปฐมพยาบาลขั้นต้นก่อน

2. ควรรีบออกจากอาคารที่เสียหายทันที เพราะหากเกิดแผ่นดินไหวตามมาอาคารอาจพังทลายได้

3. ใส่รองเท้าหุ้มส้นเสมอ เพราะอาจมีเศษแก้ว หรือวัสดุแหลมคมอื่น ๆ และสิ่งหักพังแทง

4. ตรวจสายไฟ ท่อน้ำ ท่อแก๊ส ถ้าแก๊สรั่วให้ปิดวาล์วถังแก๊ส ยกสะพานไฟ อย่าจุดไม้ขีดไฟ

5. ตรวจสอบว่า แก๊สรั่ว ด้วยการดมกลิ่นเท่านั้น ถ้าได้กลิ่นให้เปิดประตูหน้าต่างทุกบาน

6. ให้ออกจากบริเวณที่สายไฟขาด และวัสดุสายไฟพาดถึง

7. เปิดวิทยุฟังคำแนะนำฉุกเฉิน อย่าใช้โทรศัพท์ นอกจากจำเป็นจริง ๆ

8. สำรวจดูความเสียหายของท่อส้วม และท่อน้ำทิ้งก่อนใช้

9. อย่าเป็นไทยมุงหรือเข้าไปในเขตที่มีความเสียหายสูง หรืออาคารพัง

10. อย่าแพร่ข่าวลือ

ภูเขาไฟระเบิด

ภูเขาเกิดจากการเปลี่ยนแปลงลักษณะของเปลือกโลก ซึ่งแผ่นธรณีทวีปดันกันทำให้ชั้นหินคดโค้ง (Fold)เป็นรูปประทุนคว่ำและประทุนหงายสลับกัน ภูเขาที่มียอดแบนราบอาจเกิดจากการยกตัวของเปลือกโลกตามบริเวณรอยเลื่อน (Fault) แต่ภูเขาไฟ (Volcano) มีกำเนิดแตกต่างจากภูเขาทั่วไป ภูเขาไฟเกิดจากการยกตัวของแมกมาใต้เปลือกโลก

เมื่อแผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่เข้าหากัน หรือปะทะกับแผ่นธรณีทวีป แผ่นธรณีมหาสมุทรซึ่งมีความหนาแน่นกว่าจะจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค และหลอมละลายกลายเป็นแมกมา (Magma) โดยมีปัจจัยที่เร่งให้เกิดการหลอมละลาย ดังนี้

· ความร้อน: เมื่อแผ่นธรณีปะทะกันและจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค แรงเสียดทานซึ่งเกิดจากการที่แผ่นธรณีทั้งสองเสียดสีกันจะทำให้เกิดความร้อน เร่งให้ผิวชั้นบนของเปลือกโลกมหาสมุทรที่จมตัวลง หลอมละลายกลายเป็นแมกมาได้ง่ายขึ้น

· น้ำในชั้นฐานธรณีภาค: หินเปียก (Wet rock) มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าหินแห้ง (Dry rock) เมื่อหินในเปลือกแผ่นมหาสมุทรจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค โมเลกุลของน้ำซึ่งเปลี่ยนสถานะเป็นไอน้ำจะช่วยเร่งปฏิกริยาให้หินเกิดการ หลอมเหลวได้ง่ายขึ้น

· การลดความกดดัน: ตามปกติหินใต้เปลือกโลกจะหลอมละลายยากกว่าหินบนเปลือกโลก เนื่องจากความกดดันสูงป้องกันหินไม่ให้เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว อย่างไรก็ตามอุณหภูมิสูงของชั้นฐานฐรณีภาค ทำให้หินหลอมละลายและขยายตัวออก แล้วยกตัวลอยตัวสูงขึ้น เมื่อหินหนืดร้อนขยายตัวความกดดันก็จะลดลง ทำให้หินที่อยู่ในหน้าสัมผัสบริเวณรอบข้างหลอมละลายได้ง่าย

แหล่งกำเนิดของแมกมา

แมกมาไม่ได้กำเนิดขึ้นทั่วไปทุกหนแห่งของโลก หากมีอยู่แต่บริเวณที่รอยต่อของแผ่นธรณีบางชนิด และบริเวณจุดร้อนของโลก

· รอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน: แมกมาจากชั้นฐานธรณีภาค ลอยตัวขึ้นสู่พื้นผิวโลก แรงดันที่ลดลงช่วยทำให้เปลือกโลกที่อยู่ด้านบนหลอมละลายเกิดเป็นสันเขาใต้ สมุทร และดันตัวออกทางด้านข้าง กลายเป็นแผ่นธรณีมหาสมุทรซึ่งกำเนิดมาจากแมกมาหินบะซอลต์ ดังภาพที่ 2ตัวอย่างเช่นสันเขาใต้มหาสมุทรแอตแลนติกอย่างไรก็ตามในบางแห่งแมกมาก็ยกตัวขึ้นสู่แผ่นธรณีทวีป เช่น ทะเลสาบมาลาวี ในทวีปแอฟริกา

· รอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน: การชนกันของแผ่นธรณีสองแผ่นในแนวมุดตัว (Subduction zone)ทำให้แผ่นที่มีความหนาแน่นมากกว่าจมตัวลงตัวสู่ชั้นฐานธรณีภาค แรง เสียดทานซึ่งเกิดจากการที่แผ่นธรณีทั้งสองเสียดสีกันจะทำให้เกิดความร้อน น้ำในแผ่นหินซึ่งระเหยกลายเป็นไอ ประกอบกับแรงกดดันที่ลดลง ช่วยให้หินหลอมละลายกลายเป็นแมกมาได้เร็วขึ้น และแทรกตัวออกจากผิวโลกทางปล่องภูเขาไฟ ดังภาพที่ 3 ยกตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟฟูจิ ในประเทศญี่ปุ่น

· จุดร้อน (Hotspot): แก่นโลกชั้นนอกมีความร้อนไม่เท่ากัน ในบางจุดของแก่นโลกมีความร้อนสูง จึงทำให้เนื้อโลกชั้นล่างเหนือบริเวณนั้นหลอมละลาย และแทรกตัวลอยขึ้นมาตามช่องแมกมา (Magma plume) จุดร้อนจะอยู่ ณ ตำแหน่งเดิมของแก่นโลก แต่เปลือกโลกจะเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ผ่านจุดร้อน แมกมาที่โผล่ขึ้นสู่พื้นผิวโลก จึงทำให้เกิดหมู่เกาะเรียงตัวกันเป็นแนว ดังเช่น หมู่เกาะฮาวาย โดยที่เกาะที่มีอายุมากจะอยู่ห่างจากจุดร้อน เกาะที่เกิดขึ้นมาใหม่จะอยู่บนจุดร้อนพอดี ทิศทางการเรียงตัวของหมู่เกาะจะขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณี ดังภาพที่ 4

· แมกมาแกรนิต และ แมกมาบะซอลต์: ปกติแมกมาที่เกิดจากชั้นหินในเปลือกโลกมหาสมุทรหลอมละลายในชั้นฐานธรณีภาคจะ เป็นแมกมาบะซอตล์ (Basaltic magma) แต่เมื่อแมกมาบะซอลต์ลอยตัวสูงขึ้นดันเปลือกโลกทวีปซึ่งมีองค์ประกอบหลัก เป็นหินแกรนิต ก็จะหลอมละลายกลายเป็นแมกมาแกรนิต (Granitic magma) แต่เนื่องจากหินแกรนิตซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็น ซิลิกา มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าหินบะซอลต์ เราจึงมักพบว่า แมกมาแกรนิตมักเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งภายในเปลือกโลก (Pluton) กลายเป็นหินอัคนีแทรกซอน ส่วนแมกมาบะซอลต์มักเย็นตัวบนพื้นผิวโลกเรียกว่า ลาวา (Lava)และกลายเป็นหินอัคนีพุในที่สุด

ประเภทของภูเขาไฟ

ภูเขาไฟมีรูปร่างสัณฐานต่างๆ กัน เนื่องจากเกิดขึ้นจากแมกมาซึ่งมีแหล่งกำเนิดแตกต่างกัน และมีองค์ประกอบของแร่แตกต่างกัน เราจำแนกชนิดของภูเขาไฟตามลักษณะทางกายภาพได้ 4 ประเภท

· ที่ราบสูงลาวา (Basalt Plateau): เกิดจากแมกมาบะซอลต์แทรกตัวขึ้นมาตามรอยแตกของเปลือกโลกแล้วกลายเป็นลาวาไหล ท่วมบนพื้นผิว ในลักษณะเช่นเดียวกับน้ำท่วม เมื่อลาวาเย็นตัวลงก็จะกลายเป็นที่ราบสูงลาวาขนาดใหญ่ประมาณ 100,000 ถึง 1,000,000 ตารางกิโลเมตร เช่น เกาะสกาย ประเทศอังกฤษ

· ภูเขาไฟรูปโล่ (Shield volcano): เกิดขึ้นจากแมกมาบะซอลต์ที่มีความหนืดสูง ไหลออกมาฟอร์มตัวเป็นที่ราบสูงลาวา แต่ความหนืดทำให้แมกมาก่อตัวเป็นภูเขาไฟขนาดใหญ่และอาจสูงได้ถึง 9,000 เมตร แต่มีลาดชันเพียง 6 - 12 องศา ภูเขาไฟรูปโล่มักเกิดขึ้นจากแมกมาซึ่งยกตัวขึ้นจากจุดร้อน (Hotspot) ในเนื้อโลกชั้นล่าง (Lower mantle) ตัวอย่างเช่น ที่กลางมหาสมุทรแปซิฟิก

· กรวยกรวดภูเขาไฟ (Cinder cone): เป็นภูเขาไฟขนาดเล็กมาก สูงประมาณ 100 - 400 เมตร ความลาดชันปานกลาง เกิดจากการสะสมตัวของแก๊สร้อนในแมกมาที่ยกตัวขึ้นมา เมื่อมีความดันสูงเพียงพอ ก็จะระเบิดทำลายพื้นผิวโลกด้านบนเกิดเป็นปล่องภูเขาไฟ กรวดและเถ้าภูเขาไฟ กระเด็นขึ้นสู่อากาศแล้วตกลงมากองทับถมกันบริเวณปากปล่องเกิดเป็นเนินเขา รูปกรวย (ภาพที่ 7) ข้อสังเกตคือ ภูเขาไฟแบบนี้ไม่มีธารลาวาซึ่งเกิดขึ้นจากแมกมาไหล แต่จะมีลักษณะเป็นกรวดกลมๆ พุ่งออกมาจากปากปล่อง แล้วกองสะสมกันทำให้เกิดความลาดชันประมาณ 30 - 40 องศา เช่นกรวยภูเขาไฟในรัฐโอรีกอน ประเทศสหรัฐอเมริกา

· ภูเขาไฟกรวยสลับชั้น (Composite cone volcano): เป็นภูเขาไฟขนาด ปานกลาง ที่มีรูปทรงสวยงามเป็นรูปกรวยคว่ำ สูงประมาณ 100 เมตร ถึง3,500 เมตร เรียงตัวอยู่บริเวณเขตมุดตัว (Subduction zone) เกิดขึ้นจากแผ่นธรณีมหาสมุทรที่หลอมละลายเป็นแมกมา แล้วยกตัวขึ้นดันเปลือกโลกขึ้นมาเป็นแนวภูเขาไฟรูปโค้ง (Volcanic arc) สิ่งที่ภูเขาไฟพ่นออกมามีทั้งธารลาวา และกรวดเถ้าภูเขาไฟ สลับชั้นกันไป เนื่องจากในบางครั้งแมกมาแข็งตัวปิดปากปล่องภูเขาไฟ ทำให้เกิดแรงดันจากแก๊สร้อน ดันให้ภูเขาไฟระเบิดและเปลี่ยนรูปทรง ตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟฟูจิ , ภูเขาไฟพินาตูโบประเทศฟิลิปปินส์, ภูเขาไฟเซนต์เฮเลน รัฐวอชิงตัน ประเทศสหรัฐอเมริกา ภูเขาไฟรูปกรวยเป็นแนวภูเขาไฟรูปโค้ง (Volcano arc) ซึ่งเกิดขึ้นจากแมกมาในบริเวณเขตมุดตัวของเปลือกโลกมหาสมุทรที่หลอมละลาย ประเภทนี้ระเบิด จะมีความรุนแรงสูงและก่อให้เกิดความเสียหายเป็นอย่างมาก

การประทุของภูเขาไฟ

ภูเขาไฟไม่มีคาบการระเบิดที่แน่นอน ทั้งนีึ้ขึ้นอยู่กับแรงดันภายใน คุณสมบัติและปริมาณหินที่กดทับโพรงแมกมา อย่างไรก็ตามนักธรณีวิทยาสามารถทำการพยากรณ์อย่างคร่าวๆ โดยการวิเคราะห์ความถึ่ของคลื่นไหวสะเทือน ความรุนแรงของแผ่นดินไหว ความเป็นกรดของน้ำใต้ดินซึ่งเกิดจากแมกมาอุณหภูมิสูงทำให้แร่ธาตุละลายตัว และความผิดปกติของพฤติกรรมสัตว์

การปะทุของภูเขาไฟที่รุนแรงเกิดขึ้น เมื่อแมกมาบะซอลต์ยกตัวขึ้นลอยตัวขึ้นจากชั้นฐานธรณีภาค จะทำให้แผ่นเปลือกโลกธรณีซึ่งเป็นหินแกรนิตหลอมละลายกลายเป็นแมกมาแกรนิต แล้วดันพื้นผิวโลกให้โก่งตัวขึ้น แรงอัดของแก๊สร้อนดันให้ปากปล่องภูเขาไฟระเบิด พ่นฝุ่นเถ้าภูเขาไฟ (Pyroclastic flow) ซึ่งมีคามร้อนถึง 900 องศาเซลเซียสขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ แล้วตกลงมาทับถมกันที่บริเวณเนินภูเขาไฟ ทั้งลาวาที่ไหลออกมาและเศษวัสดุที่ตกลงมาทับถมกัน ทำให้บริเวณรอบปากปล่องภูเขามีน้ำหนักมาก จึงทรุดตัวกลายเป็นแอ่งภูเขาไฟรูปกระจาด (Caldera) เมื่อเวลาผ่านไปน้ำฝนตกลงมาสะสมกัน ทำให้เกิดเป็นทะเลสาบ

ประโยชน์และโทษของภูเขาไฟ

เมื่อภูเขาไฟระเบิดใกล้ชุมชนทำให้เกิดมหันตภัยครั้งยิ่งใหญ่ แผ่นดินไหวทำให้อาคารพังพินาศ ถนนขาด และไฟไหม้เนื่องจากท่อแก๊สถูกทำลาย ธารลาวา กรวดและเถ้าภูเขาไฟที่ไหลลงมา (Pyroclastic flow)สามารถทับถมหมู่บ้านและเมืองที่อยู่รอบข้าง ถ้าภูเขาไฟอยู่ชายทะเล แรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวจะทำให้เกิดคลื่นสึนามิขนาดยักษ์กระจายตัวออกไป ได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตร ฝุ่นและเถ้าภูเขาไฟสามารถปลิวไปตามกระแสลมเป็นอุปสรรคต่อการจราจรทางอากาศ แต่อย่างไรก็ตามภูเขาไฟระเบิดหนึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรธรณีแปรสัณฐาน ซึ่งหมุนเวียนธาตุอาหารให้แก่ผิวโลก ดินที่เกิดจากการสลายตัวของหินภูเขาไฟ มีความอุดมสมบูรณ์สูงใช้ปลูกพืชพรรณได้งอกงาม ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งปล่อยออกมาจากปล่องภูเขาไฟ ทำให้พืชสามารถสังเคราะห์ธาตุอาหารด้วยแสง แมกมาใต้เปลือกนำแร่ธาตุและอัญมณีที่หายาก เช่นเพชร พลอย ขึ้นมา เป็นต้น