กระบวนการเปลี่ยนแปลงของโลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ
ส่วนต่างๆ ของโลก
โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะที่เกิดขึ้นประมาณ 4,600 ล้านปีมาแล้ว นักดารา-ศาสตร์สันนิษฐานว่า ระบบสุริยะเกิดจากการหมุนวนของฝุ่นและแก๊สในอวกาศที่เรียกว่า เนบิวลา การหมุนวนของกลุ่มแก๊สเหล่านี้จะหดตัวเป็นก้อน สภาวะแรงดึงดูดระหว่างมวลทำให้มวลส่วนใหญ่ถูกดึงดูดเข้าสู่ศูนย์กลางเกิดเป็นดวงอาทิตย์ ฝุ่นแก๊สที่เหลือถูกเหวี่ยงหมุนเป็นวงรอบจุดศูนย์กลางรวมตัวกันกลายเป็นดาวเคราะห์ บริวารของดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และ เศษวัตถุขนาดเล็กๆ จำนวนมากโคจรรอบดวงอาทิตย์ เรียกว่า ระบบสุริยะ บริเวณที่เป็นระบบสุริยะในปัจจุบันเคยเป็นเนบิวลาที่มีแก๊สไฮโดรเจนและธาตุต่างๆ เป็นองค์ประกอบหลัก แก๊สและระบบธาตุเหล่านี้มาจากเนบิวลาดั้งเดิมและเนบิวลาใหม่ที่เกิดจากซูเปอร์โนวา
รูปแสดงเนบิวลา
เศษฝุ่นแก๊สรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ทั้ง 8 ดวง รวมทั้งโลกของเราด้วย สภาวะของแรงดึงดูดระหว่างมวล ทำให้สารส่วนใหญ่ถูกดึงเข้าสู่ศูนย์กลางเกิดเป็นดวงอาทิตย์ ฝุ่นแก๊สที่เหลือถูกเหวี่ยงหมุนเป็นวงรอบจุดศูนย์กลาง
การหมุนวนของกลุ่มฝุ่นและแก๊สในอวกาศที่ทำให้เกิดระบบสุริยะ
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการยุบตัวรวมกันของฝุ่นแก๊สกลายเป็นระบบสุริยะ ทำให้ดวงอาทิตย์และบริวารมีส่วนประกอบที่มีธาตุต่างๆ คล้ายคลึงกัน อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์พยายามหาข้อมูลทั้งทางตรงและทางอ้อมที่จะศึกษาโครงสร้างและธาตุที่เป็นองค์ประกอบภายในโลก ข้อมูล ที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษาเพื่อให้รู้ถึงส่วนประกอบและลักษณะต่างๆ ภายในเปลือกโลก ได้แก่1) อุกกาบาตที่เป็นชิ้นส่วนจากอวกาศตกผ่านชั้นบรรยากาศลงมาสู่พื้นผิวโลก
2) ชิ้นส่วนและวัตถุจากภายในโลกที่พ่นออกมาเนื่องจากการปะทุของภูเขาไฟ
3) ลักษณะของหินที่ขุดเจาะได้จากพื้นโลกบริเวณใต้มหาสมุทร
4) ลักษณะของหินและแร่ที่ได้จากการขุดเจาะปิโตรเลียม
5) การศึกษาการเดินทางของคลื่นไหวสะเทือนผ่านชั้นหินต่างๆ ภายในโลก
จากข้อมูลและหลักฐานดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์แบ่งโครงสร้างของโลกตามลักษณะมวลสารเป็นชั้นใหญ่ 3 ชั้น คือ ชั้นเปลือกโลก เนื้อโลก และแก่นโลก
รูปแสดงโครงสร้างทั้งชั้นนอกและชั้นใน
1. ชั้นเปลือกโลก (crust) เป็นผิวด้านนอกที่ปกคลุมโลก ส่วนที่บางที่สุดของชั้นเปลือกโลกอยู่ที่มหาสมุทรแปซิฟิกทางตะวันออกของฟิลิปปินส์ และส่วนที่หนาที่สุดอยู่ที่แนวยอดเขา ชั้นเปลือกโลกแบ่งเป็น 2 บริเวณ คือ 1) เปลือกโลกภาคพื้นทวีป หมายถึง ส่วนที่เป็นแผ่นดินทั้งหมด ประกอบด้วยธาตุซิลิกอนร้อยละ 65.75 และอะลูมิเนียมร้อยละ 25.35 เป็นส่วนใหญ่ มีสีจาง เรียกหินชั้นนี้ว่า หินไซอัล (sial) ได้แก่ หินแกรนิต ผิวนอกสุดประกอบด้วยดิน และหินตะกอน 2) เปลือกโลกใต้มหาสมุทร หมายถึง ส่วนของเปลือกโลกที่ปกคลุมด้วยน้ำ ประกอบด้วยธาตุซิลิกอนร้อยละ 40.50 และแมกนีเซียมร้อยละ 50.60 เป็นส่วนใหญ่ มีสีเข้ม เรียกหินชั้นนี้ว่า หินไซมา (sima) ได้แก่ หินบะซอลต์ติดต่อกับชั้นหินหนืด มีความลึกตั้งแต่ 5 กิโลเมตรในส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทรลงไปจนถึง 70 กิโลเมตรในบริเวณที่อยู่ใต้เทือกเขาสูงใหญ่ 2. ชั้นเนื้อโลก (mantle) อยู่ถัดลงไปจากชั้นเปลือกโลก ส่วนมากเป็นของแข็ง มีความลึกประมาณ 2,900 กิโลเมตรนับจากฐานล่างสุดของเปลือกโลกจนถึงตอนบนของแก่นโลกเป็น หินหนืด ร้อนจัด ประกอบด้วยธาตุเหล็ก ซิลิกอน และอะลูมิเนียม แบ่งเป็น 3 ชั้น คือ
1) ชั้นเนื้อโลกส่วนบน เป็นหินที่เย็นตัวแล้ว บางส่วนมีรอยแตก เนื่องจากความเปราะ ชั้นเนื้อโลก ส่วนบนกับชั้นเปลือกโลกรวมกันเรียกว่า ธรณีภาค (lithosphere) ซึ่งมีรากศัพท์มาจากภาษากรีกที่แปลว่า ชั้นหิน ชั้นธรณีภาคมีความหนาประมาณ 100 กิโลเมตรนับจากผิวโลกลงไป
2) ชั้นฐานธรณีภาค (asthenosphere) มีความลึก 100-350 กิโลเมตร เป็นชั้นที่มีแมกมา ซึ่งเป็นหินหนืดหรือหินหลอมละลายร้อน หมุนวนอยู่ภายในโลกอย่างช้าๆ
3) ชนเนื้อโลกชั้นล่างสุด อยู่ที่ความลึก 350-2,900 กิโลเมตร เป็นชั้นที่เป็นของแข็งร้อนแต่แน่นและหนืดกว่าตอนบน มีอุณหภูมิสูงประมาณ 2,250-4,500 องศาเซลเซียส
3. ชั้นแก่นโลก (core) แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ
1) แก่นโลกชั้นนอก อยู่ที่ความลึก 2,900-5,100 กิโลเมตร เชื่อว่าประกอบด้วย สารเหลวร้อนของโลหะเหล็กและนิกเกิลเป็นส่วนใหญ่ มีความร้อนสูงมาก มีความถ่วงจำเพาะ 12
2) แก่นโลกชั้นใน อยู่ที่ความลึก 5,100-6,370 กิโลเมตร มีส่วนประกอบเหมือน แก่นโลกชั้นนอก แต่อยู่ในสภาพแข็ง เนื่องจากมีความดันและอุณหภูมิสูงมาก อาจสูงถึง 6,000 องศาเซลเซียส มีความถ่วงจำเพาะ 17
ชั้นต่างๆ ของโลกมีลักษณะและสมบัติแตกต่างกัน ทั้งด้านกายภาพและส่วนประกอบทางเคมี โครงสร้างและส่วนประกอบภายในของโลกจึงเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา คือ แผ่นดินไหว และภูเขาไฟปะทุ
