1) ธรณีประวัติ อินเดีย-ยูเรเซีย

ในทาง ธรณีแปรสัณฐาน (tectonic) นักธรณีวิทยาพบว่า แผ่นเปลือกโลกอินโด-ออสเตรเลีย (Indo-Australian Plate) (โดยเฉพาะส่วนอินเดีย) เริ่มเคลื่อนที่จากใต้ขึ้นเหนือเมื่อประมาณ 71 ล้านปี ที่ผ่านมา และชนกับทวีปเอเชีย ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ แผ่นเปลือกโลกยูเรเซีย (Eurasian Plate) โดยในช่วงแรกเป็นการชนและมุดตัวของ แผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรที่เชื่อมต่อกับส่วนที่เป็นแผ่นเปลือกโลกทวีปของอินเดีย ทำให้เกิดแนว หมู่เกาะภูเขาไฟรูปโค้ง (volcanic island arc) และสภาพแวดล้อมทางธรณีแปรสัณฐานอื่นๆ อันเนื่องมาจาก แผ่นเปลือกโลกมหาสมุทร (oceanic plate) ชนและมุด แผ่นเปลือกโลกทวีป (continental plate)

เพิ่มเติม : เคล็ดลับการทำเบบี้เฟสหนังหน้าโลก

หลังจากนั้นเมื่อ แผ่นอินเดียซึ่งเป็นแผ่นเปลือกโลกทวีปเริ่มชนกับแผ่นเปลือกโลกทวีปของยูเรเซีย ผลจากการชนกันระหว่างแผ่นเปลือกโลกทวีปและแผ่นเปลือกโลกทวีป ทำให้เกิดการยกตัวขึ้นอย่างรุนแรงในโซนการชนกัน เกิดเป็น ที่ราบสูงทิเบต (Tibetan Plateau) และ เทือกเขาหิมาลัย (Himalayan Mountain Range) ในปัจจุบัน ซึ่งจากการตรวจวัดการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกด้วยเครื่อง GPS ความละเอียดสูง มีรายงานว่าปัจจุบัน แผ่นเปลือกโลกทวีปอินเดีย กำลังเคลื่อนที่ขึ้นเหนือ ไปชนกับ แผ่นเปลือกโลกทวีปยูเรเซีย ด้วยอัตราการเคลื่อนตัว 54 มิลลิเมตรต่อปี

1) แผ่นมหาสมุทร ชนและมุด แผ่นมหาสมุทร เกิดเป็น ร่องลึกก้นสมุทร (oceanic trench) หรือ เขตมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก (subduction zone) ตามแนวการชนและมุดกัน

2) แผ่นมหาสมุทร ชนและมุด แผ่นทวีป เกิดเป็น ร่องลึกก้นสมุทร (oceanic trench) หรือ เขตมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก (subduction zone) ตามแนวการชนและมุดกัน

3) แผ่นทวีป ชนประสานงา แผ่นทวีป เกิดเป็น ตะเข็บธรณี (suture) ตามแนวการชนกัน

เพิ่มเติม : แผ่นเปลือกโลก และกลไกการเคลื่อนที่

2) อยากให้รู้จัก จุดร้อน (hot spot)

ก่อนที่เราจะคุยกันเรื่อง หลักฐานที่แผ่นอินเดียวิ่งชนยูเรเซีย ผู้เขียนขอแนะนำให้ทุกท่านทราบสักนิดว่า 1) ภูเขาไฟไม่ได้เกิดมั่วซั่ว และ 2) เนื้อโลกไม่ใช่แมกมา เพราะแมกมาจะเกิดขึ้นใต้เปลือกโลก แล้วฉีดพุ่งขึ้นมาเป็นภูเขาไฟได้นั้น ต้องมีสภาพทางธรณีวิทยาที่เหมาะสม ได้แก่

เพิ่มเติม : ใต้เปลือกโลกไม่ใช่แมกมา และภูเขาไฟก็ไม่ได้เกิดไปเรื่อยเปื่อย)

• ขอบของแผ่นเปลือกโลกที่เคลื่อนที่แยกออกจากกัน (divergent plate boundary) เพราะแผ่นเปลือกโลกในแถบนั้นบางกว่าปกติ ทำให้ ความดันปิดล้อม (confining pressure) ลดลง ทำให้เนื้อโลกหรือแมนเทิล ซึ่งเดิมมีสถานะเป็นแบบพลาสติก เหลวเป๋วขึ้น กลายเป็นของเหลวหรือแมกมา ฉีดขึ้นมาเป็นภูเขาไฟ
• ขอบของแผ่นเปลือกโลกที่เคลื่อนที่ชนกัน (convergent plate boundary) เมื่อแผ่นเปลือกโลกชนกัน จะมีอยู่หนึ่งแผ่นที่ต้องยอมมุดตัวลงไปใต้อีกแผ่น ซึ่งด้วยความที่แผ่นที่มุดลงไปมีสถานะเป็นของแข็งบนพื้นผิวโลก แต่ถูกกดหัวให้ดำดิ่งลงไปภายในเนื้อโลกที่มีอุณหภูมิสูงกว่าที่เคยอยู่ ทำให้ส่วนที่มุดลงไปหลอมละลาย กลายเป็นแมกมาพุ่งขึ้นมาเป็นภูเขาไฟ (บริเวณเขตมุดตัวของเปลือกโลก) และ
• ภูเขาไฟภายในแผ่นเปลือกโลก (intraplate) ซึ่ง 1) แผ่นเปลือกโลกก็มีความหนาปกติ และ 2) ไม่มีแผ่นเปลือกโลกใดๆ มุดลงไปอยู่ข้างใต้ แต่กลับมีภูเขาไฟเกิดขึ้นอยู่จริงกลางแผ่นเปลือกโลก ดังนั้นนักธรณีวิทยาจึงเชื่อว่า แมกมาที่ฉีดพุ่งขึ้นมากลางแผ่นเปลือกโลกนี้น่าจะมาจาก แก่นโลกชั้นนอก (outer core) ซึ่งจากการสำรวจทาง วิทยาคลื่นไหวสะเทือน (seismology) เชื่อว่า แก่นโลกชั้นนอกมีสถานะเป็นของเหลวเหมือนกับแมกมา โดยที่ของเหลวนี้จะลอยตัวทะลุผ่านชั้นเนื้อโลกซึ่งเป็นพลาสติกขึ้นมา แล้วมาแปะอยู่ใต้แผ่นเปลือกโลกซึ่งเป็นของแข็ง

ภูเขาไฟมีพลังโดยส่วนใหญ่เกิดตามขอบแผ่นเปลือกโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งตามขอบแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรแปซิกฟิก ที่รู้จักกันในชื่อ วงแหวนแห่งไฟ (Ring of Fire) มีภูเขาไฟมีพลังมากกว่า 452 ลูก แต่ก็มีบางส่วนที่ผุดโผล่ขึ้นมากลางแผ่น เช่น แนวภูเขาไฟหมู่เกาะฮาวาย (Hawaii Volcanic Chain) ที่ผุดขึ้นมากลางมหาสมุทรแปซิฟิก (แผ่นเปลือกโลกแปซิฟิก)

จากการเกิดแมกมาและภูเขาไฟทั้ง 3 แบบ เมื่อแผ่นเปลือกโลกใดๆ เคลื่อนที่ ภูเขาไฟที่เกิดจาก 2 สาเหตุแรก จะเคลื่อนที่ตามไปด้วย ทั้งนี้ก็เพราะแมกมาที่เกิดขึ้น มาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างขอบแผ่นเปลือกโลกทั้งสอง ซึ่งจะแตกต่างจากภูเขาไฟที่เกิดกลางแผ่นเปลือกโลก ที่แมกมาลอยมาจากแก่นโลกชั้นนอก แล้วขึ้นมาแปะ แมะอยู่ใต้เปลือกโลก อย่างเป็นอิสระจากแผ่นเปลือกโลกทำให้ เมื่อแผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่ และจุดร้อนก็ปล่อยแมกมาฉีดขึ้นมาเป็นระยะๆ จึงทำให้เกิดภูเขาไฟเป็นจุดๆ ผุดเป็นแนว ล้อไปกับการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก เหมือนกับที่เราเอาเทียนไขตั้งไว้ แล้วเอากระดาษไปอังที่เทียนไข เมื่อเลื่อนกระดาษไปเรื่อยๆ ก็จะได้รอยเผาไหม้ของกระดาษจากเทียนไขเป็นแนวตามกระดาษที่เคลื่อน

เพิ่มเติม : หมู่เกาะภูเขาไฟฮาวาย-เอ็มเพอเรอร์ : ร่องรอยการเดินทางของแผ่นเปลือกโลก

นักธรณีวิทยามักเรียกแมกมาจากแก่นโลกชั้นนอก ที่ลอยขึ้นมาแมะอยู่ใต้เปลือกโลก เรียก พลูมแมนเทิล (mantle plume) หรือ จุดร้อน (hot spot)

โดยจากการสำรวจเพิ่มเติมในปัจจุบัน พบจุดร้อนจำนวนมากทั่วโลก ซึ่งหากจุดร้อนเกิดขึ้นในทะเลจะเกิดเป็น แนวหมู่เกาะภูเขาไฟ (volcanic chain) แต่หากจุดร้อนเกิดขึ้นบนพื้นทวีปจะพบลักษณะแบบ ที่ราบสูงหินบะซอลต์ไหลหลาก (flood basalt plateau)

3) หมู่เกาะภูเขาไฟฮาวาย-เอ็มเพอเรอร์

จากความนิ่งของจุดร้อนดังที่กล่าวไปในข้างต้น นักธรณีวิทยาได้ใช้ แนวหมู่เกาะภูเขาไฟ (volcanic chain) มาเป็นหลักฐานยืนยันว่าแผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่ โดยจากการสังเกตการณ์กระจายตัวของ แนวหมู่เกาะภูเขาไฟฮาวาย-เอ็มเพอเรอร์ (Hawaiian-Emperor volcanic chain) ในมหาสมุทรแปซิฟิก สรุปได้ว่าในช่วงเวลาที่เกิดหมู่เกาะภูเขาไฟเอ็มเพอเรอร์ แผ่นเปลือกโลกแปซิฟิกมีการเคลื่อนที่จากใต้ไปเหนือ และหลังจากนั้นแผ่นเปลือกโลกแปซิฟิกเปลี่ยนทิศทางเคลื่อนที่ไปทางตะวันตกเฉียงเหนือ มุ่งหน้าตรงไปสู่ประเทศญี่ปุ่น ทำให้ได้แนวหมู่เกาะภูเขาไฟฮาวาย

นอกจากนี้ จากการเก็บตัวอย่างหินบะซอลต์ตามเกาะต่างๆ และนำมากำหนดอายุด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ผลที่ได้ทำให้ทราบว่า ในช่วงที่แผ่นเปลือกโลกแปซิฟิกเคลื่อนที่จากใต้ขึ้นเหนือ สร้างแนวหมู่เกาะภูเขาไฟเอ็มเพอเรอร์ เป็นแนวยาว 2,340 กิโลเมตร ใช้เวลาทั้งสิ้น 64.7-42.4 = 22.3 ล้านปี ดังนั้นอัตราการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกแปซิฟิกในช่วงแนวหมู่เกาะภูเขาไฟเอ็มเพอเรอร์ เฉลี่ยแล้วประมาณ 10.5 เซนติเมตรต่อปี

ส่วนในกรณีของแนวหมู่เกาะภูเขาไฟฮาวาย ระยะทางรวมทั้งสิ้น 3,580 กิโลเมตร กินเวลา 42.4 ล้านปี สรุปอัตราการเคลื่อนที่ช้ากว่าในช่วงแรกนิดหน่อย คือ 8.5 เซนติเมตรต่อปี หรือถ้าถัวเฉลี่ยแผ่นเปลือกโลกแปซิฟิกเคลื่อนที่ตลอดระยะเวลา 64.7 ล้านปี เคลื่อนที่ด้วยอัตราการเคลื่อนที่ประมาณ (10.5+8.5)/2 = 9.5 เซนติเมตรต่อปี

4) หลักฐานมี ที่มหาสมุทรอินเดีย

นอกจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกแปซิฟิก ที่ศึกษาได้จาก แนวหมู่เกาะภูเขาไฟฮาวาย-เอ็มเพอเรอร์ (Hawaiian-Emperor volcanic chain) ในกรณีของมหาสมุทรอินเดีย นักธรณีวิทยายังสามารถอธิบายได้ว่า แผ่นเปลือกโลกอินเดียกำลังวิ่งชนแผ่นเปลือกโลกยูเรเซีย ในทิศเหนือแอบเฉียงไปทางตะวันออกนิดๆ โดยหลักฐานที่นักธรณีวิทยาใช้กล่าวอ้างคือ การมีอยู่ของแนวสันเขาที่ทอดยาวในแนวเหนือ-ใต้ ใต้น้ำกลางมหาสมุทรอินเดีย

ด้วยความที่อยู่กลางมหาสมุทรและไม่มีแลนด์มาร์คให้จับต้อง หรือตั้งชื่อเฉพาะได้ นักธรณีวิทยาจึงเรียก แนวสันเขา (ridge) นี้ว่า แนวสันเขาที่ 90 องศาตะวันออก (Ninety East Ridge หรือ 90°E Ridge) เพราะบังเอิญแนวสันเขานี้วางตัวอยู่ตรงกับ เส้นแวง หรือเส้น ลองจิจูดที่ 90 องศาตะวันออก พอดิบพอดี

ในทางธรณีแปรสัณฐาน นักธรณีวิทยาพบว่า แนวสันเขาที่ 90 องศาตะวันออก (Ninety East Ridge) เป็นแนวภูเขาใต้น้ำที่เกิดจากการไหลหลากของลาวาใต้ทะเล ซึ่งเมื่อสืบเสาะหลักฐาน ก็พบว่าแหล่งกำเนิดของลาวาอยู่ทางตะวันออกเฉียงใต้ของมหาสมุทรอินเดีย ที่ชื่อว่า จุดร้อนเคอร์กวิเลน (Kerguelen Hot Spot) หรือ ที่ราบสูงเคอร์กวิเลน (Kerguelen Plateau) ที่เกิดจากการไหลลากของลาวาจนกลายเป็นที่ราบสูงใต้มหาสมุทร

เช่นเดียวกับการศึกษา แนวหมู่เกาะภูเขาไฟฮาวาย-เอ็มเพอเรอร์ (Hawaiian-Emperor volcanic chain) ในมหาสมุทรแปซิฟิก นักธรณีวิทยาได้เก็บตัวอย่างหินบะซอลต์ตาม แนวสันเขาที่ 90 องศาตะวันออก และนำมากำหนดอายุ ผลการกำหนดอายุบ่งชี้ว่า สันเขาตัวบนสุดมีอายุประมาณ 43.2 ล้านปี หรือในสมัย สมัยอีโอซีน (Eocene Epoch) ของ มหายุคซีโนโซอิก (Cenozoic Era) และไล่ลำดับมาจนถึงอายุปัจจุบันที่จุดร้อนเคอร์กวิเลน ดังนั้น แนวสันเขาที่ 90 องศาตะวันออก จึงเป็นหลักฐานยืนยันทั้ง ทิศทางและอัตราการเคลื่อนที่ ของแผ่นเปลือกโลกอินเดีย ที่กำลังวิ่งชนแผ่นเปลือกโลกยูเรเซีย ในปัจจุบัน

เพิ่มเติม : แผ่นดินไทยมาจากไหน ? : นิทาน . ธรณีแปรสัณฐาน . ประเทศไทย

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth