ภูเขาไฟ ชนิด ใด ที่ ใช้ เวลา ใน การปะทุ สั้น ที่สุด

���������������� (Volcano) ��� ���ҷ���Դ����¡�ûзآͧ�Թ˹״��͹ �ç�ѹ�٧��������͡�š ���� ��ҡ�������ѡɳ������ҧ˹�觷ҧ������ʵ�� ����������ª�Դ��仵����Ҿ�ͧ�����ع�ç㹡�ûз� (�Ҫ�ѳ�Ե�ʶҹ, 2516) ��ɮշ������Ǣ�ͧ�Ѻ����Դ����� ���� ��ɮվ��� (Plume Theory) ����ѹ ����᡹ (Jason Morgan) �������ҡ���Դ��������Դ�Դ�ҡ �ش�ٹ�����������͹ (Hot Spot) �������¡�ա���ҧ˹����� "����" (Plume) �Դ��ö���෾�ѧ�ҹ�ͧ��ŷ���������͹㹪�鹢ͧ���͡�š������ (Mantle) ����繪���Թ�������������͡�š �ѡɳл�ҡ���ó�ѧ����Ƿ�����Դ����� �����������Դ ������ҧ���ʹѺʹع��ɮչ�� ���� ����Դ������������������ ����Դ�ҡ����俷���Դ�ҡ����á��Ǣͧ����Թ��͹��������дѺ��ӷ��� ������������������ �¼Ţͧ�ش�ٹ�����������͹�з�������͡�š�駧� ���ҷ������ǹ��Сͺ�ͧ�Թ�Ы�ŵ� ����Ŷ�������鹼�ǹ�� ������Դ��������Т�� ������������ ��Сͺ仴�������� 5 �١ ��ШѴ������俷���ѧ�վ�ѧ����͡�ҡ��鹡������͹�������ҡѹ�ͧ�蹷�ջ������Դ���ش��Ǣͧ�蹷�ջ (Subduction Zone) ˹�������������蹷�ջ˹�� �������Դ��ҡ���ó���������蹡ѹ ��ҡ���ó������ �繻�ҡ���ó����Դ�ҡ�Թ˹״�����Ţ�����秵����������������¹͡���͡�š �� �ѡɳ����ǡѺ����Դ�Թ�Ѥ�� �������ö��ṡ��ҡ���ó���������� 2 ������ ��͠�

������������ ��ҡ���ó���������� (Intrusive Activities) �Դ�ҡ�Թ�����������������͡�š�Դ�ç���ѹ�ҡ��鹨֧����á��Ǣ�����ѧ���͡�š �����觡��Դ�ͧ�Թ�Ѥ���дѺ�֡�ѧ������֡�������� �ѡɳ����Ի���Ȣͧ��ҡ���ó�����俻��������������Դ��鹨��������ö��繻�ҡ�����µ��繷���蹪Ѵ���ͧ�ҡ�Դ��������͡�š ������������Ҽ�ҹ��Դ��áѴ��мء��͹�ͧ��Ҿ���Ի���Ȩ�����ѡɳ����Ի���Ȫ�Դ���

���������� ��ҡ���ó��������¹͡ (Extrusive Activities) �Դ�ҡ�Թ��������������������ѹ�������á����ҵ��������Ǣͧ���͡�š����Թ˹״����ҹ���ա�ҫ���仼���ҡ��� ����ǹ�˭���繡�ҫ����͹��͡䫴� �������ਹ ����ǹ�ҡ ������Դ�ç��ѡ�ѹ�������Դ������Դ���ҧ�ع�ç ���ͼ�ѡ�ѹ����Թ˹״����͡�ҵ��������Ǣͧ���͡�š ��ҡ���ó������Դ�ͧ����俨֧����ǡѺ����Тͧ���͡�š����ѧ�����蹤� �Ѩ�غѹ�Ҵ�ѹ��ҷ����š�ѧ��������俤ء����վ�ѧ�������ҳ 850 �١ ���繡���ҡ�����¡����дѺ�����ع�ç ��駹�������Ҩ��դ����ع�ç����ա������͹�ѹ ����俷������Դ����ͻ���ҳ 1-2 ��ҹ�������� �ѡ�Դ�͡�ʻз����ա ��������˵��Ӥѭ�ͧ����Դ�蹴Թ��� ���ҧ�á����������ö��ṡ�������ͧ����俨ҡ��ҡ���ó� ���� 3 ������ ��͠�������������������������վ�ѧ (Active Volcanoes) ���¶֧ ����俷�����ջ���ѵԶ١ �ѹ�֡����ա�����Դ�Դ��� �Ѵ�����������ѧ�վ�ѧ���� �� ������͵�� ���Ыԫ��� �ͧ������Ե��� ����俷��ʧ� (Dormant Volcanoes) ���¶֧ ����俷������¶١�ѹ�֡����ա�����Դ�Դ��� �������ա�üؾѧ �Ѵ���������俷��ʧ��ѹ�Ҩ�Դ������Դ�����㴡��� �� ����� ��������� 㹻�����Ե��� ����俷��Ѻ���� (Extinct Volcanoes) ���¶֧ ����俷������¶١�ѹ�֡����ա�����Դ�Դ��� �� ������͹����͹����� ����������蹴Թ����Դ���㹷�ͧ��蹹�� � ����俻��������Ѵ�繻���������俷��Ѻ���� �� �������ǧ �ѧ��Ѵ��⢷��

�������������������� �ҡ����֡�Ҿ�����ҡ���������� 75 �ͧ����俺��š ��� ����ҳ 637 �١ �ҡ 850 �١ ������俷���ѧ�վ�ѧ�����������㹺���dz������¡��� "ǧ��ǹ�ͧ�" (Ring of Fire)����dz�����ҧ�͹��ͧ����ȫ��բ��价ҧ�ͺ���ѹ���ͧ��ջ����ԡ��� ����ԡ��˹�� �֧�Ѱ����ʡ� ����ѧ���ѹ�͡�ͧ����� �ҡ䫺����� ŧ仨��֧��ǫ��Ź�� ��з��������ա������ 20 ��� �������Թⴹ���� ��������㹭���� ��������������¹ �������ԡҡ�ҧ��ࢵ���������俷���ѧ�վ�ѧ��������� ����ѡ�����������ѡ�������ͺ�ͧ�蹷�ջ ��觢ͺࢵ�ͧ �ǧ��ǹ�ͧ俔 ����繺���dz�ͺ��ջ�����ҧ�蹷�ջừԿԡ (Pacific Plate) �Ѻ�蹷�ջ���ͺ�����ط�ừԿԡ ��ǹ����俷���ѧ�վ�ѧ���� ���� ࢵ����������������¹ �������ͫ��Ź�� ������������dz�ͺ�蹷�ջ�����ǡѹ

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

ภูเขาไฟ ชนิด ใด ที่ ใช้ เวลา ใน การปะทุ สั้น ที่สุด

ภาพที่ 1 โครงสร้างของภูเขาไฟ

แมกมา

        เมื่อแผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่เข้าหากัน หรือปะทะกับแผ่นธรณีทวีป  แผ่นธรณีมหาสมุทรซึ่งมีความหนาแน่นกว่าจะจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค และหลอมละลายกลายเป็นหินหนืดหรือแมกมา (Magma) โดยมีปัจจัยที่เร่งให้เกิดการหลอมละลาย ได้แก่

  • ความร้อน: เมื่อแผ่นธรณีปะทะกันและจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค แรงเสียดทานซึ่งเกิดจากการที่แผ่นธรณีทั้งสองเสียดสีกันจะทำให้เกิดความร้อน เร่งให้ผิวชั้นบนของเปลือกโลกมหาสมุทรที่จมตัวลง หลอมละลายกลายเป็นแมกมาได้ง่ายขึ้น  
  • น้ำในชั้นฐานธรณีภาค: หินเปียก (Wet rock) มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าหินแห้ง (Dry rock) เมื่อหินในเปลือกแผ่นมหาสมุทรจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค โมเลกุลของน้ำซึ่งเปลี่ยนสถานะเป็นไอน้ำจะช่วยเร่งปฏิกริยาให้หินเกิดการหลอมเหลวได้ง่ายขึ้น 
  • การลดความกดดัน: ตามปกติหินใต้เปลือกโลกจะหลอมละลายยากกว่าหินบนเปลือกโลก เนื่องจากความกดดันสูงป้องกันหินไม่ให้เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว อย่างไรก็ตามอุณหภูมิสูงของชั้นฐานธรณีภาค ทำให้หินหลอมละลาย ขยายตัวออก แล้วยกตัวลอยตัวสูงขึ้น  เมื่อหินหนืดร้อนขยายตัวความกดดันจะลดลง ทำให้หินที่อยู่ในหน้าสัมผัสบริเวณรอบข้างหลอมละลายได้ง่ายขึ้น 

แหล่งกำเนิดของแมกมา

        แมกมาไม่ได้กำเนิดขึ้นทั่วไปทุกหนแห่งของโลก หากมีอยู่แต่บริเวณที่รอยต่อของแผ่นธรณีบางชนิด และบริเวณจุดร้อนของโลก  

  • รอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน: แมกมาจากชั้นฐานธรณีภาคลอยตัวขึ้นสู่พื้นผิวโลก แรงดันที่ลดลงช่วยทำให้เปลือกโลกที่อยู่ด้านบนหลอมละลายเกิดเป็นสันเขาใต้สมุทร และดันตัวออกทางด้านข้าง กลายเป็นแผ่นธรณีมหาสมุทรซึ่งกำเนิดมาจากแมกมาหินบะซอลต์ ดังภาพที่ 2 ตัวอย่างเช่น สันเขาใต้มหาสมุทรแอตแลนติก อย่างไรก็ตามในบางแห่งแมกมาก็ยกตัวขึ้นสู่แผ่นธรณีทวีป เช่น ทะเลสาบมาลาวี ในทวีปแอฟริกา

ภูเขาไฟ ชนิด ใด ที่ ใช้ เวลา ใน การปะทุ สั้น ที่สุด

ภาพที่ 2 แหล่งกำเนิดแมกมาบริเวณสันเขาใต้มหาสมุทร

  • รอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน: การชนกันของแผ่นธรณีสองแผ่นในแนวมุดตัว (Subduction zone)  ทำให้แผ่นที่มีความหนาแน่นมากกว่าจมตัวลงตัวสู่ชั้นฐานธรณีภาค แรงเสียดทานซึ่งเกิดจากการที่แผ่นธรณีทั้งสองเสียดสีกันจะทำให้เกิดความร้อน น้ำในแผ่นหินซึ่งระเหยกลายเป็นไอ ประกอบกับแรงกดดันที่ลดลง  ช่วยให้หินหลอมละลายกลายเป็นแมกมาได้เร็วขึ้น และแทรกตัวออกจากผิวโลกทางปล่องภูเขาไฟ ดังภาพที่ 3 ยกตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟฟูจิ ในประเทศญี่ปุ่น

ภูเขาไฟ ชนิด ใด ที่ ใช้ เวลา ใน การปะทุ สั้น ที่สุด

ภาพที่ 3 แหล่งกำเนิดแมกมาในเขตมุดตัว

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

ภูเขาไฟ ชนิด ใด ที่ ใช้ เวลา ใน การปะทุ สั้น ที่สุด

ภาพที่ 4 แหล่งกำเนิดแมกมาบนจุดร้อน

  • แมกมาแกรนิต และ แมกมาบะซอลต์: ปกติแมกมาที่เกิดจากชั้นหินในเปลือกโลกมหาสมุทรหลอมละลายในชั้นฐานธรณีภาคจะเป็นแมกมาบะซอตล์ (Basaltic magma)  แต่เมื่อแมกมาบะซอลต์ลอยตัวสูงขึ้นดันเปลือกโลกทวีปซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็นหินแกรนิตก็จะหลอมละลายกลายเป็นแมกมาแกรนิต (Granitic magma) แต่เนื่องจากหินแกรนิตซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็นซิลิกาซึ่งมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าหินบะซอลต์ เราจึงมักพบว่า แมกมาแกรนิตมักเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งภายในเปลือกโลก (Pluton) กลายเป็นหินอัคนีแทรกซอน  ส่วนแมกมาบะซอลต์มักเย็นตัวบนพื้นผิวโลกเรียกว่า ลาวา (Lava) และกลายเป็นหินอัคนีพุในที่สุด  

ประเภทของภูเขาไฟ

        ภูเขาไฟมีรูปร่างสัณฐานต่างๆ กัน เนื่องจากเกิดขึ้นจากแมกมาซึ่งมีแหล่งกำเนิดแตกต่างกัน และมีองค์ประกอบของแร่แตกต่างกัน เราจำแนกชนิดของภูเขาไฟตามลักษณะทางกายภาพได้ 4 ประเภท ดังนี้

  • ที่ราบสูงลาวา (Basalt Plateau): เกิดจากแมกมาบะซอลต์แทรกตัวขึ้นมาตามรอยแตกของเปลือกโลกแล้วกลายเป็นลาวาไหลท่วมบนพื้นผิว ในลักษณะเช่นเดียวกับน้ำท่วม เมื่อลาวาเย็นตัวลงก็จะกลายเป็นที่ราบสูงลาวาขนาดใหญ่ประมาณ 100,000 ถึง 1,000,000 ตารางกิโลเมตร   เช่น เกาะสกาย ประเทศอังกฤษ (ภาพที่ 5)

ภูเขาไฟ ชนิด ใด ที่ ใช้ เวลา ใน การปะทุ สั้น ที่สุด

ภาพที่ 5 ที่ราบสูงลาวา (เกาะสกาย)

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

ภูเขาไฟ ชนิด ใด ที่ ใช้ เวลา ใน การปะทุ สั้น ที่สุด

ภาพที่ 6 ภูเขาไฟรูปโล่ (มอนาคี)

  • กรวยกรวดภูเขาไฟ (Cinder cone): เป็นภูเขาไฟขนาดเล็กมาก สูงประมาณ 100 - 400 เมตร ความลาดชันปานกลาง เกิดจากการสะสมตัวของแก๊สร้อนในแมกมาที่ยกตัวขึ้นมา เมื่อมีความดันสูงเพียงพอ ก็จะระเบิดทำลายพื้นผิวโลกด้านบนเกิดเป็นปล่องภูเขาไฟ กรวดและเถ้าภูเขาไฟ กระเด็นขึ้นสู่อากาศแล้วตกลงมากองทับถมกันบริเวณปากปล่องเกิดเป็นเนินเขารูปกรวย (ภาพที่ 7)  ข้อสังเกตคือ ภูเขาไฟแบบนี้ไม่มีธารลาวาซึ่งเกิดขึ้นจากแมกมาไหล แต่จะมีลักษณะเป็นกรวดกลมๆ พุ่งออกมาจากปากปล่อง แล้วกองสะสมกันทำให้เกิดความลาดชันประมาณ 30 - 40 องศา เช่น กรวยภูเขาไฟในรัฐโอรีกอน ประเทศสหรัฐอเมริกา 

ภาพที่ 7 กรวยกรวดภูเขาไฟ

  • ภูเขาไฟกรวยสลับชั้น (Composite cone volcano): เป็นภูเขาไฟขนาดปานกลาง ที่มีรูปทรงสวยงามเป็นรูปกรวยคว่ำ สูงประมาณ 100 เมตร ถึง 3,500 เมตร  เรียงตัวอยู่บริเวณเขตมุดตัว (Subduction zone) เกิดขึ้นจากแผ่นธรณีมหาสมุทรที่หลอมละลายเป็นแมกมา แล้วยกตัวขึ้นดันเปลือกโลกขึ้นมาเป็นแนวภูเขาไฟรูปโค้ง (Volcanic arc) สิ่งที่ภูเขาไฟพ่นออกมามีทั้งธารลาวา และกรวดเถ้าภูเขาไฟ สลับชั้นกันไป เนื่องจากในบางครั้งแมกมาแข็งตัวปิดปากปล่องภูเขาไฟ ทำให้เกิดแรงดันจากแก๊สร้อน ดันให้ภูเขาไฟระเบิดและเปลี่ยนรูปทรง  ตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟฟูจิ  ประเทศญี่ปุ่น (ภาพที่ 8), ภูเขาไฟพินาตูโบ ประเทศฟิลิปปินส์,  ภูเขาไฟเซนต์เฮเลน รัฐวอชิงตัน ประเทศสหรัฐอเมริกา ภูเขาไฟรูปกรวยเป็นแนวภูเขาไฟรูปโค้ง (Volcano arc) ซึ่งเกิดขึ้นจากแมกมาในบริเวณเขตมุดตัวของเปลือกโลกมหาสมุทรที่หลอมละลาย ประเภทนี้ระเบิด จะมีความรุนแรงสูงและก่อให้เกิดความเสียหายเป็นอย่างมาก 

ภูเขาไฟ ชนิด ใด ที่ ใช้ เวลา ใน การปะทุ สั้น ที่สุด

ภาพที่ 8 ภูเขาไฟกรวยสลับชั้น (ฟูจิ)

การประทุของภูเขาไฟ 

        ภูเขาไฟไม่มีคาบการระเบิดที่แน่นอน ทั้งนีึ้ขึ้นอยู่กับแรงดันภายใน คุณสมบัติและปริมาณหินที่กดทับโพรงแมกมา อย่างไรก็ตามนักธรณีวิทยาสามารถทำการพยากรณ์อย่างคร่าวๆ โดยการวิเคราะห์ความถึ่ของคลื่นไหวสะเทือน ความรุนแรงของแผ่นดินไหว ความเป็นกรดของน้ำใต้ดินซึ่งเกิดจากแมกมาอุณหภูมิสูงทำให้แร่ธาตุละลายตัว และความผิดปกติของพฤติกรรมสัตว์ 

ภูเขาไฟ ชนิด ใด ที่ ใช้ เวลา ใน การปะทุ สั้น ที่สุด

ภาพที่ 9 การปะทุของภูเขาไฟ

 

        การปะทุของภูเขาไฟที่รุนแรงเกิดขึ้น เมื่อแมกมาบะซอลต์ยกตัวขึ้นลอยตัวขึ้นจากชั้นฐานธรณีภาค จะทำให้แผ่นเปลือกโลกธรณีซึ่งเป็นหินแกรนิตหลอมละลายกลายเป็นแมกมาแกรนิต แล้วดันพื้นผิวโลกให้โก่งตัวขึ้น (ภาพที่ 9 ก)  แรงอัดของแก๊สร้อนดันให้ปากปล่องภูเขาไฟระเบิด  พ่นฝุ่นเถ้าภูเขาไฟ (Pyroclastic flow) ซึ่งมีคามร้อนถึง 900 องศาเซลเซียสขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ (ภาพที่ 9 ข) แล้วตกลงมาทับถมกันที่บริเวณเนินภูเขาไฟ (ภาพที่ 9 ค)  ทั้งลาวาที่ไหลออกมาและเศษวัสดุที่ตกลงมาทับถมกัน ทำให้บริเวณรอบปากปล่องภูเขามีน้ำหนักมาก จึงทรุดตัวกลายเป็นแอ่งภูเขาไฟรูปกระจาด (Caldera) เมื่อเวลาผ่านไปน้ำฝนตกลงมาสะสมกัน ทำให้เกิดเป็นทะเลสาบ (ภาพที่ 9 ง)

ประโยชน์และโทษของภูเขาไฟ

        ภูเขาไฟระเบิดใกล้ชุมชนทำให้เกิดมหันตภัยครั้งยิ่งใหญ่  แผ่นดินไหวทำให้อาคารพังพินาศ ถนนขาด และไฟไหม้เนื่องจากท่อแก๊สถูกทำลาย ธารลาวา กรวดและเถ้าภูเขาไฟที่ไหลลงมา (Pyroclastic flow) สามารถทับถมหมู่บ้านและเมืองที่อยู่รอบข้าง ถ้าภูเขาไฟอยู่ชายทะเล แรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวจะทำให้เกิดคลื่นสึนามิขนาดยักษ์กระจายตัวออกไปได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตร ฝุ่นและเถ้าภูเขาไฟสามารถปลิวไปตามกระแสลมเป็นอุปสรรคต่อการจราจรทางอากาศ แต่อย่างไรก็ตามภูเขาไฟระเบิดหนึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรธรณีแปรสัณฐาน ซึ่งหมุนเวียนธาตุอาหารให้แก่ผิวโลก ดินที่เกิดจากการสลายตัวของหินภูเขาไฟ มีความอุดมสมบูรณ์สูงใช้ปลูกพืชพรรณได้งอกงาม แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งปล่อยออกมาจากปล่องภูเขาไฟ ทำให้พืชสามารถสังเคราะห์ธาตุอาหารด้วยแสง แมกมาใต้เปลือกนำแร่ธาตุและอัญมณีที่หายาก เช่น เพชร พลอย ขึ้นมา เป็นต้น และด้วยเหตุที่ภูเขาไฟนำมาซึ่งความมั่งคั่งอุดมสมบูรณ์ ดังนั้นชุมชนจึงมักตั้งอยู่ที่เชิงภูเขาไฟ 

ภูเขาไฟ ชนิด ใด ที่ ใช้ เวลา ใน การปะทุ สั้น ที่สุด

ภาพที่ 10 กรวดและเถ้าภูเขาไฟ (Pyroclastic flow)