1. รายวิชาโลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ พื้นฐาน
บทที่ 1 โครงสร้างโลก
ณัฐพงษ์ บุญปอง
(B.Ed./M.Ed.)Bodindecha (Sing Singhaseni) School

5. เคยสงสัยหรือไม่ว่า...
- โลกที่เราอยู่ทุกวันนี้มีกาเนิดมาอย่างไร?
- มีโครงสร้างเป็นอย่างไร?
- จะมีวิธีใดบ้างที่จะศึกษาโครงสร้างโลกได้?

6. Earth - Part of Solar system
- 4,600 million years ago
Solar system (Chapter 7)

7. 12,755 kms
12,711 kms

8. 1.1 การศึกษาโครงสร้าง
ทางตรง
การขุดเจาะสารวจ
- ชั้นหินโอฟีโอไลต์
- หินภูเขาไฟ
อปก. ทางเคมี อุกกาบาต
หินดวงจันทร์

9. รัสเซีย
19 ปี
12.3 กม.

10. ทางอ้อม
ใช้ความรู้ทางธรณีฟิสิกส์
- การใช้เครื่องมือวัดคลื่นแผ่นดินไหว
- การวัดความเป็นแม่เหล็กของโลก
- การวัดค่าแรงโน้มถ่วงบริเวณผิวโลก
ศึกษาจากคลื่นไหวสะเทือน เช่น การทดลองนิวเคลียร์

11. ขณะเกิดแผ่นดินไหว

12. คลื่นไหวสะเทือน แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
คลื่นในตัวกลาง
คลื่นพื้นผิว
คลื่นปฐมภูมิ
(Primary wave, P wave)
คลื่นทุติยภูมิ
(Secondary wave, S wave)
คลื่นเรลีย์ (LR) คลื่นเลิฟ (LQ)
Seismic wave

14. P wave
- ผ่านตัวกลางได้ทั้ง (s) (l) และ (g)
- คลื่นตามยาว
-   4-7 km/s
คลื่นเส้นตรง คลื่นจุด

15. S wave
- ผ่านตัวกลางเฉพาะ (s) เท่านั้น
- คลื่นตามขวาง
-   2-5 km/s
คลื่นเส้นตรง คลื่นจุด

16. : P wave > S wave
เมื่อคลื่นทั้ง 2 เคลื่อนที่ผ่านไปยังส่วนต่าง ๆ ของโลกก็
จะเกิดการหักเหหรือเกิดการสะท้อนตรงบริเวณรอยต่อของ
โครงสร้างโลก ที่ประกอบด้วยธาตุ สารต่าง ๆ หรือหิน ที่มี
คุณสมบัติแตกต่างกัน จากหลักการดังกล่าวนามาวิเคราะห์
หาโครงสร้างของโลกได้ ตัวอย่างเช่น

17.  ถ้าโครงสร้างภายในโลกประกอบด้วยของแข็งที่เป็นเนื้อ
เดียวกันตลอด P wave & S wave จะเคลื่อนที่ด้วย  คงที่ ผิว
โลกไปยังแก่นโลก
 ที่ระดับความลึก ประมาณ 100-400 kms เรียกว่า ชั้นฐาน
ธรณีภาค P wave & S wave จะเคลื่อนที่ด้วย  ไม่คงที่
ชั้นนี้เรียกว่า บริเวณความเร็วต่า (low velocity zone)
ที่ระดับความลึก ประมาณ 2,900 kms P wave & S wave จะ
เคลื่อนที่ด้วย  ที่ลดลงอย่างมาก, S wave ไม่สามารถเคลื่อนที่
ต่อไปได้ เพราะแก่นโลกชั้นนอกมีสถานะเป็น (l)

18. ที่ระดับความลึก ประมาณ 660 และ 5,140 kms
P wave & S wave จะเคลื่อนที่ด้วย  ที่เพิ่มขึ้น
ที่ระดับความลึก 5,140 kms ลงไป
P wave & S wave จะเคลื่อนที่ด้วย  ที่เพิ่มขึ้นอย่างคงที่

20. 1.2 การแบ่งโครงสร้างโลก
แบ่งออกได้ 4 ชั้น โดยใช้เกณฑ์การเปลี่ยนแปลง
ความเร็ว ของคลื่นไหวสะเทือน ดังนี้
1. ธรณีภาค (lithosphere)
2. ฐานธรณีภาค (asthenosphere)
3. มีโซสเฟียร์ (mesosphere)
4. แก่นโลก (core)

21. 1. ธรณีภาค (lithosphere)
- คลื่น P และ S เคลื่อนผ่านด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น
- หนาประมาณ 100 kms
- ประกอบด้วย หินที่เป็นของแข็ง

23. 2. ฐานธรณีภาค (asthenosphere)
มีความเร็วไม่สม่าเสมอ แบ่งเป็น 2 บริเวณ คือ
(1) เขตคลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วลดลง (low velocity zone)
ลึก 100-400 kms ประกอบด้วยหินเหลวหนืด
(2) เขตที่มีการเปลี่ยนแปลง (transitional zone)
ลึก 400-600 kms ประกอบด้วยหินที่แข็งมาก

24. 21

25. 3. มีโซสเฟียร์ (mesosphere)
ลึก 660-2,900 kms ประกอบด้วยหินหรือสารที่มีสถานะเป็นของแข็ง
มีอุณหภูมิสูงตั้งแต่ 2,250–4,500 oC

26. 4. แก่นโลก (core)
4.1 แก่นโลกชั้นนอก คือ มีความลึกประมาณ 2,900–
5,140 กิโลเมตรจากผิวโลกเป็นบริเวณที่คลื่น P มีความเร็วเพิ่มขึ้น
อย่างช้า ๆ ในขณะที่คลื่น S ไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านได้เนื่องจาก
แก่นโลกชั้นนอกประกอบด้วยสารที่มีสถานะเป็นของเหลว
4.2 แก่นโลกชั้นใน คือ คลื่น S จะสามารถเคลื่อนที่ได้อีก
ครั้งและคลื่นไหวสะเทือนทั้งสองนี้จะมีความเร็วค่อนข้างคงที่
เนื่องจากแก่นโลกชั้นในประกอบด้วยของแข็งที่มีเนื้อเดียวกันมี
ความลึกประมาณ 5,140 จนถึงจุดศูนย์กลางของโลก (6,371)

27. 1
2

28. ยังแบ่งโครงสร้างโลกโดยส่วนประกอบทางกายภาพและ
ทางเคมีของหิน รวมทั้งสารต่าง ๆ ออกได้เป็น 3 ชั้น ได้แก่
1. ชั้นเปลือกโลก (Crust)
2. ชั้นเนื้อโลก (Mantle)
3. ชั้นแก่นโลก (Core)

30. 1) เปลือกโลกภาคพื้นทวีป (continental crust) หมายถึง ส่วน
ที่เป็นแผ่นดินทั้งหมด หนาประมาณ 35-40 กม. บางบริเวณอาจหนาถึง
70 กม. เช่น เทือกเขาหิมาลัย ประกอบด้วยธาตุซิลิคอน (Si) และ
อะลูมิเนียม (Al) เป็นส่วนใหญ่
2) เปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทร (oceanic crust) หมายถึง
เปลือกโลกส่วนที่ถูกปกคลุมด้วยน้้า หนาประมาณ 5-10 กม. ประกอบด้วย
ธาตุซิลิคอน (Si) และแมกนีเซียม (Mg) เป็นส่วนใหญ่
1. ชั้นเปลือกโลก (Crust) แบ่งออกได้เป็น 2 บริเวณ
จากการศึกษาคลื่นไหวสะเทือน สรุปได้ว่า เปลือกโลกประกอบด้วย 2 ชั้น คือ
1. ชั้นบน ประกอบด้วย หินแกรนิต ที่เรียกว่า หินไซอัล (sial)
2. ชั้นล่าง เป็นชั้นที่มีหินบะซอลต์ ที่เรียกว่า หินไซมา (sima)

31. 2. เนื้อโลก (Mantle) หนาประมาณ 2,895 กิโลเมตร
ประกอบด้วย แร่ธาตุที่เป็นของแข็ง มีแร่โอลิวีน (Olivine) จานวนมาก
(อปก. Mg Fe และซิลิกา, (Mg, Fe)2SiO4)
เนื้อโลกส่วนอื่น ๆ จะเป็นหินที่มีแร่ที่มี อปก
ภายในที่มีคุณสมบัติแข็ง ความหนาแน่นสูง
ทนต่อความดันและอุณหภูมิที่เกิดขึ้นภายใน
เนื้อโลกได้

32. มีหินหนืดที่เรียกว่า แมกมาซึ่งหมุนวนอยู่ภายในโลก
อย่างช้า ๆ ชั้นเนื้อโลกที่อยู่ถัดลงไปอีกเป็นชั้นล่างสุดอยู่ที่
ความลึกตั้งแต่ 350 – 2,900 กิโลเมตร เป็นชั้นที่เป็น
ของแข็งร้อนแต่แน่นและหนืดกว่า ตอนบนมีอุณหภูมิสูง
ตั้งแต่ประมาณ 2,250 – 4,500 ๐C

33. รอยต่อระหว่างเปลือกโลกกับเนื้อโลก หรือแนวแบ่งเขตโมโฮโรวิซิก
แนวแบ่งเขตโมโฮโรวิซิก (Mohorovicic discontinuity)
คือ พื้นผิวที่อยู่ระหว่างชั้นเปลือกโลกและชั้นเนื้อโลก ซึ่งไม่สามารถ
ศึกษาระดับความลึกของชั้นรอยต่อได้ จึงต้องอาศัยความรู้จาก
ความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนที่มีความเร็วเพิ่มขึ้น
P wave เพิ่มเป็น 8 กม./วินาที
S wave เพิ่มเป็น 4.5 กม./วินาที
ทาให้ทราบรอยต่อ ว่ามีความหนาประมาณ 0.1-0.5 กม.

35. มีความดันสูง 3-4 ล้านเท่าของ atm ที่ระดับน้าทะเล
แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ
3.1 แก่นโลกชั้นนอก (Outer Core) มีความลึกตั้งแต่
2,900–5,140 กิโลเมตร จากผิวโลก คลื่น P มีความเร็วเพิ่มขึ้น
อย่างช้า ๆ ในขณะที่คลื่น S ไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านชั้น
ดังกล่าวได้ มี เหล็กและนิกเกิล ในสภาพหลอมละลาย
3. แก่นโลก (Core)

36. 3.2 แก่นโลกชั้นใน (Inner Core) ลึกถัดจากชั้นนอกลงไป
ถึงใจกลางโลก ที่ระดับความลึกประมาณ 5,140 กิโลเมตรจาก
ผิวโลก คลื่น P จะมีความเร็วเพิ่มขึ้น และเกิดคลื่น S เคลื่อนที่
อีกครั้งและคลื่นสั่นสะเทือนทั้ง 2 จะเคลื่อนที่ไปยังจุดศูนย์กลาง
ของโลก เนื่องจากองค์ประกอบคล้ายแก่นโลกชั้นนอกแต่อยู่ใน
สภาพของแข็ง มีความดันและอุณหภูมิสูงมากถึง 6,000 C
จากการที่แก่นโลกมีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบจานวนมาก
ทาให้นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่า สนามแม่เหล็กโลกน่าจะ
เกิดขึ้นจากกระบวนการต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในแก่นโลก

38. P wave shadow zone

39. S wave shadow zone

40. The End