โครงสร้างโลก ดาวเคราะห์หินกับความลับที่ซ่อนอยู่ในแกนกลาง

โครงสร้างโลก ดาวเคราะห์หินในระบบสุริยะที่มีอุณหภูมิสูง เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาค และมีอิทธิพลต่อทุกชีวิตมากกว่าที่คิด

โครงสร้างโลก – โลก คือดาวเคราะห์ดวงที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 3 ในระบบสุริยะที่ระยะทางประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร (93 ล้านไมล์) หรือ 1 AU มีขอบเขตสนามแม่เหล็ก ที่แข็งแกร่งช่วยปกป้องพายุสุริยะและอันตรายจากรังสีอวกาศ จึงมีความสมบูรณ์แบบสำหรับระบบชีวิตอย่างแท้จริง

ลำดับ โครงสร้างโลก

โครงสร้างโลก นักวิทยาศาสตร์แบ่งโดยใช้ส่วนประกอบทางกายภาพและทางเคมีของหิน รวมทั้งสารต่าง ๆ ที่อยู่ภายในโลกออกได้เป็น 3 ชั้น คือ เปลือกโลก (Crust) เนื้อโลก (Mantle) และ แก่นโลก (Core)

สำหรับเปลือกโลก เป็น ส่วนที่อยู่ชั้นนอกสุดของโครงสร้างโลก มีทั้งส่วนที่เป็นแผ่นดินและน้ำที่มองเห็นอยู่ภายนอกและส่วนที่เป็นหินแข็งฝังลึกลงไปใต้แผ่นดินและแผ่นน้ำ เป็นชั้นที่มีความยาวมากที่สุดประกอบด้วยหินหลายชนิดแต่ส่วนมากจะเป็นผลึกของหินอัคนี เปลือกโลกแบ่งออกได้เป็น 2 บริเวณ ได้แก่ เปลือกโลกทวีป และ เปลือกโลกมหาสมุทร

ส่วน เนื้อโลก คือ ชั้นที่อยู่ระหว่างเปลือกโลกและแก่นโลกมีความหนาประมาณ 2,885 กิโลเมตร เป็นชั้นที่ประกอบด้วยแร่ธาตุที่เป็นของแข็ง มีแร่โอลิวีนจำนวนมาก นอกจากนี้ยังมีอุณหภูมิ ความดัน และความหนาแน่นสูงกว่าเปลือกโลก แต่น้อยกว่าแก่นโลก แบ่งออกได้เป็น 2 ชั้น คือ เนื้อโลกตอนบน และเนื้อโลกตอนล่าง

ขณะที่ แก่นโลก มีลักษณะเป็นทรงกลม มีรัศมีประมาณ 3,475 กิโลเมตร อุณหภูมิมีค่าอยู่ระหว่าง 2,200 องศาเซลเซียส – 27,500 องศาเซลเซียส ความดันมีค่าสูง 3 ถึง 4 ล้านเท่าของความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเล แก่นโลกมีทั้งส่วนที่เป็นของแข็งและส่วนที่เป็นของเหลวร้อนจัด แก่นโลกจึงแบ่งออกได้เป็น 2 ชั้น คือ แก่นโลกชั้นนอก กับ แก่นโลกชั้นใน

แกนกลางของโลก

แกนกลางของโลก หรือ แก่นโลก คือชั้นที่ลึกที่สุดยู่ถัดเข้าไปจากเนื้อโลก สามารถแบ่งได้สองส่วน ได้แก่ แก่นโลกชั้นนอก มีความหนาตั้งแต่ 2,900–5,100 กิโลเมตร นักธรณีวิทยาเชื่อกันว่าชั้นนี้ประกอบด้วยโลหะเหล็กและนิกเกิลเป็นส่วนใหญ่เป็นส่วนที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กโลก โดยมีสถานะเป็นของเหลวหนืด และมีอุณหภูมิสูงมาก มีอุญหภูมิประมาณ 4,300–6,200 องศาเซลเซียส

ด้านส่วนประกอบของแก่นโลกชั้นในเหมือนกับของชั้นนอกแต่อยู่ในสถานะของแข็ง เนื่องจากมีความดันและอุณหภูมิสูงมาก โดยอาจสูงถึง 6,200–6,400 องศาเซลเซียส

แกนกลางของโลก ถือว่ามีอิทธิพลกับความเปลี่ยนแปลงหลายอย่างที่เกิดขึ้นบนพื้นโลก โดยการเปลี่ยนแปลงของโลกสามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาค ส่วนใหญ่จะเกิดในชั้นธรณีภาคและชั้นฐานธรณีภาค แผ่นดินไหวและภูเขาไฟส่วนใหญ่จะเกิดอยู่ตามแนวรอยตะเข็บของขอบแผ่นธรณีภาคที่เรียกว่า วงแหวนแห่งไฟ กระบวนการเกิดรอยเลื่อน รอยคดโค้ง การแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาคเป็นส่วนหนึ่งของการเกิดเทือกเขาบนโลก

ความลับที่ซ่อนอยู่ที่แกนกลางชั้นใน

การเคลื่อนที่ของชั้นเนื้อโลกเกิดจากการแปรผันของความร้อนจากแกนกลาง ส่งผลให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัว โดยอาจทำให้เกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิดได้ อันตรายทางธรรมชาติเหล่านี้ทำให้ภูมิทัศน์เปลี่ยนไป และในบางกรณีก็คุกคามชีวิตและทรัพย์สิน

ดังนั้น วิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับเรื่องธรณีวิทยาจึงมีความสำคัญไม่แพ้หมวดอื่นๆ แม้ว่าอาจจะไม่ได้สวยงามหรือโรแมนติกเท่ากับ ดาราศาสตร์ ซึ่งโครงสร้างที่ลึกลับมากที่สุด คือ แก่นโลกชั้นใน ที่อยู่ลึกลงไปใต้พื้นผิวโลกประมาณ 5,000 – 6,000 กิโลเมตร โดย แก่นโลก เป็นลูกเหล็กร้อนทรงกลมที่มีส่วนผสมของนิกเกิลปนอยู่ด้วย มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,220 กิโลเมตร ตรงรอยต่อระหว่างแก่นโลกชั้นนอกที่เป็นโลหะหลอมเหลวกับผิวของแก่นโลกชั้นในที่แข็งกว่า มีอุณหภูมิสูงถึง 6,000 องศาเซลเซียส ร้อนแรงเทียบเท่าพื้นผิวด้านนอกของดวงอาทิตย์

ทั้งนี้ เมื่อปี 2023 ทีมนักวิทยาศาสตร์จีนจากมหาวิทยาลัยปักกิ่ง ได้ตีพิมพ์ผลวิเคราะห์ข้อมูลจากบันทึกคลื่นสั่นสะเทือนหรือคลื่นแผ่นดินไหวในหลายสิบปีก่อน บนวารสาร Nature Geoscience ซึ่งพวกเขาพบว่า ไม่นานมานี้แก่นโลกชั้นในได้หยุดหมุนลงและเริ่มกลับทิศการหมุนไปในทางตรงกันข้าม โดยยังไม่ทราบแน่ชัดว่า ปรากฏการณ์นี้จะส่งผลสะเทือนต่อโครงสร้างโดยรวมของโลก ธรรมชาติหรือสิ่งแวดล้อมหรือไม่

อย่างไรก็ตาม ปริศนาของแก่นโลกชั้นในได้เริ่มกลับมาเป็นที่สนใจของบรรดานักธรณีวิทยาและนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกอีกครั้ง โดยนักธรณีวิทยาเชื่อว่าพลังงานไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากแก่นโลกชั้นใน ส่งผลให้ของเหลวของแก่นโลกชั้นนอกเคลื่อนที่และทำให้เกิดสนามเหล็กขึ้น ซึ่ง จอห์น บิดัล นักธรณีฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย ระบุว่า ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งต่อภายในของโลก จะทำให้ทราบว่าโลกของเราวิวัฒนาการมาอย่างไรกันแน่

สืบค้นและเรียบเรียง สิทธิโชติ สุภาวรรณ์

ภาพถ่ายโดย BERNHARD EDMAIER

ข้อมูลอ้างอิง

https://www.scimath.org/lesson-earthscience/item/11309-2020-02-17-07-46-48

https://en.wikipedia.org/wiki/Internal_structure_of_Earth