ภูเขาไฟ

ภูเขาไฟ

ภูเขาไฟ (volcano) คือช่องระบายของเปลือกโลกที่ให้หินหลอมเหลวและผลจากภูเขาไฟ

ต่าง ๆ แทรกซอนผ่านขึ้นมาได้ ภูเขาไฟและปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้อง อาทิเช่น พุแก๊ส (fumeroles) และ พุน้ำร้อน (hot spring) ล้วนเป็นปรากฏการณ์ที่น่าสนใจหนึ่งในบรรดากระบวนการทางธรณีวิทยาทั้งหลายและรวมถึงปรากฏการณ์ที่ได้เกริ่นไว้ในบทที่ผ่านมาโดยทั่วไปภูเขาไฟมีรูปทรงกรวยที่เรียกว่า ปากปล่องภูเขาไฟ (crater) รูปกรวยอยู่เหนือปล่องภูเขาไฟ (ภาพที่ 4-10 ข) ได้ผ่านต่อลงไปทางลำปล่องหรือรางท่อถึงห้องโถงหินหนืดใต้โลก และในช่วงที่ปะทุ ไอน้ำ ฝุ่น เถ้าธุลีภูเขาไฟ (ash) ก้อนหินหินหลอมเหลว เรียกว่า ลาวา พวยพุ่งคละคลุ้งขึ้นจากปล่อง ซึ่งห้องโถงหินหนืดอยู่ลึกลงไปใต้ผิวโลกเป็นแอ่งที่บรรจุวัสดุหินหลอมเหลวร้อนระอุ ซึ่งอาจทั้งแทรกซอนสู่เปลือกโลกหรือปะทุขึ้นมาบนพื้นผิว มี 2 ลักษณะ คือ ปะทุพ่น (effusive) และ ปะทุระเบิด (explosive)

(1) การกระจายของภูเขาไฟ

ภูเขาไฟบนโลกปรากฏแออัดอยู่ในแดนหรือเขตภูมิศาสตร์ได้กำหนดชัดเจน เขตภูเขาไฟ

เหล่านี้ปรากฏแน่นขนัดมากที่สุดในพื้นที่ภายในเปลือกโลกไม่เสถียรหรือย่านปรากฏการณ์ก่อเทือกเขาในสมัยปัจจุบัน เรียกว่า วงแหวนแห่งไฟ (ring of fire) แบ่งออกได้สองแนวหลัก คือ แนววงรอบแปซิฟิก(circum-Pacific belt) และ แนววงรอบเมดิเตอร์เรเนียน (circum-Mediterranean belt) ซึ่งทั้งสองนี้มักเกิดร่วมกับรอยเลื่อนขนาดใหญ่หรือเขตรอยแตกบนเปลือกโลก (ภาพที่ 4-11)

แนววงรอบแปซิฟิกถือว่าสำคัญที่สุดในสองเขตหลัก ตั้งอยู่รอบมหาสมุทรแปซิฟิก เขต

นี้ประกอบด้วยภูเขาไฟอเมริกาใต้และอเมริกากลาง อะลาสกา บรรดาหมู่เกาะญี่ปุ่น ไต้หวัน ฟิลิปปินส์ส่วนแนววงรอบเมดิเตอร์เรเนียนแผ่ขยายไปทางทิศตะวันออก-ตกประกอบด้วยภูเขาไฟ

ที่ลุ่มเมดิเตอร์เรเนียน อินเดียตะวันตก ฮาวายและอะซอร์ส (Azores) นอกจากแนววงรอบทั้งสองนี้ ภูเขาไฟก็ตั้งอยู่ในมหาสมุทรแอตแลนติก แปซิฟิกและอินเดีย เกาะไอซ์แลนด์และในแอนตาร์กติก

                        ภาพ :  อาณาเขตวงแหวนแห่งไฟบนแผ่นเปลือกโลก

ปรากฏการณ์ภูเขาไฟ

                 ปรากฏการณ์ภูเขาไฟ แบ่งออกเป็น ภูเขาไฟมีพลัง (active volcanoes) ภูเขาไฟสงบ (dormant volcanoes) และ ภูเขาไฟดับสนิท (extint volcanoes)ภูเขาไฟที่อยู่ในสภาวะมีการปะทุอย่างต่อเนื่องหรือขาดหายไปเป็นช่วงให้จัดเป็นภูเขาไฟมีพลัง    เช่น ภูเขาไฟเอ็ตนา (Etna) ในเกาะชิชิลีตอนใต้ประเทศอิตาลี ส่วนภูเขาไฟที่ปัจจุบันไม่มีพลัง แต่ได้เคยปะทุขึ้นในอดีต เรียกว่า ภูเขาไฟสงบเช่น ภูเขาไฟวิสุเวียสในอิตาลี ที่ได้ปะทุขึ้นและสงบมานานหลายศตวรรษ ส่วนภูเขาไฟที่ไม่มีการปะทุอีกในอดีตกาล เรียกว่า ภูเขาไฟดับสนิท ในประเทศไทยมีภูเขาไฟดับสนิทหลายแห่ง เช่นที่ อำเภอเมาะ จังหวัดลำปาง อำเภอเฉลิมพระเกียรติ์ จังหวัดบุรีรัมย์ เช่น เขากระโดง เขาไปรบัด                    ภูอังคาร เขาพนมรุ้งอันเป็นที่ตั้งประสาทหินเขาพนมรุ้ง

ผลจากภูเขาไฟระเบิด

        เมื่อภูเขาไฟปะทุได้พ่นวัสดุออกมาหลากหลาย ซึ่งอาจแปรผันได้ตั้งแต่เป็นแก๊สต่าง ๆ

จนถึงเศษหินขนาดมหึมา หรืออยู่ในส่วนประกอบ 3 สถานะ คือ แก๊ส ของเหลว และของแข็ง

 1. แก๊ส

แก๊สที่พวยพุ่งออกมาจากภูเขาไฟส่วนใหญ่ประกอบด้วย ไอน้ำที่มีปริมาณหลากหลาย

ของคาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สไข่เน่า และคลอรีน ในช่วงมีการปะทุแก๊สที่เล็ดลอดอาจผสมรวมกันเข้ากับฝุ่นภูเขาไฟปริมาณมาก และบ่อยครั้งที่พวยพุ่งจากปากปล่องภูเขาไฟมีกลุ่มควันดำโขมง ซึ่งอาจมองเห็นได้หลายกิโลเมตร เช่น ภูเขาไฟกรากะตัว (Krakatoa) ระเบิดเมื่อ พ.ศ. 2426 ที่ช่องแคบสุมาตรา ระหว่างเกาะชวากับเกาะสุมาตราประเทศอินโดนีเซีย

2. ของเหลว

ของเหลวที่ได้จากภูเขาไฟคือ ลาวา ปริมาณของหินหลอมเหลวร้อนระอุ โดยทั่วไปลาวา

ปะทุจากปากปล่องบนยอดภูเขาไฟ แต่พบไม่บ่อยที่ลาวาได้แตกทะลักออกมาทางด้านข้างปล่องและเล็ดลอดออกมาตามรอยแตกที่ได้พัฒนาตัวมาตามเขตพังทลายง่ายในเหล่าบรรดาลาวามีสมบัติทางเคมีและทางกายภาพต่างกัน และสมบัติเหล่านี้อาจสะท้อนถึงรูปแบบภูเขาไฟปะทุ นอกจากนี้องค์ประกอบทางเคมีขอu3591 .ลาวาก็มีอิทธิพลต่อความหนืด ซึ่งส่งผลกระทบอัตราและระยะทางในการไหลหลาก และยังผลต่อถึงรูปทรงกรวยภูเขาไฟได้เช่นกัน และจะทำให้มีบางสิ่งบนโครงสร้างผิวของหินที่เกิดขึ้น เมื่อหินที่หลอมเหลวแข็งตัว

เนื่องจากลาวามีลักษณะต่างกัน นักธรณีวิทยาได้จำแนกพวกนี้ออกเป็นสภาพกรด สภาพด่างและสภาพกลาง ลาวาสภาพกรดมีปริมาณซิลิกาสูง (ร้อยละ 65-75) มักมีความหนืดสูงและปะทุบ่อยลาวาสภาพด่างมีซิลิกาต่ำ (น้อยกว่าร้อยละ 50) ความหนืดน้อยและไม่ค่อยปะทุ เพราะแก๊สที่ละลายปนสามารถเล็ดลอดออกจากลาวาที่มีความเหลวมากกว่าได้ง่าย ลาวาสภาพกลางมีปริมาณซิลิกาอยู่ระหว่างสภาพกรดและด่าง ร้อยละ 50-60      องค์ประกอบของลาวาและวิธีการเย็นตัวลงและแข็งตัวบ่อยครั้งสะท้อนถึงโครงสร้างผิวของหิน บางครั้งลาวาทะลักขึ้นมามีแรงไม่พอ ทำให้ลาวาแข็งตัวรอบบ่อนั้นเกิดเป็น ลาวากรวยสาดกระเซ็น (spatter cone)   เมื่อลาวาหลากไหลบ่าไปบนพื้นผิวโลกมีการเย็นตัวลงและลดความดัน โดยยอมให้แก๊สที่กักอยู่เล็ดลอด แก๊สที่เล็ดลอดเหล่านี้ทำให้เกิดฟองอากาศ เมื่อลาวาเย็นตัวได้รูพรุนว่างเปล่า ลาวาปนกรวดภูเขาไฟแข็งขึ้น ประกอบด้วยรูขรุขระมากมาย เรียกว่า ตะกรันภูเขาไฟ(scoria) หากผิวลาวาปกคลุมด้วยแท่งหนามแหลมของตะกรันภูเขาไฟ เรียกว่า อาอา (aa) และลาวาที่มีผิวค่อนข้างเรียบแบบคลื่นหรือผิวเกลียว เรียกว่า ลาวาปาฮอยฮอย (pahoehoe) ทั้งสองพจน์นี้มีกำเนิดมาจากหมู่เกาะฮาวาย เป็นสถานที่พบแบบฉบับการเกิดขึ้นเป็นครั้งแรก

                                ภาพแสดง          ลาวากรวยสาดกระเซ็น สูงประมาณ 1 เมตร

3. ของแข็ง

หินอัคนีพุ โดยทั่วไปพบในรูป ลาวาหลาก (lava flow) ตามธรรมชาติคล้ายแผ่นหินแบน

อาจแผ่ปกคลุมได้หลายร้อยตารางกิโลเมตร และลึกเกือบกิโลเมตร ลาวาหลากเกิดร่วมกับภูเขาไฟและส่วนอื่นได้ไหลขึ้นมาตามรอยแตก มักแสดง แนวแตกเสาเหลี่ยม(columnar joint)  และยังมี

ก้อนขรุขระของตะกรันภูเขาไฟ นอกจากนี้วัสดุแข็งหลากหลาย ซึ่งอาจพ่นมาจากภูเขาไฟปะทุระเบิดและสสารนี้อาจมีขนาดตั้งแต่ฝุ่นละเอียดมากไปจนถึงก้อนหินมหึมาหนักหลายตัน หากของแข็งเหล่านี้แข็งตัวขึ้นเป็นหิน เรียกว่า ตะกอนภูเขาไฟ (pyroclastic) และหากอนุภาคลาวาปลิวว่อนในอากาศ จับตัวกันขึ้นเป็น เถ้าธุลีภูเขาไฟ (volcanic ash)  ฝุ่นภูเขาไฟ จนถึงก้อนวัสดุร่วน เรียกว่า ชิ้นส่วนภูเขาไฟ (tephra) ซึ่งลาวาแข็งได้หมุนควงแหวกอากาศ มีลักษณะวัตถุทรงกลมหรือยาวรี่คล้ายลูกสาลี ขนาดใหญ่กว่า64 มม. เรียกว่า บอมบ์ภูเขาไฟ (volcanic bomb) พบกระจัดกระจายตามเชิงเขาในภาคอีสานตอนใต้ของประเทศไทย เช่น เขาพนมรุ้ง เขากระโดง ภูอังคาร จังหวัดบุรีรัมย์ และหากมีลักษณะสะเก็ดเหลี่ยม เรียกว่า บล็อกภูเขาไฟ (volcanic block) หากมีขนาดประมาณ 2-64 มม. เรียกว่า มูลภูเขาไฟ (lapilli) (ภาพ ข) และเป็นเนื้อแก้วชนิดด่างเรียกว่า กรวดภูเขาไฟ (volcanic cinder)

ก                                                             ข                                                             ค            

ภาพ ก) เถ้าธุลีภูเขาไฟ ข) มูลภูเขาไฟ (จาก Murck et al., 1988) และ ค) บอมบ์ภูเขาไฟ ที่ภูอังคาร

          จังหวัดบุรีรัมย์

ภูมิลักษณ์จากปรากฏการณ์ภูเขาไฟ

ปรากฏการณ์ภูเขาไฟและการปะทุของลาวายังผลให้เกิดภูมิลักษณ์หลัก 4 แบบคือ ที่ราบสูง

บะซอลต์หรือที่ราบลาวา เทือกเขาภูเขาไฟ ก้อนกรวดภูเขาไฟและแอ่งภูเขาไฟรูปกระจาด (caldera)

       1.  ที่ราบสูงบะซอลต์หรือที่ราบลาวา (Plateau basalt or lava plain)

เกิดจากการปะทุลาวามหาศาลขึ้นมาตามรอยแตกและไหล่แผ่ซ่านเป็นชั้นเหนือพื้นผิวโลก

กลายเป็นที่ราบบะซอลต์กว้างไพศาล มีการสะสมหนา บางแห่งหนากว่า 1000 เมตร เช่น ที่ราบสูงแม่น้ำโคลัมเบีย ปกคลุมหลายมลรัฐในตะวันตกเฉียงเหนืออเมริกา (ภาพที่4-14) ที่ราบสูงเดคคาน (Deccanplateau) ของอินเดีย และทีราบสูงปาราเน (Parana) ในทวีปอเมริกาใต้

        2.  เทือกภูเขาไฟ

เทือกเขาเหล่านี้ประกอบด้วย ผลผลิตภูเขาไฟที่ปะทุออกจากกลางปล่องและจำแนกออก

เป็นกรวยภูเขาไฟระเบิดหรือ กรวยกรวดภูเขาไฟ (cinder cone) กรวยภูเขาไฟสลับชั้น (composite cone orcomposite volcano or stratovolcano) และ โดมลาวาภูเขาไฟ (lava dome) หรือ กรวยลาวาภูเขาไฟ (lava   cone) หรือ ภูเขาไฟรูปโล่ (shield volcano)กรวยภูเขาไฟระเบิดทั้งหลายเกิดขึ้นจากการปะทุระเบิดสืบต่อกันมาครั้งแล้วครั้งเล่า ชั้นเอียงเทของตะกอนภูเขาไฟทับถมรอบปากปล่องภูเขาไฟ ทำให้กรวยแบบนี้สูงกว่า 300 เมตร และมักเป็นผลจากการระเบิดภูเขาไฟเพียงครั้งเดียว

กรวยภูเขาไฟสลับชั้นเป็นภูเขาไฟที่มีความชัน ประกอบด้วยลาวาและวัสดุตะกอนภูเขาไฟที่ผุพัง

แบบผิวแผ่น เป็นหลักฐานแสดงถึงช่วงที่มีการสงบลงและการปะทุระเบิดสลับกัน ประกอบด้วย

หินหนืดพวกแอนดีไซต์ที่แทรกซอนขึ้นมาจากเปลือกโลก (ภาพที่ 4-15) เช่น ภูเขาไฟวิสุเวียส ในอิตาลีและฟูจิยามาในญี่ปุ่น (ภาพที่ 4-16 ก)

ภาพ หินหนืดที่แทรกขึ้นมาทำให้เกิดปรากฏการณ์ภูเขาไฟชนิดรูปโล่และสลับชั้น

(จาก Murck et al., 1997)

3. ปากปล่องภูเขาไฟ

คือที่ลุ่มรูปปล่องบนยอดภูเขาไฟทะลุไปถึงใจกลางที่เกิดการระเบิดขึ้น ปากปล่องส่วน

มากเกิดมาจากผลของปรากฏการณ์ภูเขาไฟระเบิด และเส้นผ่าศูนย์กลางไม่ควรเกิน 1.5 กิโลเมตร หรือมีความลึกเกินกว่าร้อยเมตรโดมลาวาภูเขาไฟหรือภูเขาไฟรูปโล่กว้างไพศาล มีความลาดน้อย ลักษณะแสดงผิวบนนูนมนน้อย ภูเขาไฟชนิดนี้ประกอบด้วยหินหนืดบะซอลต์หลากชนิดที่คลุกเคล้ากันมาก เกิดจากกลางปล่องหรือปะทุออกมาด้านข้างผ่านรอยแตก ขึ้นมาจากชั้นเนื้อโลก ได้แก่ ภูเขาไฟลูกใหญ่ของเกาะฮาวาย

4. แอ่งภูเขาไฟรูปกระจาด

เกือบเป็นรูปวงกลม ที่ลุ่มรูปแอ่งอยู่บนยอดภูเขาไฟและใหญ่กว่าปล่องภูเขาไฟมาก มีด้วยกัน

2 ชนิด คือ ชนิดแรกเป็นผลพวงมาจากปรากฏการณ์ระเบิดและอีกชนิดเป็นผลจากการยุบตัวหรือจม

ตัวลง แอ่งภูเขาไฟรูปกระจาดชนิดระเบิดมาจากผลของการระเบิดภูเขาไฟอย่างรุนแรง ทำให้ปริมาณหินมหาศาลเคลื่อนย้าย แอ่งภูเขาไฟรูปกระจาดที่ยุบตัวหรือจมตัวลงเป็นผลจากที่ส่วนบนของภูเขาไฟยุบตัวลง เนื่องจากหินหนืดที่พยุงไว้ได้อ่อนตัวลงทันควัน เชื่อว่าแอ่งภูเขาไฟรูปกระจาดอาจเกิดจากทั้งผลการระเบิดและยุบตัวลงก็ได้

และนานวันมีน้ำขังก็กลายมาเป็นทะเลสาบ ดังภาพ 

ภาพ   ทะเลสาบโอริกอน อยู่ในแอ่งภูเขาไฟรูปกระจาด ที่กว้าง 8 กิโลเมตร บนยอดภูเขาไฟ

            สลับชั้น (จาก Murck et al., 1997)

ภูเขาไฟฟูจิยามาที่สงบ (จาก De Blij & Muller, 1996)
 

ภูเขาไฟรูปโล่ในฮาวาย(จาก Plummer & McGeary, 1988)

พุแก๊ส พุน้ำร้อนและพุน้ำร้อนไกเซอร์

             ปรากฏการณ์บางอย่างซึ่งได้เกิดขึ้นร่วมกันในพื้นที่มีปรากฏการณ์ภูเขาไฟหรือปรากฏ

การณ์หินอัคนีอื่น ได้แก่ พุแก๊ส (fumarole) พุน้ำร้อน (hot spring) พุน้ำร้อนไกเซอร์ (geyser) มีราย

ละเอียดดังนี้

(1) พุแก๊ส

คือแก๊สและไอน้ำร้อนที่พวยพุ่งออกมาตามปล่องหรือรอยร้าวพื้นผิวโลก พุแก๊สบาง

แห่งในอิตาลีและนิวซีแลนด์มีปริมาณเพียงพอแก่การนำไปปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่วนพุแก๊สที่มีลักษณะแก๊สกำมะถันฟุ้งกระจายมาก เรียกว่า พุแก๊สไข่เน่า (solfataras)

 (2) พุน้ำร้อน

เกิดจากน้ำใต้ดินที่ไหลไปกระทบกับมวลขนาดใหญ่ของหินหนืดที่ยังร้อนระอุอยู่และอยู่

ใกล้ผิวดิน และมักมีรอยเลื่อนเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย ในประเทศไทยพุน้ำร้อนพบมากในภาคเหนือและภาคใต้ หลายแห่งพัฒนาขึ้นมาเป็นแหล่งท่องเที่ยวและสถานที่อาบน้ำร้อนเพื่อสุขภาพ บ่อน้ำร้อนในประเทศไทยที่มีชื่อ เช่น ที่อำเภอปาย จังหวัดแม่ฮองสอน ที่หาดส้มแป้น จังหวัดระนอง ที่โป่งกระทิง อำเภอสวนผึ้ง จังหวัดราชบุรี บ่อน้ำร้อนรัตนโกสัย อำเภอพุนพิน จังหวัดสุราษฎรธานี สระมรกต อำเภอคลองท่อมจังหวัดกระบี่ และ วัดเขาชัยสน อำเภอเขาชัยสน จังหวัดพัทลุง เป็นต้น

(3) พุน้ำร้อนไกเซอร์

เป็นพุน้ำชนิดพิเศษที่มีน้ำร้อนและไอน้ำร้อนพุ่งขึ้นเป็นลำสูงเป็นช่วงๆ เกิดขึ้นในพื้นที่มี

อุณหภูมิพื้นดินสูงผิดปกติ และมีรอยแตกเป็นแนวแคบยาวคล้ายกับที่เกิดในหินต่างๆ น้ำใต้ดินอยู่ลึกลงไปตามรอยแตกเหล่านี้มีความร้อนจนอุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือดของน้ำอาจเนื่องด้วยมีแรงดันขับให้น้ำขึ้นสู่ข้างบน น้ำขึ้นมาจึงมีความร้อนระอุและเดือด เรียกว่า โป่งเดือด เช่น ป่าแป๋ อำเภอ

แม่แตง จังหวัดเชียงใหม่ และหากมีแรงดันสูงมากก็เป็นสาเหตุให้น้ำที่ร้อนอยู่ข้างบนพุ่งขึ้นสูง และเมื่อหมดแรงดันก็หยุดชั่วขณะรอจนมีแรงดันพอก็พุ่งขึ้นมาใหม่สลับเป็นช่วงตลอดไป พบว่ามีพุน้ำร้อนไกเซอร์ร้อยกว่าแห่ง ที่มีชื่อเสียงได้แก่ อุทยานแห่งชาติ Yellow Stone มลรัฐไวโอมิง สหรัฐอเมริกา ไอซ์แลนด์ เกาะตอนเหนือของนิวซีแลนด์และญี่ปุ่น

ก)                                                                                            ข)

ภาพ    พุน้ำร้อนไกเซอร์ที่ ก) เยลโลสโตน และ ข) ไอซ์แลนด์ (จาก De Blij and Muller, 1996)