บทที่ 3

1. บทที่ 3 พื้นท้องมหาสมุทร Ocean Bottom

2. การศึกษาเกี่ยวกับลักษณะของพื้นท้องมหาสมุทรมีความสำคัญอย่างมากในการที่จะเข้าใจปรากฏการณ์ต่างๆที่เกิดขึ้นในมหาสมุทร ตัวอย่างเช่น การไหลเวียนของน้ำในมหาสมุทร การทับถมและการกระจายของตะกอนในมหาสมุทร

3. จากการศึกษาพื้นของมหาสมุทรในปัจจุบันทำให้มีการเปลี่ยนแปลงความเชื่อเดิมที่ว่าพื้นมหาสมุทรมีลักษณะเรียบปราศจากโครงสร้างใดๆ โดยพบว่าลักษณะของพื้นมหาสมุทรคล้ายกับโครงสร้างบนพื้นทวีปซึ่งจะมีภูเขา หุบเขา ที่ราบและหน้าผา ตลอดจนภูเขาไฟที่คุกรุ่นและดับแล้วเป็นจำนวนมาก

4. 3.1 วิธีการวัดความลึกของพื้นมหาสมุทร

5. การใช้สายหยั่งความลึกการใช้สายหยั่งความลึก เป็นวิธีการที่ใช้กันมาตั้งแต่สมัยเริ่มแรกโดยการวัดความลึก เป็นจุดๆวิธีการนี้จะใช้ได้ดีกับบริเวณที่มีความลึกไม่มากนัก รวมทั้งขณะทำการวัดกระแสน้ำและกระแสลมต้องไม่รุนแรง

6. การใช้เสียงสะท้อน (echo sounder)

7. ข้อจำกัดของวิธีการนี้คือข้อจำกัดของวิธีการนี้คือ • อาจมีความผิดพลาดในการวัดในกรณีที่มีคลื่นลมแรง • ความแตกต่างกันของอุณหภูมิ, ความเค็ม และความดันของชั้นน้ำต่างๆจะไปมีผลต่อความเร็วของเสียงในมหาสมุทรจึงจำเป็นจะต้องทราบถึงลักษณะการกระจายของมวลน้ำในมหาสมุทรด้วย ในทางปฏิบัติจะต้องใช้ค่าแก้ (correction) ซึ่งได้จากการรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับ มวลน้ำในบริเวณที่ทำการวัดความลึกมาปรับแก้กับค่าที่วัดได้

8. การใช้คลื่นสั่นสะเทือน (seismic wave)

10. 3.2 ขอบทวีป (continental margin)

11. หมายถึงแนวที่แบ่งขอบเขตระหว่างพื้นทวีปและมหาสมุทรเกณฑ์ที่ใช้ในการแบ่งคือ หมายถึงแนวที่แบ่งขอบเขตระหว่างพื้นทวีปและมหาสมุทรเกณฑ์ที่ใช้ในการแบ่งคือ • ระดับความลึกที่ 200 เมตร • อิทธิพลของน้ำจืดและตะกอนจากแผ่นดิน ขอบทวีปประกอบด้วยส่วนต่างๆดังต่อไปนี้

12. 1.ไหล่ทวีป (continental shelf) • โดยทั่วไปพื้นผิวของไหล่ทวีปมีความชันน้อยมากโดยเฉลี่ยเพียง 0.1 องศา ความลึกของน้ำเฉลี่ย 130 เมตรและมักไม่เกิน 200 เมตร

13. หินที่ประกอบกันเป็นไหล่ทวีปเป็นหินชนิดเดียวกันกับพื้นทวีป ตะกอนที่สะสมอยู่มาจากการพัดพาของแหล่งน้ำจากพื้นทวีปโดยจะอยู่ในสภาพที่ยังไม่แข็งตัวจึงถูกพัดพาให้เคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปสะสมยังที่อื่นได้โดยการกระทำของกระแสน้ำและคลื่น • ดังนั้นในบริเวณน้ำตื้น ใกล้ชายฝั่งตะกอนอาจสะสมตัวในลักษณะที่เป็นสันทรายหรือสันตะกอน ในขณะที่เขตที่น้ำลึกตะกอนอาจสะสมเป็นบริเวณกว้างค่อนข้างราบเรียบ

15. ความกว้างของไหล่ทวีปในแต่ละบริเวณจะแตกต่างกันตั้งแต่เกือบไม่มีเลยในบริเวณหมู่เกาะฮาวาย, กว้างไม่กี่กิโลเมตรเช่นชายฝั่งด้านตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ จนถึงกว้างประมาณ 1800 กิโลเมตรบริเวณนอกฝั่งไซบีเรีย โดยเฉลี่ยไหล่ทวีปจะมีความกว้างประมาณ 75 กิโลเมตร

16. 2.ลาดทวีป (Continental slope) • อยู่ถัดจากไหล่ทวีปออกไป มีความลึกโดยเฉลี่ยประมาณ 2,000 เมตรเลยบริเวณนี้ไปแล้วพื้นจะเอียงลาดเข้าสู่ส่วนลึกของมหาสมุทรโดยทั่วไปมีความชันเฉลี่ยประมาณ 3 องศา แต่บางแห่งอาจชันได้ถึง 50 องศา • เนื่องจากลาดทวีปเป็นบริเวณที่สูงชันจึงมีตะกอนสะสมอยู่น้อย

17. ลาดทวีปบางบริเวณจะพบหุบเขาใต้น้ำ (submarine canyon) ซึ่งมีลักษณะเป็นร่องลึกลงไปในลาดทวีปต่อกันเป็นทางยาวจนถึงรอยต่อกับส่วนที่เป็นพื้นมหาสมุทร บางแห่งแตกสาขาคดเคี้ยวคล้ายหุบเขาบนพื้นดิน • หุบเขาลึกใต้น้ำนี้มีพื้นที่หน้าตัดเป็นรูปตัว V ผนังทั้งสองข้างชันอาจลึกได้ถึง 1,200 เมตร

18. มีหุบเขาใต้ทะเลหลายแห่งที่ไม่ได้อยู่ในบริเวณที่สอดคล้องกับการมีปากแม่น้ำบนพื้นโลกแต่อย่างใด สาเหตุของการเกิดหุบเขาใต้น้ำในลักษณะนี้เชื่อว่ามาจากกระแสน้ำที่มีตะกอนขุ่นข้น (turbidity current) • turbidity current เป็นการเคลื่อนที่ของน้ำที่มีตะกอนเป็นองค์ประกอบเป็นจำนวนมากบนพื้นมหาสมุทร และตะกอนอาจมีกรวดทรายปะปนอยู่ด้วยจึงเกิดการกัดกร่อนบริเวณที่เคลื่อนผ่านเมื่อเวลาผ่านไปนานๆจึงอาจเกิดร่องลึกขึ้น

19. turbidity current บางแห่งเคลื่อนที่ได้ถึง 50 กิโลเมตรต่อชั่วโมง การเคลื่อนที่ของ turbidity current อาจทำให้เกิดความเสียหายแก่สิ่งก่อสร้างใต้น้ำได้เช่น การทำลายเคเบิลใต้น้ำเพื่อใช้ในการสื่อสารเป็นต้น

20. 3. สูงทวีป (continental rise) • เป็นบริเวณที่มีชั้นตะกอนสะสมอยู่หนาตั้งแต่บริเวณฐานของลาดทวีปแผ่กระจายลงสู่พื้นมหาสมุทร ส่วนใหญ่เป็นตะกอนที่ถูกพัดมาจาก turbidity current

21. ตะกอนที่สะสมตัวอยู่บนบริเวณนี้รวมถึงพื้นมหาสมุทรเรียกว่า turbidite พื้นที่บางแห่งจะถูกตะกอนปกคลุมหนาจนไม่เห็นความขรุขระของพื้นที่ที่มีโครงสร้างอื่นๆอยู่ • บางครั้งสูงทวีปอาจมีความกว้างถึง 600 กิโลเมตรและมีความชันน้อยกว่าลาดทวีปมากมีความชันเฉลี่ยประมาณ 1 องศา อยู่ที่น้ำลึกประมาณ 1,400-5,100 เมตร

22. 3.3 พื้นท้องมหาสมุทร

24. 1.แอ่งมหาสมุทร (ocean basin) • เป็นส่วนที่คล้ายหลุมลึกต่ำลงไปบริเวณพื้นท้องมหาสมุทร • พบได้ทั่วไปคิดเป็นเนื้อที่ประมาณ 29.8 เปอร์เซ็นต์ของผิวหน้าโลกทั้งหมด มีความลึกเฉลี่ยประมาณ 4,000-6,000 เมตร

25. แอ่งมหาสมุทรแต่ละแห่งจะถูกแยกโดยแนวสันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทรแอ่งมหาสมุทรแต่ละแห่งจะถูกแยกโดยแนวสันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทร • แอ่งมหาสมุทรที่สำคัญได้แก่ North Polar basin, North Pacific basin, Central Pacific basin, East Australian basin, Peru basin, Argentina basin และ Pacific-Antarctica basin

26. 2.แนวสันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทร (Mid-Ocean Ridge) • เป็นส่วนพื้นท้องมหาสมุทรที่มีความชันเพิ่มขึ้นอย่างกระทันหันเป็นแนวยาวต่อเนื่องกันอย่างมีระบบคล้ายแนวสันเขาพื้นทวีป • แนวสันเขาใต้น้ำมีความยาวทั้งหมดประมาณ 65,000 กิโลเมตรคิดเป็นความยาวประมาณ 1.5 เท่าของเส้นรอบวงของโลก กินเนื้อที่ประมาณ 22.1 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่มหาสมุทรทั้งหมด

27. ตามแนวของสันเขาจะมีหินบะซอลท์เกิดขึ้นตลอดเวลาทำให้แนวเขามีการแผ่ออกตลอดเวลาเป็นผลมาจากเกิดขึ้นใหม่ของเปลือกโลกตามแนวของสันเขาจะมีหินบะซอลท์เกิดขึ้นตลอดเวลาทำให้แนวเขามีการแผ่ออกตลอดเวลาเป็นผลมาจากเกิดขึ้นใหม่ของเปลือกโลก • ลักษณะของแนวสันเขาใต้น้ำขึ้นอยู่กับอัตราการแยกตัวของพื้นมหาสมุทร บางแห่งอาจสูงได้ถึง 1-4 กิโลเมตรจากพื้นมหาสมุทร ส่วนใหญ่ยอดของแนวสันเขาใต้น้ำต่ำกว่าผิวหน้าน้ำประมาณ 2.5 กิโลเมตร ความกว้างของแนวสันเขาจะต่างกันไปขึ้นอยู่กับอัตราการแยกตัวซึ่งจะอยู่ในช่วงระหว่าง 2,000-4,000 กิโลเมตร

28. ในแนวสันเขาที่มีภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่จะมีความกว้างมากกว่าบริเวณที่ไม่มีภูเขาไฟ แนวสันเขาที่มีความสูงมากๆอาจโผล่พ้นพื้นน้ำกลายเป็นเกาะ ตัวอย่างเช่นเกาะไอซ์แลนด์เป็นต้น แนวสันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทรเป็นแนวสันเขาที่วางตัวอยู่เกือบกึ่งกลางของมหาสมุทร

29. 2.1 แนวสันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทรแอตแลนติค (Mid-Atlantic Ridge) • เริ่มตั้งแต่ทางตะวันออกของเกาะกรีนแลนด์เรื่อยลงไปทางใต้อ้อมทวีปแอฟริกาแล้วไปเชื่อมกับแนวสันเขาใต้น้ำในมหาสมุทรอินเดียซึ่งบางครั้งเรียกส่วนนี้ว่า Atlantic-Indian Ridge

30. ตลอดแนวของตอนกลางจะมีหุบลึกเห็นได้ชัดเจนบางแห่งอาจกว้างได้ถึง 25-30 กิโลเมตร และมีความลึก 1-2 กิโลเมตร • สันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทรแอตแลนติคมีอัตราการเกิดแผ่นดินใหม่ค่อนข้างช้าคือประมาณ 1-2 เซนติเมตรต่อปี การสะสมของตะกอนในแนวสันเขามีไม่มากนัก

32. 2.2 แนวสันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทรแปซิฟิก (East Pacific Rise) • วางตัวค่อนไปทางพื้นทวีปอเมริกาใต้ และมีส่วนที่ทอดไปยังทวีปอเมริกาเหนือบริเวณอ่าวแคลิฟอร์เนีย

33. เป็นสันเขาที่แผ่ขยายออกอย่างรวดเร็วประมาณ 6-8 เซ็นติเมตรต่อปี พื้นผิวขรุขระน้อยกว่าแนวสันเขาในมหาสมุทรแอตแลนติค ความลึกจากผิวหน้าน้ำโดยเฉลี่ยประมาณ 2.7 กิโลเมตร • ตลอดแนวสันเขาใต้น้ำไม่มีภูเขาไฟหรือเกาะที่โผล่พ้นน้ำมากเหมือนในมหาสมุทรแอตแลนติค

34. 2.3 แนวสันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทรอินเดีย (Mid-Indian Ridge) • วางตัวออกจากทะเลแดงนอกคาบสมุทรอาระเบียส่วนต้นนี้มีชื่อเฉพาะว่า Carlsberg Ridge • จากนั้นแยกออกเป็นสองแนวแนวแรกจะบรรจบกับแนวสันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทรแอตแลนติค (Atlantic-Indian Ridge)

35. อีกแนวหนึ่งมุ่งไปทางใต้อ้อมทวีปออสเตรเลียไปเชื่อมกับแนวสันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทรแปซิฟิกบางครั้งเรียกสันเขาแนวนี้ว่า Pacific-Antarctic Ridge • รายละเอียดเกี่ยวกับแนวสันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทรอินเดียยังไม่เป็นที่ทราบกันมากนัก

36. 3.หุบเหวลึกในมหาสมุทร (Trench) • เป็นโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นหุบลึกลงไปในมหาสมุทรมีหน้าตัดเป็นรูปตัว V มักเกิดขึ้นตามขอบของแอ่งมหาสมุทร โดยเฉพาะทางด้านตะวันตกของมหาสมุทรแปซิฟิก • ความลึกโดยเฉลี่ยของเหวในมหาสมุทรประมาณ 8,000 เมตร จุดที่ลึกที่สุดจะอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิกคือ Mariana Trench ลึกประมาณ 11,000 เมตร

38. มหาสมุทรแอตแลนติค Peru-Chili Trench 8,400 m Aleutian Trench 8,100 m Kuril-Kamchatka Trench 10,500 m • มหาสมุทรแปซิฟิก Japan Trench 9,800 m Marianas Trench 11,000 m Philippines Trench 10,000 m Kermadec-Tonga Trench 10,800 m • มหาสมุทรอินเดีย Java Trench 7,400 m

39. 4.หมู่เกาะโค้ง (Island Arc) • เป็นลักษณะของหมู่เกาะที่เรียงตัวเป็นแนวโค้งเข้าหาแผ่นดินโดยมีเหวในมหาสมุทรเรียงตัวขนานไปกับหมู่เกาะโค้ง และมักมีแนวภูเขาไฟหรือภูเขาสูงทางด้านในของหมู่เกาะ

40. บริเวณนี้มีภูเขาไฟระเบิดและแผ่นดินไหวเกิดขึ้นอยู่เสมอ ส่วนใหญ่จะพบหมู่เกาะโค้งทางด้านตะวันตกของมหาสมุทรแปซิฟิกเช่นหมู่เกาะคูริล (Kuril Island Arc) • พื้นที่ที่อยู่ระหว่างหมู่เกาะโค้งและแผ่นดินจะเป็นทะเลภายในน้ำตื้นซึ่งจะมีตะกอนทับถมกันเป็นชั้นหนา ตะกอนที่ถูกพัดพามาจากพื้นทวีปจะถูกกักไว้จากส่วนโค้งหมู่เกาะไม่ถูกพัดต่อไปยังหุบเหวลึกในทะเล ดังนั้นจึงไม่พบตะกอนในหุบเหวลึกในทะเลมากนัก ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่สันนิษฐานว่ามหาสมุทรแปซิฟิกมีความลึกมากกว่ามหาสมุทรอื่นๆ

41. 5.ภูเขาไฟใต้น้ำ (Seamount) • อาจอยู่เดี่ยวๆหรือเป็นกลุ่มบนพื้นมหาสมุทร ส่วนที่สูงไม่เกิน 1,000 เมตรจากพื้นมหาสมุทร • ภูเขาไฟใต้น้ำที่อยู่เป็นกลุ่มอาจเป็นฐานของแนวสันเขาใต้น้ำ บางแห่งอาจตั้งอยู่หรือเคยตั้งอยู่บน hot spot บางแห่งอาจโผล่ขึ้นมาเหนือผิวหน้าน้ำกลายเป็นเกาะภูเขาไฟในมหาสมุทรได้เช่นหมู่เกาะฮาวายเป็นต้น

42. ภูเขาไฟที่โผล่พ้นผิวน้ำบางแห่งเมื่อเกิดระเบิดขึ้นยอดของมันจะหายไปลดความสูงลงจนถึงผิวหน้าน้ำจากการกระทำของกระแสน้ำ คลื่นและลม ต่อมาอาจจะมีการจมตัวลงจากการเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกทำให้กลายเป็นภูเขาที่มียอดแบนราบใต้น้ำ ภูเขาลักษณะดังกล่าวเรียกว่า กีโยต์ (guyot) หรือ Tablemount ส่วนใหญ่จะอยู่ต่ำกว่าผิวหน้าน้ำประมาณ 1,200-1,600 เมตร

44. 6. ที่ราบมหาสมุทร (Abyssal Plain) • เป็นบริเวณของพื้นท้องมหาสมุทรที่ค่อนข้างเรียบ อยู่ในระดับความลึกประมาณ 3,000-6,000 เมตร คิดเป็นเนื้อที่ประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของมหาสมุทรทั้งหมด • โดยทั่วไปมีตะกอนหนาปกคลุมและครอบคลุมอาณาบริเวณหลายร้อยตารางกิโลเมตร พบทั่วไปในทุกมหาสมุทร