วันนี้เป็นวัน ครบรอบวันเกิดปีที่ 374 นิโคลัส สเตโน ( Nicolas Steno ) นักธรณีวิทยาชาวเดนมาร์ก ผู้ค้นพบหลักหลักและกฏทางธรณีวิทยาที่สำคัญ ได้แก่
กฎการซ้อนทับ
Nicolas Steno เป็นกฎหนึ่งที่มีความสำคัญทางธรณีวิทยา โดยกล่าวไว้ว่า “เมื่อเราพบเห็นตะกอนของหินตะกอน หรือหินภูเขาไฟวางตัวเป็นชั้นๆ ชั้นหินที่แก่กว่าจะอยู่ด้านล่างของชั้นหินที่อ่อนกว่าเสมอ ถ้าบริเวณนั้นไม่ถูกรบกวนโดยกระบวนการธรณีแปรสัณฐานซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงชั้น หินจนเกิดการพลิกตลบกลับได้
กฎการวางตัวแนวราบ
Nicolas Steno เช่นเดียวกันกับกฏการซ้อนทับ โดยกล่าวไว้ว่า “ระนาบชั้นหินภายในหินตะกอนในตอนแรกจะวางตัวในแนวราบเสมอ”
กฎการซ่อนตัวของชั้นหิน
Nicolas Steno กล่าวไว้ว่า “ที่บริเวณขอบของชั้นหิน จะพบการหายไปของชั้นหิน ทำให้เห็นหินโผล่ออกมา ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องมีคำอธิบายว่าเป็นเพราะอะไร เช่น จากการกร่อน จากการคดโค้ง จากการเลื่อนหรือจากภูเขาไฟ ฯลฯ
ธรณีประวัติ
1.อายุทางธรณีวิทยา เป็นอายุที่เกี่ยวกับการเกิดของโลกทุกอย่างที่อยู่ใต้ผิวดินจะเกี่ยวข้องกับธรณีวิทยาทั้งสิ้น จึงต้องมีการให้อายุเพื่อลำดับขั้นตอน เหตุการณ์ ว่าหิน ดิน แร่ ซากดึกดำบรรพ์ที่พบใต้ผิวโลก (จากการเจาะสำรวจ) หรือโผล่บนดินเกิดในช่วงใดเพื่อจะได้หาความสัมพันธ์และเทียบเคียงกันได้ มีหน่วยเป็นล้านปี อายุทางธรณีวิทยานอกจากเป็นตัวเลขแล้ว ยังมีชื่อเรียกซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ชื่อตามชื่อสถานที่ทางภูมิศาสตร์ที่มีการพบซากดึกดำบรรพ์ การศึกษาหาอายุทางธรณีวิทยา หาได้ 2 ลักษณะ คือ
1.1อายุเทียบสัมพันธ์หรืออายุเปรียบเทียบ เป็นช่วงระยะเวลาอายุทางธรณีวิทยาโดยศึกษาจากชั้นหินหรือลำดับชั้นหิน ลักษณะทางธรณีวิทยาหรือเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาอื่นๆ โดยนำมาเปรียบเทียบสัมพันธ์ซึ่งกันและกันกับดรรชนีต่างๆ รายงานวิชาการอื่นๆ ที่พบในชั้นหิน เช่น หาจากซากดึกดำบรรพ์ต่างๆ ที่พบอยู่ในหินว่าเป็นสกุลและชนิดใด เป็นต้น ซึ่งศาสตร์นี้ต้องเกิดจากการสั่งสมประสบการณ์และความเชี่ยวชาญสูง ซึ่งแทนที่จะบ่งบอกเป็นจำนวนปี
ตัวอย่าง ชั้นหินที่อยู่ล่างจะเกิดก่อนชั้นหินที่วางทับอยู่ เรียกกฎนี้ว่า "กฎการลำดับชั้น" (Law of Super- position) ผู้ตั้งกฎนี้คือ นิโคลัส สตีโน (Nicolaus Steno) และ "การที่หินอัคนีที่แทรกตัดเข้าไปในหินอีกชนิด หินอัคนีที่แทรกไปนี้จะมีอายุอ่อนกว่าหินที่ถูกตัด" เรียกกฎนี้ว่า "กฎความสัมพันธ์ของการตัด" (Law of Cross-cutting Relationship)
เวลาสัมบูรณ์ (absolute time) หาได้จากอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี หรือธาตุไอโซโทปซึ่งมีอะตอมของธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสต่างกัน ซึ่งเป็นธาตุที่ไม่มีเสถียรภาพ จะสลายตัวและปล่อยอนุภาคออกมา เวลาที่ใช้ไปในการทำให้อะตอมของธาตุที่มีอยู่เดิมสลายไปครึ่งหนึ่งเรียกว่า "ครึ่งชีวิต" (half life) โดยธาตุสุดท้ายที่เหลือจากการสลายตัวคือธาตุตะกั่ว เนื่องจากทราบอัตราการสลายตัวของธาตุที่แน่นอนในแต่ละธาตุ นักวิทยาศาสตร์จึงนำมาใช้คำนวณหาอายุสัมบูรณ์ของหินที่มีธาตุกัมมันตรังสี อายุที่ได้ถือว่าเป็นเวลาสัมบูรณ์ ธาตุที่นิยมใช้ได้แก่ ยูเรเนียม ทอเรียม โพแทสเซียม และคาร์บอน ซึ่งมักพบในแร่และหินมากน้อยต่างกัน จากงานวิจัยทำให้ทราบค่าเฉลี่ยของธาตุไอโซโทปเหล่านี้ว่าปกติมีปริมาณเท่าใด
คุณสมบัติของธาตุกัมมันตรังสีที่เหมาะในการใช้หาอายุจะต้อง
1. มีอัตราการสลายตัวที่สม่ำเสมอ
2. มีครึ่งชีวิตที่นานพอสมควร
3. ควรเป็นธาตุที่พบทั่วไปในวัสดุที่เป็นเปลือกโลก
ธาตุกัมมันตรังสีที่นิยมใช้หาอายุหิน มียูเรเนียม 238 ซึ่งมีครึ่งชีวิตถึง 4.51พันล้านปี ธาตุสุดท้ายที่ได้จากการสลายตัวคือตะกั่ว โพแทสเซียม 40 มีครึ่งชีวิต 1.31 พันล้านปี และพบมากในหินอัคนี
กรณีต้องการหาอายุซากพืช-สัตว์ นิยมใช้ คาร์บอน-14 ซึ่งมีครึ่งชีวิต 5568 ปี ส่วนใหญ่ใช้หาอายุวัตถุโบราณ ซึ่งมีอายุสูงสุดประมาณ 40,000 ปี (ไม่เกิน 100,000 ปี) คาร์บอน-14 ที่พบในธรรมชาติเกิดจากรังสีคอสมิกชนนิวเคลียสของธาตุไนโตรเจน หลัง จากนั้นจะกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และเข้าสู่วงจรคาร์บอน ผู้ค้นพบวิธีหาอายุแบบนี้คือ ดร.ดับเบิลยู. เอฟ.ลิบบี
Nicolas Steno เป็นกฎหนึ่งที่มีความสำคัญทางธรณีวิทยา โดยกล่าวไว้ว่า “เมื่อเราพบเห็นตะกอนของหินตะกอน หรือหินภูเขาไฟวางตัวเป็นชั้นๆ ชั้นหินที่แก่กว่าจะอยู่ด้านล่างของชั้นหินที่อ่อนกว่าเสมอ ถ้าบริเวณนั้นไม่ถูกรบกวนโดยกระบวนการธรณีแปรสัณฐานซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงชั้น หินจนเกิดการพลิกตลบกลับได้
กฎการวางตัวแนวราบ
Nicolas Steno เช่นเดียวกันกับกฏการซ้อนทับ โดยกล่าวไว้ว่า “ระนาบชั้นหินภายในหินตะกอนในตอนแรกจะวางตัวในแนวราบเสมอ”
กฎการซ่อนตัวของชั้นหิน
Nicolas Steno กล่าวไว้ว่า “ที่บริเวณขอบของชั้นหิน จะพบการหายไปของชั้นหิน ทำให้เห็นหินโผล่ออกมา ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องมีคำอธิบายว่าเป็นเพราะอะไร เช่น จากการกร่อน จากการคดโค้ง จากการเลื่อนหรือจากภูเขาไฟ ฯลฯ
ธรณีประวัติ
1.อายุทางธรณีวิทยา เป็นอายุที่เกี่ยวกับการเกิดของโลกทุกอย่างที่อยู่ใต้ผิวดินจะเกี่ยวข้องกับธรณีวิทยาทั้งสิ้น จึงต้องมีการให้อายุเพื่อลำดับขั้นตอน เหตุการณ์ ว่าหิน ดิน แร่ ซากดึกดำบรรพ์ที่พบใต้ผิวโลก (จากการเจาะสำรวจ) หรือโผล่บนดินเกิดในช่วงใดเพื่อจะได้หาความสัมพันธ์และเทียบเคียงกันได้ มีหน่วยเป็นล้านปี อายุทางธรณีวิทยานอกจากเป็นตัวเลขแล้ว ยังมีชื่อเรียกซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ชื่อตามชื่อสถานที่ทางภูมิศาสตร์ที่มีการพบซากดึกดำบรรพ์ การศึกษาหาอายุทางธรณีวิทยา หาได้ 2 ลักษณะ คือ
1.1อายุเทียบสัมพันธ์หรืออายุเปรียบเทียบ เป็นช่วงระยะเวลาอายุทางธรณีวิทยาโดยศึกษาจากชั้นหินหรือลำดับชั้นหิน ลักษณะทางธรณีวิทยาหรือเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาอื่นๆ โดยนำมาเปรียบเทียบสัมพันธ์ซึ่งกันและกันกับดรรชนีต่างๆ รายงานวิชาการอื่นๆ ที่พบในชั้นหิน เช่น หาจากซากดึกดำบรรพ์ต่างๆ ที่พบอยู่ในหินว่าเป็นสกุลและชนิดใด เป็นต้น ซึ่งศาสตร์นี้ต้องเกิดจากการสั่งสมประสบการณ์และความเชี่ยวชาญสูง ซึ่งแทนที่จะบ่งบอกเป็นจำนวนปี
ตัวอย่าง ชั้นหินที่อยู่ล่างจะเกิดก่อนชั้นหินที่วางทับอยู่ เรียกกฎนี้ว่า "กฎการลำดับชั้น" (Law of Super- position) ผู้ตั้งกฎนี้คือ นิโคลัส สตีโน (Nicolaus Steno) และ "การที่หินอัคนีที่แทรกตัดเข้าไปในหินอีกชนิด หินอัคนีที่แทรกไปนี้จะมีอายุอ่อนกว่าหินที่ถูกตัด" เรียกกฎนี้ว่า "กฎความสัมพันธ์ของการตัด" (Law of Cross-cutting Relationship)
เวลาสัมบูรณ์ (absolute time) หาได้จากอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี หรือธาตุไอโซโทปซึ่งมีอะตอมของธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสต่างกัน ซึ่งเป็นธาตุที่ไม่มีเสถียรภาพ จะสลายตัวและปล่อยอนุภาคออกมา เวลาที่ใช้ไปในการทำให้อะตอมของธาตุที่มีอยู่เดิมสลายไปครึ่งหนึ่งเรียกว่า "ครึ่งชีวิต" (half life) โดยธาตุสุดท้ายที่เหลือจากการสลายตัวคือธาตุตะกั่ว เนื่องจากทราบอัตราการสลายตัวของธาตุที่แน่นอนในแต่ละธาตุ นักวิทยาศาสตร์จึงนำมาใช้คำนวณหาอายุสัมบูรณ์ของหินที่มีธาตุกัมมันตรังสี อายุที่ได้ถือว่าเป็นเวลาสัมบูรณ์ ธาตุที่นิยมใช้ได้แก่ ยูเรเนียม ทอเรียม โพแทสเซียม และคาร์บอน ซึ่งมักพบในแร่และหินมากน้อยต่างกัน จากงานวิจัยทำให้ทราบค่าเฉลี่ยของธาตุไอโซโทปเหล่านี้ว่าปกติมีปริมาณเท่าใด
คุณสมบัติของธาตุกัมมันตรังสีที่เหมาะในการใช้หาอายุจะต้อง
1. มีอัตราการสลายตัวที่สม่ำเสมอ
2. มีครึ่งชีวิตที่นานพอสมควร
3. ควรเป็นธาตุที่พบทั่วไปในวัสดุที่เป็นเปลือกโลก
ธาตุกัมมันตรังสีที่นิยมใช้หาอายุหิน มียูเรเนียม 238 ซึ่งมีครึ่งชีวิตถึง 4.51พันล้านปี ธาตุสุดท้ายที่ได้จากการสลายตัวคือตะกั่ว โพแทสเซียม 40 มีครึ่งชีวิต 1.31 พันล้านปี และพบมากในหินอัคนี
กรณีต้องการหาอายุซากพืช-สัตว์ นิยมใช้ คาร์บอน-14 ซึ่งมีครึ่งชีวิต 5568 ปี ส่วนใหญ่ใช้หาอายุวัตถุโบราณ ซึ่งมีอายุสูงสุดประมาณ 40,000 ปี (ไม่เกิน 100,000 ปี) คาร์บอน-14 ที่พบในธรรมชาติเกิดจากรังสีคอสมิกชนนิวเคลียสของธาตุไนโตรเจน หลัง จากนั้นจะกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และเข้าสู่วงจรคาร์บอน ผู้ค้นพบวิธีหาอายุแบบนี้คือ ดร.ดับเบิลยู. เอฟ.ลิบบี
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น