เปลือกโลก การศึกษาจากแผนผังเปลือกโลกเพื่อวินิจฉัยเหตุแผ่นดินไหว

เปลือกโลก เมื่อวันที่ 15 มกราคม พ.ศ. 2565 ภูเขาไฟใต้ทะเลในตองกา ซึ่งเป็นประเทศเกาะที่ตั้งอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิกตอนใต้ ได้ปะทุขึ้นอย่างกะทันหันและรุนแรง ทำให้มีผู้บาดเจ็บและสูญเสียทางเศรษฐกิจและทรัพย์สินจำนวนมาก นับเป็นภัยธรรมชาติทางธรรมชาติที่ร้ายแรงอีกประการหนึ่ง ซึ่งเกิดจากการเคลื่อนตัวของชั้นเนื้อโลก มีมากกว่าหนึ่งประเทศที่ได้รับผลกระทบอย่างหนักจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ แต่ญี่ปุ่นเพื่อนบ้านเก่าของเราเป็นประเทศที่ได้รับผลกระทบบ่อยครั้ง

ตามสถิติที่ไม่สมบูรณ์ มีการตรวจพบแผ่นดินไหวมากกว่า 5,570,207 ครั้งใกล้กับทะเลตะวันออกเฉียงเหนือในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ตามรายงานของสื่อที่เกี่ยวข้อง นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมหาสมุทร และโลกของญี่ปุ่นกำลังมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในแผนการเจาะโลก คาดว่าในปี 2573 เรือเจาะชิคิวที่ล้ำหน้าที่สุดในโลก จะถูกนำมาใช้ในมหาสมุทรแปซิฟิกเพื่อเจาะเปลือกโลกและเข้าถึงชั้นเนื้อโลก

ยิ่งไปกว่านั้น ทีมงานได้ยื่นขอทุนสนับสนุนโครงการจากรัฐบาลญี่ปุ่นมูลค่า 60,000 ล้านเยน เหตุใดจึงต้องใช้กำลังคนและทรัพยากรจำนวนมากในการเจาะผ่านชั้นเปลือกโลก และเข้าถึงชั้นเนื้อโลก แล้วทำไมญี่ปุ่นถึงพยายามเจาะเปลือกโลก ในความรู้ทางภูมิศาสตร์ที่เราสามารถเรียนรู้ได้ รัศมีของโลกคือ 6,731 กิโลเมตร และโครงสร้างภายในสามารถแบ่งออกเป็น 3 ชั้น ซึ่งเปรียบเทียบเหมือนไข่ที่เรามักจะเห็น เปลือกโลกมีค่าเท่ากับเปลือกไข่ของไข่ เนื้อโลกมีค่าเท่ากับไข่ขาว และแกนโลกมีค่าเท่ากับไข่แดง

สถานที่ที่เราอาศัยอยู่ตอนนี้คือชั้นผิว เปลือกโลก ซึ่งประกอบด้วยชั้นหินแข็งเป็นส่วนใหญ่ มีความหนาประมาณ 3 ถึง 70 กิโลเมตร คิดเป็น 0.5 เปอร์เซ็นต์ ของปริมาตรโลกทั้งหมด และ 0.8 เปอร์เซ็นต์ ของปริมาตรทั้งหมด ในความเป็นจริง พื้นผิวของเปลือกโลกส่วนใหญ่แตกร้าว

ซึ่งประกอบด้วยบล็อกรูปร่างไม่สม่ำเสมอจำนวนมาก และภายนอกของเปลือกโลกแสดงสถานะขึ้นๆ ลงๆ ซึ่งทำให้ความหนาของมันแตกต่างกันไปด้วย จากการศึกษาพบว่า เช่นเดียวกับที่ราบสูงชิงไห่-ทิเบตของจีน ที่มีความหนาของเปลือกโลกมากกว่า 65 กิโลเมตร หรือที่เทือกเขาหิมาลัยมีความหนาถึง 78 กิโลเมตร

แต่ความหนาของเปลือกโลกที่ก้นทะเลมีน้อยกว่า 10 กิโลเมตรเท่านั้น ระหว่างการเคลื่อนตัวไปทางเหนือของแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรอินเดีย ทางเหนือถูกปิดกั้นโดยบล็อก ซึ่งทาริมและลุ่มน้ำไกดัมที่แข็ง ส่งผลให้เปลือกของที่ราบสูงชิงไห่-ทิเบตมีขนาดสั้นลงและหนาขึ้น อย่างไรก็ตาม เปลือกโลกส่วนหนึ่งของแผ่นมหาสมุทรอินเดียถูกมุดตัว และแทรกตัวอยู่ในแผ่นทวีปเอเชีย ทำให้เปลือกโลกซ้อนทับกัน ดังนั้น ความหนาของที่ราบสูงทิเบตจึงมีมาก

ในปี 2453 อันดริยา โมโฮโรวิชิช อดีตนักแผ่นดินไหววิทยาชาวยูโกสลาเวีย ค้นพบโดยบังเอิญว่าคลื่นแผ่นดินไหวหักเหลงไปใต้ดิน 50 กิโลเมตร เขาเชื่อว่าเขตการหักเหนี้เป็นรอยต่อระหว่างเปลือกโลกกับสารต่างๆ ที่อยู่ด้านล่างเปลือกโลก ต่อมาเพื่อเป็นการระลึกถึงเขา ผู้คนจึงตั้งชื่อส่วนต่อประสานนี้ว่า ส่วนต่อประสานโมโฮ ใต้เปลือกโลกเป็นชั้นกลางของโลกที่เรียกว่า แมนเทิล ซึ่งมีความหนาประมาณ 2,865 กิโลเมตร ส่วนใหญ่ประกอบด้วยวัสดุก่อตัวเป็นหินหนาแน่นเป็นชั้นที่ใหญ่ และใหญ่ที่สุดภายในโลก

ผลจากการแตกตัวของสารกัมมันตภาพรังสีในชั้นเนื้อโลก อุณหภูมิของเนื้อโลกทั้งหมดจึงสูงมาก ประมาณระหว่าง 1,000 องศาเซลเซียส ถึง 2,000 องศาเซลเซียส หรือ 3,000 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงพอที่จะละลายหินได้ ดังนั้น เนื้อโลกจึงเป็นสิ่งที่น่าจะเป็นแหล่งกำเนิดของหินหนืด และมีความกดอากาศสูงมากประมาณ 500,000 ถึง 1.5 ล้านชั้นบรรยากาศ ใต้ชั้นแมนเทิลคือแกนกลางซึ่งมีความหนาเฉลี่ยประมาณ 3,400 กิโลเมตร ปัจจุบันชั้นเนื้อโลกเป็นสถานที่ที่มนุษย์เรายังไปไม่ถึงและยังไม่สามารถสัมผัสได้

เรามักจะเห็นข่าวแผ่นดินไหวในญี่ปุ่นผ่านข่าวสดทางทีวีหรือสื่อโซเชียลต่างๆ อันที่จริง จุดประสงค์หลักของนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นในการเจาะเปลือกโลก คือเพื่อศึกษาแผ่นดินไหว เหตุใดจึงเกิดแผ่นดินไหวบ่อยครั้งในญี่ปุ่น สาเหตุหลักเกี่ยวข้องกับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ ญี่ปุ่นเป็นประเทศเกาะที่อยู่ตรงรอยต่อของแผ่นยูเรเชียและแผ่นแปซิฟิก นอกจากนี้ ยังเป็นเขตภูเขาไฟ และแผ่นดินไหวรอบมหาสมุทรแปซิฟิก

เนื่องจากการชนกันของแผ่นเปลือกโลกทั้ง 2 เปลือกโลกจึงมีการเคลื่อนไหว ดังนั้น ภูเขาไฟและแผ่นดินไหวของญี่ปุ่นจึงเกิดเหตุบ่อยครั้ง ตัวอย่างเช่น แผ่นดินไหว 3.11 ริกเตอร์ ในญี่ปุ่นมีความรุนแรงถึง 9.0 ริกเตอร์ แผ่นดินไหวครั้งนี้ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการบาดเจ็บล้มตายและการรั่วไหลของรังสีนิวเคลียร์เท่านั้น เนื่องจากเกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติบ่อยครั้ง เช่น แผ่นดินไหวและสึนามิในญี่ปุ่น นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นจึงกระตือรือร้นที่จะทำความเข้าใจเกี่ยวกับแผ่นดินไหวให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

กล่าวคือ เข้าใจว่าพื้นดินทำงานอย่างไร เพื่อให้ญี่ปุ่นสามารถบรรลุเทคโนโลยีป้องกันแผ่นดินไหว หรือป้องกันแผ่นดินไหวที่แม่นยำยิ่งขึ้นในอนาคต แต่มันไม่ง่ายเลยที่จะทำลายเปลือกโลก เราสามารถเรียนรู้ได้จากภาพยนตร์หรือสารคดีวิทยาศาสตร์ยอดนิยมว่า ยิ่งลึกลงไปเท่าไร อุณหภูมิก็ยิ่งสูงขึ้น และเครื่องเจาะธรรมดาไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงเช่นนี้ได้ เนื่องจากเนื้อโลกและแกนกลางประกอบด้วยหินหนืดโดยพื้นฐานและหินหนืดเป็นของเหลว

หากผิวเปลือกโลกเปิดออกจนถึงระดับเนื้อโลกจริงๆ ก็มีความเป็นไปได้สูงที่จะทำให้หินหนืดปะทุขึ้นทุกที่ จะก่อให้เกิดความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อสิ่งมีชีวิตตามธรรมชาติ จากการศึกษาทางทฤษฎีพบว่า อุณหภูมิจะสูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส ทุกๆ ความลึก 100 เมตรในชั้นผิวเปลือกโลก และเมื่อลึกลงไปมากกว่า 3 กิโลเมตร อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น 2.5 องศาเซลเซียส ทุกๆ ความลึก 100 เมตร 11 กิโลเมตร และอุณหภูมิความลึกสูงถึง 200 องศาเซลเซียส

โครงสร้างภายในของโลกนั้นซับซ้อนมาก และชั้นหินก็แข็งและลึกมาก การเจาะเปลือกโลกเพื่อศึกษาชั้นแมนเทิลไม่เพียงยากเท่านั้น แต่ยังต้องใช้ต้นทุนสูง และค่าแรงงานจำนวนมากอีกด้วย พวกเขาเลือกสถานที่ทางตอนเหนือของรัสเซีย ซึ่งมีอากาศหนาวจัด ตอนเริ่มแผนผู้คนมีความมั่นใจเต็มร้อย แต่เมื่อดำเนินการจริงกลับพบปัญหาที่คาดไม่ถึงมากมาย เช่น ตอนนี้เราสามารถโพสต์บนสื่อสังคมออนไลน์ต่างๆ บางตำนานนั้นสยองมาก เช่นเรื่องขั้นตอนการเจาะดินพบได้ทางอินเทอร์เน็ต

บทความที่น่าสนใจ : หนู การถูกรุกรานจากหนูและผลกระทบที่มีความเกี่ยวข้องต่อระบบนิเวศ