วิทยาศาสตร์น่ารู้: ทฤษฏีการกำเนิดโลก

ทฤษฏีการกำเนิดโลก

Posts filed under

ความคิดเกี่ยวกับการกำเนิดของโลกมีมากมายแต่สามารถแบ่งเป็น 2 ทฤษฎีหลักๆ ได้แก่ ทฤษฎีเนบูลา (nebular)และต่อมาได้พัฒนาเป็นทฤษฎีโปรโตแพลเนต(protoplanet)และทฤษฎีพลาเนตติซิมัล (planetesimal) (ภาพที่ 2 และ 3)

1. ทฤษฎีเนบูลา (nebularhypothesis)ทฤษฎีโปรโตแพลเนต (protoplanet)อธิบายว่าสารที่เป็นต้นกำเนิดของดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์เป็นกลุ่มของเนบูลาซึ่งประกอบด้วยแก๊สและฝุ่นในท้องฟ้า ต่อมากลุ่มเนบูลาเหล่านี้ได้หดตัวและเกิดการหมุนขึ้นอย่างช้าๆ ในระยะแรก และทวีความเร็วขึ้นในระยะหลังทำให้เกิดจุดศูนย์กลางและมีวงแหวนหมุนรอบจุด ศูนย์กลางได้มวลสารรวมกันเป็นดวงอาทิตย์ขึ้นตรงจุดศูนย์กลาง การหดตัวเนื่องจากแรงดึงดูดนี้ทำให้เกิดความร้อนขึ้น กลุ่มแก๊สแต่ละกลุ่ม แต่ละวงแหวนได้ก่อกำเนิดเป็นดาวเคราะห์บริวารของดวงอาทิตย์ กรณีนี้โลกอายุเท่ากับดวงอาทิตย์

การกำเนิดโลกตามทฤษฎีเนบูลา (nebular hypothesis)

ภาพที่ 1แสดงการกำเนิดโลกตามทฤษฎีเนบูลา

ทฤษฎีโปรโตแพลเนต กล่าวว่าในอวกาศมีกลุ่มหมอก ฝุ่นละออง และแก๊ส ลอยอยู่ ซึ่งต่อมาเกิดการหดตัวด้วยแรงดึงดูดของมวลของตัวเอง เกิดการรวมตัวกันเข้าสู่ศูนย์กลางหลายจุดซึ่งเป็นอิสระต่อกัน แต่ในที่สุดจุดศูนย์กลางเหล่านั้นถูกบีบอัดเข้าด้วยกันจนกลายเป็นดวงอาทิตย์ และมีสสารแยกตัวออกเป็นแผ่นบางๆ เหมือนจานลอยอยู่โดยรอบดวงอาทิตย์ แรงเสียดทานภายในจานดังกล่าวทำให้เกิดการไหลคล้ายกระแสน้ำวนในจาน ทำให้จานแตกแยกตัวออกเป็นมวลที่อัดแน่น เรียกว่าโปรโตแพลเนต (protoplanet) หลายๆ ชิ้น ซึ่งในที่สุดกลายเป็นดาวเคราะห์ต่างๆ รวมทั้งโลกด้วย สำหรับส่วนที่หลุดออกไปนอกวงโคจรจะกลายเป็น ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์น้อย

2. ทฤษฎีพลาเนตติซิมัล (planetesimal hypothesis) อธิบายว่าโลกแยกตัวจากดวงอาทิตย์ โดยเกิดจากการโคจรผ่านเข้ามาของดาวขนาดใหญ่มากดวงหนึ่ง แรงดึงดูดของดาวดวงนี้ได้ดึงเอาส่วนหนึ่งของดวงอาทิตย์แยกออกไปเกิดเป็นดาว เคราะห์ต่างๆ ขึ้น กรณีนี้โลกของเรามีอายุน้อยกว่าดวงอาทิตย์

ภาพที่ 2 ทฤษฎีเนบูลา

ภาพที่ 3 ทฤษฎีพลาเนตติซิมัล

ภาพที่ 4 แสดงจุดกำเนิดโลก

ตั้งแต่โลกถือกำเนิดขึ้นมาจากการรวมกันของฝุ่นและแก๊สที่อยู่ตอน ปลายของเกลียวด้านหนึ่งของกาแล็กซี กลุ่มแก๊ส หมอก และละอองฝุ่นเหล่านั้นได้เคลื่อนเข้ามารวมกันเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปี และมีการปลดปล่อยพลังงานในรูปความร้อนประมาณ 5,000 องศาเซลเซียส เกิดการหลอมรวมกันเป็นโลก และหลังจากนั้นโลกได้ใช้เวลาร่วม 100 ล้านปีในการคายความร้อน เพื่อจะทำให้เย็นตัวลง ส่วนของเหล็ก และนิเกิล ที่อยู่ในรูปของธาตุแร่ร้อนที่มีน้ำหนักมากความหนาแน่นสูงกว่าธาตุอื่นๆ ได้จมตัวลงไปสู่ศูนย์กลางกลายเป็นแก่นโลก (core) โดยแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ แก่นโลกชั้นใน มีรัศมีประมาณ 1,278 กิโลเมตร และแก่นโลกชั้นนอกความหนาประมาณ 2,200กิโลเมตร ส่วนธาตุที่มีน้ำหนักเบากว่าส่วนมากจะมีธาตุซิลิกอนและอะลูมิเนียมเป็นองค์ ประกอบ จะถูกยกให้เคลื่อนขึ้นสู่ตอนบนและพื้นผิวและแข็งตัวเป็นเปลือกโลก (crust) ซึ่งมีความหนาประมาณ 5-40 กิโลเมตร และชั้นเนื้อโลก (mantle) ซึ่งอยู่ระหว่างชั้นแก่นโลกกับเปลือกโลกเป็นมวลของหินร้อนมีความหนาประมาณ 2,885 กิโลเมตร ดังภาพที่ 5 และความร้อนภายในโลกส่วนใหญ่จะถูกปลดปล่อยด้วยการนำพาขึ้นสู่เปลือกโลกจาก การเกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิด

การที่นักวิทยาศาสตร์ รู้ว่าภายในโลกของเรามีโครงสร้างดังเช่นที่กล่าวมาข้างต้น ส่วนหนึ่งได้จากการที่ลาวาจากภูเขาไฟได้นำพาหินชั้นเนื้อโลกขึ้นมาสู่ผิวโลกให้เราเห็น ซึ่งส่วนหนึ่งเราได้ข้อมูลจากการวัดคลื่นสะท้อนที่เกิดจากแผ่นดินไหว ซึ่งนับเป็นประโยชน์ของแผ่นดินไหวข้อเดียวที่ทำให้เรารู้จักโครงสร้างภายในของโลกของเราดีขึ้น