นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาการแบ่งชั้นโลกตามโครงสร้างโลก โดยการใช้คลื่นไหวสะเทือน ซึ่งมี 2 ประเภทได้แก่ คลื่นปฐมภูมิ และคลื่นทุติยภูมิ
ประวัติลำดับการศึกษาโครงสร้างโลก
- นิวตัน (Newton) ค้นพบวิธีการคำนวณค่าความหนาแน่นเฉลี่ยของโลก และพบว่ามีค่าประมาณ 2 เท่าของความหนาแน่นของหินบนผิวโลก
- นักวิทยาศาสตร์สำรวจโครงสร้างโลก จากสิ่งที่ระเบิดออกมาจากภูเขาไฟ ซึ่งแสดงว่าบางบริเวณภายในโลกมีความร้อน และความดันที่หลอมเหลวหินได้
- มีการวัดอุณหภูมิในบริเวณเหมืองลึก และภายในหลุมเจาะ พบว่าอุณหภูมิภายในโลกสูงขึ้นตามระดับความลึกจากผิวโลก
ปัจจุบันยังไม่มีเทคโนโลยีใด ที่สามารถเก็บตัวอย่างและข้อมูลสภาพแวดล้อมภายในโลก ที่ระดับความลึกมากๆ ได้ แต่มนุษย์พยายามหาข้อมูลจากหลายๆ วิธี เช่น ศึกษาจากการเจาะสำรวจ การศึกษาชุดหินโอฟิโอไลต์ การศึกษาหินภูเขาไฟ การศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของอุกกาบาตที่ตกบนโลก ตัวอย่างหินจากดวงจันทร์ เป็นต้น หรือศึกษาสมบัติภายในโลกทางอ้อม จากคลื่นไหวสะเทือนที่เกิดจากแผ่นดินไหว คลื่นที่มนุษย์สร้างขึ้น และการวัดค่าแรงโน้มถ่วงบริเวณผิวโลก เป็นต้น
นักวิทยาศาสตร์ทราบลักษณะโครงสร้างโลกได้ จากการศึกษาข้อมูลคลื่นแผ่นดินไหว หรือที่เรียกว่า คลื่นไหวสะเทือน และศึกษาข้อมูลต่างๆ ที่ได้จากแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิด
คลื่นไหวสะเทือนเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านตัวกลาง และมีการส่งผ่านพลังงานผ่านอนุภาคของตัวกลาง อนุภาคของตัวกลางมีการเคลื่อนที่ แต่ไม่ได้เคลื่อนที่ตามคลื่นไปด้วย
คลื่นไหวสะเทือน แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่
1. คลื่นในตัวกลาง (Body wave)
เป็นคลื่นที่มีจุดกำเนิดอยู่ภายในโลก และเคลื่อนที่ผ่านโครงสร้างภายในโลก คลื่นในตัวกลางแบ่งเป็น 2 ชนิดได้แก่
- คลื่นปฐมภูมิ (Primary waves, P waves) มีลักษณะเป็นคลื่นตามยาว อนุภาคตัวกลางเคลื่อนที่ไปแนวเดียวกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางได้ทุกสถานะ มีความเร็วมากกว่าคลื่นทุติยภูมิ
- คลื่นทุติยภูมิ (Secondary waves, S waves) มีลักษณะเป็นคลื่นตามขวาง อนุภาคตัวกลางเคลื่อนที่ในทิศทางตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เคลื่อนที่ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น
2. คลื่นพื้นผิว (Surface wave)
เป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ตามแนวผิวโลกหรือใกล้ผิวโลก เมื่อคลื่นไหวสะเทือนเคลื่อนที่ผ่านส่วนต่างๆ ของโลก จะเกิดการหักเห สะท้อน บริเวณรอยต่อของชั้นโครงสร้างโลก ที่ประกอบด้วยหินหรือสารที่มีสมบัติแตกต่างกัน ทำให้สามารถแบ่งโครงสร้างโลกเป็นชั้นได้
เรียบเรียงโดย : ปิตุพร พิมพาเพชร
