แผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน แผ่นธรณีทวีปเคลื่อนที่ออกจากกัน ภาพที่ 1 แผ่นธรณีทวีปเคลื่อนที่ออกจากกัน แผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่ออกจากกัน ภาพที่ 2 แผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่ออกจากกัน
อายุหินและสนามแม่เหล็ก ภาพที่ 3 การเคลื่อนที่ของแก่นโลกเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็กโลก เมื่อแมกมาโผล่ขึ้นจากชั้นฐานธรณีภาค กลายเป็นลาวาหินบะซอลต์ไหลบนพื้นผิวโลก อะตอมของธาตุเหล็กที่มีอยู่ในแร่แมกนีไทต์ จะถูกเหนี่ยวนำให้เรียงตัวตามทิศทางของสนามแม่เหล็กโลก ภาพที่ 4 แสดงให้เห็นว่า ลาวาชั้นล่างมีอายุเก่ากว่าลาวาชั้นบน เพราะเกิดขึ้นมาก่อน ขณะที่ลาวาไหลออกมาจากปล่องภูเขาไฟ มันจะบันทึกทิศทางของเส้นแรงแม่เหล็กโลกในยุคสมัยนั้น ซึ่งจะเห็นได้ว่าเส้นแรงแม่เหล็กโลกสลับทิศทางไปมาในทุกๆ หลายแสนปี เนื่องจากสนามแม่เหล็กโลกสลับขั้วไปมา ภาพที่ 4 เส้นแรงแม่เหล็กโลกสลับขั้วในลาวาภูเขาไฟ ในทำนองเดียวกัน เมื่อแผ่นธรณีมหาสมุทรแยกออกจากกัน ลาวาที่ไหลออกมาก็จะบันทึกทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกในยุคนั้นๆ ภาพที่ 5 แสดงให้เห็นว่า เปลือกโลกเคลื่อนที่ออกจากแหล่งกำเนิดในอัตราเฉลี่ย 10 กิโลเมตรต่อล้านปี หรือ 1 เซนติเมตรต่อปี เปลือกโลกบริเวณใกล้รอยแยกมีอายุน้อยกว่าเปลือกโลกที่อยู่ห่างออกไป เส้นแรงแม่เหล็กโลกสลับทิศทางไปมาในทุกๆ หลายแสนปี ภาพที่ 5 เส้นแรงแม่เหล็กโลกสลับขั้วในลาวาพื้นมหาสมุทร แผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน รอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน (Covergent plate boundary) เกิดขึ้นในบริเวณที่แผ่นธรณีปะทะกันซึ่งเรียกว่า "เขตมุดตัว" (Subduction zone) ซึ่งมักจะทำให้เกิดแผ่นดินไหวอย่างรุนแรง โดยมีจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวอยู่ในระดับลึก เนื่องจากแผ่นธรณีด้านหนึ่งมุดตัวลงสู่ชั้นฐานธรณีแล้วหลอมละลาย หากแนวปะทะเกิดขึ้นใต้มหาสมุทร น้ำทะเลในบริเวณโดยรอบจะเคลื่อนที่จมเข้าหากันแล้วสะท้อนกลับ ทำให้เกิดคลื่นสึนามิ รอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากันมี 3 รูปแบบคือ แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกัน แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีทวีป และแผ่นธรณีทวีปชนกัน
แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกัน แผ่นธรณีมหาสมุทรเกิดขึ้นและเคลื่อนที่ออกจากจุดกำเนิด บริเวณรอยต่อที่แผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน แรงขับดันจากเซลล์การพาความร้อน (Convection cell) ในชั้นฐานธรณีภาค ทำให้แผ่นธรณีมหาสมุทรสองแผ่นเคลื่อนที่ปะทะกัน ดังภาพที่ 1 แผ่นธรณีที่มีอายุมากกว่า มีอุณหภูมิต่ำกว่า และมีความหนาแน่นมากกว่า จะจมตัวลงในเขตมุดตัว ทำให้เกิดร่องลึกก้นสมุทร (Mid oceanic trench) เมื่อแผ่นธรณีจมตัวลง เปลือกมหาสมุทรและเนื้อโลกชั้นบนสุดซึ่งมีจุดหลอมเหลวต่ำจะหลอมละลายเป็นหินหนืด ซึ่งมีความหนาแน่นต่ำกว่าเนื้อโลกในชั้นฐานธรณีภาค จึงลอยตัวขึ้นดันพื้นผิวโลกให้เกิดเป็นหมู่เกาะภูเขาไฟรูปโค้ง (Volcanic island arc) เรียงตัวขนานกับแนวร่องลึกก้นสมุทร บรรดาหินปูนซึ่งเกิดจากสิ่งมีชีวิตใต้ทะเล เช่น ปะการัง เป็นตะกอนคาร์บอนเนตมีจุดเดือดต่ำ เมื่อถูกความร้อนจะเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ลอยตัวสูงขึ้นปลดปล่อยออกทางปล่องภูเขาไฟ ทำให้เกิดการหมุนเวียนของวัฏจักรคาร์บอนและธาตุอาหาร ตัวอย่างหมู่เกาะภูเขาไฟที่เกิดขึ้นด้วยกระบวนการนี้ ได้แก่ หมู่เกาะฟิลิปปินส์ และ หมู่เกาะญี่ปุ่น ภาพที่ 1 แผ่นธรณีมหาสมุทรปะทะกัน แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีทวีป แผ่นธรณีมหาสมุทรเป็นหินบะซอลต์ มีความหนาแน่นมากกว่าแผ่นธรณีทวีปซึ่งเป็นหินแกรนิต เมื่อแผ่นธรณีทั้งสองปะทะกัน แผ่นธรณีมหาสมุทรจะจมตัวลงและหลอมละลายเป็นหินหนืด เนื่องจากหินหนืดมีความหนาแน่นน้อยกว่าเนื้อโลกในชั้นฐานธรณีภาค มันจึงยกตัวขึ้นดันเปลือกโลกทวีปให้กลายเป็นเทือกเขาสูง เกิดแนวภูเขาไฟเรียงรายตามชายฝั่ง ขนานกับร่องลึกก้นสมุทร ดังภาพที่ 2 ตัวอย่างเทือกเขาที่เกิดขี้นด้วยกระบวนการนี้ ได้แก่ เทือกเขาแอนดีส บริเวณชายฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ ภาพที่ 2 แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีทวีป
แผ่นธรณีทวีปชนกัน แผ่นธรณีทวีปมีความหนามากกว่าแผ่นธรณีมหาสมุทร ดังนั้นเมื่อแผ่นธรณีทวีปปะทะกัน แผ่นหนึ่งจะมุดตัวลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค อีกแผ่นหนึ่งจะถูกยกเกยสูงขึ้น กลายเป็นเทือกเขาที่สูงมาก เป็นแนวยาวขนานกับแนวปะทะ ดังภาพที่ 3 ตัวอย่างเทือกเขาสูงที่เกิดขึ้นด้วยกระบวนการนี้ ได้แก่ เทือกเขาหิมาลัย ในประเทศเนปาล, เทือกเขาแอลป์ ในทวีปยุโรป ภาพที่ 3 แผ่นธรณีทวีปชนกัน แผ่นธรณีเคลื่อนที่ผ่านกัน สันเขาใต้สมุทร (Mid oceanic ridge) เป็นบริเวณที่แมกมาโผล่ขึ้นมาแล้วดันแผ่นธรณีให้แยกออกจากกัน เนื่องจากแผ่นธรณีมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน สันเขาใต้สมุทรจึงไม่สามารถต่อยาวเป็นแนวเดียว ทว่าเยื้องสลับกันคล้ายรอยตะเข็บ ด้วยเหตุนี้แผ่นธรณีที่เพิ่งเกิดขึ้นมาใหม่จึงเคลื่อนที่สวนทางกัน ในแนวตั้งฉากกับสันเขาใต้สมุทร เกิดเป็นรอยเลื่อนทรานสฟอร์ม (Transform fault) ดังภาพที่ 1 ปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดแผ่นดินไหวในระดับตื้น มีความรุนแรงปานกลาง ถ้าเกิดขึ้นบนแผ่นดินจะทำให้ถนนขาด สายน้ำเปลี่ยนทิศทางการไหล หรือทำให้เกิดหน้าผาและน้ำตก ภาพที่ 1 รอยเลื่อนทรานส์ฟอร์ม ภาพที่ 2 รอยเลื่อนซานแอนเดรีย (ที่มา: Superstock) |