การบอกอายุของชั้นหินหรือฟอสซิล

การบอกอายุเชิงเปรียบเทียบ และการบอกอายุเป็นตัวเลข (การบอกอายุสมบูรณ์)

ตลอดเวลาที่ผ่านมานานหลายศตวรรษ ที่มนุษย์เราพยายามที่จะคำนวณหาอายุของโลก ที่เป็นตัวเลขจำนวนปี อายุของโลกที่เป็นจำนวนปีนั้น บ่งบอกถึงเวลาที่เกิดเหตุการณ์ต่างๆที่ผ่านมาในประวัติศาสตร์ เช่น มีการสาบสูญของไดโนเสาร์เมื่อ 65 ล้านปีมาแล้ว การศึกษาและความรู้เรื่องกัมมันตภาพรังสีในปัจจุบันทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถนำความรู้นี้มาใช้ในการคำนวณหาอายุของสารประกอบชนิดต่างๆของหินได้อย่างแม่นยำ ดังนั้นเราจึงสามารถทราบถึงอายุของหินหลายอย่างที่เป็นตัวแทนเหตุการณ์ในอดีตที่สำคัญๆที่ได้เคยเกิดขึ้นกับโลกของเรา ซึ่งก่อนการค้นพบเรื่องราวของกัมมันตรังสีนั้น นักธรณีวิทยาไม่สามารถที่จะบอกอายุโลกเป็นจำนวนปีได้ เพียงแต่บอกอายุเชิงเปรียบเทียบ ได้เท่านั้น โดยหลักแล้ว การบอกอายุของหินเชิงเปรียบเทียบ นั้นเป็นการบอกลำดับการเกิดของหินที่พบต่างๆ ว่าหินชนิดใดเกิดก่อน ชนิดใดเกิดเป็นที่2 ที่3 ดังนี้เป็นต้น แต่ก็ไม่ใช่ว่าการบอกอายุเชิงเปรียบเทียบไม่มีประโยชน์ เพราะทำให้เราได้มีข้อมูลที่เป็นประโยชน์ว่าเหตุการณ์ใดในอดีตมีลำดับการเกิด ก่อน หลังกันอย่างไร ในปัจจุบันการการบอกอายุเชิงเปรียบเทียบยังเป็นที่นิยมใช้กันอยู่อย่างกว้างขวางในหมู่นักวิทยาศาสตร์ โดยการค้นพบวิธีที่สามารถบอกอายุเป็นตัวเลขได้เข้ามาช่วยเสริมเทคนิคการบอกอายุเชิงเปรียบเทียบ

หลักการการบอกอายุเชิงเปรียบเทียบ

การกำหนดแนวทางการบอกอายุเชิงเปรียบเทียบ ต้องอาศัยการค้นพบหลักการพื้นฐานบางอย่าง ในปี ค.ศ. 1669 (พ.ศ. 2212) นักธรณีวิทยาชาวเดนมาร์ค ชื่อ นิโคลัส สตีโน ได้คิดค้น กฎแห่งการเรียงตัวซ้อนกันของชั้นหินตะกอน (law of superposition) มีหลักการที่ว่าถ้าหากไม่มีสิ่งใดมาเปลี่ยน หรือกลับชั้นหินตะกอนที่เรียงซ้อนตัวกันอยู่นั้น หินที่มีอายุมากที่สุดจะวางตัวอยู่ชั้นล่างสุด หินที่มีอายุอ่อนกว่าจะเรียงตัวอยู่ด้านบน นอกจากนี้สตีโนยังได้ค้นพบ หลักแห่งการเกิดตามแนวขนาน (principle of original horizontality) ที่มีหลักง่ายๆ ว่าชั้นหินตะกอนส่วนใหญ่จะมีการเกิดแบบแนวนอน ดังนั้นถ้าชั้นหินที่พบมีลักษณะเป็นแนวนอนแบนราบ ก็สามารถอนุมานได้ว่าชั้นหินดังกล่าวไม่เคยถูกรบกวน และคงอยู่ในสภาพที่มันได้เกิดขึ้นแต่แรกนั้น อย่างไรก็ตามถ้าหากชั้นหินที่พบมีการหักพับงอเป็นมุม แสดงว่าชั้นหินนี้ เคยมีการเคลื่อนที่ไปจากตำแหน่งเดิมด้วยปรากฏการณ์ที่รุนแรงอย่างใดอย่างหนึ่งมาแล้ว อีกหลักการที่สำคัญในการบอกอายุเชิงเปรียบเทียบอีกหลักคือ กฎของความสัมพันธ์ในการตัดผ่านชั้นหิน (principle of cross-cutting relationships) โดยกล่าวว่าเมื่อเกิดรอยเลื่อนตัดผ่านชั้นหินหรือมีแมกมาแทรก และตกผลึกอยู่ภายในชั้นหินก็สามารถบอกได้ว่ารอยเลื่อน หรือการแทรกซอนที่เกิดขึ้นนั้นมีอายุน้อยกว่าชั้นหิน

การผนวกกันและรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง

การผนวกกันของหินมีส่วนช่วยให้นักธรณีวิทยา หาอายุเปรียบเทียบของหินได้อย่างมาก การผนวกกันนี้ หมายถึงการที่หินก้อนหนึ่งถูกหุ้มด้วยหินอีกก้อนหนึ่ง โดยพื้นฐานแล้วหินมวลที่เป็นตัวหุ้มจะมีอายุน้อยกว่าหินก้อนใน เมื่อชั้นหินกำเนิดตัวขึ้นโดยไม่ถูกรบกวนเป็นเวลานานมากๆ เราเรียกว่าการเป็นเนื้อเดียวกัน อย่างไรก็ดีในประวัติศาสตร์ที่ผ่านมาของโลกนั้น การเกิดชั้นหินตะกอนจะถูกรบกวนครั้งแล้วครั้งเล่า การที่ชั้นหินถูกรบกวนแต่ละครั้งนี้เรียกว่าการเกิดรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง รอยชั้นไม่ต่อเนื่องนี้เกิดขึ้นจากชั้นหินที่เกิดก่อตัวขึ้นมาอย่างยาวนานหยุดการเกิดการสะสม โดยมีการยกตัวของเปลือกโลกรวมทั้งการเกิดการกัดกร่อน ทำให้รูปแบบเดิมของหินมีการเคลื่อนที่เปลี่ยนแปลงไป การเปลี่ยนแปลงทำให้ชั้นหินเกิดรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง(unconformity) ซึ่งนับเป็นสิ่งที่สำคัญเพราะทำให้เราได้ทราบเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาที่เคยเกิดขึ้นกับโลกในอดีต

รอยชั้นไม่ต่อเนื่อง (unconformity) นั้นมีอยู่ด้วยกัน 3 ชนิด ชนิดที่รู้จักกันแพร่หลายคือ รอยชั้นไม่ต่อเนื่องแบบมุม หรือ angular unconformity ที่ประกอบด้วยชั้นหินที่พับหรืองอตัว และมีชั้นหินที่มีอายุน้อยกว่าเรียงเป็นชั้นแบนราบปกคลุมอยู่ รอยชั้นไม่ต่อเนื่องชนิดที่สอง ที่เป็นแบบทั่วๆ ไปแต่เป็นที่รู้จักน้อยกว่าแบบแรกคือ รอยชั้นไม่ต่อเนื่องแบบขนาน หรือ disconformity ที่เกิดจากชั้นของหินที่เกิดขึ้นทั้งที่เกิดก่อน และทั้งชั้นหินใหม่ที่เกิดขึ้นจะวางตัวขนานกัน รอยชั้นหินไม่ต่อเนื่องชนิดที่สามคือ รอยชั้นไม่ต่อเนื่องบนชั้นหินต่างชนิด หรือ nonconformity กรณีนี้มีการเปลี่ยนแปลงแยกหินแปร หรือหินอัคนีที่อายุมากกว่าออกจากชั้นหินที่มีอายุน้อยกว่า หินอัคนีที่เกิดขึ้นก่อนอยู่ด้านล่าง การยกตัว และการกัดกร่อนอย่างรุนแรงของหินอัคนีนั้น ทำให้เกิดการสะสมตัวของหินเป็นชั้นหินใหม่ขึ้นบนชั้นหินอัคนีเดิมจนเกิด เป็นรอยชั้นหินไม่ต่อเนื่องบนชั้นหินต่างชนิด

Content Provided by :
Vancouver School Board

Powered by :
NSTDA Online Learning Project

เผยแพร่ : ณาดาร์ หมื่นชล
กลุ่มพัฒนาระบบสารสนเทศ (พร.)
กองระบบและบริหารข้อมูลเชิงยุทธศาสตร์การอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (กรข.)
สํานักงานปลัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม

Social Media
Facebook : stkcsociety
Twitter : stkcsociety
Tiktok : stkcsociety
Youtube channel : STKC Society