บทที่3 ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา

แผ่นดินไหว

แผ่นดินไหว (Earthquake) เป็นปรากฏารณ์ธรรมชาติซึ่งเกี่ยวเนื่องกับกระบวนธรณีแปรสัณฐาน (Plate Tectionics) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อหินเปลือกโลกเคลื่อนที่หรือสั่นสะเทือนและคายพลังงานออกมา ซึ่ง สามารถอุปมาอุปมัยได้เหมือนกับการดัดไม้บรรทัด เมื่อเราใช้มือจับปลายไม้บรรทัดทั้งสองข้างแล้วดัดให้โค้งงออย่างช้าๆ จนเกิดความเค้น (Stress) ไม้บรรทัดจะเกิดความเครียด (Strain) ภายใน แม้ว่าจะอ่อนตัวให้โค้งตามแรงที่เราดัด แต่ก็จะคืนตัวทันทีที่เราปล่อยมือ และถ้าหากเราออกแรงดัดมากเกินไป พลังงานซึ่งสะสมอยู่ภายในจะเค้นให้ไม้บรรทัดนั้นหัก และปลดปล่อยพลังงานอย่างฉับพลัน ทำให้เกิดแรงสั่นสะเทือนและเสียง หินในเปลือกโลกก็มีคุณสมบัติดังเช่นไม้บรรทัด เมื่อแผ่นธรณีกระทบกัน แรงกดดันหรือแรงเสียดทานจะทำให้หินที่บริเวณขอบของแผ่นธรณีเกิดความเค้นและ ความเครียด สะสมพลังงานไว้ภายใน เมื่อหินแตกหรือหักก็จะปลดปล่อยพลังงานออกมา ทำให้ให้เกิดการสั่นสะเทือนเป็นแผ่นดินไหว  แผ่นดินไหวมักเกิดขึ้นในบริเวณรอยต่อของแผ่นธรณี เนื่องจากเป็นบริเวณที่เกิดกระบวนการธรณีแปรสัณฐาน 3 ลักษณะ ดังภาพที่ 1

ภาพที่ 1 รอยต่อของแผ่นธรณี

• แผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน (Divergent boundaries) แมกมาจากชั้นฐานธรณีภาคดันให้แผ่นธรณีโก่งตัวอย่างช้าๆ จนแตกเป็นหุบเขาทรุด (Rift valley) หรือสันเขาใต้สมุทร (Oceanic Ridge) ทำให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดเบาที่ระดับตื้น (ลึกจากพื้นผิวน้อยกว่า 70 กิโลเมตร) เช่นบริเวณกลางมหาสมุทรแอตแลนติก
• แผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent boundaries) การชนกันของแผ่นธรณีสองแผ่นในแนวมุดตัว(Subduction zone) ทำให้แผ่นที่มีความหนาแน่นมากกว่าจมตัวลงตัวสู่ชั้นฐานธรณีภาค การปะทะกันเช่นนี้ทำให้เกิดแผ่นดินไหวอย่างรุนแรงที่ระดับลึก (300 – 700 กิโลเมตร) และหากเกิดขึ้นในมหาสมุทรก็จะทำให้เกิดคลื่นสึนามิ เช่น สันเขาใต้สมุทรใกล้เกาะสุมาตรา และ เกาะฮอนชู ประเทศญี่ปุ่น
• แผ่นธรณีเคลื่อนที่ผ่านกัน (Transform fault) ทำให้เกิดแรงเสียดทานของหินเปลือกโลก แม้ว่าแผ่นธรณีจะเคลื่อนที่ผ่านกันด้วยความเร็วเพียงปีละประมาณ 3 - 6 เซนติเมตร แต่เมื่อเวลาผ่านไป 100 ปี ก็จะเคลื่อนที่ได้ระยะทาง 3 - 6 เมตร ซึ่งถ้าหากหินคืนตัว ก็จะสามารถปลดปล่อยพลังงานมหาศาลได้ ดังเช่น รอยเลื่อนซานแอนเดรียส์ก็เคยทำลายเมืองซานฟรานซิสโกประเทศสหรัฐอเมริกา จนประสบความเสียหายหนักเมื่อปี พ.ศ.2449

นอกจากบริเวณรอยต่อของแผ่นธรณีแล้ว แผ่นดินไหวยังเกิดขึ้นที่บริเวณจุดร้อน (Hot spot) ที่ซึ่งแมกมาลอยตัวขึ้นจากเนื้อโลกตอนล่างแล้วทะลุเปลือกโลกขึ้นมากลายเป็น ภูเขาไฟรูปโล่ เช่น เกาะฮาวาย ที่กลางมหาสมุทรแปซิฟิก และ เกาะไอซ์แลนด์ ที่ตอนบนของมหาสมุทรแอตแลนติก

ภาพที่ 2 แผนที่แสดงความลึกของจุดศูนย์เกิดแผ่นดินไหว

คลื่นไหวสะเทือน

แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนตัวของชั้น หินในเปลือกโลก เมื่อชั้นหินกระทบกันทำเกิดคลื่นไหวสะเทือน (Seismic waves) เราเรียกจุดกำเนิดของคลื่นไหวสะเทือนว่า "ศูนย์เกิดแผ่นดินไหว" (Focus) และเรียกตำแหน่งบนผิวโลกที่อยู่เหนือจุดกำเนิดของคลื่นแผ่นดินไหวว่า "จุดเหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหว" (Epicenter)​ ซึ่งมักจะใช้อ้างอิงด้วยพิกัดละติจูด/ลองจิจูด เมื่อเกิดแผ่นดินไหวจะเกิดคลื่นไหวสะเทือน 2 แบบ คือ คลื่นในตัวกลาง และคลื่นพื้นผิว

 คลื่นในตัวกลาง (Body wave) เดิน ทางจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหว ผ่านเข้าไปในเนื้อโลกในทุกทิศทาง ในลักษณะเช่นเดียวกับคลื่นเสียงซึ่งเกินทางผ่านอากาศในทุกทิศทาง คลื่นในตัวกลางมี 2 ชนิด คือ คลื่นปฐมภูมิ (P wave) และ คลื่นทุติยภูมิ (S wave) 

• คลื่นปฐมภูมิ (P wave) เป็นคลื่นตามยาวที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางนั้นเกิดการเคลื่อนไหวแบบอัดขยายในแนวเดียวกับที่คลื่นส่งผ่านไป คลื่นนี้สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เป็นคลื่นที่สถานีวัดแรงสั่นสะเทือนสามารถรับได้ก่อนชนิดอื่น โดยมีความเร็วประมาณ 6 – 7 กิโลเมตร/วินาที
• คลื่นทุติยภูมิ (S wave) เป็นคลื่นตามขวางที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลางโดยอนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวตั้งฉากกับทิศทางที่คลื่นผ่าน มีทั้งแนวตั้งและแนวนอน คลื่นชนิดนี้ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น ไม่สามารถเดินทางผ่านของเหลว คลื่นทุติยภูมิมีความเร็วประมาณ 3 – 4 กิโลเมตร/วินาที

คลื่นพื้นผิว (Surface wave) เดิน ทางจากจุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหว (Epicenter) ไปทางบนพื้่นผิวโลก ในลักษณะเดียวกับการโยนหินลงไปในน้ำแล้วเกิดระลอกคลื่นบนผิวน้ำ คลื่นพื้นผิวเคลื่อนที่ช้ากว่าคลื่นในตัวกลาง คลื่นพื้นผิวมี 2 ชนิด คือ คลื่นเลิฟ (L wave) และคลื่นเรย์ลี (R wave)

• คลื่นเลิฟ (L wave) เป็นคลื่นที่ทำให้อนุภาคของตัวกลางสั่นในแนวราบ โดยมีทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น ดังภาพที่ 3 สามารถทำให้ถนนขาดหรือแม่น้ำเปลี่ยนทิศทางการ

• คลื่นเรย์ลี (R wave) เป็นคลื่นที่ทำให้อนุภาคตัวกลางสั่น ม้วนตัวขึ้นลงเป็นรูปวงรี ในแนวดิ่ง โดยมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของคลื่น ดังภาพที่ 4 สามารถทำให้พื้นผิวแตกร้าว และเกิดเนินเขา ทำให้อาคารที่ปลูกอยู่ด้านบนเกิดความเสียหาย

ขนาดและความรุนแรง

  ขนาดของแผ่นดินไหว หมายถึง จำนวนหรือปริมาณของพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวในแต่ละ ครั้ง การหาค่าขนาดของแผ่นดินไหวทำได้โดยวัดความสูงของคลื่นแผ่นดินไหวที่บันทึก ได้ด้วยเครื่องตรวดวัดแผ่นดินไหว แล้วคำนวณจากสูตรการหาขนาด ซึ่งคิดค้นโดย ชาลส์ ฟรานซิส ริกเตอร์ และนิยมใช้หน่วยวัดขนาดของแผ่นดินไหวคือ "ริกเตอร์"

    ความรุนแรงของแผ่นดินไหว (อังกฤษ: Intensity) ที่เกิดขึ้นในแต่ละครั้งนั้นขึ้นอยู่กับความรุนแรงที่รู้สึกได้มากน้อยเพียง ใด และขึ้นอยู่กับระยะทางจากศูนย์กลางแผ่นดินไหว ความเสียหายจะเกิดขึ้นในบริเวณใกล้เคียงกับศูนย์กลางแผ่นดินไหว และจะลดหลั่นลงไปตามระยะทางที่ห่างออกไป ดังนั้น การสูญเสียจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความรุนแรงของแผ่นดินไหวโดยตรง สำหรับการวัดขนาดของแผ่นดินไหวมีหลายวิธี เช่น มาตราวัดขนาดของแผ่นดินไหวแบบริกเตอร์ และแบบเมอร์แคลลี่

มาตราริกเตอร์

ขนาดและความสัมพันธ์ของขนาดโดยประมาณกับความสั่นสะเทือนใกล้ศูนย์กลาง

ริกเตอร์	ความรุนแรง	ลักษณะที่ปรากฏ
1 - 2.9	เล็กน้อย	ผู้คนเริ่มรู้สึกถึงการมาของคลื่น มีอาการวิงเวียนเพียงเล็กน้อยในบางคน
3 - 3.9	เล็กน้อย	ผู้คนที่อยู่ในอาคารรู้สึกเหมือนมีอะไรมาเขย่าอาคารให้สั่นสะเทือน
4 - 4.9	ปานกลาง	ผู้ที่อาศัยอยู่ทั้งภายในอาคาร และนอกอาคาร รู้สึกถึงการ สั่นสะเทือน วัตถุห้อยแขวนแกว่งไกว
5 - 5.9	รุนแรง	เครื่องเรือน และวัตถุมีการเคลื่อนที่
6 - 6.9	รุนแรงมาก	อาคารเริ่มเสียหาย พังทลาย
7.0 ขึ้นไป	รุนแรงมาก	เกิดการสั่นสะเทือนอย่างมากมาย ส่งผลทำให้อาคารและสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ เสียหายอย่างรุนแรง แผ่นดินแยก วัตถุบนพื้น ถูกเหวี่ยงกระเด็น

มาตราเมร์กัลลี

 อันดับที่และลักษณะความรุนแรงโดยเปรียบเทียบ

เมร์กัลลี	ลักษณะที่ปรากฏ
I.	อ่อนมาก ผู้คนไม่รู้สึก ต้องทำการตรวจวัดด้วยเครื่องมือเฉพาะทางเท่านั้น
II.	คนที่อยู่ในตึกสูง ๆ เริ่มรู้สึกเพียงเล็กน้อย
III.	คนในบ้านเริ่มรู้สึก แต่คนส่วนใหญ่ยังไม่รู้สึก
IV.	ผู้อยู่ในบ้านรู้สึกว่ามีอะไรบางอย่างมาทำให้บ้านสั่นเบา ๆ
V.	คนส่วนใหญ่รู้สึก ของเบาในบ้านเริ่มแกว่งไกว
VI.	คนส่วนใหญ่รู้สึก ของหนักในบ้านเริ่มแกว่งไหว
VII.	คนตกใจ สิ่งก่อสร้างเริ่มมีรอยร้าว
VIII.	อาคารธรรมดาเสียหายอย่างมาก
IX.	สิ่งก่อสร้างที่ออกแบบไว้อย่างดีตามหลักวิศวกรรม เสียหายมาก
X.	อาคารพัง รางรถไฟงอเสียหาย
XI.	อาคารสิ่งก่อสร้างพังทลายเกือบทั้งหมด ผิวโลกปูดนูนและเลื่อนเป็นคลื่นบน พื้นดินอ่อน
XII.	ทำลายหมดทุกอย่าง มองเห็นเป็นคลื่นบนแผ่นดิน

แนวการเกิดแผ่นดินไหวของโลก

นักธรณีวิทยาพบว่า ตำแหน่งศูนย์เกิดแผ่นดินไหวสัมพันธ์กับแนวรอยต่อของแผ่นธรณีภาค แนว รอยต่อเหล่านี้เป็นแนวรอยต่อของแผ่นธรณีภาคที่ยังมีการเคลื่อนที่ทั้งการชนและการมุดกันที่เป็นผลทำให้เกิดแผ่นดินไหว แนวรอยต่อที่สำคัญที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหวมีอยู่ 3 แนว ดังนี้
5.1 แนวรอยต่อที่เกิดล้อมรอบมหาสมุทรแปซิฟิก เป็นบริเวณขอบมหาสมุทรแปซิฟิกทั้งหมดจัดเป็นบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวค่อนข้างรุนแรงและมากที่สุด คิดเป็นร้อยละ 80 ของการเกิดแผ่นดินไหวทั่วโลก เรียกว่าวงแหวนแห่งไฟ (ring of fire) ได้แก่ ประเทศญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์ ด้านตะวันตกของเม็กซิโก และด้านตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา
5.2 แนวรอยต่อภูเขาแอลป์ในทวีปยุโรปและภูเขาหิมาลัยในทวีปเอเซีย เป็นแหล่งที่เกิด แผ่นดินไหวประมาณร้อยละ 15 ได้แก่ บริเวณประเทศพม่า อัฟกานิสถาน อิหร่าน ตุรกี และแถบทะเลเมดิเตอร์เรเนียนในยุโรป แผ่นดินไหวในบริเวณนี้มีศูนย์เกิดแผ่นดินไหวระดับตื้นและลึกปานกลาง
5.3 แนวรอยต่อบริเวณแนวสันกลางมหาสมุทรต่างๆ ของโลก ได้แก่ บริเวณเทือกเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก แนวสันเขาใต้มหาสมุทรอินเดีย และอาร์กติก เป็นแหล่งที่เกิดแผ่นดินไหวร้อยละ 5 ศูนย์เกิดแผ่นดินไหวบริเวณนี้อยู่ที่ระดับตื้นและเกิดเป็นแนวแคบๆ
แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่ไม่สามารถตรวจสอบล่วงหน้าได้ การเกิดแผ่นดินไหวเกือบทุกครั้งที่ผ่านมามักมีความรุนแรงในระดับที่ก่อให้เกิดความสูญเสียทั้งชีวิตและทรัพย์สินไม่มากก็น้อย นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าปรากฏการณ์แผ่นดินไหวจะมีแนวโน้มรุนแรงเพิ่มขึ้นในอนาคต และคาดหวังว่าในอนาคตมนุษย์สามารถคิดเทคโนโลยีที่จะตรวจสอบการเกิดแผ่นดินไหวล่วงหน้าเพื่อเป็นการเตือนภัยหรือเตรียมการป้องกันได้

ภูเขาไฟ 

      ภูเขาไฟเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ทรงพลังที่สุดของธรรมชาติ และเป็นสิ่งที่หล่อหลอมโลกของเรานับ ตั้งแต่จุดเริ่มต้น นี่คือความกราดเกรี้ยวอย่างสุดขีดของธรรมชาติภูมิประเทศทั่วทุกหนแห่งล้อมรอบไปด้วยเปลวไฟ การปะทุเพียงครั้งเดียวก็ทำให้ฟ้ามืดไปทั่วทั้งทวีป และเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศไปนานหลายร้อยปีการปะทุครั้งร้ายแรงที่สุดของภูเขาไฟ มีพลังงานมากกว่าอาวุธ นิวเคลียร์ทุกชนิดในปี 1815 เถ้าจากภูเขาไฟ แทมโบรา ได้สร้างให้เกิดภาพพระอาทิตย์ตกดินสีแดงฉานไปทั่วโลกนานถึง 3 ปี การปะทุที่ใหญ่กว่านั้นปิดกั้นลำแสงจากดวงอาทิตย์ไปนานหลายสิบปี สร้างให้เกิดความหายนะต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศโลกและทำให้สายพันธุ์สัตว์ต้องพบกับการสูญพันธุ์ 

การเกิดภูเขาไฟ!!

    เกิดจากหินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกถูกแรงดันอัดให้แทรกรอยแตกขึ้นสู่ผิวโลก โดยมีแรงปะทุหรือแรงระเบิดเกิดขึ้น

     สิ่งที่พุ่งออกมาจากภูเขาไฟเมื่อภูเขาไฟระเบิดก็คือ หินหนืด ไอน้ำ ฝุ่นละออง เศษหินและแก๊สต่างๆ โดยจะพุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟ (หินหนืดถ้าถูกพุ่งออกมาจากบนพื้นผิวโลกเรียกว่า ลาวา แต่ถ้ายังอยู่ใต้ผิวโลกเรียกว่า แมกมา)

      บริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟ แนวรอยต่อระหว่างเพลตจะเป็นบริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟได้มากที่สุด โดยเฉพาะบริเวณที่มีการมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก ใต้พื้นมหาสมุทรลงไปสู่บริเวณใต้เปลือกโลกที่เป็นส่วนของทวีป เพราะเปลือกโลกแผ่นเปลือกโลกที่มุดตัวลงไปจะถูกหลอมกลายเป็นหินหนืด จึงแทรกตัวขึ้นมาบริเวณผิวโลกได้ง่ายกว่าบริเวณอื่น บริเวณที่อยู่ห่างจากรอยต่อระหว่างเปลือกโลก ก็อาจเกิดภูเขาไฟได้เช่นกัน ซึ่งเกิดขึ้นโดยกระบวนการที่หินหนืดถูกดันขึ้นมาตามรอยแยกในชั้นหิน

      ตัวอย่างเช่น นักธรณีวิทยาพบว่า บริเวณจังหวัดลำปางและบุรีรัมย์ เคยมีบริเวณที่หินหนืดถูกดันแทรกขึ้นมาตามรอยแยกของชั้นหิน และมีบางแห่ง เกิดการปะทุแบบภูเขาไฟ แต่ไม่รุนแรงมากนัก

โครงสร้างของภูเขาไฟ

แมกมาที่ขึ้นมาสู่ผิวโลกเรียกว่า ลาวา ลาวาที่ออกมาสู่พื้นผิวโลกจะมีอุณหภูมิสูงถึง 1,200 องศาเซลเซียส ลาวาเป็นของเหลวหนืด จึงไหลไปตามความลาดเอียงของพื้นที่ ในขณะเดียวกันถ้าลาวาที่ออกมานั้นมีไอน้ำและแก๊สเป็นองค์ประกอบ แก๊สที่ออกมากับลาวาจะล่องลอยออกไปเป็นฟองอากาศแทรกตัวอยู่ใน       เนื้อลาวา เมื่อลาวาเย็นลงจะแข็งตัวกลายเป็นหินที่มีรูอากาศเป็นช่องอยู่ภายในเรียกว่า หินบะซอลต์ ถ้าลาวาไหลเป็นปริมาณ มากและหนา ผิวหน้าเย็นตัวอย่างรวดเร็วในขณะที่ด้านล่างยังร้อนอยู่ จะเกิดแรงดึงบนผิว    ทำให้แตกออกเป็นแท่งจากบนไปล่าง เรียกว่า หินแท่งบะซอลต์ หรือเสาหินบะซอลต์

รูปแสดงหินแท่งบะซอลต์หรือเสาหินบะซอลต์

ส่วนลาวาที่มีปริมาณของธาตุซิลิคอนมากจะเหนียวหนืด เมื่อระเบิดจะไหลหรือคุพ่นขึ้นมากองอยู่รอบๆ ปล่องภูเขาไฟเป็นรูปโดม เมื่อเย็นลงจะแข็งตัวกลายเป็นหินแอนดีไซต์ หินไรโอไลต์ หรือหินออบซิเดียน        การระเบิดของภูเขาไฟนอกจากจะเกิดจากการปะทุของแมกมา แก๊ส และเถ้าจากใต้เปลือกโลกแล้ว         ยังอาจเกิดจากการระเบิดของแมกมาหรือหินหนืดที่มีแก๊สอยู่ด้วย เมื่อแมกมาเคลื่อนขึ้นมาใกล้ผิวโลกตามช่องเปิด แก๊สต่างๆ ที่ละลายอยู่ในแมกมาจะแยกตัวออกเป็นฟองลอยขึ้นด้านบนของแมกมา เมื่อฟองแก๊สเพิ่มจำนวนมากขึ้นจะเกิดการขยายตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้ความหนืดของแมกมาตรงที่เกิดฟองเพิ่มสูงขึ้นจนเกิดการแตกร้าวของฟองแก๊ส แก๊สที่ขยายตัวจึงเกิดการระเบิดอย่างรุนแรง พ่นชิ้นส่วนของภูเขาไฟออกมา ซึ่งส่วนมากเป็นเศษหิน ผลึกแร่ เถ้าภูเขาไฟ และฝุ่นภูเขาไฟ ชิ้นส่วนเหล่านี้จะปลิวฟุ้งไปในอากาศ ตกลงมาสะสมตัวบนผิวโลกทั้งในน้ำและบนบก ส่วนชิ้นส่วนภูเขาไฟที่มีไอน้ำและแก๊สประกอบอยู่ภายในที่มีอุณหภูมิและความดันสูง จะเกิดการขยายตัวไหลพุ่งออกมาจากช่องที่เปิดอยู่สู่ผิวโลก ไหลไปตามความลาดชันของพื้นที่ไปสะสมตัวเช่นกัน ชิ้นส่วนภูเขาไฟเหล่านี้เมื่อเย็นตัวจะแข็งเป็นหินเรียกว่า หินตะกอนภูเขาไฟ (pyroclastic rock) หินตะกอนภูเขาไฟมีหลายชนิด  แบ่งตามขนาดและลักษณะของชิ้นส่วนที่พ่นออกมา ดังนี้

1) หินทัฟฟ์ (tuff) เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากชิ้นส่วนภูเขาไฟขนาด 0.0622 มิลลิเมตร
2) หินกรวดเหลี่ยมภูเขาไฟ (volcanic breccia) เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากชิ้นส่วนภูเขาไฟที่มีขนาดใหญ่กว่า 64 มิลลิเมตร มีลักษณะเป็นเหลี่ยม (block)
3) หินกรวดมนภูเขาไฟ (agglomerate) เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากชิ้นส่วนภูเขาไฟที่มีขนาดใหญ่กว่า  64 มิลลิเมตร แต่มีลักษณะรูปร่างกลมมน (bomb) เพราะเกิดการเย็นตัวอย่างรวดเร็วในอากาศ
หินบางชนิด เช่น หินแก้ว (silicate glass) เป็นหินที่เกิดจากการเย็นตัวและแข็งตัวอย่างรวดเร็วของแมกมา กลายเป็นก้อนแก้วที่มีรูพรุน เต็มไปด้วยฟองอากาศที่ยังไม่แตกออกเป็นชิ้นเล็กๆ แต่ถ้าเกิดแรงระเบิดทำให้แตกออก จะกลายเป็นเศษหินที่มีรูพรุนมากมีลักษณะคล้ายรังผึ้ง น้ำหนักเบา ลอยน้ำได้เรียกว่า หินพัมมิซ  (pumice)
หินที่เกิดจากการเย็นตัวของหินหนืดหรือแมกมา ซึ่งแทรกขึ้นมาจากส่วนลึกภายในโลกเรียกว่า หินอัคนี (igneous rock) แบ่งออกเป็น หินอัคนีแทรกซอน เกิดจากการเย็นตัวอย่างช้าๆ ของแมกมาที่แทรกดันตัวขึ้นมาสู่เปลือกโลก ได้แก่ หินแกรนิต หินไดโอไรต์ หินแกรบโบ เป็นต้น และหินอัคนีพุ หรือหินภูเขาไฟที่แข็งตัวหลังจากที่แมกมาปะทุออกมานอกผิวโลก ได้แก่ หินไรโอไลต์ หินบะซอลต์ และหินแอนดีไซต์ เป็นต้น หินภูเขาไฟแต่ละชนิดจะมีลักษณะและรูปร่างแตกต่างกันดังตาราง
ตารางแสดงลักษณะและรูปร่างของหินภูเขาไฟบางชนิดไรโอไลต์ เนื้อละเอียดมาก อาจมีเนื้อดอก สีอ่อน ขาว ชมพู เทา
แอนดีไซต์ เนื้อละเอียด แน่นทึบ สีเทาแก่ เขียว ดำเข้ม
บะซอลต์ เนื้อแน่น ละเอียด มักมีรูพรุน สีเข้มดำ
ทัฟฟ์ เนื้อหินแน่น ประกอบด้วยเศษหินละเอียดต่างๆ สีอ่อน
ออบซิเดียน เนื้อแก้ว ไม่มีรูปผลึก สีเข้ม
พัมมิซ เนื้อมีรูพรุน เบา ลอยน้ำได้ สีอ่อน
สคอเรีย เนื้อมีรูพรุน เบา ลอยน้ำได้ สีเข้ม

หินภูเขาไฟ ลักษณะและรูปร่างของเนื้อหิน
- หินไรโอไลต์และหินแอนดีไซต์ เป็นหินที่เย็นและแข็งตัวมาจากลาวาที่มีความหนืดสูงไหลหลาก มาจากปล่องภูเขาไฟที่ระเบิดไม่รุนแรง พบรอบปล่องภูเขาไฟรูปโดม เป็นหินที่เย็นตัวอย่างช้าๆ จึงมีเนื้อแน่น ละเอียด มีดอกและสีต่างๆ
- หินบะซอลต์ เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากการระเบิดแล้วไหลออกมาแข็งตัวภายนอก เนื้อหิน เย็นตัวและแข็งตัวจากลาวาที่มีไอน้ำหรือแก๊สปนอยู่ จึงมีเนื้อแน่นละเอียดและมีรูพรุน
- หินทัฟฟ์ เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากการแข็งตัวของเศษหินต่างๆ ที่พ่นขึ้นมาจากปล่องภูเขาไฟ เนื่องจากการระเบิดของภูเขาไฟอย่างรุนแรง จึงมีเนื้อแน่น ประกอบด้วยเศษหินละเอียดต่างๆ
- หินออบซิเดียน เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากการเย็นตัวและแข็งตัวอย่างรวดเร็วของแมกมา จึงมีลักษณะเป็นเนื้อแก้ว    ไม่มีรูปผลึก
- หินพัมมิซและหินสคอเรีย เป็นหินภูเขาไฟที่เกิดจากการเย็นตัวและแข็งตัวอย่างรวดเร็วของแมกมากลายเป็นก้อนแก้วที่มีฟองอากาศเป็นรูพรุนอยู่ภายใน แรงระเบิดทำให้แตกออก จึงเป็นเศษหินที่มีรูพรุน คล้ายรังผึ้ง น้ำหนักเบา ลอยน้ำได้ สิ่งที่ต่างกันระหว่างหินพัมมิซและหินสคอเรีย คือ หินพัมมิซมีสีอ่อน ส่วนหินสคอเรียมีสีเข้ม

ประเภทของภูเขาไฟ

1. ภูเขาไฟแบบกรวยสูง (Steep cone)
    * เกิดจากลาวาที่มีความเป็นกรด หรือ Acid lava cone
    * รูปกรวยคว่ำของภูเขาไฟเกิดจากการทับถมของลาวาที่เป็นกรด เพราะประกอบด้วยธาตุซิลิกอนมากกว่าธาตุอื่นๆ
    * ลาวามีความข้นและเหนียว จึงไหลและเคลื่อนตัวไปอย่างช้าๆ แต่จะแข็งตัวเร็ว ทำให้ไหล่เขาชันมาก
    * ภูเขาไฟแบบนี้จะเกิดการระเบิดอย่างรุนแรง

  

2. ภูเขาไฟแบบโล่ (Shield Volcano)
    * เกิดจากลาวาที่มีความเป็นเบส (Basic lava volcano) เพราะประกอบด้วยแร่เหล็กและแมกนีเซียม
    * ลาวามีลักษณะเหลว ไหลได้เร็วและแข็งตัวช้า
    * การระเบิดไม่รุนแรง จะมีเถ้าถ่านและเศษหินก้อนเล็ก และควันพ่นออกมาบริเวณปากปล่อง

3. ภูเขาไฟแบบกรวยกรวด (Ash and cinder cone)
    * มีลักษณะเป็นกรวยสูงขึ้น ฐานแคบ
    * เป็นภูเขาไฟที่มีการระเบิดรุนแรงที่สุด

4. แบบสลับชั้น (Composite cone)

    * เป็นภูเขาที่มีรูปร่างสมมาตร (Symmetry)
    * กรวยของภูเขาไฟมีหลายชั้น บางชั้นประกอบด้วยลาวา และเถ้าถ่านสลับกันไป
    * ถ้ามีการระเบิดรุนแรงจะมีลาวาไหลออกมาจากด้สนข้างของไหล่เขา
    * เป็นภูเขาไฟที่มีปล่องขนาดใหญ่ และมีแอ่งปากปล่อง (Crater) ขนาดใหญ่ด้วย

โครงสร้างของภูเขาไฟ

ผลจากการเกิดภูเขาไฟระเบิด

 1. หินหนืดหรือลาวาพุ่งขึ้นมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ และไหลลงสู่บริเวณที่มีระดับต่ำกว่า สร้างความเสียหายให้แก่มนุษย์

2. เกิดแผ่นดินไหว เนื่องจากการปรับตัวระหว่างหินหนืด กับชั้นหินบริเวณข้างเคียง

3. เกิดแอ่งภูเขาไฟ

ลำดับเหตุการณ์การเกิดแอ่งภูเขาไฟ

   

     ที่เชื่อว่าเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ และการยุบตัวในบริเวณปล่องภูเขาไฟ

1. การระเบิดของภูเขาไฟ เริ่มต้นด้วยการเกิดเฟียรีคลาวด์ (Fiery clouds) และก้อนเมฆที่ประกอบด้วยฝุ่นภูเขาไฟ (dust clouds)

2. เมื่อการระเบิดดำเนินต่อไป บริเวณที่อยู่ใกล้กับปล่องภูเขาไฟจะแตก และพ่นขึ้นไปในอากาศ พร้อมกับมีลาวาไหลออกมา

3. บริเวณยอดของภูเขาไฟจะยุบตัวลงมาแทนที่หินหนืดที่ไหลออกไป การเคลื่อนที่ออกมาสู่ผิวโลกของหินหนืดในระยะหลัง จะทำให้เกิดเนินภูเขาไฟในแอ่งภูเขาไฟ

  

ประโยชน์ของการเกิดภูเขาไฟ

1.แผ่นดินขยายกว้างขึ้นหรือสูงขึ้น

2.เกิดเกาะใหม่ภายหลังที่เกิดการปะทุใต้ทะเล

3.ดินที่เกิดจากภูเขาไฟระเบิดจะอุดมสมบูรณ์ด้วยแร่ธาตุต่างๆ

4.เป็นแหล่งเกิดน้ำพุร้อน

โทษของการเกิดภูเขาไฟ

1.เมื่อภูเขาไฟระเบิดจะมีเขม่าควันและก๊าซบางชนิดซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตได้

2.การปะทุของภูเขาไฟอาจทำให้เกิดแผ่นดินไหวขึ้นได้

3.ชีวิตและทรัพย์สินที่อยู่ใกล้เคียงเป็นอันตราย

4.สภาพภูมิอากาศเกิดการเปลี่ยนอย่างเห็นได้ชัด

 ภูเขาไฟในประเทศไทย

      ประเทศไทยจัดว่ามีภูเขาไฟที่ดับสนิทแล้วทั้งหมด แต่ก็อาจเกิดแผ่นดินไหวขึ้นได้ แต่จะไม่รุนแรง มากเท่าใดนัก ภูเขาไฟที่ดับสนิทแล้วในประเทศไทยมีดังนี้

1.ภูเขาไฟหินพนมรุ้ง

2.ภูเขาไฟหินหลุบ

3.ภูเขาไฟอังคาร

4.ภูเขาไฟดอยผาคอกจำปาแดด

5.ภูเขาไฟดอยหินคอกผาฟู

6.ภูเขาไฟกระโดง

7.ภูเขาไฟไบรบัด

8.ภูเขาไฟคอก

คลื่นสึนามิ

คลื่นสึนามิ (Tsunami) เป็นคลื่นที่เกิดขึ้นจากแผ่นดินไหว  แต่คลื่นผิวน้ำที่เรารู้จักกันทั่วไปเกิดจากแรงลมพัด พลังงานจลน์จากอากาศถูกถ่ายทอดสู่ผิวน้ำทำให้เกิดคลื่น ขนาดของคลื่นจึงขึ้นอยู่กับความเร็วลม หากสภาพอากาศไม่ดีมีลมพายุพัด คลื่นก็จะมีขนาดใหญ่ตามไปด้วย ในสภาพปกติคลื่นในมหาสมุทรจะมีความสูงประมาณ 1 - 3 เมตร แต่คลื่นสึนามิเป็นคลื่นยักษ์มีขนาดใหญ่กว่าคลื่นผิวน้ำหลายสิบเท่า  พลังงานจลน์จากแผ่นดินไหวใต้มหาสมุทรถูกถ่ายทอดจากใต้เปลือกโลกถูกถ่ายทอดขึ้นสู่ผิวน้ำ แล้วขยายตัวทุกทิศทุกทางเข้าสู่ชายฝั่ง  คำว่า “สึ” เป็นภาษาญี่ปุ่นแปลว่าท่าเรือ   "นามิ" แปลว่าคลื่น ที่เรียกเช่นนี้เป็นเพราะ ชาวประมงญี่ปุ่นออกไปหาปลา พอกลับมาก็เห็นคลื่นขนาดยักษ์พัดทำลายชายฝั่งพังพินาศ  จุดกำเนิดคลื่นสึนามิ         คลื่นสึนามิมีจุดกำเนิดจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหวบริเวณเขตมุดตัว (Subduction zone) ซึ่งอยู่บริเวณรอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent plate boundary)   เมื่อแผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนปะทะกัน หรือชนเข้ากับแผ่นธรณีทวีป  แผ่นมหาสมุทรซึ่งมีความหนาแน่นจะจมตัวลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค ทำให้เกิดแผ่นดินไหวอย่างรุนแรงที่ระดับลึกดังภาพที่ 1  ภาพที่ 1 แผ่นธรณีมหาสมุทรปะทะกัน         เมื่อเปลือกโลกใต้มหาสมุทร ยุบตัวลงเป็นร่องลึกก้นสมุทร (Oceanic trench)  น้ำทะเลที่อยู่ด้านบนก็จะไหลยุบตามลงไปด้วยดังภาพที่ 2  น้ำทะเลในบริเวณข้างเคียงมีระดับสูงกว่า จะไหลเข้ามาแทนที่แล้วปะทะกัน ทำให้เกิดคลื่นสะท้อนกลับในทุกทิศทุกทาง (เหมือนกับการที่เราขว้างก้อนหินลงน้ำ) ดังภาพที่ 2 ภาพที่ 2 การเกิดคลื่นสึนามิ         นอกจากสาเหตุจากแผ่นดินไหวแล้ว คลื่นสึนามิอาจเกิดขึ้นจากภูเขาไฟระเบิด ภูเขาใต้ทะเลถล่ม หรืออุกกาบาตพุ่งชนมหาสมุทร แรงสั่นสะเทือนเช่นนี้ทำให้เกิดคลื่นขนาดยักษ์ที่มีฐานกว้าง 100 กิโลเมตร แต่สูงเพียง 1 เมตร เคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 700 – 800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เมื่อคลื่นเดินทางเข้าใกล้ชายฝั่ง สภาพท้องทะเลที่ตื้นเขินทำให้คลื่นลดความเร็วและอัดตัวจนมีฐานกว้าง 2 – 3 กิโลเมตร แต่สูงถึง 10 – 30 เมตร ดังภาพที่ 3  เมื่อคลื่นสึนามิกระทบเข้ากับชายฝั่งจึงทำให้เกิดภัยพิบัติมหาศาล เป็นสาเหตุการตายของผู้คนจำนวนมาก เนื่องมาจากก่อนเกิดคลื่นสึนามิเพียงชั่วครู่ น้ำทะเลจะลดลงอย่างรวดเร็ว ผู้คนบนชายหาดประหลาดใจจึงเดินลงไปดู  หลังจากนั้นไม่นาน คลื่นยักษ์ก็จะถาโถมสู่ชายฝั่ง ทำให้ผู้คนเหล่านั้นหนีไม่ทัน  ภาพที่ 3 ขนาดของคลื่นสึนามิ คลื่นสึนามิบริเวณประเทศไทย           สถิติที่ประวัติศาสตร์บันทึกไว้ จะมีการเกิดคลื่นสึนามิขนาดใหญ่โดยเฉลี่ยทุกๆ 15 – 20 ปี แต่โดยส่วนมากแล้วจะเกิดขึ้นในมหาสมุทรแปซิฟิก เนื่องจากเป็นมหาสมุทรที่ใหญ่ที่สุดในโลกมีอาณาเขตปกคลุมครึ่งหนึ่งของเปลือกโลก จึงมีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวได้มากที่สุด คลื่นสึนามิที่มีขนาดใหญ่ที่สุด มีขนาดสูงถึง 35 เมตร ที่เกาะสุมาตรา เกิดขึ้นจากแรงสั่นสะเทือนจากการระเบิดของภูเขาไฟกรากาตัว เมื่อวันที่ 27 สิงหาคม พ.ศ.2426           คลื่นสึนามิในประเทศไทยเมื่อวันที่ 26 ธันวาคม พ.ศ. 2547 เกิดขึ้นเนื่องจากแผ่นดินไหวที่บริเวณร่องลึกซุนดรา (Sundra trench) เกิดการยุบตัวของเปลือกโลกบริเวณรอยต่อของแผ่นธรณีอินเดีย (India plate)​ กับแผ่นธรณีพม่า (Burma microplate) ทำให้เกิดแรงสั่นสะเทือน 9.1 ริกเตอร์ โดยมีจุดเหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหวอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือของเกาะสุมาตราดังภาพที่ 4  เหตุการณ์นี้ทำให้คนตายมากกว่า 226,000 คน ตามชายฝั่งของมหาสมุทรอินเดีย ในจำนวนนี้เป็นคนไทยไม่น้อยกว่า 5,300 คน ภาพที่ 4 จุดกำเนิดคลื่นสึนามิ เมื่อวันที่ 26 ธ.ค.47