ทรัพยากรของโลก

4.5.1 ดิน
ความหมายดิน (Soil) มีผู้ให้ความหมายอยู่หลายกลุ่ม ดังนี้
1. นักวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ให้ความหมายว่า ดินเป็นเทหวัตถุเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติจาการสลายตัวของหินและแร่ เป็นชั้นบาง ๆ ห่อหุ้มผิวโลกโดยมีอัตราส่วนของน้ำและอากาศพอเหมาะ
2. นักวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ ให้ความหมายว่า ดินเป็นเทหวัตถุเกิดจากธรรมชาติจากการสลายตัวของหินและแร่โดยคลุกเคล้ากับอินทรีย์วัตถุ(Organic matter) โดยเกิดกระบวนการชะล้างจนกลายเป็นดิน
3. นักธรณีวิทยา ให้ความหมายว่า ดิน คือ หินและแร่ที่สลายตัวและผ่านกระบวนการทางธรณีวิทยา
สรุป ความหมายของดิน ดินหมายถึงสิ่งที่เกิดจากการสลายตัวของหินและแร่เป็นระยะเวลานานโดยการสึกกร่อนแตกสลายตามธรรมชาติจนกลายเป็นชิ้นเล็ก ๆ เรียกว่า “วัตถุกำเนิดดิน” และรวมตัวกับซากพืชซากสัตว์จนกลายเป็นดินในที่สุด
1. การกำเนิดและคุณสมบัติของดิน ดูที่ความหมายของดิน
คุณสมบัติของดิน เป็นตัวที่บ่งบอกคุณสมบัติของดินแต่ละชนิด เช่น ลักษณะของภูมิประเทศต่างกันคุณสมบัติของดินก็ต่างกัน คุณสมบัติเหล่านี้ ได้แก่ pH* ขนาดอนุภาค ความพรุน ความสามารถในการดูดซับน้ำหรืออากาศ * pH = power of Hydrogen io
2. ชั้นของดิน ดินแบ่งออกเป็น 3 ชั้น โดยอาศัยขนาดของเม็ดดิน สี ความพรุน เป็นเกณฑ์
1. ดินชั้นบน (ชั้น A)อยู่ลึกจากผิวดินไม่เกิน 20 ซม. มีความพรุนมาก อนุภาคของดินมีขนาดใหญ่ สีเข้มหรือดำ
2. ดินชั้นกลาง (ชั้น B )อยู่ลึกจากผิวดินเกิน 20 ซม. มีความพรุนน้อย อนุภาคของดินมีขนาดเล็ก สีจาง
3. ดินชั้นล่าง (ชั้น C ) อยู่ลึกจากผิวดินเกิน 50 ซม. มีความพรุนน้อย อนุภาคของดินมีขนาดเล็ก สีจาง ประกอบด้วยหิน เช่น ศิลาแลง หินดินดาน
3. การจำแนกดิน ดินแบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่
1. ดินทราย (Sand) เป็นดินที่มีอนุภาคใหญ่ มีช่องว่างระหว่างเม็ดมาก ประกอบด้วย ทราย 70% ขึ้นไป ส่วนมากพบที่ภาคอีสาน
2. ดินเหนียว (Clay) เป็นดินที่มีเม็ดละเอียด อนุภาคขนาดเล็ก มีอนุภาคดินเหนียว 40% ขึ้นไป
3. ดินร่วน (Loamy) เป็นดินที่ประกอบด้วยดินเหนียวและดินทราย และอินทรีย์สาร
4. การชะล้างและการพังทลายของดิน สรุปได้ดังนี้
1. เกิดจากกระบวนการทางธรรมชาติและการกระทำของมนุษย์
2. การชะล้างหรือการพังทลาย ไม่ว่าจะเป็นโดยวิธีใดก็จะทำให้ เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม และกระทบต่อมนุษย์โดยตรง
5. การสร้างตัวของดิน
ประกอบด้วยกระบวนการเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ ค่อยเป็นค่อยไป ดังนี้
1. การสลายตัวของหินและแร่
2. การเกิดวัตถุต้นกำเนิดดิน
3. กระบวนการเพิ่มอินทรีย์วัตถุ
4. การรวมอินทรีย์วัตถุกับวัตถุต้นกำเนิดดิน
6. ปัจจัยควบคุมการเกิดของดิน มีปัจจัยอยู่ 5 ชนิดที่ทำให้ลักษณะของดินแตกต่างกันออกไปในแต่ละพื้นที่ของโลก
1. ภูมิอากาศ เช่น
- แสงแดดมีผลต่อการสลายตัวของหินและแร่ รวมทั้งการสลายตัวของอินทรีย์วัตถุ ประมาณของอินทรีย์ในดินและมีผลต่อการควบคุมการระเหยน้ำในดิน
- อุณหภูมิ
- ลม มีผลต่อการระเหยของน้ำ การคายน้ำของพืชมีอายุแตกต่างกัน
2. ชนิดของต้นกำเนิดดิน มีผลทำให้เกิดชนิดของดินแตกต่างกันออกไป
3. สิ่งมีชีวิตในดิน ถ้าสิ่งมีชีวิตมากดินจะดี
4. สภาพภูมิประเทศ เช่น ความสูงต่ำความลาดชัน มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงค่อนข้างสูงโดยทั่วไปภูมิประเทศเดียวกันจะมีลักษณะของดินคล้ายกัน
5. ระยะเวลาในการสร้างดิน เวลามาก - น้อยจะแตกต่างกัน
7. ส่วนประกอบของดิน ที่มีประโยชน์ต่อการเพาะปลูก ประกอบด้วย 4 ส่วน ได้แก่
1. อนินทรีย์สาร ปริมาณ 45%
2. อินทรีย์สาร ” 5%
3. น้ำในดิน ” 25%
4. อากาศในดิน ” 25%
8. ดินที่เสื่อมสภาพ ได้แก่
1. ดินเป็นกรด ปรับปรุงโดยเติมปูนขาวหรือดินมาร์ล
2. ดินเป็นเบส ปรับปรุงโดยใส่กำมะถัน
3. ดินเค็ม ปรับปรุงโดยปล่อยน้ำขังแล้วระบายออก
สาเหตุที่ทำให้ดินเสื่อมคุณภาพ ได้แก่
1. การปลูกพืชชนิดเดียวซ้ำซากอยู่ในที่เดิม
2. การปลูกพืชแบบขั้นบันไดนาน ๆ จะทำลายหน้าดิน
3. การทำไร่เลื่อนลอย
4. การใส่ปุ๋ยเคมีลงไปในดินมากเกินไป
5. การเผาพืชหรือหญ้า
6. การปล่อยดินให้เป็นพื้นที่ว่าง
7. การใช้ยาฆ่าแมลง
ฯลฯ
9. การรักษาสภาพดิน ให้คงสภาพดีอยู่ตลอดเวลา การทำให้ดินอุดมสมบูรณ์อยู่เสมอ ได้แก่
ปลูกพืชหมุนเวียนเพิ่มสารอินทรีย์ในดิน และ ที่สำคัญจะต้องไม่ทำให้ดินเสื่อมตามสาเหตุที่กล่าวมา
4.5.2 หินและวัฏจักรของหิน
หิน (Rock,stone) หมายถึง สารผสมแร่หรืออนินทรีย์สารตั้งแต่ 1 ชนิดขึ้นไปหรืออาจเป็นสารผสมระหว่างแร่กับแก้วภูเขาไฟหรือแก้วภูเขาไฟล้วน ๆ
หินแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
1. หินอัคนี (Igneous Rock)
2. หินตะกอน (Sedimentary Rock)
3. หินแปร (Metamorphic Rock)
การแบ่งหิน เป็นกลุ่ม ๆ นี้โดยอาศัย ลักษณะการเกิด ที่แตกต่างกัน
1. หินอัคนี (Igneous Rock)
หมายถึง หินที่เกิดจากการเย็นตัว และการตกผลึกของสสารหลอมเหลวที่อยู่ใต้เปลือกโลก การแบ่งชนิดของหินอัคนีโดยอาศัยคุณสมบัติที่เกิดจากต้นกำเนิดที่ต่างกัน เช่น การตกผลึก การเย็นตัวช้าหรือเร็ว ลักษณะภูมิประเทศ ลักษณะภูมิอากาศ ทำให้เกิดคุณสมบัติ 2 ประการ
ก. ลักษณะเนื้อหิน (texture) หมายถึง ขนาดและการจัดเรียงตัวของเม็ดแร่ในหินตลอดจนลักษณะการยึดเหนียวของแร่ชนิดต่างๆ จะบอกถึงประวัติการเย็นตัวของหินหนืด
ลักษณะเนื้อหินมี ดังนี้
1. เนื้อผลึกหยาบ แข็ง
2. ผลึกละเอียด เม็ดแร่มีขนาดเล็กมากเป็นลักษณะของหินที่บนผิวโลก
3. เนื้อแก้ว มีลักษณะเหมือนแก้ว ไม่มีผลึกประกอบด้วย ซิลิคอน เกิดจาก ลาวาเย็นตัวอย่างรวดเร็วจนไม่มีเวลาตกผลึก
4. เนื้อผลึกสองขนาด มีทั้งผลึกหยาบและละเอียด เกิดจากลาวาเย็นตัวไม่พร้อมกัน
5. เนื้อเศษหิน เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ ถ้าเศษมีขนาดเล็กกว่า 4 mm เรียกว่า ทัฟฟ์ (tuff) ถ้ามีขนาดใหญ่กว่าเรียกว่า โวลคานิค เบรคเซีย (volcanic breccia)
6. เนื้อฟองอากาศ มีลักษณะเป็นโพรงอากาศเกิดจากฟองอากาศหนีออกไม่ทัน
ข. ลักษณะจากแร่ประกอบหิน จะเป็นหลักฐานแสดงธรรมชาติของหินหนืดและลาวา ประกอบด้วยแร่มากกว่า 95%
ชนิดของหินอัคนี
1. หินแกรนิต (Granit)เกิดจากการเย็นตัวอย่างช้า ๆ ของ Magma ใต้เปลือกโลก เนื้อหลายผลึกขนาดใหญ่ แข็งแรงทนทาน พบที่ จ. ระยอง ชลบุรี จันทบุรี นราธิวาส ประโยชน์ ใช้ก่อสร้าง ทำครก
2. หินบะซอลท์ (Basalt) เกิดจากการเย็นตัวอย่างรวดเร็วของลาวา ผลึกละเอียด ไม่แวววาว ทนทานต่อการสึกกร่อน พบที่ จ. จันทบุรี กาญจนบุรี บุรีรัมย์ ศรีสะเกษ ลำปาง ประโยชน์ใช้ในการก่อสร้าง ทำถนน ทางรถไฟ
3. หินสคอเรีย (Scoria) เกิดจากการแข็งตัวอย่างรวดเร็วของลาวา ภายในมีฟองอากาศ ลักษณะคล้ายฟองน้ำ สีเข้ม หรือขาวเหมือนกระดาษทราย น้ำหนักเบาได้ ประโยชน์ใช้ทำหินขัด
4. หินออบซิเดียน (Obsidain)เกิดจากการเย็นตัวของลาวาอย่างรวดเร็ว แต่ไม่มีฟองอากาศเนื้อละเอียดคล้ายแก้ว สีเข้มเกือบดำ ทนทาน รอยแตกคม ใช้ทำอาวุธโบราณ
5. หินพัมมิซ (Pumice) ลักษณะเหมือนหินสคอเรียแต่รูอากาศมีขนาดเล็กกว่า ลอยน้ำได้ ชาวบ้านเรียกว่าหินลอยน้ำ หรือหินส้ม ประโยชน์ใช้ขัด ถู พบตามชายฝั่งทะเล พบที่ จ. ระยอง
6. หินไรโอไลท์ (Rhyorite) เป็นหินอัคนีพุหรือหินภูเขาไฟเนื้อละเอียดมากกว่าหินแกรนิต มีผลึกแร่หลายชนิด พบที่สระบุรี เพชรบูรณ์ใช้ในการก่อสร้าง
7. หินแอนดีไซท์ (Andesite) เป็นหินอัครนีพุหรือหินภูเขาไฟ เนื้อละเอียดทึบ ผลึกกระจัดกระจาย พบที่ จ. สระบุรี เพชรบูรณ์ ใช้ทำถนน ทางรถไฟ การก่อสร้าง
8. หินแกบโบ (Gabbo) เป็นหินสีเข้มเกิดจากการเย็นตัวอย่างช้า ๆ ของหินหนืดภายในเปลือกโลก ขนาดของผลึกไม่เท่ากัน
2. หินตะกอน (Sedimentary Rock)
หินตะกอนหรือหินชั้น หมายถึง หินที่เกิดจากทับถมของตะกอนตามธรรมชาติ รวมทั้งซากพืชซากสัตว์โดยมีวัตถุประสาน มีขบวนการทางเคมี ชีวะและทางฟิสิกส์
ลักษณะพิเศษ ของการเกิดหินตะกอน
1. การรวมตัวของตะกอนต้องมีวัตถุประสาน (Cement) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแร่ต่าง ๆ
2. หินตะกอนมีลักษณะเป็นชั้น ๆ แต่ละชั้นหนาไม่เท่ากัน
3. หินตะกอนอาจเกิดจากซากพืชซากสัตว์ด้วย
การเกิดหินตะกอน มีอยู่ 3 แบบ
1. เกิดจากการทับถมการสึกกร่อนผุพังของหินเดิม
2. เกิดจากการตกตะกอน จากการละลายทางเคมี เช่น หินปูน
3. เกิดจากการทับถมของซากพืชซากสัตว์จนกลายเป็นหิน เช่น ถ่านหิน
เนื้อหินตะกอน มี 2 แบบ
1. เนื้อเม็ด ประกอบด้วยเศษหินละเอียดและเม็ดแร่ ซึ่งแยกหรือผุพังจากหินเดิม เช่น ขนาด 1/16 ถึง 2 mm เรียก เรียกว่าทราย (Sand) 1/256 ถึง 1/16 mm เรียกว่า ดินร่วน (Silt) น้อยกว่า 1/256 mm เรียกว่า ดินเหนียว (Clay)
2. เนื้อผลึก เป็นเนื้อลักษณะผลึกขนาดเล็ก ยึดเกี่ยวกัน ขนาดไล่เลี่ยกัน เนื้อแน่นส่วนมากจะมีแร่เด่นอยู่เพียงชนิดเดียว มักเกิดจากการละลายทางเคมี
ชนิดของตะกอน
หินตะกอนส่วนใหญ่ประกอบด้วยแร่ที่คงทนภายใต้อุณหภูมิและความกดดันสูงประกอบด้วยแร่ 3 ชนิดคือ ควอตท์ (Quart) แคลไซต์ (Calsite) Clay ดังนั้นจึงมีชนิดของหินตะกอนได้แก่
1. หินดินดาน (Shale) เกิดจากดินเหนียวกับโคลนทับถมกัน มีเหล็กและอินทรีย์สาร มีสีแดงน้ำตาลเทาดำ ไม่มีวัตถุประสานเนื้อละเอียด หลุดเป็นแผ่น ๆ ได้ง่าย ประโยชน์ใช้ปูพื้นทางเดิน ประดับฝาผนัง พบที่ จ. ขอนแก่น สุราษฎร์ธานี ลพบุรี ฯลฯ
2. หินกรวดมน(Conglomerate) เกิดจากการตกตะกอนเป็นกรวด มีลักษณะกลม มน เนื่องจากถูกขัดสีระหว่างถูกน้ำพัดมา ประกอบด้วย ซิลิคอน (Si) แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) หรือดินเป็นวัตถุประสาน เนื้อหยาบ ไม่แตกง่าย ประโยชน์ทำถนน ทำหินประดับ พบที่ จ. ยโสธร เพชรบูรณ์ พิษณุโลก
3. หินทราย (Sandstone) เกิดจากตะกอนของทราย มีซิลิคอน (Si) แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) เป็นวัตถุประสาน ประกอบด้วยทรายล้วน ๆ เนื้อหยาบ แข็ง ประโยชน์ ใช้ทำหินลับมีด แหล่งที่พบ จ. ศีรสะเกษ บุรีรัมย์ ชัยภูมิ พบตามเทือกเขา
4. หินศิลาแลง (Laterite) เกิดจากการผุสลายของหินอัคนี ซึ่งมีเหล็กออกไซด์ เป็นวัตถุประสาน จึงมีสีแดงเกือบดำปนอยู่ หินเนื้อหยาบ นอกจากนี้ยังมีอะลูมิเนียมออกไซด์ ประโยชน์ใช้ทำกำแพง ทางเดิน ตกแต่งอาคาร เนื่องจากศิลาแลงใต้พื้นดินจะมีความอ่อนอยู่สามารถตัดได้ แต่ถ้าถูกอากาศ แสงสว่าง ความชื้น ความร้อนก็จะทำให้แข็งตัวภายใน 7 วัน ถึง 1 เดือน พบทั่วไป
5. หินปูน (Limestone) หินปูนโดโลไมท์ เกิดจากการตกตะกอนทางเคมี หรือตะกอนสะสมของซากพืชซากสัตว์ หรือเปลือกหอย หรือสิ่งมีชีวิตในทะเล มีแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) หรือแร่แคลไซต์ เป็นวัตถุประสาน ประโยชน์ใช้ผสมคอนกรีต ทำหินประดับ แก้ดินเปรี้ยว พบที่ สระบุรี เชียงใหม่ กาญจนบุรี
ลักษณะพิเศษของหินตะกอนบางชนิด สามารถตรวจสอบได้ง่าย ถ้าหินตะกอนประกอบด้วย (CaCO3) เมื่อหยดกรด เกลือ (HCl) ลงไปจะเกิดฟองก๊าซ ขึ้นคือก๊าซ CO2
CaCO3 + 2HCl ======> CaCl2 + CO2(ฟองก๊าซ) + H2O
3. หินแปร (Metamorphic Rock)
หมายถึง หินที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางส่วนประกอบของแร่ หรือ/และ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเนื้อหินเดิม จากความร้อน ความกดดัน ปฏิกิริยาเคมี
การเกิดของหินแปร
1. เกิดจากหินอัคนีหรือหินตะกอนเปลี่ยนแปลงมาจากปัจจัยข้างต้น
2. ถ้าหินอัคนีหรือหินตะกอนมีส่วนประกอบหลายอย่างที่ชัดเจนเมื่อถูกปัจจัยข้างต้นส่วนประกอบ
ที่เห็นชัดเจนจะถูกอัดเข้ากัน เรียงตัวเป็นริ้ว ถ้าหินอัคนีหรือหินตะกอนมีส่วนประกอบหลายอย่างไม่ชัดเจนเมื่อถูกปัจจัยข้างต้นส่วนประกอบที่เห็นชัดเจนจะถูกอัดเข้ากัน ก็จะเห็นเป็นเนื้อละเอียดหรือแน่นขึ้น
กระบวนการเกิด มี 2 แบบ
1. เกิดจากการเปลี่ยนแปลงโดยความร้อนและปฏิกิริยาเคมีที่ขึ้นมาพร้อมกับ Magma มาสัมผัสกับหินเดิมในบริเวณนั้น จะเกิดการตกผลึกใหม่ เนื้อแน่นและแข็งขึ้น
2. เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความร้อน และความกดดัน หินอาจมีการตกผลึกใหม่การเรียงตัวอาจเป็นรอยแตกเล็ก ๆ ขนานกัน
ชนิดของหินแปร
1. หินชนวน (Slate) แปรสภาพมาจากหินดินดาน ภายใต้ความกดดันต่ำ แตกเป็นแผ่นบาง ๆ เนื้อละเอียด สีดำ ประกอบด้วยแร่ไมกา ดินเหนียว คลอไรท์ ประโยชน์ทำกระดาน มุงหลังคา แหล่งที่พบตามทางถนนมิตรภาพก่อนถึงปากช่อง
2. หินอ่อน (Marble) แปรสถานภาพมาจากหินปูนเมื่อได้รับความร้อนและความกดดันประกอบด้วย CaCO3 (แร่คัลไซต์) มีสีขาว ประโยชน์ใช้ประดับบ้านเรือน พบที่ จ. สระบุรี นครนายก ยะลา
3. หินไนส์ (Gneiss) แปรสภาพมาจากหินแกรนิต ภายใต้ความกดดันและอุณหภูมิความแข็งแรงทนทานที่สุด ประโยชน์ทำครก พบที่ จ. กาญจนบุรี ชุมพร
4. หินควอร์ตไซต์ (Quartzite) แปรสภาพมาจากหินทราย ภายใต้ความกดดันสูง เนื้อแน่น มีแร่ควอร์ตเป็นองค์ประกอบ ประโยชน์ใช้ในการก่อสร้าง พบ จ. ชลบุรี ราชบุรี
นอกจากนี้ยังมีหินชนิดอื่นอีก เช่น
1. หินฟิลไลท์ (Phylite) แปรสภาพมาจากหินชนวน ลื่นมือ แข็งกว่าหินชนวนประกอบด้วยแร่ไมกา และแร่คลอไรท์
2. หินไมคา - ชีสท์ (Mica - Schist) แปรสภาพมาจากหินอัคนีประกอบด้วยแร่สีเขียว เช่น แร่คลอไรท์ เนื้อหยาบ
หินแปรชนิดอื่นที่ควรทราบ
1. ถ่านหิน ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอน (CxHy)
2. ลิกไนท์(Lignite) เกิดจากถ่านหินขั้นเริ่มแรกเรียกว่า พีท (peat) ที่ยังไม่แข็งตัวถูกแรงดันใต้ผิวโลกอัดจนแห้ง พบที่ จ. ลำปาง กระบี่
3. ไบทูมินัส (Bituminous Coal) แปรสภาพจากลิกไนท์แข็งเปราะ มี C ประมาณ 80%
4. แอนทราไซท์(Anthracite)เป็นฐานดินที่มีคุณภาพสูงสุดมีสีดำไม่พบชิ้นส่วนหรือซากของพืชต้นกำเนิดแปรสภาพมาจากไบทูมินัส มีCประมาณ90% 5. ไบทูเมนส์ (Bitumens) ประกอบด้วยสารไฮโดรคาร์บอน เช่น ขี้ผึ้งพาราฟีน (Paraffins) แนปธีน (Naphthenes) ถ้าอยู่ในรูปของเหลวเช่น น้ำมันดิบ
วัฏจักรของหิน
หินทุกชนิดสามารถเปลี่ยนสภาพจากหินชนิดหนึ่งไปเป็นหินอีกชนิดหนึ่งได้ตลอดเวลา แม้กระทั่งกลายเป็นดิน หรือกระทั่ง ดิน ซากพืชซากสัตว์ ก็กลายสภาพเป็นหินได้ เนื่องมาจากพลังงานที่ที่ได้รับจากโลกเอง เช่น พลังงานความร้อน พลังงานที่ได้จากแรงดังดูดของโลก พลังงานที่ได้จากการเกิดปฏิกิริยาเคมี พลังงานที่ได้จากแรงกดดัน