หินอะไรลอยน้ำ?

กรุงเทพฯ--13 พ.ย.--สมาคมธรณีวิทยาแห่งประเทศไทย

ขึ้นชื่อว่าหิน ก็ต้องมีความหนักและแข็งคู่กัน ผู้เขียนได้รับทราบข้อมูลว่ามีหินที่ลอยน้ำได้ในพื้นที่ต่างจังหวัด ก่อเกิดคำถามอยู่ในใจว่าหินอะไรลอยน้ำได้? วันนี้ได้รับความกรุณาจาก ดร.ปริญญา พุทธาภิบาล นักธรณีวิทยา ได้ให้ความรู้ถึงที่มาว่าทำไมหินจึงลอยน้ำได้ ซึ่งได้บอกไว้ดังนี้.......วัตถุใดๆ ทั้งที่เป็นธรรมชาติหรือสิ่งที่มนุษย์ทำขึ้น จะจมหรือลอยน้ำ ก็ขึ้นอยู่กับความถ่วงจำเพาะของวัตถุนั้นๆ ว่ามากหรือน้อยกว่าเมื่อเทียบกับน้ำที่มีปริมาตรเท่ากัน ถ้ามากกว่าก็จม ถ้าเบากว่าก็ลอย บางท่านอาจสงสัยว่า ความถ่วงจำเพราะคืออะไร ทำไมสำคัญนัก ความถ่วงจำเพาะ เป็นอัตราส่วน เปรียบเทียบ ระหว่างค่าความหนาแน่นของวัตถุ กับค่าความหนาแน่นของน้ำ (น้ำจืด) ซึ่งมักถูกใช้เป็นของไหลมาตรฐาน และเมื่อความหนาแน่นน้ำมีค่าประมาณ 1 กรัม ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ดังนั้น ค่าความถ่วงจำเพาะของวัตถุใด ๆ จึงมีค่าใกล้เคียงหรือเท่ากับค่าความหนาแน่นของวัตถุนั้น ๆ

หินที่จะลอยน้ำได้ จึงต้องมีคุณสมบัติทางกายภาพเฉพาะ คือ มีความถ่วงจำเพาะน้อยกว่าน้ำ คือต่ำกว่า ๑ ยิ่งมีค่าต่ำกว่า ๑ มาก หินนั้นก็ยิ่งจะลอยพ้นน้ำได้สูงมากขึ้น ในธรรมชาติ หินที่ลอยน้ำได้มีเพียงหินกลุ่มเดียว คือหินภูเขาไฟหรือหินอัคนีพุ ที่แข็งตัวจากลาวาเหลวพวกที่มีไอน้ำ แก๊สและสารละเหยอื่นๆ ปนอยู่มาก ฟองก๊าซเหล่านี้กลายเป็นโพรงหรือช่องว่างที่มีขนาดและรูปร่างต่างๆที่มักไม่มีการเชื่อมต่อถึงกัน ปริมาตรของช่องว่างในหินและองค์ประกอบของหินเทียบกับมวลหินนั้น เป็นตัวกำหนดค่าความถ่วงจำเพาะของหินนั้นๆ หินภูเขาไฟที่พบว่าลอยน้ำได้ดีมาก คือ หินพัมมิซ (Pumice) ส่วนหินสคอเรีย (Scoria) นั้น พบลอยน้ำได้บ้าง แต่ส่วนใหญ่มักมีความถ่วงจำเพาะใกล้เคียง และมากกว่าน้ำ จึงลอยน้ำได้ไม่ดีเท่าชนิดแรก ความเหมือนและความแตกต่างของหินทั้งสองชนิด เป็นดังนี้

หินพัมมิซ (Pumice) เป็นหินแก้วภูเขาไฟที่มีรูพรุนมาก ลักษณะรูพรุนทรงกลม ทรงรี่ และเป็นรูยาวขนานกับแนวการไหลของลาวา อาจมีหรือไม่มีผลึกแร่เป็นองค์ประกอบ มีสีจาง ขาว สีเทา และอาจมีสีเข้ม พัมมิซเกิดเมื่อลาวาเหลวภายใต้ความดันสูงที่มีความร้อนสูงสุดยอด ถูกดันออกมาจากปล่องภูเขาไฟ หินพัมมิซที่มีลักษณะคล้ายโฟมเกิดขึ้นเนื่องจากความดันและอุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็วเฉียบพลัน ทำให้เกิดรูพรุนเล็กๆมากมายที่มีพนังบางเป็นเนื้อแก้ว เนื่องจากแก๊ส เช่น ไอน้ำ คาร์บอนไดอ๊อกไซต์ ที่ละลายอยู่ในลาวา ถูกขับออกมาอย่างรวดเร็ว ทำให้มีค่าความพรุนเฉลี่ยประมาณ ร้อยละ ๙๐ ส่วนองค์ประกอบนั้น ส่วนใหญ่ เป็นลาวากลุ่มที่มีซิลิกาสูงพวกไรโอไลต์ (Rhyolite) และสูงปานกลาง พวกแอนดีไซต์ (Andesite) หินพัมมิซเป็นผลิตผลของการระเบิดของภูเขาไฟแบบรุนแรงมาก โดยมักเกิดเป็นโซนที่อยู่ส่วนบนของลาวากลุ่มที่มีซิลิกาสูง ก่อนที่บางส่วนถูกพ่นออกมาพร้อมการระเบิดของภูเขาไฟ ความถ่วงจำเพาะของหินพัมมิซขึ้นอยู่กับความหนาของผนังของโพรงที่เป็นส่วนเนื้อหิน หินพัมมิซส่วนใหญ่ ลอยน้ำได้ดีมาก และอาจถูกกระแสน้ำพาไปได้ไกลๆ ตัวอย่าง เช่น การระเบิดของ ภูเขาไฟปินาตูโบ บนเกาะลูซอน ของประเทศฟิลิปปินส์ เมื่อวันที่ ๑๕ มิถุนายน ๑๙๙๑ หินพัมมิซของปินาตูโบถูกกระแสน้ำทะเลพัดเข้ามาในฝั่งอ่าวไทย บริเวณจังหวัดระยอง ชลบุรี ประมาณเดือนตุลาคม-พฤศจิกายน ในปีเดียวกัน (ดูรูปประกอบ) หินพัมมิซจากการระเบิดของภูเขาไฟกะระคาตั้วในปี ค.ศ. ๑๘๘๓ ลอยเป็นแพอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิกนานร่วม ๒๐ ปี (Wikipedia)

เนื่องจากหินพัมมิซมีลักษณะเป็นเนื้อแก้ว จึงไม่มีความเสถียร กล่าวคือ หินดังกล่าวจะถูกเปลี่ยนสภาพค่อนข้างง่าย จึงไม่พบหินแก้วภูเขาในกลุ่มหินที่มีอายุเก่าแก่มาก หินแก้วภูเขาไฟชนิดนี้ที่เกิดในประเทศไทย พบเพียงแห่งเดียวที่บริเวณอำเภอลำนารายณ์และอำเภอนาโบสถ์ จังหวัดลพบุรี แต่หินถูกบีบอัดจนไม่ค่อยเหลือสภาพรูพรุนให้เห็น ความถ่วงจำเพาะจึงสูงขึ้นมากและลอยน้ำไม่ได้ อายุของหินดังกล่าวประมาณ ๑๑ ล้านปี

หินสคอเรีย (Scoria) เป็นหินภูเขาไฟที่มีรูพรุ่นมากอีกชนิดหนึ่ง ต่างจากหินพัมมิซที่มีรูพรุนใหญ่กว่า ผนังของรูพรุนหนากว่า มีเนื้อผนังเป็นพวกหินบะซอลต์ที่มีผลึกแร่ขนาดเล็กปนเนื้อแก้วอยู่บ้าง สีเข้มดำ สคอเรียเกิดจากแมกม่าที่มีธาตุซิลิกาต่ำ พวกบะซอลติกลาวา จึงมีความหนืดต่ำกว่า ภูเขาไฟองค์ประกอบนี้ระเบิดไม่รุนแรง ลาวาไหลได้เร็วดีกว่าเพราไม่หนืดมากเหมือนลาวากลุ่มแรก หินสคอเรีย จึงมีความถ่วงจำเพาะ หรือความหนาแน่นสูงกว่าหินพัมมิซ อย่างไร ก็ตาม หินสคอเรียบางก้อนที่มีรูพรุนมากเป็นพิเศษ อาจเบากว่าน้ำ คือมีความถ่วงจำเพาะน้อยกว่า ๑ จึงสามารถลอยน้ำได้ ซึ่งพบได้ไม่มากนัก

ในประเทศไทย พบหินบะซอลต์ที่มีลักษณะเนื้อหินเป็นรูพรุน แบบ หินสคอเรีย (Scoriaceous basalt) ในหลายพื้นที่ เช่น เขากระโดง เขาพนมรุ้ง จังหวัดบุรีรัมย์ ภูผาคอกหินฟู และภูจำปาแดด อำเภอแม่เมาะ อำเภอสบปราบ จังหวัดลำปาง เป็นต้น กลุ่มหินข้างต้น ส่วนหนึ่งมีอายุต่ำกว่า ๑ ล้านปี ตัวอย่างหินสะคอเรีย เช่น หินบะซอลต์ที่โผล่ข้างถนนทางหลวงหมายเลข ๑ เถิน – ลำปาง บ้านสบปราบ หินลอยน้ำที่วัดบ้านชั่ง หมู่ที่ 2 ต.ท่าเดื่อ อ.ดอยเต่า จ.เชียงใหม่ หินมีลักษณะมน ป้อม ขนาดยาว 58 เซนติเมตร กว้าง 39 เซนติเมตร มีความหนา 29 เซนติเมตร น้ำหนัก 30 กิโลกรัม ข้อมูล เบื้องต้นแจ้งว่า ชาวประมง ไปหาปลาไปพบลอยน้ำอยู่ที่ ทะเลสาปดอยเต่า อ.ดอยเต่า จ.เชียงใหม่ ปริมาตรของวัตถุข้างต้นประมาณ เท่ากับ 58 x 39 x 29 x 0.9 ลบ.ซม. หรือเท่ากับน้ำหนักน้ำ 50.83 กิโลกรัม ความถ่วงจำเพาะของวัตถุ หรือหินก้อนนี้ โดยประมาณจึงน่าจะเท่ากับ 0.59 (30,000/50,830 กรัม) คือเบากว่าน้ำเกือบครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับน้ำที่มีปริมาตรเท่ากัน จึงลอยน้ำได้ แต่ไม่ดีนัก

หินที่พบของวัดบ้านชั่ง อ.ดอยเต่า จ.เชียงใหม่ ซึ่งเป็นวัตถุทรงมนสีทองเรื่อๆ พื้นผิวค่อนข้างมนเรียบ ไม่เห็นรูพรุน สีทองดูไม่เป็นธรรมชาติ ต้องตรวจสอบดูว่าเป็นวัตถุธรรมชาติหรือไม่ บอกไม่ได้จากรูป บอกได้เพียงว่าประกอบด้วยวัสดุมวลเบา หินอื่นที่เบากว่าน้ำส่วนใหญ่เป็นหินภูเขาไฟประเภทหินพัมมิซ (pumice) และหินสคอเรีย (scoria) บางก้อนตามข้อมูลที่กล่าวข้างต้ ลักษณะเด่นของหินกลุ่มนี้ ต้องมีรูพรุนให้เห็นชัดเจน โดยเฉพาะหินพัมมิซ ส่วนใหญ่จะมีน้ำหนักเบากว่าน้ำมาก อาจเป็น ๒ - ๓ เท่า ส่วนหินสคอเรีย ซึ่งเป็นพวกหินบะซอลต์ ก้อนที่จะลอยน้ำได้ต้องมีรูพรุนมากเป็นพิเศษ

สำหรับภาพหินด้านบน ดูแล้วคล้ายมีรูพรุนขนาดเล็ก ยาวๆ แต่ก็ไม่ชัดเจนนัก ซึ่งไม่สามารถยืนยันว่าหินก้อนดังกล่าวเป็นหินชนิดใด ถ้าเป็นหินธรรมชาติ อาจตอบกว้างๆได้ดังนี้

๑) ถ้าเป็นก้อน หินพัมมิซ (pumice) คงไม่ใช่หินที่เกิดขึ้นในพื้นที่แน่นอน น่าจะมีการนำมาจากที่อื่น ส่วนมาได้อย่างไร มาจากที่ไหน มีการนำมาตั้งแต่เมื่อไร คือคำถามที่ต้องหาคำตอบ

๒) ถ้าเป็นก้อนหินสคอเรีย (scoria) แหล่งหินที่ใกล้ที่สุด เท่าที่ทราบอยู่บริเวณบ้านสบปราบ บริเวณถนนหมายเลข ๑ ช่วงระหว่าง เถิน – ลำปาง หรืออาจเป็นแหล่งหินชนิดนี้ที่ยังไม่เคยมีรายงานการสำรวจพบบริเวณอ่างดอยเต่า

-กผ-

สามารถคลิกดูภาพประกอบได้ที่ www.thaipr.net

• ข่าวสมาคมธรณีวิทยาแห่งประเทศไทย
• ข่าวผู้เขียน
• ข่าวอยู่ในใจ
• ข่าวสมาคมธรณีวิทยา
• ข่าวสมาคมธรณีวิทยาฯ