ลักษณะสัณฐานและเนื้อหิน ของ หินบะซอลต์

การไหลของลาวาบะซอลต์

รูปร่าง โครงสร้าง และเนื้อหินของหินบะซอลต์ทำให้เราทราบได้ว่ามันปะทุขึ้นมาอย่างไรและที่ไหน รู้ได้ว่ามันเกิดขึ้นในทะเล ปะทุขึ้นมาเป็นเถ้าภูเขาไฟ หรือไหลบ่าแบบพาโฮโฮซึ่งเป็นภาพลักษณ์ของการเกิดหินบะซอลต์ในฮาวาย

การปะทุขึ้นไปในอากาศ

หินบะซอลต์ที่ปะทุขึ้นไปในอากาศทำให้เกิดการสะสมตัว 3 แบบ คือ ตะกรันภูเขาไฟ เถ้าภูเขาไฟ และการไหลของลาวา

ปรกติแล้วด้านบนของลาวาบะซอลต์และกรวยเถ้าภูเขาไฟจะมีโพรงข่ายอยู่มากซึ่งทำให้หินมีเนื้อเป็นฟองและมีน้ำหนักเบา เถ้าภูเขาไฟมักมีสีแดงซึ่งเป็นสีของเหล็กออกไซด์ที่เกิดจากการผุพังของแร่ไพรอกซีนที่มีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบอยู่สูง ลักษณะที่เป็นก้อนของลาวาเอเอ้ที่เป็นเถ้าภูเขาไฟ การไหลของกรวดเหลี่ยมภูเขาไฟ และการไหลของลาวาบะซอลต์เนื้อแน่นพบได้ทั่วไปในฮาวาย ลาวาพาโฮโฮมีความหนืดสูงเป็นลาวาบะซอลต์ที่ร้อนซึ่งมีแนวโน้มที่จะมีรูกลวงคล้ายท่อเกิดเป็นชั้นบางๆ รูกลวงในลาวาเหล่านี้เป็นลักษณะทั่วไปของการปะทุแบบพาโฮโฮ

หินเถ้าภูเขาไฟมีการพบน้อยแต่ก็ใช่ว่าจะไม่เป็นที่รู้จัก ปรกติแล้วลาวาบะซอลต์ที่ร้อนมากๆและหนืดเกินไปที่มีแรงดันไม่เพียงพอที่จะก่อให้เกิดการปะทุออกมา แต่บ่อยครั้งจะถูกกักอยู่ในปล่องภูเขาไฟและปล่อยแก๊สออกมา ภูเขาไฟมอนาโลเอในฮาวายได้ปะทุขึ้นมาในลักษณะดังกล่าวนี้ในศตวรรษที่ 19 และก็เกิดขึ้นที่เมาต์ทาราเวราของนิวซีแลนด์ในการปะทุอย่างรุนแรงในปี ค.ศ. 1886

โครงสร้างอะมิกดาลอยด์เป็นโครงสร้างที่เป็นโพรงข่ายในหินบะซอลต์มักพบผลึกที่สวยงามของแร่ซีโอไลต์ ควอตซ์ หรือแคลไซต์อยู่ข้างในด้วย

หินบะซอลต์ที่มีแนวแตกเสาเหลี่ยม

หินบะซอลต์ที่มีแนวแตกเสาเหลี่ยมในตุรกี

ระหว่างที่มวลลาวาหนาๆเกิดการเย็นตัวลงอยู่นั้นจะเกิดการหดตัวเกิดเป็นรอยแตก ถ้าการเย็นตัวเกิดขึ้นค่อนข้างเร็วก็จะทำให้เกิดแรงหดตัวขึ้น เมื่อลาวาหดตัวในแนวดิ่งจะไม่ส่งผลให้เกิดรอยแตก มันจะไม่มีการแตกออกถ้าไม่มีการหดตัวในแนวด้านข้าง การเกิดรอยแตกจะแผ่ขยายออกไปอย่างกว้างขวางยังผลให้เกิดเป็นแนวแตกเสาเหลี่ยมในแนวดิ่ง การแตกเป็นเสาเหลี่ยมในแนวดิ่งจะแผ่กระจายเชื่อมโยงออกไปในแนวด้านข้างมีลักษณะเป็นรูปแบบคล้ายกับเครือข่ายเซลลูลาร์ โครงสร้างเหล่านี้ถูกเข้าใจผิดๆว่าโดดเด่นไปด้วยแท่งเสาหลายเหลี่ยม แต่ที่แท้จริงแล้วจำนวนด้านเฉลี่ยของแท่งเสาเหลี่ยมจะมีหกด้าน แต่แท่งเสาหลายเหลี่ยมตั้งแต่ 3 ถึง 12 ด้านหรือมากกว่านี้ก็สังเกตเห็นได้[3] ทั้งนี้สังเกตได้ว่าขนาดของแท่งเสาเหลี่ยมจะขึ้นอยู่กับอัตราการเย็นตัวลงของลาวากล่าวคือถ้าลาวาเย็นตัวลงเร็วมากก็จะทำให้เกิดเสาเหลี่ยมมีขนาดเล็กมากด้วย (น้อยกว่า 1 ซม.) ขณะที่ลาวาเย็นตัวลงอย่างช้าๆจะทำให้เกิดเสาเหลี่ยมขนาดใหญ่กว่า

บางทีการไหลของลาวาบะซอลต์ที่มีชื่อเสียงที่สุดของโลกอาจเป็นไจแอ้นคอสเวย์ที่ชายฝั่งตอนเหนือของไอร์แลนด์ ที่การแตกในแนวดิ่งเกิดเป็นรอยแตกเสาเหลี่ยมและทำให้เกิดความรู้สึกว่าอาจถูกสร้างขึ้นโดยฝีมือมนุษย์

ศาสนสถานโบราณศตวรรษที่ 13 ที่เรียกกันว่าแนนมาโดลถูกสร้างขึ้นบนเกาะโปห์เนในมหาสมุทรแปซิฟิกใช้แท่งหินบะซอลต์จากหลายแห่งบนเกาะ ที่มีการผุพังเสียหายเป็นอย่างมากจนถึงปัจจุบัน

หินบะซอลต์ที่มีรอยแตกเสาเหลี่ยมในฮ่องกงใกล้เกาะบะซอลต์และแถบอ่างเก็บน้ำเกาะไฮห์

การระเบิดของภูเขาไฟใต้ทะเล

หินบะซอลต์รูปหมอนบนพื้นทะเลทางตอนใต้ของมหาสมุทรแปซิฟิก

หินบะซอลต์รูปหมอน

เมื่อลาวาปะทุขึ้นมาจากใต้น้ำหรือไหลเอ่อนองลงไปในทะเลไปสัมผัสกับน้ำทะเลทำให้ผิวลาวาเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วเกิดเป็นรูปทรงคล้ายหมอนหลายๆลูกซ้อนๆกัน องค์ประกอบของหินบะซอลต์รูปหมอนนี้มีลักษณะเฉพาะของความเป็นลาวาที่ไหลอยู่ใต้น้ำและวินิจฉัยได้ว่าเป็นการปะทุในสภาพแวดล้อมแบบใต้น้ำเมื่อพบเป็นหินบะซอลต์รูปหมอนโบราณ หินบะซอลต์รูปหมอนมีเนื้อในตรงกลางละเอียดโดยส่วนบริเวณผิวรอบนอกจะมีเนื้อแก้วและมีการแตกตามแนวรัศมีของก้อนหมอน ขนาดของหมอนลูกหนึ่งๆมีความแปรผันจาก 10 ซม. ไปจนถึงหลายเมตร

เมื่อลาวาพาโฮโฮไหลลงไปในทะเลโดยปรกติแล้วจะเกิดเป็นหินบะซอลต์รูปหมอน อย่างไรก็ตามเมื่อลาวาอาอาไหลลงไปในทะเลกลับเกิดการสะสมตัวของเศษตะกอนเนื้อเถ้าภูเขาไฟ (tuffaceous debris) เป็นรูปกรวย (littoral cone) กรวยขนาดเล็กเกิดขึ้นเมื่อธารลาวาอาอาร้อนไหลลงไปในน้ำและเกิดการระเบิดเป็นไอร้อนพวยพุ่งขึ้นไปอย่างรุนแรง (littoral explosion หรือ steam explosion)

เกาะเซอร์ตเซย์ในมหาสมุทรแอตแลนติกเป็นภูเขาไฟลาวาบะซอลต์ที่ไหลชะลงไปบนพื้นมหาสมุทรในปี ค.ศ. 1963 การระเบิดของภูเขาไฟนี้ในช่วงแรกๆจะมีความรุนแรงมากโดยขณะที่หินหนืดเปียกน้ำจะทำให้หินถูกทำให้โป่งพองออกโดยไอร้อนที่พวยพุ่งออกมาเกิดเป็นกรวยของเถ้าภูเขาไฟ ลักษณะนี้ต่อมาได้กลายเป็นลักษณะเฉพาะของลาวาพาโฮโฮ

อาจพบแก้วภูเขาไฟโดยเฉพาะผิวด้านนอกอันเกิดจากผิวของลาวาที่เย็นตัวลงอย่างรวดเร็วและมักจะพบกับภูเขาไฟที่มีการปะทุใต้น้ำ

สิ่งมีชีวิตบนหินบะซอลต์

ลักษณะของการถูกกัดกร่อนทั่วๆไปของหินบะซอลต์ใต้ทะเลชี้ให้เห็นว่ากิจกรรมของสิ่งมีชีวิตขนาดจุลภาคอาจมีบทบาทที่สำคัญในการแลกเปลี่ยนทางเคมีระหว่างหินบะซอลต์กับน้ำทะเล ปริมาณของเหล็ก Fe(II) และแมงกานีส Mn(II) ไร้ออกซิเจนที่ปรากฏอยู่ในหินบะซอลต์เป็นแหล่งพลังงานสำหรับแบคทีเรีย ผลการวิจัยเร็วๆนี้ระบุได้ว่าแบคทีเรียที่ทำให้เกิดเหล็กออกไซด์ที่เจริญเติบโตอยู่บนพื้นผิวเหล็ก-ซัลไฟด์ก็สามารถเจริญเติบโตได้บนหินบะซอลต์ซึ่งเป็นแหล่งของเหล็ก Fe(II) [6] มีงานวิจัยเร็วๆนี้ที่ภูเขาใต้ทะเลโลอิฮิพบว่าแบคทีเรียที่ทำให้เกิดเหล็กและแมงกานีสออกไซด์สามารถเพาะเลี้ยงได้ด้วยหินบะซอลต์ผุๆ[7] ผลกระทบต่อแบคทีเรียอันเนื่องมาจากมีการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบทางเคมีของแก้วบะซอลต์และน้ำทะเลชี้ให้เห็นว่าปฏิสัมพันธ์เหล่านี้อาจนำไปสู่การประยุกต์เกี่ยวกับรอยแยกของเปลือกโลกใต้มหาสมุทรลึกที่เป็นถิ่นน้ำร้อน (ปล่องไฮโดรเทอร์มอล) ที่อาจจะอธิบายเกี่ยวกับการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตได้