การก่อเทือกเขา

การก่อเทือกเขา () เป็นกระบวนการกำเนิดแนวเทือกเขาขนาดใหญ่ที่เป็นผลจากแรงดัน ในขณะเกิดการเปลี่ยนลักษณะโครงสร้างของแผ่นเปลือกโลก เช่น การเคลื่อนที่เข้าปะทะกันของแผ่นเปลือกโลก หรือ การมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก ซึ่งเหตุการณ์เหล่านี้ได้ก่อให้เกิดความเค้น ขึ้นตามแนวรอยต่อระหว่างเปลือกโลกทั้งสอง ส่งผลให้เกิดมวลหินบริเวณนั้นถูกแปรสภาพและยกตัวสูงขึ้นเป็นแนวยาว เรียกว่า แดนเทือกเขา (orogenic belt)

คำว่า “Orogeny” มีรากศัพท์มาจากภาษากรีก คือ คำว่า "oros" แปลว่าภูเขา และ "genesis" ที่แปลว่าการเกิด หรือกำเนิด

กระบวนการแปรสัณฐานที่นำไปสู่การก่อแนวเทือกเขา ก็คือการที่แผ่นเปลือกโลกสองแผ่นเคลื่อนที่เข้าหากัน (convergent boundary) ซึ่งสามารถแบ่งตามชนิดของแผ่นเปลือกโลกที่เคลื่อนที่เข้าหากันได้เป็น 3 กรณี ดังนี้

การเคลื่อนที่เข้าหากันของแผ่นเปลือกโลกชนิดนี้ทำให้เกิดการชนกันอย่างรุนแรง เนื่องจากแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปต่างก็มีความหนาและมีความหนาแน่นเท่าๆ กัน อีกทั้งยังคงมีความหนาแน่นน้อยกว่าชั้นเนื้อโลกทั้งคู่จึงไม่เกิดการมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก อย่างไรก็ตาม บางครั้งอาจมีการมุดตัวเล็กน้อยหรือธรณีภาคส่วนที่หนักอาจแตกแยกตัวออกจากเปลือกโลกและมุดลงข้างใต้ก็ได้ เศษชิ้นส่วนของเปลือกโลกหรือตะกอนตามขอบทวีปอาจถูกครูดให้มาอยู่ในเขตการชนกัน (collision zone) ก่อให้เกิดการเปลี่ยนสภาพอย่างรุนแรงแบบเมลานจ์ของหิน (highly deformed Mélange of rock) การบีบอัดอย่างรุนแรงยังสามารถทำให้เกิดการคดโค้งและการเลื่อนของหินในแผ่นเปลือกโลกทั้งสองได้ ขอบเขตการเปลี่ยนสภาพนี้อาจมากถึงหลายร้อยกิโลเมตรภายในแผ่นเปลือกโลก ซึ่งแสดงลักษณะภูมิประเทศเป็นแนวเทือกเขาสูงบนผิวโลก เช่น เทือกเขาหิมาลัย เทือกเขาทางด้านตะวันตกของประเทศไทย

ทำให้เกิดการมุดตัวของแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทรลงใต้แผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีป (subduction) เนื่องจากแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทรมีความหนาน้อย แต่มีความหนาแน่นสูงกว่าแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีป ขณะที่แผ่นเปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทรมุดตัวลงเรื่อยๆ แผ่นเปลือกโลกส่วนที่มุดลึกลงไปถึงชั้นฐานธรณีภาค (asthenosphere) จะอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น จนกระทั่งส่วนประกอบที่เป็นของเหลวและสารระเหยต่างๆ เช่น น้ำหรือคาร์บอนไดออกไซด์ถูกความร้อนทำให้ระเหยกลายเป็นไอลอยขึ้นสู่ด้านบน ซึ่งสารไอร้อนเหล่านี้จะไปรบกวนสมดุลของชั้นฐานธรณีภาคบริเวณนั้นด้วย ทำให้เกิดภาวะไม่เสถียรจนเกิดการหลอมเป็นบางส่วน (partial melting) กลายเป็นหินหลอมซึ่งจะก่อตัวในรูปกระเปาะหินหนืด (magma chamber) ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าวัสดุแวดล้อมจึงค่อยๆ ลอยตัวสู่ด้านบนช้าๆ หากกระเปาะหินหนืดลอยขึ้นมาถึงพื้นผิวโลกโดยไม่มีการแข็งตัวก็จะเกิดการปะทุออกมาในลักษณะของการระเบิดของภูเขาไฟ (volcanic eruption) ซึ่งผลจากการมุดตัวของแผ่นเปลือกโลกชนิดนี้ก่อให้เกิดลักษณะภูมิประเทศสูงเป็นแนวเทือกเขาตามขอบแผ่นทวีป เช่น เทือกเขาแอนดีส ทางตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้

เมื่อแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทรสอง แผ่นเคลื่อนที่เข้าชนกันโดยปกติแล้วจะเป็นแผ่นเปลือกโลกที่มีอายุมากกว่าจะมุดตัวลงใต้แผ่นเปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทรอายุน้อยเนื่องจากความหนาแน่นที่สูงกว่า จากนั้นกระบวนการต่างๆ ที่เกิดจะคล้ายคลึงกับกรณีของการชนกันระหว่างแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปกับแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทรที่กล่าวไว้ในหัวข้อก่อนหน้านี้ ผลของการชนกันระหว่างแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทรสองแผ่นทำให้เกิดแนวหมู่เกาะภูเขาไฟกลางมหาสมุทร ตัวอย่างเช่น หมู่เกาะแคริเบียนตะวันออก (Eastern Caribbean Islands)

โดยทั่วไปแล้วภูเขาหนึ่งๆ ที่เกิดจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐานดังที่กล่าวไว้ข้างต้น จะประกอบด้วยกระบวนทางธรณีวิทยาที่เกิดร่วมกับกระบวนการก่อเทือกเขาด้วย ซึ่งประกอบด้วย (หมายเลขระบุตำแหน่งดังรูป)

เราสามารถแบ่งแดนเทือกเขาออกเป็นเขตต่างๆ ตามลักษณะ โครงสร้าง วิทยาหิน และระดับการแปรสภาพของหิน โดยเขตตามประเภทเหล่านี้อาจเป็นบริเวณเดียวกันหรือซ้อนทับกันเป็นบางส่วน ดังนั้นการเรียกชื่ออย่างถูกต้องจะช่วยให้นักธรณีวิทยาเกิดความเข้าใจที่ตรงกันได้ ตัวอย่างต่อไปนี้เป็นแดนเทือกเขาที่เกิดจากการชนกันระหว่างแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปกับแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นมหาสมุทรกล่าวโดยสรุปแล้วภูเขาหรือเทือกเขาเป็นผลจากกระบวนการที่เกี่ยวเนื่องกับธรณีแปรสัณฐาน (plate tectonic) แบบการเคลื่อนที่เข้าปะทะกันของแผ่นเปลือกโลก (plate convergence) ได้แก่ การชนกันของแผ่นทวีป (continental collision) และการมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก (subduction) ซี่งโดยทั่วไปแล้วมักเป็นการมุดตัวของแผ่นมหาสมุทรลงใต้แผ่นเปลือกโลกเนื่องจากแผ่นมหาสมุทรมีความหนาแน่นมากกว่าจึงจมลงด้านล่างได้ง่ายกว่า การสร้างภูเขาประกอบด้วยกระบวนการทางธรณีวิทยาย่อยๆ อีกเช่น การเปลี่ยนลักษณะ (deformation) การเกิดหินแปร (metamorphism) การยกตัวของแผ่นเปลือกโลก (uplift) และการเกิดแผ่นดินไหว (seismic activity) เป็นต้น