ทำไม ไม้กลายเป็นหิน (เรื่องน่ารู้)

อยากรู้ทำไมไม้กลายเป็นหินได้ / เด็กดอย 

ตอบ เด็กดอย

เริ่มจากศัพท์ "ไม้กลายเป็นหิน" ก่อน ซึ่งตามพจนานุกรมศัพท์ธรณีวิทยาไม่ได้บัญญัติมาจากคำศัพท์กลางๆ จาก Petrified Wood แต่มาจากคำศัพท์ค่อนข้างจำเพาะ คือ Silicified Wood อันหมายถึงไม้กลายเป็นหินที่เกิดจากสารละลายซิลิกาเข้าไปแทนที่เนื้อไม้อย่างช้าๆ คือแทนที่โมเลกุลต่อโมเลกุล จนกระทั่งแทนที่ทั้งหมด โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและโครงสร้าง โดยปกติซิลิกาในเนื้อไม้นี้จะอยู่ในรูปของโอปอ หรือคาลซิโดนี

อย่างไรก็ตาม คณะอนุกรรมการจัดทำพจนานุกรมธรณีวิทยามีความเห็นกำกับว่า ความหมายข้างต้นน่าจะเป็นความหมายของคำว่า ไม้กลายเป็นหินเนื้อซิลิกา ดังนั้น คำว่า ไม้กลายเป็นหิน จึงน่าจะมาจากศัพท์ Petrified Wood หรือ Wood Stone เนื่องจากเป็นคำกลางๆ ที่ไม่ระบุชนิดของสารละลายที่เข้าไปแทนที่ในเนื้อไม้ เพราะในสภาพที่เป็นจริงจะพบสารละลายได้หลายชนิด เช่น สารละลายของเหล็ก และ/หรือแมงกานีสไฮดรอกไซด์ สารละลายแคลเซียมไบคาร์บอเนต (ปูน) เป็นต้น ยกเว้นกรณีที่ต้องการเน้นชนิดของสารประกอบหรือแร่ส่วนใหญ่ จึงอาจใช้คำว่า Silicified Wood, Agatized Wood, Opalized Wood, Calcified Wood เป็นต้น

ไม้กลายเป็นหินส่วนใหญ่เกิดจาก 2 สาเหตุ ประการแรกเกิดจากการทับถมพื้นที่ป่าไม้หรือต้นไม้ด้วยเถ้าถ่านหรือลาวาจากภูเขาไฟ วัสดุดังกล่าวมีซิลิกาเป็นองค์ประกอบอยู่มาก เมื่อผุพังสลายตัวซิลิกาบางส่วนจะอยู่ในรูปสารละลายซึ่งสามารถแทรกซึมเข้าไปแทนที่เนื้อไม้อย่างช้าๆ จนกระทั่งแทนที่ทั้งหมด

ประการที่สอง เกิดจากภาวะน้ำท่วมครั้งใหญ่ ทำให้มีการพัดพาตะกอนกรวดทรายดินจำนวนมาก รวมทั้งซุงหรือท่อนไม้ต่างๆ ที่หักโค่นหรือล้มตายจากน้ำไหลหลากหรือจากสาเหตุอื่นๆ ที่เกิดขึ้นก่อนนั้น ตะกอนกรวดทรายจะตกจมทับถมส่วนของต้นไม้ดังกล่าว โดยเฉพาะในบริเวณร่องแม่น้ำ ณ จุดที่กระแสน้ำมีความเร็วลดลงและไม่สามารถพัดพาต่อไปได้อีก ดิน ทราย กรวดที่ทับอยู่ข้างบนจะค่อยๆ ถูกชะล้างโดยน้ำหรือสารละลายที่มีสภาพเป็น กรดหรือด่าง ละลายเอาซิลิกาออกมา สภาพที่เหมาะสมในการที่จะละลายซิลิกาหรือเนื้อทรายได้ดีคือสภาพแวด ล้อมที่เป็นด่าง น้ำละลายซิลิกาซึมผ่านเข้าไปในเนื้อไม้ที่ฝังอยู่ใต้ดิน

ท่อนไม้หรือกิ่งไม้ก็จะอาบชุ่มไปด้วยสาร ละลายที่มีซิลิกาอยู่ตลอดทุกฤดูที่มีน้ำหรือสารละลายซึมมา จากนั้นหากในบริเวณนั้นมีสภาพเป็นกรด หรือเนื้อไม้มีปฏิกิริยาเป็น กรด เช่น มีกรดคาร์บอนิก ก็จะทำให้น้ำที่นำซิลิกามาในลักษณะของสารละลายที่มีปฏิกิริยาเป็นด่าง เกิดสภาพเป็นกลางขึ้น ทำให้ซิลิกาที่มีอยู่ในน้ำนั้นตกตะกอนเป็นซิลิกาออกมา เนื้อไม้เดิมจึงค่อยๆ มีการตกผลึกหรือถูกแทนที่ด้วยซิลิกาเหล่านั้น หากซิลิกาที่เข้าไปแทนที่ในเนื้อไม้ยังมีน้ำปะปนอยู่จะทำให้เกิดโอปอขึ้น ส่วนใดที่มีซิลิกาแทนที่และมีน้ำไม่เพียงพอหรือน้ำนั้นเหือดแห้งจางไป ส่วนนั้นของไม้ที่ถูกแทนที่จะกลายเป็นเนื้อแร่คาลซิโดนีหมด ดังนั้น จะเห็นได้ว่าแร่ทั้งสองชนิดนี้จะแทนที่ตรงส่วนไหนของเนื้อไม้นั้นก็ยังขึ้นอยู่กับสภาพทางเคมีและฟิสิกส์ของสิ่งแวดล้อมและภายในเนื้อไม้โดยเฉพาะ

นอกจากนั้น น้ำที่นำเอาซิลิกาเข้าไปในเนื้อไม้อาจจะมีแร่ธาตุอื่นๆ ซึ่งถูกละลายหรือพัดพามาจากบริเวณใกล้เคียงอีกหลายชนิด เช่น ธาตุเหล็ก นิกเกิล ทองแดง ยูเรเนียม ฯลฯ ละลายตัวรวมอยู่ในสารละลายเหล่านี้ด้วย และไหลซึมซาบเข้าไปในเนื้อไม้เหล่านั้นได้เช่นกัน ขณะเดียวกันแร่ธาตุเหล่านั้นอาจตกตะกอนฝังอยู่ในเนื้อไม้ เป็นผลให้เกิดสนิมปะปนอยู่ในเนื้อไม้ที่กลายเป็นหิน ไม้กลายเป็นหินจึงเกิดมีสีสันต่างๆ จากการผสมผสานของธาตุดังกล่าว