การศึกษาซากดึกดำบรรพ์ใบไม้จากแหล่งดินเบาในจังหวัดลำปาง เพื่อแปลความหมายสภาพแวดล้อมบรรพกาลและสภาพภูมิอากาศในสมัยไพลโอซีน (The Study of Leaf Fossils from Diatomaceous Sites in Lampang Province for Paleoenvironment, and Paleoclimate Interpretation during the Pliocene Epoch)

บทคัดย่อ

การศึกษาครั้งนี้ได้สำรวจบริเวณแหล่งดินเบาในจังหวัดลำปางที่เคยมีการรายงานการพบซากดึกดำบรรพ์ใบไม้ และเป็นแหล่งดินเบาที่ยังหลงเหลืออยู่ในปัจจุบัน จำนวน 4 พื้นที่ เรียงลำดับจากทางทิศเหนือไปทางทิศใต้ ได้แก่ แหล่งบ้านห้วยน้ำเค็ม ตำบลเสด็จ อำเภอเมืองลำปาง แหล่งบ้านสามัคคี ตำบลพิชัย อำเภอเมืองลำปาง แหล่งบ้านน้ำโจ้ ตำบลน้ำโจ้ อำเภอแม่ทะ และแหล่งบ้านกิ่ว ตำบลบ้านกิ่ว อำเภอแม่ทะ วิธีการศึกษาประกอบด้วย การศึกษาลำดับชั้นตะกอนและเก็บตัวอย่างในภาคสนาม ทั้งตัวอย่างตะกอนและตัวอย่างใบไม้ในแต่ละชั้น เตรียมตัวอย่างสำหรับวิเคราะห์ด้วยการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD) การศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดกระจายพลังงาน (SEM) การศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์โพลาไรชิง และศึกษาลักษณะสัณฐานของซากดีกดำบรรพ์ใบไม้ ผลการศึกษาพบว่าส่วนประกอบทางแร่ของตินเบาในทุก ๆ แหล่ง มีส่วนประกอบคล้ายคลึงกันประกอบด้วย แร่ดิน (คลอไรต์ อิลไลต์ มอนต์มอริลโลไนต์ เคโอลิไนต์) ควอตซ์/โอปอลซีทีเฟลด์สปาร์ และแอลไบต์ ที่เกิดจากการพัดพาเอาตะกอนขนาดเล็กมาสะสมตัวในทะเลสาบ และบางส่วนเกิดขึ้นจากกระบวนการกลายเป็นหิน (diagenesis) เปลือกไดอะตอมส่วนใหญ่มีการแตกหักที่สมบูรณ์มีน้อย นอกจากนั้นยังพบเฟลด์สปาร์ที่ยังผุพังไม่หมดสะสมตัวร่วมด้วย ผลการศึกษาศิลาวรรณนาของดินเบาทุก ๆ ตัวอย่างจากทุกแหล่ง พบว่าดินเบามีส่วนประกอบหลักเป็นแร่ดินหรือเนื้อเคย์ มีไดอะตอมไม่เกินร้อยละ 50 เม็ดตะกอนควอตซ์ เม็ดแร่เฟลด์สปาร์ และเม็ดเศษชิ้นหินน้อยมาก ดังนั้นจึงถูกจัดจำแนกได้เป็นดินเหนียวปนดินเบา (diatomaceous clay) ลักษณะของชั้นตะกอนที่วางตัวเป็นอย่างดี บ่งชี้ว่าทะเลสาบนี้ค่อนข้างลึกและมีน้ำนึ่ง แต่อาจเกิดการปั่นป่วนของกระแสในทะเลสาบเป็นหลายครั้ง จึงทำให้ซากไดอะตอมแตกหักและสะสมตัวใหม่ร่วมกับตะกอนขนาดละเอียดที่พัดพาเข้ามาในทะเลสาบโบราณนี้ ผลการศึกษาซากดึกดำบรรพ์ใบไม้จำนวน 192 ตัวอย่าง จากแหล่งบ้านห้วยน้ำเค็ม ตำบลเสด็จ อำเภอเมืองลำปาง จังหวัดลำปาง สามารถจัดแบ่งกลุ่มตามลักษณะลักษณะสัณฐานภายนอกของซากดึกดำบรรพ์ใบไม้ที่แตกต่างกันได้ทั้งหมด 44 กลุ่ม โดยแบ่งเป็น พืชใบเลี้ยงคู่ (Dicotyledons, D) 43 กลุ่ม และกลุ่มพืชใบเลี้ยงเดี่ยว (Monocotyledons, M) 1 กลุ่ม การวิเคราะห์ภูมิอากาศโดยใช้อัตราส่วนของขอบใบเรียบต่อขอบใบหยัก ได้อุณหภูมิประมาณ 32.84 ? 0.65 องศาเซลเซียส การวิเคราะห์ภูมิอากาศโดยใช้ขนาดพื้นที่ของใบคาดว่ามีปริมาณหยาดน้ำฟ้าอยู่ในช่วง 125 ? 10 มิลลิเมตรต่อปี การวิเคราะห์ลักษณะของป่าจากอัตราส่วนของขนาดใบเทียบเคียงได้กับป่าสะวันน่า (Woodland Savanna) จากขนาดและลักษณะของขอบใบบ่งชี้ว่าเป็นป่าแห้งในเขตร้อนและกึ่งเขต ร้อน ทุ่งหญ้าที่มีต้นไม้ใบขนาดเล็ก (Araucarian Microphyll Vine woodland, MVW; dry rain forest) ในบริเวณความสูงระดับต่ำ ( low elevation) การวิเคราะห์ภูมิอากาศหลายตัวแปรเฉพาะพืชใบเลี้ยงคู่ พบว่ามีอุณหภูมิเฉลี่ยตลอดปีเท่ากับ 24.3 องศาเซลเซียส อุณหภูมิเดือนที่ร้อนที่สุดเท่ากับ 27.6 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิเฉลี่ยเดือนที่หนาวที่สุดเท่ากับ 20.1 องศาเซลเซียส ต้นไม้มีระยะเวลาในการเจริญเติบโตได้ 12 เดือน โดยมีปริมาณหยาดน้ำฟ้ารวมเท่ากับ 1669 มิลลิเมตร และปริมาณหยาดน้ำฟ้าเฉลี่ยทั้ง 12 เดือนเท่ากับ 139.1 มิลลิเมตร ช่วงสามเดือนที่ชื้นที่สุด มีปริมาณหยาดน้ำฟ้าเท่ากับ 82.3 มิลลิเมตร และช่วงที่แห้งแล้งที่สุดสามเดือนเท่ากับ 12.7 มิลลิเมตร โดยข้อมูลเหล่านี้ของซากดึกดำบรรพ์บ้านห้วยน้ำเค็มมีความใกล้เคียงกับบริเวณพืชพรรณแถวทวีปเอเชียตะวันออกและอเมริกากลาง และเทียบได้กับระบบนิเวศรอยต่อระหว่างป่าดิบแล้ง (Tropical seasonal forest) และป่าโปร่งในปัจจุบัน ที่พื้นล่างเต็มไปด้วยไม้พุ่มและหญ้า (Woodland) ชนิดซากดึกดำบรรพ์พืชที่สามารถระบุได้มี 39 วงศ์ พืชพรรณส่วนใหญ่มีการผสมกันระหว่างพืชผลัดใบและไม่ผลัดใบซึ่งมีอัตราส่วนเท่า ๆ กัน และมีพืชเด่นได้แก่ วงศ์ยางนา วงศ์ถั่ว และวงศ์ชมพู่ ชนิดพืชบ่งชี้ถึงสภาพป่าแบบป่าดิบแล้ง (dry evergreen forest) พืชเหล่านี้สามารถอาศัยอยู่ในช่วงอุณหภูมิเฉลี่ยรายปีอยู่ในช่วง 27.0 - 20.4 องศาเซลเซียส การศึกษาความสัมพันธ์ของพืชพรรณปัจจุบันบริเวณดอยสุเทพ-ปุย จังหวัดเชียงใหม่ และป่าในอำเภอแม่ทา จังหวัดลำพูนเพื่อเป็นฐานข้อมูลใหม่ของประเทศไทย พบว่า ซากดึกดำบรรพ์ใบไม้บ้านห้วยน้ำเค็มมีอุณหภูมิเฉลี่ยรายปีเท่ากับ 25.29 องศาเซลเซียส มีปริมาณหยาดน้ำฟ้าเฉลี่ยรายปีเท่ากับ 101.98 มิลลิเมตร ซึ่งแตกต่างจากการใช้ฐานข้อมูลจากพืชพรรณทั่วโลก