Chương 2: Đặc điểm trái đất docx

Kích thước Trái đất... Bề mặt geoid ở mọi nơi đều thẳng góc với phương trọng lực... Tên riêng ên riêng của đại dương mang tính ước lệ, còn các lục địa mang tính thực thể

CHÖÔNG

I Hình dạng, kích thước, hình thái bề mặt của Trái đất

II Các quyển ngoài của Trái đất

IV Các tính chất vật lý của Trái đất

III Cấu tạo bên trong và đặc điểm vật chất tạo thành Trái đất

V Đặc điểm địa hoá của Trái đất

I Hình dạng, kích thước, hình thái bề mặt của Trái đất

Hội nghị trắc địa thế giới lần thứ XVI (IUGG) ở Grenoble,

1975, xác định a = 6.378,140km  5m; b = 6356,779

km và d = 1/298,275 (a: bán kính ở xích đạo, b: bán kính ở cực)

1 Hình dạng

Trái đất có dạng elipsoid (do tác dụng của lực hấp dẫn

bị ép theo phương trục quay

Độ dẹt d của trái đất =

1

 a a

Bán kính xích đạo (a):

Diện tích trên mặt:

5,1007x10kmThể tích (V):

1,0832x1012km2Trọng khối (M):

(5,942+0,0006) x1012 kg

275 ,

298 /

2 Kích thước Trái đất

Rxđ lớn nhất ở kinh độ 140 và bé nhất ở kinh độ 1050

 Trái Đất không còn là một hình elip 2 trục mà là elipsoid 3 trục Trái Đất có dạng hình học phức tạp Hình dạng gần đúng Trái Đất: hình geoid

Hình geoid: tưởng tượng đem kéo dài bề mặt đại dương vào lục địa, chui xuống dưới các lục địa các dãy núi

Bề mặt geoid ở mọi nơi đều thẳng góc với phương trọng lực

bề mặt geoid không trùng với bề mặt thật của Trái Đất, nó cũng không trùng với bề mặt hình elip tròn xoay

Có nơi nó nằm dưới, có nơi nó nằm trên bề mặt hình elipsoid nhưng độ chênh lệch không vượt quá

3 Hình thái bề mặt Trái đất

Địa hình mặt đất: phân cắt ngang và phân cắt sâu

diễn ra rộng khắp với quy mô khác nhau và không đồng đều

Lục địa rộng xấp xỉ 180 triệu km2 (29,2% diện tích mặt Trái Đất)

Đại dương có diện tích rộng trên 360 triệu km2 (70% bề mặt Trái Đất)

Đại dương thế giới: lớn và phân bố liên tục, phân cách giữa các đại lục và có hình dáng khác nhau Tên riêng ên riêng của đại dương mang tính ước lệ, còn các lục địa mang tính thực thể tự nhiên

• Lục địa chủ yếu phân bố ở Bắc bán cầu

• Phần bờ của địa hình phía Bắc nói chung là

thẳng, còn phần phía Nam thì có dạng hình tam giác, mũi nhọn tam giác chỉ về nam

• Phần phía Bắc các lục địa thường dính với nhau

còn phần phía Nam thì rời ra

• Một số lục địa có bờ biển với hình dạng có thể lắp ghép được với nhau (bờ phía Đông của

châu Mỹ với bờ phía Tây của châu Âu và châu Phi

Thái Bình Dương: 179,7 triệu km

Đại Tây Dương: 93,36 triệu km2,

Ấn Độ Dương: 74,9 triệu km2

Bắc Băng Dương: 13,1 triệu km2

Lục địa Âu – Á: 53,45 triệu km2 (Châu Á - 43,4 triệu

km2, Châu Âu - khoảng 10 triệu km2)

Châu Nam cực: 52,5 triệu km2,

Lục địa Châu Mỹ: 42,46 triệu km2 (Bắc Mỹ – 24,26 triệu km2 và Nam Mỹ rộng 18,2 triệu km2)

Châu Phi rộng 29,2 triệu km2,

Các lục địa được phân cách bởi đại dương và biển (Địa Trung Hải ngăn cách Châu Âu và Châu Phi)

Đại dương thế giới có diện phân bố chủ yếu ở bán cầu nam

Các biển rìa thường đóng vai trò phân cách giữa

lục địa và các cung đảo lân cận (biển Okhot, biển

Nhật Bản, biển Đông phân bố tại rìa phía tây của

Thái Bình Dương)

Sự phân dị thể hiện:

-Theo độ cao trên địa hình lục địa

-Theo độ sâu đối với địa hình đáy biển đại dương

Địa hình đồng bằng và đồng bằng gợn đồi chiếm phần chủ yếu trên lục địa, đạt diện tích khoảng 82 triệu km2 (khoảng 16% diện tích bề mặt Trái Đất)

Địa hình núi thấp và cao nguyên: với độ cao từ 500m đến 1000m có tổng diện tích 27 triệu km2, (khoảng trên 5% diện tích bề mặt Trái Đất)

Địa hình núi cao: với độ cao tuyệt đối trên 1000m (trong đó Everest hay Chomolungma thuộc dãy Himalaya cao 8.850m), có tổng diện tích 34 triệu km2 (gần 8% diện tích bề mặt Trái Đất)

Địa hình lục địa

- Đai Alpe- Hymalaya bắt đầu từ dãy Atlas ở Bắc Phi đến Alpe và kéo dài đến dãy Hymalaya hơi thành hình cung nhô về Nam.

- Đai vòng quanh Thái Bình Dương, phân bố ở hai bên Thái Bình Dương Phía bờ đông là các dãy núi Alaska, núi dọc bờ, núi đá (Rocky mountain) v.v và dãy Andes

Là nơi có hoạt động núi lửa (chiếm 75% của thế giới) và động đất mãnh liệt, (80% tâm động đất nóng của thế giới)  các đai núi trẻ

Các núi hình thành sớm hơn (từ 500-2000m), bị bóc món nhiều như núi Uran (Liên Xô), Hoàng Liên Sơn, Trường Sơn (Việt Nam)

Địa hình đáy đại dương

 Thềm lục địa: sâu từ 0 m đến 200m, thường thoải, dốc không quá 0,30 có tổng diện tích 28 triệu km2 ( 5% diện tích bề mặt Trái Đất)

Rộng nhất ở Bắc Băng Dương (Bantic): 1300km Hẹp nhất là thềm lục địa ở bờ đông Thái Bình Dương: vài km

Thềm lục địa thường có những rãnh sâu, là di tích của lòng sông cổ hoặc của dòng chảy ngầm hoặc dòng đáy bào xói

Rìa lục địa (thềm, sườn, chân lục địa), bồn đại

dương, sống núi giữa đại dương

Rìa lục địa: phần nằm giữa lục địa và bồn đại dương

 Sườn lục địa: sâu từ 200m đến 3000m có diện tích 54 triệu km2 (khoảng 10% diện tích bề mặt Trái Đất)

Chân lục địa: tương đối thoải, 5'-35‘ tương đối thoải, 5'-35‘, nối sườn lục địa với bồn đại dương, sâu 2000 - 5000 mét, bề rộng khoảng l000km Chân lục địa do các vật liệu vụn của dòng biển hoặc trượt lở tạo thành Chân lục địa không có ở TBD, chỉ thấy ở ĐTD và AĐD

Dốc trung bình 4,250, sâu không quá 2000m, rộng 20-100 km, bình quân 20-40 km

Trên sườn lục địa có những máng sâu (hẽm sâu) sâu đến hàng trăm, hàng nghìn mét, hai bên bờ dốc đứng, hoặc từ 400 trở lên

Địa hình đáy biển

Sống núi giữa đại dương: cao từ vài trăm mét đến trên 1000m so với địa hình đáy, chiều rộng tới 200 -

300 km2 kéo dài khoảng 65.000 km

Tại Đại Tây Dương, SNGĐD chạy dọc từ bắc xuống nam tạo nên đường trục của đại dương này

Đến phía nam Đại Tây Dương, đổi hướng thành á vĩ tuyến ngăn cách Châu Phi và Châu Nam Cực, tiếp nối với sống núi giữa Ấn Độ Dương có phương á kinh tuyến hỡi chệch về Tây Bắc

Sống núi giữa Ấn Độ Dương tiếp nối với sông núi phương kinh tuyến tại Đông Thái Bình Dương bởi nhánh á vĩ tuyến, ngăn cách giữa Châu Nam Cực

 Phần trục của sống giữa đại dương thường phát sinh riptơ trung tâm (central rift) cực đại Riptơ

có thể sâu đến 1-2 km và rộng đến 13-48 km (rift ở giữa Đại Tây Dương) Theo quan sát của tàu ngầm thì ở một số rift trung tâm đang có dung nham mácma có nhiệt độ cao chảy trào ra chậm chạp, trong đó chứa nhiều nguyên tố kim loại

 Sống núi giữa đại dương thường bị một hệ đứt gãy chéo hoặc thẳng góc cắt qua và dịch chuyển

đi tới 300-500 km

Bồn đại dương là đới bằng phẳng nằm giữa rìa lục địa và dãy sống núi giữa đại dương ở độ

Đồng bằng biển thẳm có độ dốc rất nhỏ (không quá 1/1000) được phủ các trầm tích mang từ lục địa

đến

II Các quyển ngoài Trái đất

- Là một vòng không khí bao quanh phía ngoài trái đất, chiếm khoảng không gian từ mặt đất đến khoảng không vũ trụ

- Kết quả đo của vệ tinh nhân tạo cho thấy tại xích đạo ở độ cao 42.000 km và tại hai cực ở độ cao 28.000 km vẫn còn có dấu vết của khí quyển

1 Khí quyển

- Thành phần chính của khí quyển là: N, O, Ar, CO2 hơi H2O (tất cả khỏang 99%), còn lại là các khí khác và hạt bụi nhỏ

- Thành phần, tỷ trọng, áp suất của khí quyển thay đổi theo độ cao

Độ cao

(km) Áp suất (Pa)

Nồng độ

Số phân tử, nguyên tử, điện tử/cm 3

-Ở vùng xích đạo tầng dày

16-18 km, ở hai cực dày 7-9km,

bình quân là 10-12km

- Nhiệt độ của tầng này do sự

phản xạ nhiệt Mặt trời của mặt

đất cho nên càng lên cao nhiệt

độ càng giảm

- Gradient hạ nhiệt là 6 0 c/1km,

đến nóc của tầng này nhiệt độ

đạt -55 0 C.

Tầng đối lưu:

Nhiệt độ, áp suất, tỷ trọng của khí

quyển thay đổi tuỳ cao độ và vĩ độ,

tạo ra các hiện tượng gió, mưa,

mây, tuyết tác động vào Trái đất làm

xuất hiện các quá trinh địa chất

ngoại sinh

- Phân bố ở cao độ từ nóc tầng đối lưu lên đến độ cao 35-55 km

- Bề dày của tầng ở xích đạo nhỏ hơn ở hai cực

- Bình lưu: vì khí di động nằm ngang

- Tầng bình lưu không chịu ảnh hưởng nhiệt của Trái đất, trái lai ở độ cao 30 đến 55 kilômét có O3 là loại khí hút tia tử ngoại làm tăng cao nhiệt độ (có thể tăng đến 00 C)

- Ít xảy ra hiện tượng khí tượng

Tầng bình lưu :

Sự tuần hoàn của khí quyển

Vùng xích đạo không khí đốt nóng bốc hơi  đới áp thấp, di chuyển thẳng lên cao

Trên không, dòng khí đi về hai cực (vĩ độ cao) và sau đó hạ thấp xuống tạo nên đới áp cao Không khí lạnh

di chuyển ở dưới thấp từ vĩ độ cao về vĩ độ thấp, do đó hình thành vòng tuần hoàn có tính toàn cầu và cũng vì vậy mà ở xích đạo mưa nhiều, còn ở hai cực mưa ít hơn

Ở xích đạo do không khí chuyển động xoáy trôn ốc đã tạo ra các cơn gió lốc hoặc các trận cuồng phong

Khí quyển di chuyển còn chịu ảnh hưởng của sự quay của trái đất, kết quả là tạo ra các đới gió mậu dịch thổi theo phương nhất định trong mùa nhất định

Sự di chuyển của khí quyển  các đới khí áp khác nhau  các đới khí hậu: đới ẩm ướt, đới bán ẩm ướt (hoặc đới nhiệt đới khô ẩm), đới khô hạn, đới bán khô hạn, đới đông lạnh v.v…

Các đới khí hậu có sự thay đổi vị trí trong lịch sử địa chất do sự trôi dạt các lục địa và thay đổi vị trí địa cực

Cách đây 280 triệu năm, cực Trái đất nằm ở gần quần đảo Hawaii do đó Tây Âu và Bắc Mỹ có khí hậu ẩm ướt, mưa nhiều của đới xích đạo

Nam cực là lục địa lớn nằm ở đới xích đạo Sau giai đoạn trên 50 triệu năm thì Tây Âu và Bắc Mỹ lại trở thành đới khô hạn (Theo A.Weyner và W.Koppen)

2 Thuỷ quyển

 Thủy quyển là vùng nước bao quanh Trái đất

gồm nước trên mặt (của biển, sông, suối, hồ ao, đầm lầy…) và cả nước dưới đất

 Dự tính trong khối thuỷ quyển là 1,5x1018 tấn, chỉ chiếm khoảng 0,024% trọng khối Trái đất

 Thể tích là 1.500x106km3

 Dưới đây là số liệu tính toán của Hội thuỷ văn quốc tế, 1977, về lượng nước trên Trái đất.

Các loại nước Lượng nước (10 3

23700 187,9 16,5 2,1 1,1 12,9

93,31 3,344 1,68

1065 0,013 0,001 0,0001 0,00007 0,0009

Lượng nước phân bố trên Trái đất

 Trong các thớ nứt của đá (từ độ sâu 100 mét trở lên) cũng tồn tại nhiều sinh vật

 Tổng trọng lượng của sinh vật trên Trái đất đạt 11,4 x 1012 tấn, chiếm 1/100 trọng khối của vỏ Trái đất

III Cấu tạo bên trong và đặc điểm vật chất

tạo thành Trái đất

 Trái đất có tính phân thành các quyển (vòng) nghĩa là có sự không đồng nhất về thành phần vật chất theo chiều thẳng đứng: cấu tạo vòng

1 Vỏ Trái đất

Vỏ Trái đất: Vp thay đổi từ 6,5 – 7,0 đến 7,4 km/s, Vs trong phần vỏ là 3,7 – 3,8 km/s

Manti: Vp tăng đột ngột đến 7,9 – 8, có 8,2 – 8,3 km/s Vs đột ngột tăng lên 4,5 – 4,7 km/s

sự thay đổi đột ngột tốc độ sóng.

Mặt ranh giới này gọi là mặt Mohorovixic (1909, lấy tên nhà địa vật lý người Nam Tư) = mặt Môhô hay Mặt M

Vỏ Trái đất dày mỏng tùy nơi (tức mặt Môhô có dạng lượn sóng nâng, cao hơn hoặc hạ thấp xuống, bình quân là 11- 12km

Các đại dương vỏ dày 5-10 (12)km, miền đồng bằng là

30-40 km, ở vùng núi cao là 50-75 km (dày nhất là ở núi Andes và Hymalaya).

2 Manti

 Phân bố từ mặt Moho đến độ sâu 2900 km.

 Ở độ sâu 2900km (ranh giới giữa manti với nhân có sự thay đổi đột ngột tốc độ truyền sóng địa chấn)

 Vp từ 13,64 km/s xuống 7,98 km/s, còn Vs nguyên là 7,23 km/s đột nhiên biến mất.

km, tốc độ truyền sóng địa chấn lại giảm đi khi xuống

sâu nhất là trong quãng 100- 150 km, sau đó tăng dần lên  “đới tốc độ thấp” đới tốc độ thấp”

 Phản ánh đặc trưng của vật chất ở trạng phái dẻo - quyển mềm Quyển này rất có ý nghĩa đối với các hoạt động kiến tạo của vỏ Trái đất

3 Nhân

Tính từ độ sâu 2900 km đến tâm Trái đất (6370 km), chia làm 3 lớp:

• nhân ngoài từ độ sâu 2900 km đến 4980 km,

• lớp chuyển tiếp 4980 km đến 5120 km

• và nhân trong từ 5120 km đến 6370 km

Diagram of the Interior of

IV Tính chất vật lý của Trái đất

 Do sức hút của Trái Đất tạo nên, là tổng vectơ của lực hấp dẫn hướng vào tâm Trái Đất và lực ly tâm, trong đó lực hướng tâm lớn gấp bội lực ly tâm, mỗi vật đều có sức nặng

 Có thể đo trọng lực bằng quả lắc hay cân xoắn

 Trọng lực tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đến tâm Trái Đất, vì thế ở địa cực trọng lực lớn hơn ở xích đạo

 Dị thường trọng lực: có thể âm hoặc dương, ở vùng núi cao thường có dị thường trọng lực dương còn ở các hố sâu đại dương - dị thường âm.

1 Trọng lực

2 Tỷ trọng và áp lực của Trái đất

Tỷ trọng: bình quân của Trái đất là 5,516 g/cm3

Tỷ trọng bình quân của đá trên mặt là 2,7 – 2)8 g/cm3 Tỷ trọng bình quân của nước biển là 1,028 g/cm3.

Theo tính toán của K.E, Bullen (Úc)) 1975 thì tỷ trọng của phần trên mặt vỏ là 2,7g/cm3, ở độ sâu 33 km là 3,32 g/cm3, ở 2885 km là 5,56g/cm3 và tăng lên đến 9,98 g/cm3, đến tâm Trái đất là 12,51 g/cm3

Áp lực của Trái đất càng xuống sâu càng lớn, xuống sâu 1

km thì áp suất tăng 270 Pa (Pa là đơn vị đo ứng suất và áp lực (Pascal), 1 Pa – 1Newton/1m2 = 10 din/cm2- 0,102 kg/ cm2 = 10-5 bar; 1 bar – 750 mm Hg, là đơn vị đo áp suất không khí).

Theo tính toán ở đô sâu 10 km áp lực là 1 Kpa, 33 km là 12Kpa 2885 km là 1325 Kpa và ở tâm Trái đất dự kiến là

3600 Kpa.

3 Nhiệt của Trái Đất

Nhiệt của Trái Đất có hai nguồn chính là nhiệt Mặt Trời và nhiệt do bản thân Trái Đất sinh ra

 Ngoại nhiệt tức nhiệt do Mặt Trời cung cấp hàng năm là 1,26.1021 calo hay 9,3.10 erg, khoảng 37% số nhiệt đó phát tán lại vào khoảng không vũ trụ Khoảng 3,3 1031 erg được Trái Đất nhận và

chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác, số

năng lượng này gấp 300 lần năng lượng thu được nếu đem đốt tất cả trữ lượng than đá hiện biết

 Năng lượng do Mặt Trời cung cấp tạo thành mây, mưa, gió v.v và là động lực của tất cả các quá

trình địa chất xảy ra trên mặt đất (ngoại sinh) như phá huỷ đá, vận chuyển và trầm đọng các vật thể trong các bồn trũng v.v