Trái Đất - Hành tinh trong hệ Mặt Trời

- Ngoài sự chuyển động quanh Mặt Trời, các hành tinh và vệ tinh của chúng đều tự quay quanh trục và có hướng ngược chiều kim đồng hồ trừ vệ tinh của sao Thổ và Thiên vương.. Hình dạng g

Bài 1: Trái đất - Hành tinh trong

hệ Mặt Trời.

1 Trái Đất là một hành tinh trong hệ thống Mặt Trời

1.1 Hệ Mặt Trời trong Vũ Trụ.

? Vũ trụ có phải vĩnh cửu không?

- Vò Trô kh«ng ph¶i tån t¹i vÜnh cöu, nã cã qu¸ tr×nh ph¸t sinh, ph¸t triÓn vµ diÖt vong (theo thuyÕt Big Bang th× nã ®­

îc h×nh thµnh c¸ch ®©y kho¶ng 15 tû n¨m tõ mét nguyªn tö nguyªn thñy)

Trong Vũ Trụ có vô vàn những khối vật chất có hình dạng và kích thước khác nhau gọi là thiên thể Các thiên

thể này tập hợp lại thành một hệ thống có quan hệ với nhau bằng những lực hấp dẫn Mỗi hệ thống lại là bộ phận của hệ thống lớn hơn

- Hệ Mặt Trời là một hệ thống và nó lại là bộ phận của

hệ thống bao gồm vô vàn các vì sao và các hệ thống khác

tương tự như hệ Mặt Trời gọi là Thiên Hà (còn gọi là

Ngân Hà) Trong Vũ Trụ ngày nay người ta đã xác định

được vô số thiên hà

Như vậy Trái Đất chỉ là một phần tử hết sức nhỏ bé trong Vũ Trụ, tuy nhiên điều đáng quí của nó là có sự sống

1.2 Các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời

? Theo anh (chị) trong hệ mặt trời có bao nhiêu hành tinh?

Quay xung quanh Mặt Trời là 8 hành tinh với các vệ tinh của chúng, các tiểu hành tinh, các sao chổi, thiên thạch và đám mây bụi khí

? Năm 2006, hành tinh nào đã bị loại khỏi hệ Mặt Trời?

- Đường kính của hệ Mặt Trời (nếu chỉ tính đến quĩ

đạo của Hải Vương tinh) vào khoảng 11 tỷ km, nếu tính

đến quĩ đạo của các sao chổi thì nó lớn hơn hàng ngàn lần

- Ngay từ thời Cổ đại, bằng mắt thường con người đã quan sát được các hành tinh ở gần Mặt Trời là Sao Thủy, sao Kim, Hỏa, Mộc và Thổ Ba hành tinh còn lại là Thiên Vương, Hải Vương và Diêm Vương chỉ mới được phát hiện sau này nhờ có kính thiên văn, Thiên Vương năm

1781, Hải Vương năm 1846, Diêm Vương năm 1930) Tuy nhiên đến tháng 8 năm 2006, Hội Thiên văn quốc tế họp ở Praha (Cộng hoà Séc) đã thống nhất loại Diêm vư

ơng tinh ra khỏi hệ Mặt Trời

- Tất cả các hành tinh đều quay xung quanh Mặt Trời theo các quĩ đạo hình elíp gần tròn, có hướng ngược với

chiều quay của kim đồng hồ (nhìn từ cực bắc xuống).

- Trừ 2 sao Thủy và Kim, mỗi hành tinh lại có một số vệ tinh (hiện nay đã biết 66 vệ tinh nhưng có thể số đó còn lớn hơn)

Số vệ tinh của các hành tinh trong hệ Mặt Trời

Hành tinh Số vệ tinh Hành tinh Số vệ tinh

Kim tinh 0 Thiên vương

- Ngoài sự chuyển động quanh Mặt Trời, các hành tinh

và vệ tinh của chúng đều tự quay quanh trục và có hướng ngược chiều kim đồng hồ (trừ vệ tinh của sao Thổ và

Thiên vương).

? Mỗi hành tinh trong hệ Mặt Trời có mấy

chuyển đ ộng?

Mặt Trời là thiên thể duy nhất trong hệ Mặt Trời có bức xạ ánh sáng và nhiệt Nó có khối lượng lớn nhất so với các thiên thể khác trong hệ.

- Ngoài các hành tinh lớn, giữa quĩ đạo của sao Hỏa và sao Mộc còn có một vòng dày đặc các hành tinh nhỏ cũng chuyển động xung quanh Mặt Trời gọi là tiểu hành tinh Có tới hàng ngàn thậm chí hàng vạn tiểu

hành tinh với kích thước đường kính từ vài km tới vài ngàn km Hiện nay số tiểu hành tinh được các nhà thiên văn học nghiên cứu và đánh số đã lên tới gần 3000

- Ngoµi c¸c hµnh tinh, vÖ tinh vµ tiÓu hµnh tinh nãi trªn, trong hÖ MÆt Trêi cßn cã hµng ngµn Sao Chæi vµ c¸c khèi bôi thiªn th¹ch.

+ Cũng giống như các hành tinh, Sao Chổi là những thiên thể nhỏ quay xung quanh Mặt Trời nhưng có quĩ đạo hình elip rất dẹt và kéo dài Vòng quay quanh Mặt Trời của các Sao Chổi rất khác nhau: từ một vài năm đến hàng chục năm (sao chổi Halây là 76 năm) Hiện nay người ta

đã quan sát, nghiên cứu được khoảng 1800 sao chổi và tính được quĩ đạo của 700 ngôi

+ Thiên thạch (hay bụi vũ trụ) là những khối vật chất

nhỏ chuyển động trong không gian vũ trụ Mỗi khi thiên thạch rơi vào lớp khí quyển của Trái Đất, nó phát sáng tỏa nhiệt và bốc hơi tạo nên hiện tượng sao sa hay sao đổi ngôi mà chúng ta thường thấy Những thiên thạch có kích thước lớn khi rơi vào khí quyển tạo thành những quả cầu lửa xuống Trái Đất dễ gây thảm họa cho Trái Đất

1.3 Tr¸i §Êt trong hÖ MÆt Trêi.

Với khoảng cách đó, Trái Đất đã nhận được từ Mặt Trời một lượng bức xạ tối ưu tạo điều kiện cho sự sống tồn tại và phát triển So với các hành tinh khác, nó không nóng quá mà cũng không lạnh quá Cho đến nay người ta vẫn cho rằng trong hệ Mặt Trời Trái Đất là hành tinh duy nhất có sự sống.

2 Hình dạng Trái Đất.

Trái Đất có hình gì? Câu hỏi tưởng chừng như đơn giản ấy mà phải mất bao nhiêu thời gian, qua bao nhiêu kết quả nghiên cứu mới có lời giải đáp

2.1 Quan niệm về hình dạng cầu của Trái Đất.

Trái Đất có dạng hình cầu (được mô hình hóa bằng quả địa cầu) Đối với chúng ta ngày nay quan niệm về

hình dạng cầu của Trái Đất không phải là một điều gì khó hiểu Những ảnh chụp từ vệ tinh nhân tạo và các con tàu vũ trụ đã cung cấp những chứng cứ đầy đủ về hình dạng cầu của Trái Đất

Thế nhưng trước kia khi khoa học còn kém phát triển, người ta vẫn không thật tin là Trái Đất có dạng hình cầu, phải mãi đến thế kỉ 17 từ sau chuyến đi biển vòng quanh thế giới của Magenlăng (1619 - 1621) người ta mới thật tin Trái Đất có dạng hình cầu

- Vậy dạng hình cầu của Trái Đất được phát hiện ra

từ bao giờ?

Từ thế kỉ 9 TrCN đã có đã có những lập luận theo lôgic học cho rằng Trái Đất có dạng hình cầu Tuy nhiên người đầu tiên đưa ra được chứng cứ khoa học về dạng hình cầu của Trái Đất là Aristốt (thế kỷ 4 TrCN) khi ông quan sát hiện tượng nguyệt thực

- Sau này các nhà khoa học còn chứng minh được rằng hình dạng của Trái Đất không phải là một khối cầu hoàn

hảo mà là một khối elípoid dẹt ở 2 cực và hơi dẹt ở xích

đạo

- Các số liệu về kích thước Trái Đất được các nhà khoa học Liên xô đưa ra vào năm 1942 như sau:

+ Bán kính xích đạo hay bán trục lớn a = 6378,16 km

+ Bán kính cực hay bán trục nhỏ b = 6356,777 km

+ Độ dẹt ở cực = 1/298 lần bán kính = 21,36 km

+ Độ dẹt ở xích đạo = 1/30.000 bán kính = 213 m

+ Chiều dài vòng kinh tuyến = 40.008,5 km

+ Chiều dài xích đạo = 40.075,7 km

+ S bề mặt Trái Đất = 510,2 106km ²

+ Thể tích Trái Đất = 1083 1012 km3

2.2 ý nghÜa cña h×nh d¹ng cÇu cña Tr¸i §Êt.

- Dạng hình cầu khiến cho tia sáng song song của Mặt Trời tới Trái Đất ở các vĩ độ khác nhau thì tạo thành những góc nhập xạ khác nhau, do đó chế độ nhiệt khác nhau Nhiệt độ giảm dần từ xích đạo về 2 cực là nguyên nhân chính dẫn đến sự hình thành các vòng đai khí hậu

và tính địa đới của các yếu tố địa lí

- Dạng hình cầu của Trái Đất đối xứng qua mặt phẳng xích đạo đã hình thành 2 nửa cầu bắc và nam Những hiện tượng địa lí xảy ra ở 2 nửa cầu ấy nhiều khi trái ngược nhau Thí dụ: ở BBC là mùa hè thì NBC là mùa đông; ở BBC càng đi về phía bắc càng lạnh thì NBC càng đi về phía bắc càng nóng,…

Sao chæi

Thiªn th¹ch

PTr¸i §Êt nh×n tõ Vò Trô

2.3 Hình dạng geoid của Trái Đất.

Khoa học càng ngày càng phát triển, những số liệu trắc đạc ngày càng có nhiều ở khắp mọi nơi trên bề mặt Trái Đất và đặc biệt là các số liệu từ các vệ tinh cung cấp

đã cho thấy hình dạng Trái Đất rất đặc biệt, nó không giống bất cứ hình dạng toán học nào Đó là hình dạng

"Trái Đất " hay hình geoid (khối tựa cầu).

Hình dạng geoid của Trái Đất cũng không phải là

một hình được xác định một cách trung thực theo những chỗ lồi lõm của địa hình bề mặt Trái Đất mà là theo một

bề mặt lí thuyết (bề mặt luôn vuông góc với hướng trọng lực), nó không trùng với bề mặt khối cầu, cũng không

trùng với bề mặt khối elipsoid 3 trục.

- Theo các số liệu thu lượm được gần đây, bề mặt khối geoid tuy không trùng với khối elipsoid nhưng cũng không khác biệt với nó bao nhiêu: ở xích đạo, 2 bề mặt này trùng nhau; ở 35 B khối geoid thấp hơn bề mặt °elipsoid nhưng ở 35 N nó lại cao hơn 20 m; ở cực B nó °cao hơn 20 m nhưng ở cực N lại thấp hơn 20 m Người ta cho rằng hình dạng Trái Đất hiện nay hơi giống hình quả

lê hoặc hình trái tim

- Hình dạng hiện tại của Trái Đất chỉ là kết quả của một giai đoạn phát triển trong lịch sử, theo thời gian, sự phân bố lại vật chất trong lòng Trái Đất vẫn đang tiếp tục, hình dạng Trái Đất sẽ còn thay đổi.

3 Vận động của Trái Đất và các hệ quả.

3.1 Vận động tự quay quanh trục

- Người đầu tiên đưa ra ý kiến này là Côpecnic (nhà thiên văn học Ba Lan) vào thế kỉ 16 Nhưng ý kiến của

ông bị nhà thờ phản bác và lên án Mãi đến năm 1851, sau khi nhà vật lí học người Pháp là Phu côn đã dùng con lắc để chứng minh hiện tượng tự quay quanh trục của Trái Đất thì chân lí này mới được mọi người thừa nhận

+ Vận tốc tự quay quanh trục của Trái Đất khá lớn nhưng không như nhau ở các vĩ độ khác nhau trên bề mặt Trái

Đất ở xích đạo, vận tốc lớn nhất = 464 m/s; càng xa xích

đạo vận tốc càng giảm dần, ở 2 cực vận tốc đó bằng 0

+ Hướng tự quay quanh trục từ tây sang đông, ngược chiều quay của kim đồng hồ Thời gian Trái Đất hoàn thành một vòng tự quay quanh trục của nó là 01 ngày đêm

= 23 giờ 56 phút 4 giây (làm tròn là 24 giờ)

- Hệ quả:

+ Vận động tự quay quanh trục tạo nên hiện tượng luân phiên ngày và đêm Nhịp điệu ngày đêm là một trong những hiện tượng có tính nhịp điệu trong lớp vỏ cảnh quan Hiện tượng nhịp điệu là một đặc điểm không tách rời được với các vòng tuần hoàn và các quá trình địa lí xảy ra trong lớp vỏ địa lí Đó là một qui luật địa lí chung của Trái Đất

+ Vận động tự quay quanh trục còn gây nên hiện tư

ợng lệch hướng chuyển động do lực Côriolit

Khi Trái Đất tự quay quanh trục, các điểm trên bề mặt Trái Đất ở các vĩ độ khác nhau có vận tốc không

đều nên tất cả mọi vật thể chuyển động trên bề mặt Trái

Đất theo hướng kinh tuyến (từ XĐ về 2 cực hoặc ngược lại) đều có sự lệch hướng: ở BBC lệch về bên phải hướng chuyển động, ở NBC lệch về bên trái

Lực làm lệch hướng chuyển động về bên phải hay

bên trái hướng chuyển động của vật đó gọi là lực Côriolit

(do nhà toán học người Pháp Côriolit đưa ra vào năm 1835)

Tất cả các khối chuyển động trên bề mặt Trái Đất

đều chịu tác dụng của lực Côriolit như nước của các dòng biển, dòng sông lớn, khối không khí (rõ nhất), vật chất trong nội bộ Trái Đất, cả các đường đạn bay trên mặt đất

+ Giờ địa phương

Trái Đất vận động tự quay quanh trục theo hướng từ T

- Đ, nên ngày bắt đầu từ Đ - T Thời gian vận động một vòng quanh trục hết 24h, mỗi giờ đi được 150KT, người

ta chia bề mặt Trái Đất thành 24 múi giờ, mỗi múi chênh lệch so với múi bên cạnh là 1h Giờ Mặt Trời lên thiên đỉnh ở các múi không giống nhau, đó là giờ địa phương Thí dụ: ở Luân Đôn (KT 00) là 12h thì ở Hà Nội (KT 1050Đ là 19h

3.2 Vận động của Trái Đất quanh Mặt Trời.

- Mô tả:

+ Trái Đất vận động quanh Mặt Trời theo một quĩ đạo hình elip gần tròn cùng hướng với hướng tự quay quanh trục của nó từ tây sang đông Vận tốc trung bình của Trái Đất trên quĩ đạo là 29,76 km/s

+ Trong khi vận động, trục Trái Đất luôn luôn hướng về một phía và nghiêng trên mặt phẳng quĩ đạo một góc bằng

66 33 º ´

+ Thời gian Trái Đất vận động một vòng trên quĩ đạo bằng

365 ngày 5 giờ 46 phút 48 giây Thời gian đó gọi là năm thiên văn, là cơ sở để làm ra lịch (dương lịch) mà chúng

ta dùng hiện nay

Chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời

22/6

23/9

22/12 21/3

- Hệ quả:

Vận động quay quanh Mặt Trời của Trái Đất

khi trục Trái Đất luôn không đổi (chuyển động tịnh tiến) nên trong năm có chuyển động biểu kiến của Mặt Trời giữa 2 chí tuyến Từ đó làm cho tia sáng Mặt Trời chỉ chiếu thẳng góc với mặt đất:

+ ở xích đạo vào đúng 2 ngày xuân phân (21/3) và thu phân (23/9).

+ ở giữa các vĩ tuyến 0 - 23 27 B từ sau ngày xuân º ´phân đến trước ngày thu phân

+ ở giữa các vĩ tuyến 0 - 23 27 N từ sau ngày thu º ´phân đến trước ngày xuân phân

Tất cả các hiện tượng trên đã dẫn đến sự thay đổi chế độ nhiệt trên Trái Đất trong năm, sinh ra hiện tượng các mùa Nhịp điệu mùa cũng là qui luật địa lí phổ biến của Trái Đất, nó có tác động rất lớn đến cảnh quan thiên nhiên, đến sinh hoạt và chế độ sản xuất nông nghiệp của các vùng khác nhau trên Trái Đất

ở các nước ôn đới, sự phân chia khí hậu ra thành 4 mùa rất rõ rệt, theo dương lịch thời gian các mùa ở nửa cầu bắc như sau:

* Mùa xuân từ 21/3 đến 22/6: ngày dài dần, trời mát mẻ

* Mùa hạ từ 22/6 đến 23/ 9: ngày dài, nhiệt độ cao, nóng nực

* Mùa thu từ 23/9 đến 22/12: trời mát, se lạnh, ngày ngắn dần

* Mùa đông từ 22/12 đến 21/3: rất lạnh, ngày còn ngắn

Trong vòng nội chí tuyến sự phân chia các mùa không rõ như trong khu vực ôn đới, quanh năm lúc nào nhiệt độ cũng cao, do đó nếu áp dụng việc phân chia mùa theo dương lịch như ở khu vực ôn đới thì về mặt khí hậu sẽ không chính xác.

4 Mặt Trăng - vệ tinh của Trái Đất.

4.1 Mặt Trăng là vệ tinh duy nhất của Trái Đất.

- Mặt trăng ở cách xa Trái Đất khoảng 384.000 km Nó

có khối lượng bằng 1/81 lần và lực hút chỉ bằng 1/6 lần

so với Trái Đất Mặt Trăng chuyển động xung quanh Trái Đất và cả hệ Trái Đất - Mặt Trăng chuyển động xung quanh Mặt Trời

Mặt Trăng và Trái Đất là những thiên thể nguội (không phát sáng) được Mặt Trời rọi sáng Tùy theo vị trí tương đối giữa Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất mà ta thấy phần Mặt Trăng được rọi sáng với mức độ khác nhau.

- Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất theo chiều từ tây sang đông nên ta thấy Mặt Trăng từ từ di chuyển trên nền trời sao cũng theo chiều ấy với chu kì bằng một tháng sao bằng 29,53 ngày (gọi là tuần trăng = một tháng theo

âm dương lịch)

- Sự chuyển động của Mặt Trăng dẫn đến sự thay đổi

vị trí tương đối giữa Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng và

từ đó dạng của phần sáng Mặt Trăng mà ta nhìn thấy đư

ợc cũng thay đổi với chu kì xác định (các pha của tuần trăng)

4.2 Hệ quả của sự vận động của hệ thống

Trái Đất - Mặt Trăng.

- Hiện tượng sóng triều trên Trái Đất.

Trái Đất chịu lực hấp dẫn của Mặt Trăng nhưng khi di chuyển quay quanh tâm chung của hệ thống Mặt Trăng - Trái Đất nó cũng sinh ra một lực li tâm đối kháng với sức hút của Mặt Trăng ở tâm Trái Đất, 2 lực đó cân bằng nhau, nhưng ở phía hướng về Mặt Trăng thì lực hút của Mặt Trăng mạnh hơn, còn ở phía đối diện thì lực li tâm lại mạnh hơn

Kết quả là vật chất trên Trái Đất có xu hướng nhô lên

ở 2 phía: phía hướng về Mặt Trăng và phía đối diện với Mặt Trăng Hiện tượng đó gọi là sóng triều (thủy triều, thạch triều, khí triều) Do sự chuyển động của Trái Đất quanh trục nên về nguyên tắc trong một ngày ở bất cứ nơi nào trên Trái Đất thủy triều trong các biển và đại dương cũng có 2 lần lên xuống (một lần ở phía hướng về Mặt Trăng và một lần ở phía đối diện)

- Chuyển động của hệ thống Mặt Trăng - Trái Đất quanh Mặt Trời còn gây nên hiện tượng nhật thực - nguyệt thực.

5 Mặt Trời.

5.1 Các số liệu về Mặt Trời.

- Mặt Trời là một quả cầu khí nóng bỏng khổng lồ, đường kính của cầu sáng (quang cầu) D = 1.329.000 km; thể tích của nó V = 1,41 1013 km3

Khối lượng M = 1,99.1030 kg, bằng 99,866% khối lượng của toàn hệ; khối lượng riêng trung bình ρ = 1,41 kg/dm3

gia tốc trọng trường g = 274 m/s ²