Hình dạng và cấu trúc của Trái Đất

Hình dạng, kích thước, tính chất vật lý và cấu trúc bên trong của Trái Đất.

Chương I: Trái đất

1 Khái niệm về vũ trụ

2 Hình dạng và cấu trúc của mặt trời

3 Hình dạng và cấu trúc của trái

đất

4 Hệ quả của sự vận động của Trái Đất

1

I.3 Hình dạng và cấu trúc của Trái đất

1 Hình dạng và kích thước của Trái Đất

2 Tính chất vật lý và cấu trúc bên trong

của Trái Đất

Hình dạng của Trái Đất

• Quan niệm về hình dạng của Trái Đất

• Hình dạng geoid của Trái Đất

3

• Thời xa xưa, Trái đất được hình dung là một mặt phẳng,

trên đó có vòm trời úp chụp xuống như một cái vung (Sự

tích bánh chưng vuông mô phỏng Trái Đất của Việt Nam )

• Thế kỷ VI trước Công nguyên, Pitago đã cho rằng Trái Đất

dạng hình cầu

• Hai thế kỷ sau, Arixtốt đưa ra được chứng cứ chứng minh

Trái đất hình cầu

• Đầu thế kỷ XVI, Magienlan đi vòng quanh thế giới bằng

đường biển đã khẳng định giả thuyết này

Hình dạng của Trái Đất

4

• Đến thế kỷ 17 đã xuất hiện quan niệm Trái Đất không phải là

một khối cầu hoàn hảo mà là một khối cầu dẹt ở hai cực

được gọi là khối êlipxôit

• Tiếp theo, đến thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, các đo đạc thực tế

cũng đã xác nhận hình khối êlipxôit 3 trục của Trái Đất, không

những chỉ dẹt ở hai cực mà còn dẹt cả ở xích đạo

• Những bức ảnh vệ tinh về Trái Đất đã chụp được trong

những năm gần đây cho thấy một cách hoàn toàn trung thực

hình dạng của Trái Đất

• Các số liệu do các vệ tinh nhân tạo cung cấp cho thấy hình

dạng Trái Đất rất đặc biệt Nó không giống bất cứ một dạng

hình toán học nào Đó là hình dạng địa cầu hay gêôit

• Hình dạng gêôit của Trái Đất không phải là một hình được

xác định một cách trung thực theo những chỗ lồi lõm của địa

hình trên bề mặt Trái Đất, mà là theo một bề mặt lý thuyết, bề

mặt cùng mức của thế năng trọng lực nghĩa là một bề mặt

luôn luôn vuông góc với hướng trọng lực 5

7

8

Mặt Geoid là mặt nước biển trung bình yên tĩnh trải

rộng xuyên qua các lục địa tạo thành một mặt cong

khép kín Pháp tuyến với mặt Geoid trùng với

phương dây dọi

9

• Ở cực Bắc Geoid cao hơn Elipsoid 15m

• Ở vĩ độ 35º VB Geoid thấp hơn Elipsoid 15m

• Ở XĐ Geoid trùng Elipsoid

• Ở vĩ độ 35º VN Geoid cao hơn Elipsoid 20m

• Ở cực Nam Geoid thấp hơn Elipsoid 30m

• So sánh này cho phép ta kết luận bề mặt trái đất tương

đối nhẵn nhụi Vì mặt Geoid không có hình dạng toán

học nhất định, để thuận lợi trong công tác đo đạc và tính

toán, người ta lấy mặt Elipsoid tròn xoay, có hình dạng

và kích thước gần giống như mặt Geoid làm bề mặt toán

học thay cho Geoid gọi là mặt Elipsoid Trái đất

2 Kích thước TĐ

Một số đặc trưng về kích thước của Trái Đất

Bán kính trục lớn (xích đạo) a: 6378,245km

Bán kính trục nhỏ (cực) b: 6356,863km

Bán kính trung bình: 6371 km

Độ dẹt ở cực (a-b):a 1/298

Độ dẹt ở xích đạo: 1/30.000

Chiều dài trung bình của vòng tròn

kinh tuyến:

40.008,5 km

Chiều dài xích đạo: 40.075,7km

Diện tích bề mặt Trái Đất 510,083 triệu km²

Cấu trúc Trái Đất

Trái Đất có cấu trúc gồm nhiều lớp:

• Nhân Trái Đất

– Nhân trong (5100-6370 km)

– Nhân ngoài (2900-5100 km)

• Lớp Manti

– Manti dưới (đến 2900 km)

– Manti trên (đến 700 km)

• Vỏ Trái Đất

– Vỏ lục địa (35 – 40; 70-80 km)

– Vỏ đại dương (5-10 km)

12

•Nhân trái đất: độ dày ~ 3470 km:

Lõi cứng: áp suất từ 3-3,5 tr atm, vật chất ở trạng thái rắn

Lõi lỏng: T~ 5000ºC, P ~ 1,3 đến 3,1

tr atm, vật chất ở trạng thái lỏng

Thành phần: Ni, Fe (Nife) 13

Nhân Trái Đất

Nhân Trái Đất có 2 lớp: nhân ngoài và nhân trong

• Nhân trong sâu từ 5000-6370km, áp suất từ 3-3,5

triệu atm, vật chất ở dạng siêu rắn

• Nhân ngoài: có độ sâu từ 2900-5000km, nhiệt độ

khoảng 5000ºC, áp suất từ khoảng 1,3 đến 3,1 triệu

atm và vật chất ở trạng thái lỏng

• Giữa 2 nhân, tốc độ truyền sóng dọc lại có sự thay

đổi đột ngột

• Thành phần vật chất chủ yếu của nhân Trái Đất là kim

Bao mati

• Từ vỏ Trái Đất đến độ sâu 2900 km là bao Mati

• Ranh giới giữa bao Manti và vỏ Trái Đất là mặt Moho, ở

đó tốc độ truyền sóng tăng từ 6,6 lên 8,2 km/s

• Bao Mati chiếm 80% về thể tích và 68,5% về khối

lượng Trái Đất.Thành phần hóa học chủ yếu là Silic và

Magiê nên gọi là quyển Sima bao Mati gồm Mati trên và

Mati dưới (xem hình vẽ)

• Trong lớp Mati trên, ở phía trên đến độ sâu 100 km ở

trạng thái rắn, kết hợp với lớp vỏ trái đất tạo thành lớp

vỏ cứng ngoài cùng của Trái Đất, gọi là thạch quyển

• Phần dưới có trạng thái quánh dẻo, và thường chuyển

động đối lưu do vật chất nặng chìm xuống, và vật chất

nhẹ nổi lên.Đây là nơi phát sinh ra các lò macma và núi

lửa

• Manti dưới nằm từ độ sâu 700-2900 km

15

Vỏ Trái Đất

• Là lớp vỏ cứng, mỏng, độ dày dao động trong

khoảng 5-10 km ở đại dương và 35 -80 km ở lục địa

• Ngoài Oxy, vỏ Trái Đất chủ yếu là Si (silic) và Al

Vỏ Trái Đất

Vỏ lục địa Vỏ Đại dương

Vùng núi 70-80

Tỷ trọng

Lớp trầm tích 3-5 km Mỏng (vài km)

Vỏ Trái Đất

• Lớp vỏ Trái Đất được cấu tạo từ nhiều tầng đá

khác nhau:

– Trên cùng là tầng đá trầm tích (có nơi không có)

– Tầng đá granit là thành nền các lục địa

– Tầng đá bazan thường lộ ra ở đáy đại dương

– Tầng gabrô ở lớp vỏ đại dương

Ý nghĩa

19

a Về mặt địa lý

một nửa mặt cầu Nửa còn lại bị che khuất nên trên Trái

Đất luôn có hiện tượng ngày đêm

Ý nghĩa

20

a Về mặt địa lý

Tầm bao quát về phía chân trời càng mở rộng khi càng

cách xa bề mặt đất:

Ý nghĩa

21

a Về mặt địa lý

Những hiện tượng ngược nhau ở hai bán cầu, ví dụ:

+ Bán cầu Bắc là mùa nóng thì Bán cầu Nam là mùa lạnh,

và ngược lại

+ Ở Bán cầu Bắc càng đi về phía Bắc càng lạnh, trong khi

ở Bán cầu Nam càng đi về phía Bắc càng nóng

Ý nghĩa

b Về mặt vật lý

• Do có dạng gần hình cầu nên có thể tích tối đa so với

các hình dạng hình học khác có cùng diện tích bề mặt

 chứa được một khối lượng vật chất tối đa

• Trái Đất có kích thước và khối lượng đủ lớn vì thế mọi

vật đều bị Trái đất hút vào tâm Muốn thoát khỏi sức

hút này, các vật phải có tốc độ ít nhất bằng 11,2 km/s