Báo cáo bài tập lớn khoa học trái đất mặt trăng

Sau Mặt Trời thì Mặt Trăng là thiên thể sáng nhất được nhìn thấy từ Trái Đất dù không thực sự phát ra ánh sang.. Nếu nhìn từ Trái Đất thì Mặt Trăng sẽ có các pha khác nhau đó là vì khi c

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚNKHOA HỌC TRÁI ĐẤT

MẶT TRĂNG

GVHD: Ts Lương Bảo BìnhNhóm thực hiện: Nhóm 10 – L11

1 Nguyễn Văn Mạnh Kế (1911324)(Leader)2 Nguyễn Thanh Viễn (1912435)

3 Nguyễn Minh Duy (1910954)4 Rin Lihang (1916073)

5 Võ Văn Minh Tuấn (1912372)6 Phạm Minh Sang (1910496)

MỤC LỤC

I LỜI GIỚI THIỆU 3

II ĐẶC ĐIỂM CỦA MẶT TRĂNG 3

1 Bề mặt trên Mặt Trăng: 3

1.1 Hai phía Mặt Trăng 3

1.2 Các vùng tối trên Mặt Trăng/Biển Mặt Trăng 3

3.2 Tiến hóa địa chất 7

4 Chuyển động của Mặt Trăng: 7

4.1 Các tham số quỹ đạo 7

4.2 Chuyển động biểu kiến 7

4.3 Các nguyên nhân gây bất ổn định trong quỹ đạo 8

III TÁC ĐỘNG CỦA MẶT TRĂNG ĐÊN TRÁI ĐẤT, CON NGƯỜI 8

I LỜI GIỚI THIỆU

Mặt Trăng là thiên thể nổi bật nhất của bầu trời ban đêm xung quanh Trái Đất Nhờ vào trọng lực của Trái Đất mà Mặt Trăng luôn xoay quanh hành tinh của chúng ta như một vệ tinh tự nhiên suốt bao thiên niên kỷ nay Theo như cách chúng ta thường gọi là Mặt Trăng nhưng khi muốn nhắc đến Mặt Trăng của Trái Đất thì đúng hơn là Luna (là chữ latin cổ ý chỉ Mặt Trăng (Vệ tinh của Trái Đất)) Sau Mặt Trời thì Mặt Trăng là thiên thể sáng nhất được nhìn thấy từ Trái Đất dù không thực sự phát ra ánh sang Nếu nhìn từ Trái Đất thì Mặt Trăng sẽ có các pha khác nhau đó là vì khi chiếu thì ánh sáng Mặt Trời phần nào bị chặn lại làm đổ bóng lên Mặt Trăng Do đó nên khi nhìn từ Trái Đất thì Mặt Trăng có thể có hình lưỡi liềm, bán nguyệt hoặc toàn phần Và cũng nhờ các pha của mặt trăng mà con người xa xưa có thể tính được ngày tháng từ thuở sơ khai cũng như là bước đi đầu tiên trong việc phát triển thiên văn học và còn đó là sự hữu ích trong các lĩnh vực như nông nghiệp, ngư nghiệp, giao thông, định vị,…

II ĐẶC ĐIỂM CỦA MẶT TRĂNG1 Bề mặt trên Mặt Trăng:

1.1 Hai phía Mặt Trăng(Hình 1, Hình 2)

Mặt Trăng nằm trên quỹ đạoquay đồng bộ, có nghĩa là nó hầu như giữ nguyên một mặt hướng về Trái Đất ở tất cả mọi thời điểm Buổi đầu mới hình thành, Mặt Trăng quay chậm dần vàbị khoáở vị trí hiện tại vì những hiệu ứngma sátxuất hiện cùng hiện tượng biến dạng thuỷ triều do Trái Đất gây ra[1].Các biến đổi nhỏ trong góc quan sát cho phép chúng ta có thể nhìn thấy được khoảng 59% bề mặt Mặt Trăng (nhưng luôn luôn chỉ là một nửa ở mọi thời điểm)[2] Mặt quay về phía Trái Đất được gọi làphần nhìn thấy, và phía đối diện được gọilà phần không nhìn thấy Phần không nhìn thấy thỉnh thoảng còn được gọi là "phần tối," nhưng trên thực tế nó cũng được chiếu sáng thường xuyên như phần nhìn thấy Phần không nhìn thấy của Mặt Trăng lần đầu tiên được tàu thăm dò Xô ViếtLuna 3chụp ảnh năm 1959 [3].

1.2 Các vùng tối trên Mặt Trăng/Biển Mặt Trăng

Các đồng bằng tối và hầu như không có đặc điểm riêng trên Mặt Trăng có thể được nhìn thấy rõ bằng mắt thường đượcgọi là "các vùng tối" hay các biển Mặt Trăng, bởi chúng được các nhà thiên văn học cổ đại cho là những nơi chứa đầy nước Hiện chúng đã được biết chỉ là những bề mặt lớn chứa dung nham bazan cổ đã đông đặc Đa số các dung nham này đã được phun ra hay chảy vào những chỗ lõm hình thành nên sau các vụ va chạm thiênthạch hay sao chổi vào bề mặt Mặt Trăng[5]

1.3 Terrae/Đất liền

Các vùng có màu sáng trên Mặt Trăng được gọi là terrae, hay theo cách thông thường hơn là

các "cao nguyên", bởi chúng cao hơn hầu hết các biển Nhiều rặng núi cao ở phía bề mặt nhìn thấy được chạy dọc theo bờngoài các vùng trũng do va chạm lớn,nhiều vùng trũng này đã được bazan lấp kín Chúng được cho là các tàn tích còn lại của các gờ bên ngoài của vùng trũng va chạm[4]

1.4 Hố va chạm(Hình 3)

Bề mặt Mặt Trăng cho thấy bằng chứng rõ ràng rằng nó đã bị ảnh hưởng nhiều bởi các sự kiệnva chạm thiên thạch[5] Các hố va chạm hình thành khi các thiên thạchvà sao chổi va chạm vào bề mặt Mặt Trăng, và nói chung có khoảng nửa triệuhố va chạm với đường kính hơn 1 km Do các hố va chạm hình thành với tỷ lệ gần như cố định, nên số lượng hố va chạm trên một đơn vị diện tích chồng lên trên một đơn vị địa chất có thể được sử dụng để ước tính tuổi của bề mặt Vì không có khí quyển, thời tiết và các hoạt động địa chất gần đây nên nhiều hố va chạm được bảo tồn trong trạng thái khá tốt so với những hố va chạm trên bề mặt Trái Đất[6].

1.5 Nước trên Mặt Trăng

Những vụ bắn phá liên tiếpcủa các sao chổi và các thiên thạch có lẽ đã mang tới một lượng nước nhỏ vào bề mặt Mặt Trăng Nếu như vậy, ánh sáng Mặt Trời sẽ phân chia đa phần lượng nước này thành các nguyên tố cấu tạo là Hiđro và ôxy, cả hai chất này theo thời gian nói chung

2 Đặc điểm vật lý:

2.1 Cấu trúc bên trong(Hình 4)

Mặt địa hoá học Mặt Trăng gồmmột lớp vỏ, một lớp phủ, và lõi Cấu trúc này được cho là kết quả của sự kết tinh phân đoạn của một biển macma chỉ một thời gian ngắn sau khi nó hình thành khoảng 4,5 tỷ năm trước.

Việc vẽ bản đồ địa hoá học từ quỹ đạo cho thấy lớp vỏ Mặt Trăng gồm phần lớn thành phần làanorthosit[7],phù hợp với giả thuyết biển macma Về các nguyên tố, lớp vỏ gồm chủ yếu là ôxy, silic, magiê, sắt, canxi và nhôm Dựa trên các kỹ thuật địa vật lý, chiều dày của nó được ước tính trung bình khoảng 50 km[8].

Mặt Trăng có mật độ trung bình 3.346,4 kg/m³, khiến nó trở thành vệ tinh có mật độ lớn thứ hai trong Hệ Mặt Trờisau Io Tuynhiên, nhiều bằng chứng cho thấy có thể lõi Mặt Trăng nhỏ, với bán kính khoảng 350 km hay nhỏ hơn[8].Nó chỉ bằng khoảng 20% kích thước Mặt Trăng, trái ngược so với 50% của đa số các thiên thể khác Thành phần lõi Mặt Trăng không đặc chắc, nhưng phần lớn tin rằng nó gồm một lõi sắt kim loại với một lượngnhỏ lưu huỳnh và niken Các phân tích về sự khác biệt trong thời gian tự quay của Mặt Trăng cho thấy ít nhất lõi Mặt Trăng cũng nóng chảy một phần[9].

2.2 Từ trường(Hình 5)

Mặt Trăng cómột từ trường bên ngoài trong khoảng một tới một trămnanotesla[10]— chưa bằng1% từ trường Trái Đất (khoảng 30-60 microtesla[10]) Các khác biệt chính khác là Mặt Trăng hiện tại không có một từtrường lưỡng cực (lẽ ra phải được tạo ra bởi địa động lực trong lõi của nó), và sự từ hóa hiện diện hầu như đều có nguồn gốc từ lớp vỏ[11].

Hình 5 Tổng cường độ từ trường tại bề mặt Mặt Trăng

2.3 Khí quyển

Mặt Trăng có khí quyển mỏng đến nỗi hầu như không đáng kể, với tổng khối lượng khí quyển chưa tới 104kg[12].Các nguyên tố natri, kali đãđược phát hiện bằng cách phươngpháp quang phổ trên Trái Đất và Agon–40 (40Ar), heli-4 (4He), ôxy (O2) và metan (CH4), nitơ (N2)

và/hay mônôxít cacbon (CO), và điôxít cacbon (CO2) đã được phát hiện tại chỗ bởi các máy do các nhà du hành vũ trụ chương trình Apollo để lại[13].

2.4 Nhiệt độ bề mặt

Ban ngày trên Mặt Trăng, nhiệt độ trung bình là 107 °C, còn ban đêm nhiệt độ là -153 °C[14].

3 Nguồn gốc và sự tiến hóa địa chất:

3.1 Hình thành

Nhiều cơ cấu đã được đưa ra nhằm giải thích sự hình thành của Mặt Trăng Mọi người tin rằng Mặt Trăng đã được hình thành từ 4,527 ± 0,010 tỷ năm trước, khoảng 30-50 triệu năm sau sự hình thành của Hệ Mặt Trời[15].

Một số giả thuyết cho sự hình thành Mặt Trăng là: Giả thuyết phân đôi, giả thuyết bắt giữ,giả thuyết cùng hình thành và giả thuyết chiếm ưu thế nhất hiện tại là giả thuyết vụ va chạm lớn[16] Lời giải thích hàng đầu cho sự hình thành mặt trăng là một vụ va chạm khủng khiếp đã đánh bật các thành phần thô cho mặt trăng ra khỏi mặt trăng có thành phần tương tự nhau, nên các nhà nghiên cứu kết luận rằng vụ va chạm phải xảy ra đâu đó khoảng 95 triệu năm sau khi hệ mặt trời ra đời (Hệ mặt trời khoảng chừng 4,6 tỉ năm tuổi.) Các nghiên cứu mới vào năm 2015

3.2 Tiến hóa địa chất

Một phần lớn tiến hóa địa chất của Mặt Trăng hậu biển macma là do quá trình hình thành hố va chạm Niên đại địa chất Mặt Trăng chủyếu được phân chia dựa trên sự hình thành các vùng trũng lớn do va chạm Mỗi vùng trũng nhiều gờ này đều gắn liền với một bề mặt trầm tích vật phóng lớn để hình thành các tầng của địa tầng khu vực.

Quá trình địa chất lớn khác ảnh hưởng tới bề mặt Mặt Trăng làbiển núi lửa[18].Sự tăng các nguyên tố tạo nhiệt bên trong đất Mặt Trăng được cho là đã khiến lớp phủ bên dưới nóng lên, và cuối cùng nóng chảy một phần Một phần những macma đó tràn lên bề mặt và phun trào, gây ra sự tập trung cao của bazan biển ở phía bề mặt nhìn thấy được của Mặt Trăng[19].

4 Chuyển động của Mặt Trăng:

4.1 Chuyển động biểu kiến

Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất trên quỹ đạo hình elíp gần tròn ở khoảng cách trung bình 384.403 km với cận điểm 363.104 km, viễn điểm 405.696 km và độ lệch tâm trung bình 0,0554 Giá trị độ lệch tâm này thay đổi từ 0,043 đến 0,072 trong chu kì 8,85 năm Mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất nằm nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời trong khoảng 4°59′ đến 5°18′, với giá trị trung bình 5°9′ Chu kỳ quỹ đạo khoảng 27,321 ngày, kinh độ của điểm nút lên 125,08°, acgumen của cận điểm 318,15°.

4.2 Các tham số quỹ đạo (Hình 6)

Mặt Trăng chuyển động biểu kiến theohướng Đông Nam do chuyển động xoay của Trái Đất Trên nền trời sao, nó dịch chuyển theo hướng Tây trung bình mỗi ngày 13° do chuyển động quanh Trái Đất và hàng ngày Mặt Trăng tụt lùi sau Mặt Trời 12° do Mặt Trời tiến về hướng Đông khoảng 1° mỗi ngày Hàng ngày, Mặt Trăng mọc muộn hơn ngày trước đó trung bình 50 phút Tháng giao hội của nó khoảng29,53 ngày, dài hơn một chút so với chu kỳ quỹ đạo của Mặt Trăng (27,32 ngày)[1]

4.3 Các nguyên nhân gây bất ổn định trong quỹ đạo

Các nguyên nhân gây bất ổn định gồm nhiễu loạn kỳ sai và nhiễu loạn dao động[20].

III TÁC ĐỘNG CỦA MẶT TRĂNG ĐÊN TRÁI ĐẤT, CONNGƯỜI

1 Lực hấp dẫn của Mặt Trăng

Lực hấp dẫn của mặt trăng lên Trái đất gây ra sự dâng và hạ mực nước biển gọi là thủy triều Với một cấp độ nhỏ hơn nhiều, thủy triều cũng xảy ra trong ao hồ, trong khí quyển, và bên trong lớp vỏ Trái đất.

Thủy triều cao khi nước nhô lên, và thủy triều thấp khi nước bị ép xuống Thủy triều cao xảy ra ở phía Trái đất gần mặt trăng nhất do lực hút hấp dẫn, và nó cũng xảy ra ở phía xa mặt trăng nhất do quán tính của nước Thủy triều thấp xảy ra ở giữa hai phần nước nhô lên này.

Lực hút của mặt trăng còn làm chậm chuyển động quay của Trái đất, một hiệu ứng được gọi là phanh thủy triều, nó làm tăng độ dài ngày của chúng ta thêm 2,3 mili giây trên mỗi thế kỉ Năng lượng mà Trái đất bị mất do mặt trăng gây ra làm tăng khoảng cách của mặt trăng đến Trái đất, nghĩa là mặt trăng lùi ra xa Trái đất mỗi năm 3,8 cm.

Lực hút hấp dẫn của mặt trăng còn là chìa khóa biến Trái đất thành một hành tinh có sự sống bởi sự tiết chế độ chao đảo của trục nghiêng của Trái đất, đưa đến một khí hậu tương đối ổn định trong hàng tỉ năm trong đó sự sống có thể phát triển thịnh vượng.

2 Nhật Thực, Nguyệt Thực

Trong lúc nhật nguyệt thực, mặt trăng, Trái đất và mặt trời nằm trên một đường thẳng, hay gần như trên một đường thẳng Nguyệt thực xảy ra khi Trái đất nằm chắn ngay giữa mặt trời và mặt trăng, và cái bóng của Trái đất phủ lên mặt trăng Nguyệt thực chỉ có thể xảy ra trong lúc trăng tròn.

Nhật thực xảy ra khi mặt trăng ở chắn giữa mặt trời và Trái đất, và cái bóng của mặt trăng phủ lên chúng ta Nhật thực chỉ có thể xảy ra trong kì trăng mới Nhật thực hiếm khi xảy ra tại một nơi cho trước bởi vì cái bóng của mặt trăng quá nhỏ trên bề mặt Trái đất Dự kiến vào ngày 21/06/2020 Việt Nam sẽ diễn ra nhật thực một phần[21].

3 Các mùa của Mặt Trăng

Độ nghiêng của trục Trái đất là khoảng 23,5 độ, còn độ nghiêng của trục mặt trăng chỉ khoảng 1,5 độ Như vậy, mặt trăng hầu như không có mùa Điều này có nghĩa là một số khu vực luôn luôn chìm trong ánh sáng mặt trời, còn những nơi khác thì chìm trong bóng tối mãi mãi.

4 Thám hiểm Mặt Trăng

Bước tiến đầu tiên trong việc quan sát Mặt Trăng được thực hiện nhờ sự phát minh kính viễn vọng Galileo Galilei đãsử dụng tốt công cụ này để quan sát các ngọn núi và hố va chạmtrên Mặt Trăng.

Những bước chân đầu tiên của con người trên Mặt Trăng năm 1969 được coi là đỉnh cao của cuộc chạy đua vũ trụ Neil Armstrong trở thành người đầu tiên đi bộ trên bề mặt Mặt Trăng với tư cách chỉ huy phi vụ Apollo 11 của Hoa Kỳ Cho tới nay, Eugene Cernan, thành viên của phi vụ Apollo 17, là người cuối cùng rời bề mặt Mặt Trăng, vào ngày 14 tháng 12 năm 1972 và từ đó chưa từng có ai đặt chân lên đây.

5 Sự hiểu biết của Con Người về Mặt Trăng

Mặt trăng là đối tượng quan trọng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học, tiêu biểu là chiêm tinh học và thiên văn học Người ta dựa vào chu kì mặt trăng quay quanh trái đất để tạo ra bộ lịch riêng (Âm lịch) Người châu Á sử dụng lịch này trong hoạt động tín ngưỡng, nông nghiệp,… Theo Âm lịch, những ngày đầu tháng và ngày rằm (ngày 15) là những ngày quan trọng trong tháng Chùa chiền thường tổ chức lễ cúng bái vào những ngày này Cách riêng những ngày rằm tháng giêng (Tết nguyên tiêu), rằm tháng bảy (lễ Vu Lan), rằm tháng tám (rằm Trung thu),… được tổ chức thành lễ hội lớn.

Mặt trăng là hình ảnh mang tính biểu tượng Người ta có thể gặp biểu tượng mặt trăng trong nhiều dạng kiến trúc của người châu Á như đền miếu, chùa, những ngôi mộ,… hay trong lễ hội của nhiều dân tộc, nền văn hóa.

IV TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Alexander, M E (1973) “The Weak Friction Approximation and Tidal Evolution in Close Binary

Systems” Astrophysics and Space Science23: 459–508 Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.

3.https://vi.wikipedia.org/wiki/Luna_3 truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2020.

4.Kiefer, W (ngày 3 tháng 10 năm 2000) “Lunar Orbiter: Impact Basin Geology” Lunar and PlanetaryInstitute Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.

5.Melosh, H J (1989) Impact cratering: A geologic process Nhà in Đại học Oxford.

6.Taylor, G.J (ngày 17 tháng 7 năm 1998) “The biggest hole in the Solar System” Viện địa vật lý vàkhoa học hành tinh Hawaii Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.

7. Lucey, P.; et al (2006) “Understanding the lunar surface and space-Moon interactions” Reviews inMineralogy and Geochemistry60: 83–219.

8.Wieczorek, M.; et al (2006) “The constitution and structure of the lunar interior” Reviews inMineralogy and Geochemistry60: 221–364.

9. Williams, J.G.; Turyshev, S.G.; Boggs, D.H.; Ratcliff, J.T (2006) “Lunar laser ranging science:

Gravitational physics and lunar interior and geodesy” Advances in Space Research37 (1): 6771 Truy

cập ngày 12 tháng 4 năm 2007.

10.https://vi.wikipedia.org/wiki/Tesla truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2020.

11.“Magnetometer / Electron Reflectometer Results” Lunar Prospector (NASA) 2001 Truy cập ngày 12tháng 4 năm 2007.

12.Globus, Ruth (2002) “Impact Upon Lunar Atmosphere” Truy cập ngày 29 tháng 8 năm 2007.

13. P Lucey và đồng nghiệp (2006) “Understanding the lunar surface and space-Moon

interactions” Reviews in Mineralogy and Geochemistry60 (1): 83–219.

14.Artemis Project: Lunar Surface Temperatures https://bit.ly/2Mm4fEH truy cập ngày 2 tháng 6 năm2020

15.Kleine, T.; Palme H.; Mezger K.; Halliday A.N (2005) “Hf–W Chronometry of Lunar Metals and the

Age and Early Differentiation of the Moon” Science310 (5754): 1671–1674.

16.https://bit.ly/2TkIVU0 truy câp ngày 2 tháng 6 năm 2020

17.http://360.thuvienvatly.com/ vu-tru/3823-mot-so-thong-tin-thu-vi-ve-mat-trang truy cập ngày 2 tháng6 năm 2020

18.https://bit.ly/2z4bxdo truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2020

19.Shearer, C.; et al (2006) “Thermal and magmatic evolution of the Moon” Reviews in Mineralogy andGeochemistry60: 365–518.

20.https://bit.ly/2zSMOZg truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2020

21.https://khoahoc.tv/lan-nhat-thuc-tiep-theo-o-viet-nam-la-khi-nao-80575 truy cập 2/6/2020