Chương 2: Đặc điểm trái đất docx

CHƯƠNG ĐẶC ĐiỂM TRÁI ĐẤT I Hình dạng, kích thước, hình thái bề mặt của Trái đất II Các quyển ngoài của Trái đất III Cấu tạo bên và đặc điểm vật chất tạo thành Trái đất IV Các tính chất vật lý của Trái đất V Đặc điểm địa hoá của Trái đất d= a −b = a 231 I Hình dạng, kích thước, hình thái bề mặt của Trái đất Hình dạng Trái đất có dạng elipsoid (do tác dụng của lực hấp dẫn bị ép theo phương trục quay 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) a−b = Độ dẹt d của trái đất = d = a 231 a1 − a d = = a 279,9 e 2 Kích thước Trái đất Bán kính xích đạo (a): 6378,140km, Bán kính cực (b): 6356,779km Bán kính bình qn (a2b)1/3:6371,012km a −b = / 298,275 Độ dẹt d = a Chu vi xích đạo: 40075,24km Chu vi kinh tuyến 40008,08km Diện tích mặt: 5,1007x10km Thể tích (V): 1,0832x1012km2 Trọng khối (M): (5,942+0,0006) x1012 kg Rxđ lớn nhất ở kinh độ 140 và bé nhất ở kinh độ 1050  Trái Đất không còn là một hình elip trục mà là elipsoid 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 bề mặt hình elipsoid độ chênh lệch không vượt quá 150m Hình thái bề mặt Trái đất Địa hình mặt đất: phân cắt ngang và phân cắt sâu diễn rộng khắp với quy mô khác không đồng đều Lục địa rộng xấp xỉ 180 triệu km2 (29,2% diện tích mặt Trái Đất) Đại dương có diện tích rộng 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 Tên riêng đại dương mang tính ước lệ, còn các lục địa mang tính thực thể tự nhiên • Lục địa chủ yếu phân bớ ở Bắc bán cầu • Phần bờ 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 còn phần phía Nam thì rời • Mợt sớ lục địa có bờ biển với hình dạng có thể lắp ghép được với (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, Châu Úc: 8,96 triệu km2 10 40 Diagram of the Interior of the Earth Crust to 40 km 0°C Upper Mantle 40 to 670 km 1,000°C Lower Mantle 670 to 2,890 km 2,000°C Outer Core 2,890 to 5,150 km 3,700°C Inner Core 5,150 to 6,370 km 4,300°C Thu tu 41 IV Tính chất vật lý Trái đất Trọng lực     Do sức hút cua Trái Đất tao nên, là tông vectơ cua lực ̉ ̣ ̉ ̉ hấp dẫn hướng vào tâm Trái Đất và lực ly tâm, đó lực hướng tâm lớn gấp bôi lực ly tâm, mỗi vât đều ̣ ̣ có sức nặng Có thể đo lực bằng quả lắc hay cân xoắn ̣ Trong lực tỷ lệ nghich với bình phương khoang cách đến ̣ ̣ ̉ tâm Trái Đất, vì thế ở đia cực lực lớn ở xích ̣ ̣ đao ̣ Dị thường lực: có thể âm hoăc dương, ở vùng núi ̣ ̣ cao thường có dị thường lực dương còn ở các hố ̣ sâu đai dương - dị thường âm ̣ 42 Tỷ và áp lực cua Trái đất ̣ ̉ Tỷ trong: bình quân cua Trái đất là 5,516 g/cm3 ̣ ̉ Tỷ bình quân cua đá măt là 2,7 – 2)8 g/cm3 ̣ ̉ ̣ Tỷ bình quân cua nước biên là 1,028 g/cm3 ̣ ̉ ̉ Theo tính toán cua K.E, Bullen (Úc)) 1975 thì ty ̉ cua ̉ ̣ ̉ phần măt 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 km thì áp suất tăng 270 Pa (Pa là đơn vị đo ứng suất và áp lực (Pascal), Pa – 1Newton/1m2 = 10 din/cm2- 0,102 kg/cm2 = 10-5 bar; bar – 750 mm Hg, là đơn vị đo áp suất không khí) Theo tính toán ở đô sâu 10 km áp lực là Kpa, 33 km là 12Kpa 2885 km là 1325 Kpa và ở tâm Trái đất dự kiến là 3600 Kpa 43 Nhiêt cua Trá i Đấ t ̣ ̉ Nhiêt cua Trái Đất có hai nguồn chính là nhiêt Măt Trời và ̣ ̉ ̣ ̣ nhiêt ban thân Trái Đất sinh ̣ ̉  Ngoai nhiêt tức nhiêt Măt Trời cung cấp hàng năm là ̣ ̣ ̣ ̣ 1,26.1021 calo hay 9,3.10 erg, khoang 37% số nhiêt đó phát ̉ ̣ tán lai vào khoang không vũ tru Khoang 3,3 1031 erg được ̣ ̉ ̣ ̉ Trái Đất nhân và chuyên đôi thành các dang lượng ̣ ̉ ̉ ̣ khác, số lượng này gấp 300 lần lượng thu được nếu đem đốt tất cả trữ lượng than đá hiên biết ̣  Năng lượng Măt Trời cung cấp tao thành mây, mưa, gió ̣ ̣ v.v và là đông lực cua tất cả các quá trình đia chất xay ̣ ̉ ̣ ̉ măt đất (ngoai sinh) phá huỷ đá, vân chuyên và ̣ ̣ ̣ ̉ trầm đong các vât thể các bồn trũng v.v ̣ ̣ 44    Từ măt đất xuống có sự phân đới nhiêt: cùng ̣ ̣ là đới nhiêt thay đôi theo thời gian, tuỳ thuôc vào ̣ ̉ ̣ nhiêt Măt Trời cung cấp Trong đới này ta nhân ̣ ̣ ̣ thấy có ba tầng từ xuống, trước hết là tầng có nhiêt thay đôi hàng ngày, tiếp dưới là tầng có ̣ ̉ nhiêt ôn đinh theo mùa, tầng dưới cùng cua đới là ̣ ̉ ̣ ̉ tầng có nhiêt ôn đinh hàng năm ̣ ̉ ̣ Đới dưới là đới không chiu anh hưởng cua nhiêt ̣ ̉ ̉ ̣ Măt Trời cung cấp và nhiêt độ sẽ tăng dần theo ̣ ̣ bề sâu Độ sâu cua đới này so với măt đất tuỳ thuôc vào ̉ ̣ ̣ vùng đia lý và cấu trúc đia chất bên d ưới ̣ ̣ Tai xích đao độ sâu này chỉ 1÷ 2m, ở vùng ơn đới ̣ ̣ 20÷ 30m, ở vùng khí hâu luc đia - 40m ̣ ̣ ̣ 45  Cứ xuống sâu 100m thi nhiêt độ tăng lên 30, số tăng ̣ đó goi là độ đia nhiêt suất Như vây muốn tăng ̣ ̣ ̣ ̣ nhiêt độ thêm 10 C phai xuống sâu thêm môt độ sâu ̣ ̉ ̣ nhất đinh, số tăng bề sâu đó là độ đia nhiêt cấp ̣ ̣ ̣ Đia nhiêt cấp thay đôi tuỳ vùng, thường là 33m ở ̣ ̣ ̉ vùng cấu trúc đia chất ôn định, ở các miền núi ̣ ̉ lửa hoat đông đia nhiêt cấp chỉ 1,5m ̣ ̣ ̣ ̣ Nguồn gốc của nhiệt bên Trái Đất nhiều nguyên nhân hoạt động phóng xạ, các phản ứng hóa học, lượng kết tinh Thu 46 Đia từ ̣     Xung quanhTrái Đất có từ trường và được phát hiên ̣ dễ dàng qua tác dung cua nó lên kim nam châm ̣ ̉ Đia từ cực không trùng với cực đia lý cua Tra ́i Đâ ́t ̣ ̣ ̉ và cũng không cố đinh mà di đông có quy luât ̣ ̣ ̣ Vị trí cua từ cực bắc Ú4()740 vĩ tuyến bắc và 900 ̉ kinh tuyến tây, tức là ở phía bắc đao Groenland ̉ Vị trí từ cực nam là 690 vĩ tuyến nam và 1440 kinh tuyến đông tức là ở Châu Nam cực, cùng kinh tuyến với Newzeland (tư liêu 1946 - 47) ̣ 47 48 Do có sự sai khác giữa đia cực đia lý và đia từ cực nên ̣ ̣ ̣ phương cua kim nam châm không trùng với kinh tuyến mà ̉ tao thành môt góc, đó là độ từ thiên Đường nối liền các ̣ ̣ điêm có cùng độ từ thiên goi là đường đăng thiên ̉ ̣ ̣ ̉ Kim nam châm cũng không nằm ngang mà tạo với đường nằm ngang một góc gọi là độ từ khuynh Đường nối liền các điểm có độ từ khuynh bằng gọi là đường đẳng khuynh Đường nối các điểm có độ từ khuynh bằng là đường xích tuyến Sự chênh lệch giữa từ trường đo được với trị số trung bình của từ trường nơi đó gọi là dị thường tù Dị thường từ thường liên quan tới các mỏ sắt lớn nằm bên dưới, điều này đã giúp người ta phát hiện nhiều mỏ quặng sắt chính mỏ sắt Thạch Khê của chúng ta đã đ-ược phát hiện kết quả nghiên cứu địa từ 49 V Thà nh phầ n hoá hoc cua Trá i Đấ t ̣ ̉   Biết rõ thành phần hóa hoc vỏ Trái Đất ở đợ sâu ít ̣ 16km, các lớp sâu chỉ biết được qua dự đoán Nhà khoa hoc F Clarke (1847 - 1931) xác đinh ty ̉ lê ̣ trung ̣ ̣ bình cua các nguyên tố vỏ Trái Đất  hàm ̉ lượng trung bình cua từng nguyên tớ hóa hoc vỏ ̉ ̣ Trái Đất là chỉ số Clarke (% lượng) ̣ Các nguyên tố phổ biến nhất vỏ Trái Đất là oxy, silic, nhôm, sắt, calci, natri, kali, magnesi (magie), hydro (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H), chúng chiếm gần 99% theo chỉ số Clarke trọng lượng O và Si chiếm 3/4 cấu tạo vỏ Trái Đất (84,24% thể tích vỏ Trái Đất) 50 Nguyên tố Theo V.Rama Muta G.Holl, 1970 Theo R.Eanapaxi E.Anderson, 1974 Theo J,Smit 1970 O Fe Si Mg S Ni Ca Al Na 30,25 29,76 14,72 15,69 4,17 1,65 1,64 1,32 0,30 28,5 35,87 14,34 13,21 1,84 2,04 1,93 1,77 - 31,3 31,7 15,1 13,7 2,91 1,72 2,28 1,83 - 51 Thiên thạch đá Của Manti Nhân trái đất Thiên thạch Fe Ring Ring Ring Ring Woo Mason Ng T/phần Wood Wood Wood d (1966) tố (1975) (1979) (1979) (1975) SiO2 MgO FeO Al2O3 CaO Na2O 45,2 37,5 84 3,5 3,1 0,6 48,1 37,1 8,6 3,6 2,3 1,1 43,2 38,1 9,3 3,9 3,7 1,8 Fe Ni SO 85 10 80 5 - 52 Nguyên tố Oxy –O Sili – Si Nhôm –Al Sắt – Fe Calci – Ca Natri – Na Kali – K Magnesi – Mg Hyrdo – H Titan – Ti Carbon –C Chlor – Cl Phosphor – P Lưu huỳnh – S Mangan - Mn Trị số Clarke 49,3 26,0 7,45 4,20 3,25 2,4 2,35 2,35 0,61 0,35 0,20 0,10 0,10 Nguyên tố Fluor – F Bari – Ba Nitrogen – N Stronti _Sr Crom – Cr Zircon - Zr Vanadi – V Nikel – Ni Kẽm – Zn Bor – B Đồng – Cu Thiếc – Sn Wonfram – W Beryli – Be Clobalt – Co Chì – Pb Trị số Clark e 0,03 0,05 0,4 0,035 0,03 0,025 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 0,003 0,007 0,003 0,002 0,0016 Nguyên tố Molybden – Mo Brom – Br Thori - Th Arsen – As Urani – U Argon – Ar Thủy ngân –Hg lod – l Germani – Ge Selen –Se Antimon – Sb Niobi - Nb Tantal – Ta Bạch kim – Pt Bismut – Bi Bạc – Ag Indi – In Trị số Clark e 0,001 0,001 0,001 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-5 10-5 3,2 10-5 2,4 10-5 10-5 10-5 10-5 10-5 53   Xuống sâu lòng đất, hàm lượng cua các ̉ nguyên tố sắt crom, nikel cobalt sẽ tăng ̣ cao Trong manti cua Trái Đất áp suất cao (1,4 triêu ̉ ̣ atm.) nên vỏ nguyên tử bị phá vỡ và vât chất ̣ chuyên sang trang thái bị kim loai hóa  giam thể ̉ ̣ ̣ ̉ tích và tăng tỷ cua vât chất Từ độ sâu 40 ̣ ̉ ̣ 60km vât chất từ trang phái kết tinh chuyên sang ̣ ̣ ̉ trang thái vô đinh hình dang thuỷ tinh ̣ ̣ ̣ 54 ... khoảng 0,024% trọng khối Trái đất Thể tích 1.500x106km3 Dưới số liệu tính toán cua Hôi thuỷ văn quốc ̉ ̣ tế, 1977, về lượng nước Trái đất 28 Lượng nước phân bố Trái đất 29 30 31 32 33 Sinh... có nơi nó nằm bề mặt hình elipsoid độ chênh lệch không vượt quá 150m Hình thái bề mặt Trái đất Địa hình mặt đất: phân cắt ngang và phân cắt sâu diễn rộng khắp với quy mô khác... đến kilômét Nếu núi có đỉnh thì gọi là núi đỉnh bằng (guyot), chủ yếu TBD 21 II Các Trái đất Khí quyển - Là một vòng không khí bao quanh phía ngoài trái đất, chiếm khoảng