Hình dạng, kích thước, tính chất vật lý và cấu trúc bên trong của Trái Đất.
Chương I: Trái đất Khái niệm vũ trụ Hình dạng cấu trúc mặt trời Hình dạng cấu trúc trái đất Hệ vận động Trái Đất I.3 Hình dạng cấu trúc Trái đất Hình dạng kích thước Trái Đất Tính chất vật lý cấu trúc bên Trái Đất Hình dạng Trái Đất • Quan niệm hình dạng Trái Đất • Hình dạng geoid Trái Đất Hình dạng Trái Đất • Thời xa xưa, Trái đất hình dung mặt phẳng, có vòm trời úp chụp xuống vung (Sự tích bánh chưng vuông mô Trái Đất Việt Nam ) • Thế kỷ VI trước Công nguyên, Pitago cho Trái Đất dạng hình cầu • Hai kỷ sau, Arixtốt đưa chứng chứng minh Trái đất hình cầu • Đầu kỷ XVI, Magienlan vòng quanh giới đường biển khẳng định giả thuyết • Đến kỷ 17 xuất quan niệm Trái Đất khối cầu hoàn hảo mà khối cầu dẹt hai cực gọi khối êlipxôit • Tiếp theo, đến kỷ 19 đầu kỷ 20, đo đạc thực tế xác nhận hình khối êlipxôit trục Trái Đất, dẹt hai cực mà dẹt xích đạo • Những ảnh vệ tinh Trái Đất chụp năm gần cho thấy cách hoàn toàn trung thực hình dạng Trái Đất • Các số liệu vệ tinh nhân tạo cung cấp cho thấy hình dạng Trái Đất đặc biệt Nó không giống dạng hình toán học Đó hình dạng địa cầu hay gêôit • Hình dạng gêôit Trái Đất hình xác định cách trung thực theo chỗ lồi lõm địa hình bề mặt Trái Đất, mà theo bề mặt lý thuyết, bề mặt mức trọng lực nghĩa bề mặt luôn vuông góc với hướng trọng lực Mặt Geoid mặt nước biển trung bình yên tĩnh trải rộng xuyên qua lục địa tạo thành mặt cong khép kín Pháp tuyến với mặt Geoid trùng với phương dây dọi • • • • • • Ở cực Bắc Geoid cao Elipsoid 15m Ở vĩ độ 35º VB Geoid thấp Elipsoid 15m Ở XĐ Geoid trùng Elipsoid Ở vĩ độ 35º VN Geoid cao Elipsoid 20m Ở cực Nam Geoid thấp Elipsoid 30m So sánh cho phép ta kết luận bề mặt trái đất tương đối nhẵn nhụi Vì mặt Geoid hình dạng toán học định, để thuận lợi công tác đo đạc tính toán, người ta lấy mặt Elipsoid tròn xoay, có hình dạng kích thước gần giống mặt Geoid làm bề mặt toán học thay cho Geoid gọi mặt Elipsoid Trái đất 10 Kích thước TĐ Một số đặc trưng kích thước Trái Đất Bán kính trục lớn (xích đạo) a: 6378,245km Bán kính trục nhỏ (cực) b: Bán kính trung bình: Độ dẹt cực (a-b):a Độ dẹt xích đạo: Chiều dài trung bình vòng tròn kinh tuyến: 6356,863km 6371 km 1/298 1/30.000 40.008,5 km Chiều dài xích đạo: Diện tích bề mặt Trái Đất Thể tích: 40.075,7km 510,083 triệu km² 1083 tỷ km³ 11 Cấu trúc Trái Đất Trái Đất có cấu trúc gồm nhiều lớp: • Nhân Trái Đất – Nhân (5100-6370 km) – Nhân (2900-5100 km) • Lớp Manti – Manti (đến 2900 km) – Manti (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 trạng thái rắn Lõi lỏng: T~ 5000ºC, P ~ 1,3 đến 3,1 tr atm, vật chất trạng thái lỏng 13 Thành phần: Ni, Fe (Nife) Nhân Trái Đất Nhân Trái Đất có lớp: nhân nhân • Nhân sâu từ 5000-6370km, áp suất từ 3-3,5 triệu atm, vật chất 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 vật chất trạng thái lỏng • Giữa nhân, tốc độ truyền sóng dọc lại có thay đổi đột ngột • Thành phần vật chất chủ yếu nhân Trái Đất kim loại nặng Ni, Fe nên người ta gọi nhân Nife 14 Bao mati • Từ vỏ Trái Đất đến độ sâu 2900 km bao Mati • Ranh giới bao Manti vỏ Trái Đất mặt Moho, tốc độ truyền sóng tăng từ 6,6 lên 8,2 km/s • Bao Mati chiếm 80% thể tích 68,5% khối lượng Trái Đất.Thành phần hóa học chủ yếu Silic Magiê nên gọi Sima bao Mati gồm Mati Mati (xem hình vẽ) • Trong lớp Mati trên, phía đến độ sâu 100 km trạng thái rắn, kết hợp với lớp vỏ trái đất tạo thành lớp vỏ cứng Trái Đất, gọi thạch • Phần có trạng thái quánh dẻo, thường chuyển động đối lưu vật chất nặng chìm xuống, vật chất nhẹ lên.Đây nơi phát sinh lò macma núi lửa • Manti nằm từ độ sâu 700-2900 km 15 Vỏ Trái Đất • Là lớp vỏ cứng, mỏng, độ dày dao động khoảng 5-10 km đại dương 35 -80 km lục địa • Ngoài Oxy, vỏ Trái Đất chủ yếu Si (silic) Al 16 (nhôm) nên gọi Sial Vỏ Trái Đất Vỏ lục địa Vỏ Đại dương 35-40 km Vùng núi 70-80 5-10 km 2,7 g/cm³ g/cm³ 3-5 km Mỏng (vài km) Lớp granit 20-70 km X Lớp bazan 20 km 1-2,5 km Lớp gabrô X 4-7 km Độ dày (km) Tỷ trọng (g/cm³) Lớp trầm tích 17 Vỏ Trái Đất • Lớp vỏ Trái Đất cấu tạo từ nhiều tầng đá khác nhau: – – – – Trên tầng đá trầm tích (có nơi không có) Tầng đá granit thành lục địa Tầng đá bazan thường lộ đáy đại dương Tầng gabrô lớp vỏ đại dương • Ngoài Oxy, vỏ Trái Đất chủ yếu Si (Silic) Al 18 (nhôm) nên gọi Sial Ý nghĩa a Về mặt địa lý Hiện tượng ngày, đêm: ánh sáng Mặt trời chiếu sáng nửa mặt cầu Nửa lại bị che khuất nên Trái Đất có tượng ngày đêm 19 Ý nghĩa a Về mặt địa lý Tầm bao quát phía chân trời mở rộng cách xa bề mặt đất: 20 10 Ý nghĩa a Về mặt địa lý Những tượng ngược hai bán cầu, ví dụ: + Bán cầu Bắc mùa nóng Bán cầu Nam mùa lạnh, ngược lại + Ở Bán cầu Bắc phía Bắc lạnh, Bán cầu Nam phía Bắc nóng 21 Ý nghĩa b Về mặt vật lý • Do có dạng gần hình cầu nên tích tối đa so với hình dạng hình học khác có diện tích bề mặt chứa khối lượng vật chất tối đa • Trái Đất có kích thước khối lượng đủ lớn vật bị Trái đất hút vào tâm Muốn thoát khỏi sức hút này, vật phải có tốc độ 11,2 km/s 22 11