Mặt trời Sao Thủy Sao Kim Trái đất Sao Hỏa Sao Mộc Sao Thổ Thiên Vg HảiVươg Diêm Vg
Hình 2.3: Các thành phần chính của đất
Các tính tốn của các nhà Địa chất cho thấy: trọng lượng các đá trong vỏ Trái đất cĩ tỷ lệ phân bố như sau: macma 65%, biến chất 25% và trầm tích 10%.
Phù hợp với các quá trình địa chất trên, các khống vật ở vỏ Trái đất được thành tạo trong các quá trình trầm tích, biến chất và macma.Hai quá trình sau gọi là quá trình nội sinh.
2.1.3. Sự hình thành đất và biến đổi của địa hình cảnh quan
Đất là lớp ngồi cùng của thạch quyển, bị biến đổi tự nhiên dưới tác động tổng hợp của nước, khơng khí, sinh vật. Các thành phần chính của đất là chất khống, nước, khơng khí, mùn và các loại sinh vật từ vi sinh vật cho đến cơn trùng, chân đốt,... Thành phần chính của đất được trình bày ở hình sau:
Hình 2.3: Các thành phần chính của đất
Đất cĩ cấu trúc phân lớp rất đặc trưng, xem xét một phẩu diện đất cĩ thể thấy sự phân tầng cấu trúc từ trên xuống dưới như sau:
Tầng mùn thường cĩ mầu thẩm hơn, tập trung các chất hữu cơ và dinh dưỡng của đất
Tầng rữa trơi do một phần vật chất bị rửa trơi xuống tầng dưới Tầng tích tụ chứa các chất hịa tan và hạt sét bị rửa trơi từ tầng trên Tầng đá mẹ bị biến đổi ít nhiều nhưng vẫn giữ được cấu tạo của đá Tầng đá gốc chưa bị phong hĩa hoặc biến đổi.
Các nguyên tố hĩa học trong đất tồn tại dưới dạng hợp chất vơ cơ, hữu cơ, cĩ nguồn gốc chủ yếu từ đá mẹ. Hàm lượng các nguyên tố hĩa học của đất khơng cố định, biến đổi phụ thuộc vào quá trình hình thành đất. Theo hàm lượng và nhu cầu dinh dưỡng đối với cây trồng, các nguyên tố hĩa học của đất được chia thành 3 nhĩm:
- Nguyên tố đa lượng: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, P, S, N, C, H. - Nguyên tố vi lượng: Mn, Zn, Cu, B, Mo, Co,…
- Nguyên tố hiếm và phĩng xạ: Br, In, Ra, I, Hf, U, Th,…
Địa hình mặt đất và cảnh quan là kết quả tác động tương hỗ đồng thời, ngược với nhau và liên tục của hai nhĩm quá trình nội sinh và ngoại sinh. Địa hình phát triển qua nhiều giai đoạn khác nhau trên các cấu trúc địa chất rất khác nhau, nên rất đa dạng. sự phân loại địa hình theo hình thái và trắc lượng hình thái được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 2.3: Phân loại địa hình theo hình thái và trắc lượng hình thái (Alan E. kêhew, 1998)
Tính chất địa hình
Độ cao tuyệt đối(m) Đặc điểm hình thái Đồng bằng
- Trũng - Thấp - Cao - Trên núi
Dưới mực nước biển 0-200
200-500 500-2500
Gợn sĩng, chia cắt yếu, cĩ gị thấp, chỗ trũng
Độ chia cắt sâu hoặc dao động độ cao dưới 10m Đồi - Đồi ở vùng thấp - Đồi ở vùng cao - Đồi ở vùng núi 0-200 200-500 500-2500 Dao động độ cao 10-100m - Đồi thấp, tỷ cao 10-25m
- Đồi trung bình thấp, tỷ cao 25-50m - Đồi lớn, tỷ cao 50-75m - Đồi rất lớn, tỷ cao 75-100m - Cĩ dạng bát úp, dạng nĩn, dạng vách dốc Núi - Thấp - Trung bình thấp - Trung bình - Cao vừa - Cao - Rất cao 600-900 700(900)-1200 1200-2500 2500-3000 3000-5000 >5000
Dao động độ cao trên 100m Giá trị độ chia cắt sâu: - Nhỏ 100-250
- Trung bình 250-500m - Lớn 500-750m
- Rất lớn 750-1000m
Sườn dốc, thung lũng sâu, đường sống núi cĩ thể sắc nét hoặc mềm mại, xếp thành nhĩm, dải hoặc hệ thống các dải núi
2.1.4. Tai biến địa chất, xĩi mịn, trượt lở đất đá
1. Khái niệm tai biến mơi trường.
Tai biến MT là điều kiện, yếu tố, hiện tượng, quá trình xảy ra trong MT sống, gây nguy hiểm và tổn hại cho tính mạng, sức khỏe, tài sản, hoạt động của con người và các chức năng của MT. Với cách hiểu này, nhiều khi nĩi đến khái niệm tai biến người ta ngụ ý là tai biến MT.
Tai biến MT là quá trình gây hại vận hành trong hệ thống MT. Quá trình tai biến phản ánh tính nhiễu loạn, tính bất ổn của hệ thống và thường gồm 3 giai đoạn. Với mỗi giai đoạn của quá trình tai biến sẽ cĩ những chiến lược ứng phĩ thích hợp và cần phải cân nhắc trong quá trình ra quyết định:
- Giai đoạn nguy cơ hay hiểm họa: Đã tồn tại các yếu tố gây hại nhưng chưa gây mất ổn định cho hệ thống.
- Giai đoạn phát triển: Tập trung và gia tăng các yếu tố tai biến, xuất hiện trạng thái mất ổn định, nhưng chưa vượt qua ngưỡng an tồn của hệ thống MT.
- Giai đoạn sự cố: Trạng thái mất ổn định đã vượt qua ngưỡng an tồn của hệ thống, gây ra các thiệt hại khơng mong đợi cho con người đwocj gọi là thiên tai hoặc sự cố MT.
Là thiên tai nếu thiệt hại gây ra do quá trình tự nhiên, là sự cố nếu thiệt hại được gây ra do cả quá trình tự nhiên hoặc nhân tạo.
2. Nguyên nhân
- Quá trình tự nhiên (hạn hán, lũ lụt, động đất,…)
- Hoạt động nhân sinh (khai thác quá mức, xả thải chất ơ nhiễm, can thiệp thơ bạo vào HST,…)
- Hỗn hợp của hoạt động nhân sinh và quá trình tự nhiên – loại tai biến thường xảy ra.
3. Phân loại tai biến MT.
Dựa vào bản chất cĩ thể phân biệt được 4 nhĩm tai biến MT sau đây: Các tai biến vật lý là tai biến tuân theo quy luật vật lý
Các tai biến hĩa học liên quan tới sự phát tán và tập trung các nguyên tố hĩa học vượt ngưỡng sinh thái trong các hợp phần MT
Tai biến sinh học như bệnh dịch nguy hiểm, nổ bom sinh học, nạn cơn trùng phá hoại mùa màng...
Các tai biến kinh tế - xã hội bao gồm phá sản, tham ơ làm thất thốt tài sản, ma túy, các tệ nạn xã hội khác và do coi thường pháp luật, thiếu việc làm, khủng hoảng tinh thần, sai sĩt về điều hành,...
4. Một số tai biến thường gặp.
Tai biến địa chất, xĩi mịn, trượt lở đất đá là các hiện tượng tự nhiên tham gia tích cực vào quá trình biến đổi địa hình bề mặt thạch quyển.
Tai biến địa chất là một dạng tai biến MT phát sinh trong thạch quyển. Các dạng tai biến như là : phun núi lửa, động đất, nứt đất, lún đất. Chúng thường liên quan tới các quá trình địa chất xảy ra trong lịng Trái đất.
Trên bề mmặt Trái đất, hoạt động của nước và giĩ gây ra sự xĩi mịn. Xĩi mịn do mưa là dạng xĩi mịn phổ biến nhất. Lượng đất xĩi mịn do mưa hằng năm trên một đơn vị diện tích cĩ thể xác định theo cơng thức lý thuyết:
A = R.K.L.S.C.P. R- khả năng xĩi mịn do mưa K- tính chất dễ xĩi mịn của đất L- chiều dài sườn dốc
C- thảm thực vật
P- hiệu quả của các biện pháp chống xĩi mịn.
Trượt lở đất là một dạng biến đổi bề mặt Trái đất khác. Tại đây, một khối lượng đất đá khác theo các bề mặt đặc biệt, bị trọng lực kéo trượt xuống các địa hình thấp. Hiện tượng trượt lở đất thường xuất hiện một cách tự nhiên trong các vùng núi, vào thời kỳ mưa nhiều hằng năm.
Hình 2.4: Xĩi mịn đất đồi núi
2.2. Thủy quyển
2.2.1. Cấu tạo hình thái của thủy quyển
Khoảng 71 % với 361 triệu km2 bề mặt Trái đất được bao phủ bởi mặt nước.Cho nên đã cĩ nhà khoa học gọi Trái đất là “Trái nước”.Thủy quyển là lớp vỏ lỏng khơng liên tục bao quanh Trái đất gồm: nước ngọt, nước mặn ở cả 3 trạng thái cứng, lỏng và hơi. Thủy quyển bao gồm: Đại dương, biển, ao hồ, sơng ngịi, nước ngầm và băng tuyết. Khối lượng của thủy quyển khoảng 1,4. 1018 tấn, tương đương với 7 % trọng lượng thạch quyển. Hiện nay người ta chia thủy quyển làm 4 đại dương, 4 vùng biển và 1 vùng vịnh lớn.
Đại dương, biển
Diện tích(triệu km2) Phần trăm
Thái Bình Dương 165,242 46,91 Đại Tây Dương 82,362 23,38 Ấn Độ Dương 73,556 20,87 Bắc Băng Dương 13,986 3,97 Biển Malaixia 8,143 0,80 Biển Caribbe 2,756 0,71 Biển Địa Trung
Hải 2,505 0,64 Biển Bering 2,269 0,58 Vịnh Mexico 1,544 0,39 Tổng 252,36 100 2.2.2. Sự hình thành đại dương
Sự đơng cứng lớp vỏ Trái đất được coi là sự bắt đầu lịch sử địa chất, các dấu
hiệu địa chất thu được cho thấy, sự kiện này xảy ra cách đây khoảng 4,5 tỷ năm. Sự đơng cứng lớp vỏ Trái đất liên quan đến sự nguội đi do sự phát xạ năng lượng lớn vào khơng gian. Đồng thời, Trái đất cũng mất một phần các khí bao bọc. Quá trình này diễn ra phức tạp, song cĩ thể thấy các khí nhẹ như hyđrơ, heli bị mất vào khơng gian vũ trụ, cịn các khí khác nặng hơn như oxy, nitơ vẫn được Trái đất giữ lại. Vào thời kỳ này, núi lửa vẫn hoạt động rất mạnh, phát thải ra nhiều loại khí hình thành nên khí quyển với thành phần khác xa với khí quyển hiện tại. Khí quyển lúc này chứa một hàm lượng oxy tự do nhỏ cịn phần lớn là CO2 và hơi nước.Với sự lạnh dần đi của Trái đất làm cho hơi nước ngưng kết lại rơi xuống bề mặt Trái đất. Trái đất tiếp tục bị lạnh đi làm cho hơi nước tích lũy ngày một dày tạo nên các đại dương đầu tiên trên Trái đất. Chính sự bốc hơi (mất nhiệt), ngưng kết (tỏa nhiệt) của hơi nước với nhiệt dung lớn lại làm gia tăng quá trình lạnh đicủa bề mặt Trái đất qua thốt nhiệt vào các đám mây vũ trụ. Vì vậy, cĩ thể nĩi hơi nước tự bản thân nĩ quyết định sự tồn tại của mình trên bề mặt Trái đất.
Từ khi hình thành, khoảng 3,8 tỷ năm về trước, diện mạo của đại dương đã cĩ những thay đổi lớn. Sự thay đổi này biểu hiện qua độ mặn của nước biển, mực
nước biển, quá trình hình thành và tạo những khối băng khổng lồ, địa hình đáy biển và đặc biệt là sự phân bố giữa đại dương và đất liền.
Để cĩ hình dạng lục địa và đại dương như hiện nay, đã cĩ nhiều giả thuyết về sự hình thành, cĩ thể nêu ra các giả thuyết sau: trơi dạt lục địa, nới rộng đáy biển và kiến tạo mảng.
2.2.3. Đới ven biển, cửa sơng và thềm lục địa
- Đới ven biển là nơi gặp nhau giữa đất liền và biển, được đánh dấu bằng những nét chung của hệ thống lục địa-đại dương. Là khu vực chịu sự chi phối của 3 quyển chính: thạch quyển, thủy quyển và khí quyển.
Đây được coi là hệ thống mở, luơn diễn ra các tương tác lý hĩa với ảnh hưởng của văn hĩa. Đới ven biển cĩ năng suất sinh học cao. Đới ven biển cịn là nơi diễn ra nhiều hoạt động mạnh mẽ như xĩi mịn, bão lũ, bất ổn định, ngồi ra cịn cĩ tranh chấp lợi nhuận liên quan tới hoạt động của con người như gây ơ nhiễm, khai thác tài nguyên và phát triển khơng bền vững.
Vùng ven biển bao gồm nhiều thành phần như : Vách: là phần lục địa giáp biển, cĩ độ dốc cao Bãi biển: là phần cát sỏi, bùn do sơng đưa ra
Bờ sau: được giới hạn bởi vách và mực nước biển khi thủy triều cao Bờ trước: là miền giữa 2 đường bờ ứng với mực nước thủy triều cao
và thấp
Bờ : bao gồm bờ trước, bờ sau và kéo dài tới rìa nước cuối cùng khi thủy triều thấp
Ở nhiều nơi, bờ trước cĩ khoảng cách lớn, cấu tạo bởi phù sa các sơng và là nơi rừng ngập mặn phát triển tốt, với HST rất đa dạng, phong phú.
Hình 2.5: Đới ven bờ và các thành phần của nĩ
- Vùng cửa sơng là cửa của một con sơng, nơi nước chảy ra biển. Các điều kiện vùng cửa sơng phụ thuộc nhiều vào quá trình xảy ra trong đại dương và biển, đặc biệt là sự trộn lẫn nước ngọt của sơng và nước mặn của biển và ảnh hưởng của thủy triều.
HST vùng của sơng là HST nhạy cảm và chịu nhiều ảnh hưởng của độ mặn nước biển. Phần lớn sinh vật cửa sơng là sinh vật biển, năng suất sinh học thuộc diện cao nhất, tới gần 2.000g/m2/năm. Do đa dạng về MT sống và nhiều chất dinh dưỡng nên vùng cửa sơng khá đa dạng về lồi động vật, như lồi chim, bị sát, cá, thân mềm,…
Hiện nay việc khai thác vùng ven biển nĩi chung và vùng cửa sơng nĩi riêng đã làm nảy sinh nhiều vấn đề MT.
- Thềm lục địa cĩ thể coi là vùng biển nơng, gần bờ với đáy biển tương đối bằng phẳng.Thềm lục địa với phạm vi rộng lớn xuất hiện ở vùng bờ biển ít chấn động địa chất và hoạt động của núi lửa.Thềm lục địa thường rộng cỡ vài trăm km tới 1.500km. Độ dốc đáy biển ở đây rất nhỏ chỉ trong vịng vài độ. Thềm lục địa được giới hạn xa bờ cĩ độ dốc đáy biển tăng đột ngột.
2.2.4. Băng
Băng là một thành phần quan trọng của thủy quyển, tập trung chủ yếu ở 2 cực Trái đất. Theo các số liệu hiện nay, khối lượng băng trên Trái đất chiếm trên 75% tổng lượng nước ngọt và gần 2% khối lượng thủy quyển. Khối lượng băng trên Trái đất thay đổi theo thời gian địa chất, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình của Trái đất.
Trong những năm gần đây, sự gia tăng của nhiệt độ của khí quyển tồn cầu (khoảng 0,3-0,60C trong 100 năm) bởi hiệu ứng nhà kính, đang làm cho tốc độ tan băng ở 2 cực và mực nước biển tăng lên. Với tốc độ tăng này, vào cuối thế kỷ XXI, sự tan băng ở vùng cực và núi cao sẽ làm cho mực nước biển dâng cao từ 65-100m.
2.3. Khí quyển
2.3.1. Sự hình thành và cấu trúc khí quyển Trái đất
Khí quyển là lớp vỏ ngồi của Trái đất, với ranh giới dưới là bề mặt thủy quyển, thạch quyển và ranh giới trên là khoảng khơng giữa các hành tinh. Khí quyển Trái đất được hình thành do sự thốt hơi nước, các chất khí từ thủy quyển và thạch quyển. Thời kỳ đầu, khí quyển chủ yếu gồm hơi nước, amoniac, metan, các loại khí trơ và hydro. Dưới tác dụng phân hủy của tia mặt trời, hơi nước bị phân hủy thành oxy và hydro. Oxy tác động với amoniac và metan tạo ra khí N2 và CO2. Quá trình tiếp diễn, một lượng H2 nhẹ mất vào khoảng khơng vũ trụ, khí quyển cịn lại chủ yếu là hơi nước, Nitơ, CO2, một ít Oxy.
Khí quyển Trái đất cĩ cấu trúc phân lớp với các tầng đặc trưng từ dưới lên trên như sau: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung gian, tầng nhiệt, tầng điện ly.( xem hình 2.3)
- Tầng đối lưu (Troposphere): là tầng thấp nằm ngay trên mặt đất, chiếm khoảng 70% khối lượng khí, ở tầng này càng lên cao nhiệt độ càng giảm, cĩ nhiệt độ thay đổi giảm dần từ +400C ở lớp sát mặt đất tới -500C ở trên cao. Tầng đối lưu cĩ chiều cao thay đổi từ 7- 8km ở các đới cực và khoảng 16-18km ở đới xích đạo. Số lượng các khí ở tầng này khoảng 4,12 x 1015 tấn so với tổng khối lượng khí là 5,15.1015 tấn. Tầng đối lưu là nơi tập trung nhiều hơi nước nhất, bụi và các hiện tượng thời tiết chính như mây, mưa, tuyết, mưa đá, bão,…
- Tầng bình lưu (Stratosphere): cĩ một vùng thấp hơn với độ cao trên 25km và cĩ nhiệt độ gần như khơng đổi, trong khi đĩ tầng trên của nĩ nhiệt độ tăng cùng với tăng độ cao. Khơng khí ở tầng bình lưu lỗng hơn, ít chứa bụi và các hiện tượng thời tiết. Ở độ cao khoảng 25km trong tầng bình lưu, tồn tại một lớp khơng khí giàu khí ơzơn thường được gọi là tầng ơzơn.