I. KHÍ QUYỂN
- Khí quyển là lớp không khí bao quanh Trái Đất, chịu ảnh hưởng của Vũ Trụ, trước hết là Mặt Trời.
- Khí quyển là lớp vỏ bảo vệ Trái Đất, có vai trò quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của sinh vật trên Trái Đất.
- Thành phần khí quyển: Khí nitơ 78,1%; ôxi 20,43%; hơi nước và các khí khác 1,47%.
1. Cấu trúc của khí quyển
- Gồm 5 tầng với đặc điểm khác nhau về giới hạn, độ dày, khối lượng không khí, thành phần.
a] Tầng đối lưu
- Nằm sát bề mặt đất, bề dày không đồng nhất: ở xích đạo 16km, ở cực khoảng 8km.
- Tập trung 80% khối lượng không khí của khí quyển, 3/4 lượng hơi nước và tro bụi, muối, vi sinh vật…
- Không khí chuyển động theo chiều thẳng đứng.
- Hấp thu bức xạ Mặt Trời $ \rightarrow$ mặt đất ban ngày đỡ nóng, ban đêm đỡ lạnh.
- Là hạt nhân ngưng tụ hơi nước $ \rightarrow$ tạo sương mù, mây, mưa…
- Nhiệt độ giảm theo độ cao.
b] Tầng bình lưu
- Phần lớn là ôzôn, không khí khô và chuyển động theo chiều ngang, nhiệt độ tăng dần theo độ cao.
c] Tầng giữa
- Nhiệt độ giảm mạnh theo độ cao [xuống còn khoảng –700C $ \rightarrow$ –800C ở đỉnh tầng].
d] Tầng ion
- Không khí loãng, chứa nhiều ion mang điện tích dương hoặc âm $ \rightarrow$ có tác dụng phản hồi sóng vô tuyến điện từ mặt đất truyền lên.
e] Tầng ngoài
- Chủ yếu là khí hêli và hiđrô, không khí rất loãng.
2. Các khối khí
- Trong tầng đối lưu có 4 khối khí cơ bản [2 bán cầu]:
+ Khối khí cực [rất lạnh]: A
+ Khối khí ôn đới [lạnh]: P
+ Khối khí chí tuyến [rất nóng]: T
+ Khối khí xích đạo [nóng ẩm]: E
- Mỗi khối khí chia ra 2 kiểu: kiểu hải dương [ẩm]: m; kiểu lục địa [khô]: c .
- Riêng không khí xích đạo chỉ có Em.
- Các khối khí khác nhau về tính chất, luôn luôn chuyển động, bị biến tính.
3. Frông
- Là mặt ngăn cách hai khối khí khác biệt nhau về tính chất vật lí.
- Trên mỗi bán cầu có hai frông:
+ Frông địa cực [FA].
+ Frông ôn đới [FP].
- Ở khu vực xích đạo có dải hội tụ nhiệt đới cho cả hai bán cầu [FIT]. Dải hội tụ nhiệt đới là mặt tiếp xúc của các khối khí xích đạo bán cầu Bắc và Nam, đây đều là 2 khối khí có cùng tính chất nóng ẩm.
II. SỰ PHÂN BỐ CỦA NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRÊN TRÁI ĐẤT
1. Bức xạ và nhiệt độ không khí
- Bức xạ Mặt Trời là các dòng năng lượng và vật chất của Mặt Trời tới Trái Đất, được mặt đất hấp thụ 47%, khí quyển hấp thụ một phần, còn lại phản hồi vào không gian.
- Nhiệt cung cấp chủ yếu cho không khí ở tầng đối lưu là nhiệt của bề mặt Trái Đất được Mặt Trời đốt nóng.
- Góc chiếu của tia bức xạ Mặt Trời càng lớn, lượng nhiệt thu được càng lớn và ngược lại.
2. Sự phân bố nhiệt độ của không khí trên Trái Đất
a] Phân bố theo vĩ độ địa lí
- Nhiệt độ trung bình năm giảm dần từ xích đạo đến cực [vĩ độ thấp lên cao] do càng lên vĩ độ cao, góc chiếu sáng của Mặt Trời [góc nhập xạ] càng nhỏ dẫn đến lượng nhiệt ít.
- Biên độ nhiệt lại tăng dần [chênh lệch góc chiếu sáng, thời gian chiếu sáng càng lớn].
b] Phân bố theo lục địa, đại dương
- Nhiệt độ trung bình năm cao nhất và thấp nhất đều ở lục địa:
+ Cao nhất 300C [hoang mạc Xa-ha-ra].
+ Thấp nhất –30,20C [đảo Grơn-len].
- Đại dương có biên độ nhiệt nhỏ, lục địa có biên độ nhiệt lớn, do sự hấp thụ nhiệt của đất, nước khác nhau $ \rightarrow$ Càng xa đại dương, biên độ nhiệt năm càng tăng do tính chất lục địa tăng dần.
c] Phân bố theo địa hình
- Nhiệt độ không khí thay đổi theo độ cao, trung bình cứ 100m giảm 0,60C [không khí loãng, bức xạ mặt đất yếu].
- Nhiệt độ không khí thay đổi theo độ dốc và hướng phơi sườn núi:
+ Sườn cùng chiều, lượng nhiệt ít.
+ Sườn càng dốc góc nhập xạ càng lớn.
+ Hướng phơi của sườn núi ngược chiều ánh sáng Mặt Trời, góc nhập xạ lớn, lượng nhiệt nhiều.
[*] Ngoài ra nhiệt độ không khí cũng thay đổi do sự tác động của dòng biển nóng, lạnh, lớp phủ thực vật, hoạt động sản xuất của con người.
Page 2
SureLRN
[Dân trí] - Nhiệt độ trên lớp vỏ của Trái đất là khoảng 60 độ C, cao hơn so với suy nghĩ trước đây, một thí nghiệm mới đây cho thấy.
Nhiệt độ nóng như vậy có thể làm lớp phủ dễ chảy hơn so với các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra một sự phát triển có thể giúp giải thích các chi tiết về các mảng kiến tạo trượt di chuyển trên bề mặt của lớp phủ như thế nào, các nhà địa vật lý báo cáo trên trang March 3 Science.
“Các nhà khoa học đã tranh cãi về nhiệt độ của lớp phủ trong nhiều thập kỉ”, đồng tác giả nghiên cứu Emily Sarafian, một nhà địa vật lý tại viện hải dương học Woods Hole ở Massachusetts và tại MIT nói. “Các nhà khoa học sẽ tranh luận trên sự thay đổi 10 độ C, do đó việc thay đổi thành 60 độ C là cả một bước nhảy lớn.”
Lớp phủ chủ yếu là rắn nằm giữa vỏ và lõi của trái đất và chiếm khoảng 84% khối lượng của trái đất. Nhiệt từ lớp phủ được cung cấp từ các vụ phun trào núi lửa và di chuyển các mảng kiến tạo, nhưng để đo nhiệt độ của lớp phủ thì khó hơn là việc thả một cái nhiệt kế xuống hố.
Qua đường đi của sóng động đất và qua việc đo các điện tích di chuyển qua trái đất, các nhà khoa học biết rằng có một ranh giới nằm trong lớp phủ tồn tại vài chục ki lô mét dưới bề mặt trái đất. Trên đường ranh giới này, lớp vỏ đá có thể bắt đầu tan chảy trên đường lên bề mặt. Bằng cách bắt chước các điều kiện khắc nghiệt ở sâu trong trái đất để ép và làm nóng những mảnh vỏ-những mảnh mà phun ra từ núi lửa dưới đáy biển hoặc các loại đá tương tự tổng hợp được trong phòng thí nghiệm,các nhà khoa học cũng có thể xác định được nhiệt độ nóng chảy của lớp vỏ đá. Sử dụng 2 điều này, các nhà khoa học đã ước tính rằng nhiệt độ ở ranh giới nằm sâu dưới đáy đại dương vào khoảng 1.314 độ C đến 1.464 độ C.
Thí nghiệm mới đây cho thấy rằng, nếu điều chỉnh áp suất như ở bề mặt, lớp vỏ dưới đông Thái Bình Dương, nơi hai mảng kiến tạo phân tách, ví dụ, nhiệt độ sẽ vào khoảng 1.350 đến 1.410 độ C. Một lớp vỏ nóng hơn thì ít dính hơn và dễ uốn hơn. Các nhà khoa học từ lâu đã bối rối về một số chi tiết cụ thể của các mảng kiến tạo, chẳng hạn như đến một mức nào đó lớp vỏ sẽ chống lại sự chuyển động của các mảng nằm phía trên. Sự chống lại đó phụ thuộc một phần vào sự pha trộn của đá,nhiệt độ và các lớp đá ở ranh giới giữa 2 lớp. Kiến thức mới này có thể cung cấp cho các nhà nghiên cứu thông tin chính xác hơn về các chi tiết đó.
“Đây chỉ là nhiệt độ của ranh giới tan chảy trong lớp phủ, vì vậy nó không phải là toàn bộ mọi thứ”, nhà địa chất Caltech Paul Asimow nói.
Ông đồng ý rằng công việc của nhóm nghiên cứu cung cấp một ước tính cao hơn và chính xác hơn về nhiệt độ được điều chỉnh,nhưng ông không nghĩ rằng các nhà nghiên cứu nên phỏng đoán nhiệt độ ở một số nơi trong lớp phủ sẽ bị thúc đẩy bởi một lượng tương tự. “ Tôi không chắc về điều đó” ông nói. “ Nhưng chúng ta cần những thử nghiệm xa hơn về nhiệt độ lớp phủ”.
Quang Thiên [Theo Science News]
Cấu trúc bên trong Trái Đất tương tự như ở bên ngoài cũng bao gồm các lớp. Các lớp này được xác định dựa trên các đặc điểm hóa học hoặc lưu biến của chúng.
Bản đồ sóng địa chấn truyền đi bên trong Trái Đất.
Tính phân lớp của Trái Đất được xác định gián tiếp thông quan cách tính thời gian sóng động đất truyền đi khúc xạ và phản xạ bên trong Trái Đất. Lõi ngoài không cho sóng ngang truyền qua, trong khi đó vận tốc sóng truyền đi là khác nhau trong các lớp khác. Sự biến đổi về vận tốc sóng địa chấn giữa các lớp khác là so sự khúc xạ tuân theo định luật Snell. Sự phản xạ được gây ra bởi sự tăng vận tốc sóng địa chấn và tương tự với sự phản xạ của ánh sáng khi gặp gương.
LõiSửa đổi
Bài chi tiết: Lõi trong, Lõi ngoài, và Lõi trong cùng
Lõi Trái Đất hay còn gọi là Nhân Trái Đất. Theo đặc điểm vật lý dựa trên đặc điểm sóng truyền qua người ta chia lõi thành 2 lớp có đặc điểm ứng xừ sóng khác nhau. Lớp bên ngoài hay còn gọi là nhân ngoài được cho là ở thể lỏng; còn lớp bên trong hay nhân trong được cho là ở thể rắn có mật độ [tỷ trọng] cao nhất trong các lớp của Trái Đất. Sự tồn tại của lõi trong có thể phân biệt với lõi ngoài được nhà địa chấn học Inge Lehmann phát hiện vào năm 1936 [2], vì nó không có khả năng truyền sóng cắt đàn hồi; chỉ có sóng nén được quan sát là truyền qua nó [3].Chưa có nhiều thông tin về lõi trong cùng .
Mật độ trung bình của Trái Đất khoảng 5.515kg/m³. Trong khi mật độ trung bình của vật liệu trên bề mặt vào khoảng 3.000kg/m³, do vậy các vật liệu nằm sâu hơn bên trong có mật độ lớn hơn. Các đo đạc địa chấn cho thấy tỷ trọng của nhân ngoài từ 9.900 đến 12.200kg/m³ và nhân trong khoảng 12.600–13.000kg/m³.[4]
Nhân ngoài nằm ở độ sâu khoảng 2.900km phía dưới bề mặt Trái Đất và dày khoảng 2.260km[5]. Nhiệt độ của lõi ngoài Trái Đất nằm trong khoảng từ 4.400°C ở phần trên tới 6.100°C ở phần dưới. Lớp chất lỏng và nóng bao gồm sắt và niken này của lớp lõi ngoài có tính dẫn điện, kết hợp với sự tự quay của Trái Đất, sinh ra hiệu ứng dynamo [xem thuyết Geodynamo], duy trì các dòng điện và như thế được coi là gây ra ảnh hưởng tới từ trường của Trái Đất[6]. Nó chiếm khoảng 30,8% khối lượng Trái Đất[7].
Lõi trong của Trái Đất là phần trong cùng nhất của Trái Đất là một quả cầu chủ yếu ở dạng rắn có bán kính khoảng 1.220km, chỉ bằng 70% bán kính của Mặt Trăng. Nó được cho là chứa hợp kim sắt-niken [hay còn gọi là nhân Nife], và nhiệt độ của nó tương đương nhiệt độ bề mặt của Mặt Trời.[8]
Theo ước tính lõi trong cùng bắt đầu từ độ sâu 5.800km từ mặt đất kéo dài xuống tận tâm trái đất.Vật chất ở trong lớp nhân trong cùng có trạng thái tồn tại ở trạng thái khác so với lớp nhân . Cấu tạo chủ yếu là sắt .
MantiSửa đổi
Bài chi tiết: Lớp phủ [địa chất]
Lớp phủ hay manti của Trái Đất về mặt hóa học chia ra thành các lớp. Lớp phủ là lớp có độ nhớt cao nhất nằm phía dưới lớp vỏ và phía trên lõi ngoài. Lớp phủ của Trái Đất là lớp vỏ đá dày khoảng 2.900km[9] chiếm khoảng gần 70% thể tích Trái Đất. Nó chủ yếu là dạng rắn và nằm trên một lõi giàu sắt của Trái Đất, chiếm khoảng gần 30% thể tích Trái Đất. Các giai đoạn nóng chảy và núi lửa trong quá khứ tại các điểm nông hơn của lớp phủ đã tạo ra một lớp vỏ rất mỏng chứa các sản phẩm nóng chảy đã kết tinh gần bề mặt, mà trên đó diễn ra mọi dạng sự sống[6]. Các loại khí thoát ra trong quá trình nóng chảy của lớp phủ Trái Đất có ảnh hưởng lớn tới thành phần và độ phổ biến của các chất khí có trong khí quyển Trái Đất.
Bề dày của lớp vỏ Trái Đất [km]
VỏSửa đổi
Bài chi tiết: Lớp vỏ [địa chất]
Lớp vỏ Trái Đất là lớp nằm ngoài cùng của Trái Đất, ở dạng rắn. Các thành phần đá của lớp vỏ Trái Đất gần như tất cả là các oxide. Các thành phần như clo, lưu huỳnh và fluor là các ngoại lệ quan trọng duy nhất đối với thành phần này và tổng khối lượng của chúng trong bất kỳ loại đá nào thông thường đều nhỏ hơn 1%. F. W. Clarke đã tính toán rằng gần 47% khối lượng lớp vỏ Trái Đất là oxy. Nguyên tố này có mặt trong các oxide, chủ yếu là của silic, nhôm, sắt, calci, magiê, kali và natri. Silic là thành phần quan trọng chính của lớp vỏ, có mặt trong các khoáng vật silicat, là khoáng vật phổ biến nhất trong các loại đá mácma và đá biến chất, khi vỡ vụn thì thành cát.
Lớp vỏ được chia thành hai kiểu theo phạm vi phân bố và đặc điểm hóa lý của nó là vỏ lục địa và vỏ đại dương. Vỏ đại dương dày 5km đến 10km, và được cấu tạo chủ yếu là basalt, diabase, và gabbro. Vỏ lục địa dày từ 30km đến 50km và được cấu tạo bởi các đá có tỷ trọng nhẹ hơn so với vỏ đại dương như granite.
- ^ T. H. Jordan, "Structural Geology of the Earth's Interior", Proceedings of the National Academy of Science, 1979, Sept., 76[9]: 4192–4200.
- ^ Edmond A. Mathez biên tập [2000]. EARTH: INSIDE AND OUT. Viện Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Mỹ.
- ^ William J. Cromie [ngày 15 tháng 8 năm 1996]. “Putting a New Spin on Earth's Core”. Harvard Gazette. Truy cập ngày 22 tháng 5 năm 2007.
- ^ Hazlett, James S. Monroe; Reed Wicander; Richard [2006]. Physical geology: exploring the earth; [the wrath of Hurricane Katrina; Could you survive a Tsunami?; catastrophic earthquakes; global warming] [ấn bản 6.]. Belmont: Thomson. tr.346. ISBN9780495011484.
- ^ Structure of the Earth
- ^ a b “The structure of the Earth”. Moorland School. 2005. Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 10 năm 2007. Truy cập ngày 7 tháng 10 năm 2008.
- ^ Earth's Interior
- ^ E. R. Engdahl [1974]. “Differential PkiKP travel times and the radius of the core”. Geophys. J. R. Astr. Soc. 39: 457–463. Đã bỏ qua tham số không rõ |coauthors= [gợi ý |author=] [trợ giúp]
- ^ Alden, Andrew [2007]. “Six Things to Know About the Earth's Mantle”. About.com. Truy cập ngày 7 tháng 10 năm 2008.
- Thuyết Geodynamo
- Herndon, J. Marvin [1994] Planetary and Protostellar Nuclear Fission: Implications for Planetary Change, Stellar Ignition and Dark Matter Proceedings: Mathematical and Physical Sciences, Vol. 445, No. 1924 [9 tháng 5 năm 1994], pp.453–461
- Herndon, J. Marvin [1996] Substructure of the inner core of the Earth Vol. 93, Issue 2, 646-648, 23 tháng 1 năm 1996, PNAS
- Hollenbach, D. F.,dagger and J. M. HerndonDagger [2001] Deep-Earth reactor: Nuclear fission, helium, and the geomagnetic field Published online before print 18 tháng 9 năm 2001, 10.1073/pnas.201393998, 25 tháng 9 năm 2001, vol. 98, no. 20, PNAS
- Lehmann, I. [1936] Inner Earth, Bur. Cent. Seismol. Int. 14, 3-31
- Schneider, David [Oct 1996] A Spinning Crystal Ball, Scientific American
- Wegener, Alfred [1915] "The Origin of Continents and Oceans"
| Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Cấu trúc Trái Đất. |