Bài giảng môn học Địa lý lớp 9 - Phần một : Bí mật của trái đất - Cấu tạo trái đất

PHẦN MỘT : BÍ MẬT CỦA TRÁI ĐẤT 5. CẤU TẠO BÊN TRONG CỦA TRÁI ĐẤT Loài người sống trên bề mặt Trái Đất đã hàng mấy chục vạn năm, đã xây dựng được một nền văn minh khá cao. Con người đã bước đầu hé mở được bức màn bí mật của thế giới các nguyên tử nhỏ bé cho đến các vì sao trong vũ trụ xa xăm. Thế nhưng sự hiểu biết của con người về bên trong Trái Đất thì vẫn còn hạn chế. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của khoa học, con người cũng đã có những thông tin về bí mật trong lòng Trái Đất. Kết quả nghiên cứu cho thấy, lòng Trái Đất có thể chia làm 3 lớp đồng tâm : lớp vỏ Trái Đất, lớp Manti (lớp trung gian) và nhân. Vỏ Trái Đất là lớp ngoài cùng của Trái Đất. Lớp này có độ dày trung bình khoảng 17km, trên lục địa dày trung bình 33km, các vùng núi và cao nguyên có thể dày từ 60 – 70 km. Ở đáy đại dương, lớp vỏ mỏng hơn, chỉ khỏang 6 km. Một đội thám hiểm do các nhà địa chất tổ chức đã phát hiện ra nơi mỏng nhất của lớp vỏ Trái Đất là ở đáy Đại Tây Dương, cách bờ biển Guyan 1520 km, độ dày chỉ có 800m. Lớp Manti là lớp trung gian giữa lớp vỏ và nhân Trái Đất. Lớp Manti nằm từ độ sâu 33km đến độ sâu 2900km. thành phần vật chất chủ yếu của lớp này là các hợp chất silicat sắt và manhê ở trạng thái rắn hợac dẻo. Lớp Manti có thể chia thành lớp manti trên ( nằm từ độ sâu 33 km đến 1000 km) và lớp Manti dưới (nằm từ độ sâu 1000 km đến 2900 km). Nhiệt độ, áp lực và mật độ vật chất không ngừng tăng theo độ sâư. Ở độ sâu từ 50 đến 250 km có một tầng vật chất dẻo lưu động. Các nhà khoa học cho rằng đấy chính là nơi sinh ra các loại đá nóng chảy. Nhân là phần trung tâm của Trái Đất. Nhân Trái Đất có thể phân thành hai bộ phận : nhân ngoài và nhân trong. Nhân ngoài có độ sâu từ 2900km đến 5000km, vật chất ở trạng thái gần lỏng. Nhân trong nằm ở độ sâu trên 5000km, vật chất có thành phần tương tự như ở thiên thạch sắt-niken, nên còn được gọi là nâhn sắt-niken. Tại đây nhiệt độ, áp lực và mật độ vật chất rất cao. Theo tính toán, áp lực tại trung tâm Trái Đất lên tới 3,5 triệu áp mốt phe, nhiệt độ từ 3000oC đến 4000oC. Dưới nhiệt độ và áp lực cao như vậy, vật chất ở trung tâm Trái Đất không thể ở trạng thái rắn hay lỏng như chúng ta vẫn thường quan niệm. Đặc điểm của trạng thái vật chất này là, khi chịu tác dụng lâu dài của áp lực và nhiệt độ cao, nó có tính dẻo giống như nhựa cây hay sáp ong. Nhưng ngược lại, nếu chỉ chịu tác dụng của áp lực trong một thời gian ngắn thì nó sẽ cứng hơn cả gang thép. Cho đến nay, với dạng vật chất tạo nên nhân Trái Đất, giới khoa học vẫn còn tranh luận, chưa thống nhất ý kiến 6. CHIẾC ÁO NGOÀI CỦA TRÁI ĐẤT Loài người sống trên lớp ngoài cùng của Trái Đất. Đó là lớp vỏ hay lớp áo ngoài của Trái Đất. Lớp vỏ Trái Đất không ngừng biến đổi, nó có quan hệ vô cùng mật thiết đối với đời sống của con người. Vỏ Trái Đất có thể chia thành 2 tầng. Năm 1923, nhà khí tượng người Aùo Cônrát đã phát hiện ra, ở độ sâu 20 km của lớp vỏ lục địa có một mặt phân chia giữa hai tầng. Nó được gọi là mặt Cônrát. Từ mặt này trở lên gọi là tầng Sial, có hàm lượng nhôm và silic tương đối cao, chủ yếu do các loại đá granit có tỉ trọng nhỏ tạo nên. Từ mặt Cônrát trở xuống đến hết lớp vỏ Trái Đất là tầng Sima. Ở tầng này, thành phần silic và nhôm giảm đi, còn thành phần manhê và sắt lại tăng lên, chú yếu do các loại đá badan có tỉ trọng tương đối lớn tạo nên. Trong lớp vỏ đại dương, mặt Cônrát không tồn tại, vì ở đây, ngoài lớp trầm tích đáy biển vụn bở hoặc nửa rắn chắc có độ dày không đến 1km ra, thì chủ yếu là do lớp đá badan tạo nên, không có tầng đá granit. Những phân tích hóa học đã cho thấy, trong lớp vỏ Trái Đất vốn có khoảng trên 90 nguyên tố hóa học. Phân bố rộng và nhiều hơn cả là 8 nguyên tố :oxi, silic, nhôm, sắt, natri, canxi, kali va manhê. 8 nguyên tố này chiếm gần 97,1% toàn bộ trọng lượng của lớp vỏ. Các nguyên tố còn lại chỉ chiếm 2,9%. Nguyên tố nhiều nhất là Oxi, chiếm khoảng 1/2 tổng trọng lượng lớp vỏ Trái Đất; thứ hai là silic, chiếm khoảng 1/4 . Như vậy, oxi và silic là 2 nguyên tố cơ bản tạo nên lớp vỏ Trái Đất. Trong những điều kiện địa chất nhất định, các nguyên tố hóa học trong lớp vỏ Trái Đất hóa hợp với nhau hoặc phân giải thành các hợp chất hoặc đơn chất. Đó chính là 3000 loại khoáng vật khác nhau đã tìm thấy trong lớp vỏ Trái Đất. Các khóang vật là cơ sở để tạo nên các loại đá. Đá gồm một hoặc một vài khóang vật kết hợp với nhau theo quy luật nhất định. Các nhà địa chất đã phân các loại đá ra thành 3 nhóm lớn: nhóm đá mắcma, nhóm đá trầm tích và nhóm đá biến chất. Nhóm đá mắcma là nhóm đá chính tạo nên thành phần vật chất của lớp vỏ Trái Đất. Chúng có thể chia làm 2 nhóm nhỏ : đá mắcma phun trào và đá mắcma xâm nhập. Đá badan là loại đá mắcma phun trào, còn đá granit là loại đá mắcma xâm nhập. Các loại đá, trải qua quá trình phong hóa và chịu tác động của các sinh vật, dần dần bị phá hủy, tích tụ lại, tạo thành đá trầm tích, bao gồm : đá cát, đá kết, đá phiến hoặc đá vôi. Trong thành phần cấu tạo của lớp vỏ Trái Đất, đá trầm tích chỉ chiếm khoảng 5% nhưng lại phân bố rất rộng. Trong các lớp đá trầm tích thường tìm thấy hóa thạch của các loài động vật. Đá biến chất chính là đá mắcma và đá trầm tích, nhưng do gặp nhiệt độ và áp lực cao nên bị biến chất mà tạo thành. 7. BỘ MẶT CỦA CÁC CHÂU LỤC Qua bao thế kỉ, rất nhiều nhà thám hiểm, nhà hàng hải, nhà du lịch đã phải trải qua muôn vàn gian khổ mới hé mở được những bức màn bí mật của các đại dương và các châu lục trên Trái Đất. Con người đã biết rằng, các lục địa trên Trái Đất nhỏ bé hơn các đại dương rất nhiều, lại bị chia cắt chứ không nối liền một dải như đại dương. Trên Trái Đất có 6 châu lục là : châu Á, châu Âu, châu Phi, châu Mỹ, châu Đại Dương và châu Nam Cực. Châu Á và châu Âu được nối liền nhau. Đường ranh giới là dãy núi Uran, sông Uran và dãy núi Capca. Châu Á là châu lục lớn nhất : phía đông bắt đầu từ eo Bêrinh, phía tây đến tận địa trung hải. Bề ngang rộng tới 1600 kinh tuyến. Thời gian từ đông sang tây cách biệt nhau tới hơn 10 giờ, phía bắc quanh năm có băng tuyết bao phủ, còn phía nam bốn mùa nóng như thiêu đốt. Địa hình châu Acao ở giữa, bốn bề thấp. Địa thế cao thấp khác biệt rất lớn. Đỉnh Chômôlungma cao nhất thế giới, cao hơn mặt nước biển 8848 m, vùng trũng nhất thế giới là biển chết, thấp hơn mặt nước biển 392 m, chênh lệch độ cao là 9240 m. Châu Âu, trên thực tế là một đảo lớn của đại lục châu a, kéo dài về phía đại tây dương, ba mặt có biển bao bọc, bờ biển Châu Âu bị chia cắt mạnh và rất khúc khuỷu. Địa hình chủ yếu là các bình nguyên, nên là châu lục có độ cao turng bình nhỏ nhất trong các châu lục trên thế giới. Châu Phi là châu lục có đường bờ biển ít khúc khuỷu nhất. Nó được gọi là lục địa của các cao nguyên, lục địa nóng bức và khô hạn. Địa thế của châu lục nghiêng từ đông nam xuống tây bắc. Ở giữa có bồn địa Công gô, phía bắc là sa mạc lớn Sahara. Đường xích đạo chạy ngang qua phần giữa châu lục, ¾ đất đau châu Phi nằm trong vùng nội chí tuyến. Các đới khí hậu có sự phân bố đối xứng rõ rệt ở hai bên đường xích đạo. Các mùa cũng tương phản nhau qua xích đạo. Đại lục châu Mĩ nối liền một dải từ bắc xuống nam. Bắc Mĩ rất rộng, Nam Mĩ giống như một hình tam giác, ở giữa là một dải đất hẹp và dài. Kênh đào Panama nối liền bờ phía đông của thái bình dương với bờ phía tây của đại tây dương đã làm cho Bắc và Nam Mĩ tách rời nhau. Địa hình châu Mĩ nhìn chung chia làm 3 dải rõ rệt theo chiều dọc : phía tây là các dãy núi cao, phần giữa là bình nguyên, phía đông là vùng cao nguyên. Khí hậu Bắc Mĩ phân thành 3 đới : lạnh, ấm và nóng. Đại bộ phận Nam Mĩ có khí hậu ấm áp. Châu Đại Dương là châu lục có diện tích nhỏ nhất, bao gồm lục địa úc và các đảo nằm trong vùng biển rộng lớn ở hai bên xích đạo. Châu Đại Dương có vị trí quan trọng trong giao thông, liên lạc quốc tế vì có nhiều tuyến đường hàng hải, hàng không và đường dây điện báo quốc tế đi qua. Phía đông lục địa úc là các dãy núi, phần giữa là các bình nguyên, phía tây là các cao nguyên. Do đường chí tuyến Nam cắt ngang qua châu lục nên đại bộ phận đất đai có khí hậu nóng và khô. Các đảo ngoài đại dương chủ yếu là đảo núi lửa và đảo san hô, khí hậu nóng ẩm. Châu Nam cực có độâ cao trung bình lớn nhất so với các châu lục khác, khắp nơi là các lớp băng dày bao phủ, nơi dày nhất lên tới trên 4000m. Vì vậy, châu nam cực thường được gọi là lục địa băng tuyết. Giá rét, gió mạnh và bão tuyết là đặc trưng của khí hậu ở đây, do khí hậu rất giá lạnh nên thực vật khó sinh trưởng. Tuy nhiên, vùng đại dương gần bờ lại có rất nhiều khoáng sản. Dưới lòng đất châu Nam cực cũng còn tiềm ẩn nhiều nguồn khoáng sản phong phú. 8. các đại dương trên trái đất : Các đại dương trên trái đất nối liền với nhau và bao quanh các lục địa gốm 4 đại dương : thái bình dương, đại tây dương, ấn độ dương, bắc băng dương. Vậy ranh giới của các đại dương là ở đâu ? Thông thường, đường ranh giới giữa Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương là kinh tuyến 146 đ, chạy qua đảo taxmania. Ranh giới giữa Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương là kinh tuyến 200 Đ, chạy qua mũi biển Bêrinh. Ranh giới giữa Bắc Băng Dương và Đại Tây Dương là cửa biển băng đảo – pharôê và dãy núi ngầm Thamstơn ở giữa eo biển Đacuyn và eo biển Đan Mạch. Thái Bình Dương là đại dương lớn nhất. Diện tích và lượng nước của nó gần bằng của ba đại dương kia cộng lại. Đây cũng chính là đại dương sâu nhất. Vực Marian sâu 11.034m, sâu nhất trong các điểm khác trên trái đất. Đồng thới nó cũng chính là đại dương ấm áp nhất, nhiệt độ trung hình hàng năm không quá 190C. Ngoài ra, Thái Bình Dương cũng là đại dương có nhiều núi lửa, động đất, vực biển, vịnh và đảo nhất trong các đại dương. Đại Tây Dương đứng thứ hai về diện tích, có hình dáng gần giống chữ S, độ sâu trung bình là 3600m. Dãy núi ngầm trong Đại Tây Dương có hình chữ S nằm ở giữa đáy biển, kéo dài hơn 15000 km từ nam lên bắc, đại bộ phận nằm ở độ sâu 3000 m, thỉnh thoảng có những đỉnh núi nhô lên tạo thành các đảo. - CẤU TẠO TRÁI ÐẤT VÀ CÁC VẬT LIỆU TẠO NÊN TRÁI ÐẤT CÁC QUYỂN CỦA TRÁI ĐẤT Các phương pháp địa vật lý, đặc biệt là phương pháp địa chấn cho phép người ta giả thuyết rằng Trái Đất được cấu tạo bởi một số quyển khác nhau về thành phần hay trạng thái vật chất. Ranh giới giữa các quyển là mặt phân chia bậc I. Mỗi quyển lại phân chia thành một số lớp và ranh giới giữa các lớp là mặt phân chia bậc II. Cấu trúc bên trong vỏ Trái Đất gồm cĩ: vỏ Trái Đất, quyển manti và nhân. Căn cứ vào sự thay đổi tốc độ sĩng địa chấn, nhà địa chất học Oxtraylia K.E. Bulen cho rằng Trái Đất cĩ 7 lớp: Lớp A (vỏ Trái Đất), các lớp B, C, D (quyển manti) và các lớp E, F, G (nhân) Hình 4: Cấu trúc bên trong của Trái Đất 1. Quyển mềm; 2. Lị macma; 3. Ðứt gãy sâu; 4. Tâm động đất 1. Vỏ Trái Đất Vỏ Trái Đất gồm một phức hệ đá nằm trên mặt Mơkhơrơvich. Ðây là mặt phân chia vỏ Trái Đất với quyển Manti mang tên nhà khoa học Nam Tư, người đề xuất vào năm 1909 (gọi tắc là mặt Mơkhơ). Vỏ Trái Đất chiếm khoảng 1% thể tích và 0,5% khối lượng của Trái Đất. Vỏ cĩ bề dày và cấu tạo khơng giống nhau: Ở vùng đồng bằng bề dày: 35 - 40km Ở vùng núi già tới: 50 - 60km, cịn ở vùng núi trẻ cĩ thể tới 80km. Cịn dưới lịng đại dương, chỗ nâng cao là nơi bề dày của vỏ vào khoảng 5 - 10km. Vỏ Trái Đất cấu tạo khơng đồng nhất, ở trên mặt là đá trầm tích, tích động ở đại dương, biển hoặc ở lục địa. Thành phần gồm cát, sét, đá vơi, đơlơmit,.... Bề dày đá trầm tích thay đổi từ 0 - 20km. Trong đá trầm tích tốc độ sĩng dọc vào khoảng 4 - 5km/giây. Dưới lớp đá trầm tích là lớp Granit, cấu tạo bằng đá trầm tích bị biến chất trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cao và đá macma hình thành từ dung dịch silicat nĩng chảy từ các lị macma trong lịng đất thốt ra. Ðĩ là các đá gơnai, phiến thạch, đá hoa, và đá granit. Bề dày của lớp granit thay đổi từ khoảng 40km từ các thể núi tới khoảng 10km ở vùng đồng bằng, ở lịng đại dương lớp granit khơng cĩ. Tốc độ sĩng dọc trong lớp granit là 5,5 - 6,5km/giây. Bên dưới lớp granit là lớp đá bazan, cấu tạo bởi đá macma bazơ và một phần nào ở lục địa bằng đá biến chất chặt sít giàu manhê và sắt. Bề dày của lớp bazan cĩ thể tới 20 - 25km ở vùng đồng bằng 15 - 20km ở vùng núi; dưới đại dương lớp bazan rất mỏng. Tốc độ sĩng dọc trong lớp bazan 6,5 - 7,2km/giây. Người ta chia ra một số kiểu vỏ Trái Đất: kiểu vỏ lục địa, kiểu vỏ đại dương, và kiểu vỏ á lục địa, kiểu vỏ á đại dương. 2. Quyển Manti Quyển này chiếm 83% thể tích, 67% khối lượng Trái Đất và nằm từ ranh giới vỏ Trái Đất xuống tới độ sâu 2900km. Quyển manti được cấu tạo bằng đá siêu bazơ, nghèo silic nhưng giàu sắc và manhe vì thế quyển này cĩ tên là quyển pêriđơtít hay quyển sima. Quyển manti chia làm 3 lớp: B, C, D. Hai lớp B và C tạo nên quyển manti trên (80 - 900km), cịn lớp D - quyển manti dưới. Lớp B xuống tới độ sâu 400km và đặc trưng bởi sự tăng dần sĩng địa chấn. Tuy nhiên ở độ sâu 100 - 250km dưới đại lục và 50 - 400km dưới đại dương là đới cĩ tốc độ sĩng địa chấn hạ thấp, độ nhớt và tỉ trọng vật chất giảm (quyển mềm). Quyển mềm là đới hoạt động của Trái Đất, gây nên sự sửa đổi lại cấu trúc và thành phần của vỏ Trái Đất. Quyển manti dưới nằm trong khoảng độ sâu từ 900 - 2900km. Tốc độ sĩng địa chấn dọc tuy cĩ tăng song rất chậm, đạt tới 13,6km/giây. Quyển này cĩ tính chất một vật thể rắn ở trạng thái kết tinh, đặc trưng bởi thành phần giống nhau, chủ yếu là oxit manhe, oxit silic, và oxit sắt. 3. Nhân Trái Đất Nhân Trái Đất chiếm 17% thể tích và gần 34% khối lượng Trái Đất. Nĩ bắt đầu từ độ sâu 2900km vào đến tâm Trái Đất và gồm 3 lớp: nhân ngồi (lớp E), lớp chuyển tiếp (lớp F), và nhân trong (lớp G). Thành phần vật chất và tính chất vật lý của nhân là một trong những vấn đề phức tạp nhất của địa chất học. Theo các tài liệu nghiên cứu địa chất thì nhân ngồi (2900 - 5000km) cĩ tính chất của chất lỏng vì sĩng ngang khơng đi qua được. Nhân trong được giả thuyết là rắn và lớp trung gian (5000 - 5100km) cĩ tính chất chuyển tiếp. II. VẬT LIỆU TẠO THÀNH TRÁI ĐẤT VÀ CHU TRÌNH THẠCH HỌC Ðịa chất học là nền tảng trên việc nghiên cứu các loại đá, bao gồm: thành phần của đá, sự phân bố, sự hình thành và phá hủy chúng. Ðá là vật liệu phổ biến nhất trên Trái Đất. Ðá được gặp ở dạng mảnh vụn lĩt đường, là cuội trong các dịng suối hay các vách đứng trên các đỉnh núi cao. Chúng là những vật liệu tạo thành vỏ Trái Đất. Theo phương thức thành tạo, các đá trên mặt đất được xếp thành 3 nhĩm: đá macma, đá trầm tích, và đá biến chất. Ðá là tập hợp của các khống vật. Khống vật lại là những hợp chất hĩa học cĩ đặc điểm về thành phần và tính chất vật lý xác định. Một cách chi tiết hơn, ta thấy khống vật được hình thành từ việc sắp xếp các nguyên tố hĩa học, mà các nguyên tố này lại là kết quả của sự sắp xếp của các proton, neutron và electron. Chuổi các quan hệ này được minh họa trên sơ đồ (hình). Hiện đã cĩ 2000 khống vật được xác định, nhưng chỉ cĩ hơn 40 khống vật là thành phần tạo đá chính của vỏ Trái Đất. 1. Các nhĩm đá Ðá macma (igneous rocks) được xem là nguồn cội của các đá khác. Tên gọi xuất phát từ tiếng Lating (Ignis) nghĩa là lửa vì nĩ được hình thành từ sự nguội lạnh của một khối nĩng lỏng hay nĩi khác hơn là quá trình ngưng kết của các silicat nĩng chảy xảy ra trong lịng hoặc trên bề mặt Trái Đất. Tùy theo điều kiện ngưng kết mà người ta chia đá macma làm hai nhĩm: - Ðá sâu hay đá xâm nhập thành tạo do macma xâm nhập vào vỏ Trái Đất và ngưng kết ở dưới sâu. Chia làm 3 loại: đá sâu (trên 3 - 5km), đá nơng và đá mạch. - Ðá phún xuất hay đá trên mặt thành tạo khi macma phun lên mặt đất rồi mới ngưng kết. Chia làm hai loại: đá phún xuất kiểu cổ và đá phún xuất kiểu mới. Mỗi loại đá phún xuất ứng với mỗi loại đá xâm nhập cùng thành phần hĩa học. Ðá trầm tích - gốc Lating là Sedimentum nghĩa là sự lắng đọng. Ðá trầm tích là sản phẩm của sự phá hủy cơ học và hĩa học các đá đã tồn tại trước chúng do tác dụng của các nhân tố khác nhau trên mặt hoặc ở phần trên cùng của vỏ Trái Đất. Sản phẩm của sự phá hủy được giĩ, nước chảy, băng hà mang đi và tích đọng ở biển, hồ và một phần trên đường vận chuyển. Khối chính trầm tích lắng đọng ở biển gọi là trầm tích biển. Trầm tích lắng đọng ở biển do vật liệu được mang từ đất liền ra thì gọi là trầm tích lục nguyên. Trầm tích thành tạo ở lục địa (dưới nước cũng như trên cạn) thì gọi là trầm tích lục địa. Ðá trầm tích chiếm khoảng 75% diện tích đất nổi. Khác với đá macma, đa số đá trầm tích cĩ cấu tạo phân lớp và cĩ di tích hữu cơ. Thành phần hĩa học đa dạng hơn của đá macma và đá biến chất đã tồn tại trước vì trong đá trầm tích gồm 3 loại thành phần: khống vật cĩ trước khi thành tạo trầm tích, khống vật thành tạo ở các giai đoạn hình thành đá trầm tích, và di tích hữu cơ. Ðá trầm tích hình thành ở mọi thời kỳ địa chất. Căn cứ vào các di tích hữu cơ (hĩa thạch) tìm được trong đá, người ta cĩ thể xác định được tuổi tương đối của tầng đá. Ðá biến chất (metamorphic) là đá macma hoặc đá trầm tích nguyên sinh bị biến đổi rất sâu sắc mà thành. Do sự biến đổi điều kiện lý, hĩa, các đá nguyên sinh khơng những chỉ biến đổi về thành phần khống vật mà đơi khi cả về thành phần hĩa học và cả về kiến trúc cùng cấu tạo ban đầu. Nguyên nhân của sự biến chất cĩ thể là do tác dụng của macma nĩng chảy, của dung dịch khí và nước thốt ra từ lị macma trong lịng Trái Đất lên, cĩ thể là do nhiệt độ cao và áp suất rất lớn từ khắp mọi phía (áp suất thủy tỉnh) khi đá lún xuống sâu và bị nhiều lớp đá khác phủ lên, cĩ thể do áp suất rất cao theo một hướng nhất định (áp suất định hướng) liên quan đến các chuyển động tạo núi. 2. Chu trình thạch học Chu trình thạch học là quá trình phản ánh mối liên hệ của 3 nhĩm đá macma - trầm tích - biến chất. Theo thời gian và theo những điều kiện biến đổi, các nhĩm đá kể trên cĩ thể chuyển biến lẫn nhau. Mối liên hệ này là một vịng khép kín. Hình 8: Biểu đồ chu trình thạch quyển Trên sơ đồ, vịng ngồi cùng biến thành một chu trình hồn chỉnh. Những đường bên trong biểu thị những đường tắt thường xảy ra trong hệ thống. Ðá macma chỉ hình thành từ dung thể macma. Ðây là con đường duy nhất một chiều. Từ các đá mẹ, theo các quá trình biến đổi khác nhau sẽ hình thành nên các đá khác nhau. Trước hết quá trình phong hĩa tác động lên các đá rắn. Tất cả các đá rắn bất kỳ thuộc nhĩm nào khi phơi bày trên mặt đất, sẽ chịu sự tác động xĩi mịn. Các sản phẩm của quá trình phong hĩa, cuối cùng sẽ tạo thành các đá mới như đá trầm tích, đá biến chất và thậm chí cả đá macma nữa. Trượt lở, nước mặt, giĩ và băng hà sẽ cùng phối hợp để vận chuyển các sản phẩm phong hĩa từ nơi này sang nơi khác. Trong chu trình lý tưởng, điểm cuối cùng của các vật liệu này là đáy đại dương; tại đây các lớp bùn mịn, cát, sạn, sỏi được tích lũy dần, được cơ động thành các đá trầm tích. Nếu chu trình khơng bị gián đoạn, các đá trầm tích ban đầu này sẽ bị chơn vùi và bị nén bởi trọng lượng của khối đá bên trên. Các đá này lại tiếp tục chịu tác động của nhiệt và sự nén ép do di chuyển của các mảng kiến tạo. Ðể cân bằng với mơi trường mới các đá trầm tích bị thay đổi mạnh mẽ trở thành các đá biến chất. Nếu đá biến chất trên tiếp tục bị nhiệt và áp suất tác động thì nĩ cĩ thể bị chảy lỏng ra thành dung thể macma và khi bị nguội lạnh thì thành đá macma. Những đường tắt cĩ thể xuất hiện trong chu trình tạo nên những gián đoạn. Một số gián đoạn cĩ thể gặp: Ðá macma sau khi hình thành vẫn khơng xuất lộ trên mặt đất và như vậy khơng chịu tác động bởi quá trình phong hĩa. Nhưng nếu sau đĩ chúng chịu tác động trước tiên của nhiệt độ, áp suất thì chúng cĩ thể chuyển thành đá biến chất. Sau khi đá trầm tích hay biến chất được thành tạo, chúng phải chịu sự tác động mạnh mẽ của quá trình phong hĩa khiến cho chúng hồn tồn bị phá hủy nên khơng cịn tiếp tục đến giai đoạn kế tiếp. III. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA TRÁI ĐẤT 1. Tỉ trọng vật chất bên trong Trái Đất Tỉ trọng trung bình của Trái Đất là 5,52g/cm3. Trong khi đĩ tỉ trọng trung bình các đá cấu tạo vỏ Trái Đất khơng vượt quá 3,0 - 3,1g/cm3. Do đĩ tỉ trọng tăng rất lớn theo độ sâu (Bảng 1, Magnitxki,1965) Bảng 1: Tỷ trọng của Trái Đất qua các lớp Quyển Ký hiệu (lớp) Ðộ sâu (km) Tỉ trọng (g/cm3) Vỏ Trái Đất A 0 - 33 2,7 - 3,0 Quyển manti B 33 - 400 3,32 - 3,65 C 400 - 1000 3,65 - 4,68 D 1000 - 2900 4,68 - 5,69 Nhân E 2900 - 5000 9,30 - 11,5 F 5000 - 5100 11,5 - 21,0 G 5100 - 6371 12,0 - 12,3 Từ bảng ta thấy rõ sự tăng vọt tỉ trọng vật chất ở ranh giới của nhân. Hình 9: Tỉ trọng trong lịng Trái Đất 1. Theo K. Bulen, 1936 2. Theo M. Molođenxki,1955 2. Áp suất và trọng lực bên trong Trái Đất Ứng với sự thay đổi tỉ trọng bên trong Trái Đất người ta đã tính tốn được sự thay đổi của áp suất và gia tốc trọng lực. Bảng 2: Sự phân bố áp suất theo độ sâu Ðộ sâu (km) 100 300 900 2900 5000 6370 Áp suất (1000atm) 31 100 346 1370 3120 3510 Từ bảng trên ta thấy áp suất ở ranh giới nhân ngồi đạt gần 1,4 triệu atm, cịn ở ranh giới nhân trong đạt trên 3 triệu atm. Một vật trên mặt đất chịu tác động của hai lực, lực hút của Trái Đất và lực ly tâm sinh ra do sự tự quay của Trái Đất. Trọng lực chính là hợp lực của hai lực đĩ, do bán kính của Trái Đất ở cực ngắn hơn ở xích đạo nên trọng lực miền cực lớn hơn ở xích đạo. Theo lý thuyết thì trên cùng một vĩ độ trọng lực khơng thay đổi và được gọi là trọng lực bình thường. Nhưng thực tế thì trọng lực của vật trên cùng một vĩ độ thay đổi và được gọi là trọng lực bất thường. Nguyên nhân gây ra trọng lực bất thường là độ cao tuyệt đối khác nhau và khối lượng đất đá khác nhau phân bố khơng điều trên cùng vĩ độ ấy. Cũng theo lý thuyết thì gia tốc của trọng lực giảm đều từ mặt Trái Đất đến trung tâm. Nhưng thực tế thì khơng phải như vậy: đại lượng của gia tốc gần như tăng đều và đạt trị số tối đa ở gần ranh giới nhân, sau đĩ giảm xuống nhanh và ở trung tâm Trái Đất nĩ bằng 0, vì ở đây lực hút tác động ngang nhau ở mọi phía và trọng lực bằng 0. 3. Nhiệt bên trong Trái Đất Trái Đất nhận được hai nguồn nhiệt: một từ mặt trời, một nguồn từ lịng Trái Đất tỏa ra. Nhiều quá trình địa chất xảy ra trên Trái Đất và cả trong những lớp trên của vỏ Trái Đất đều chịu sự chi phối của các lượng nhiệt đĩ. Về phương diện lý thuyết thì nhiệt lượng ở mỗi điểm của mặt đất nhận được của mặt trời phụ thuộc trực tiếp vào sức nĩng của mặt trời. Nhưng trong thực tế, quá trình nung nĩng mặt đất ở mỗi nơi một khác vì nĩ cịn phụ thuộc vào vĩ độ, vào độ cao địa hình, vào sự phân bố của đại dương, biển và đất liền trên Trái Đất, vào đặc điểm và bề dày của thảm thực vật, vào các dịng khơng khí và dịng biển. Xuống sâu trong các lớp của vỏ Trái Đất thì những lớp càng ở dưới càng ít phụ thuộc vào nhiệt mặt trời, và xuống tới độ sâu nào đĩ thì nhiệt độ khơng phụ thuộc vào nhiệt độ trên mặt đất, khơng phụ thuộc theo mùa nữa. Tầng ấy gọi là tầng thường ơn. Nhiệt độ tầng thường ơn bằng nhiệt độ trung bình năm trên mặt đất. Tầng thường ơn nằm ở những độ sâu khác nhau tùy theo miền và tùy theo tính dẫn nhiệt của đá nằm trên. Nĩ ở độ sâu từ 2 - 40m (ở Matcova nĩ nằm sâu gần 20m, ở Pari gần 28m). Ngồi ra nĩ cịn phụ thuộc theo miền và phụ thuộc vào biên độ dao động nhiệt trên mặt đất hàng năm ở nơi đĩ. Dao động nhiệt độ càng lớn thì độ sâu của tầng thường ơn càng lớn. Dưới tầng thường ơn, càng xuống sâu nhiệt độ càng tăng dần, song khơng điều vì nĩ phụ thuộc vào điều kiện địa chất và vào mơi trường địa lý. Khoảng độ sâu bằng mét để nhiệt độ tăng lên 1oC gọi là địa nhiệt cấp. Trị số trun