đại cương về trái đất và hệ MT

Chương III: Trái đất
1. Trái đất (TĐ)trong hệ Mặt trời (HMT)và hệ
Ngân hà(HNH).
2. Hệ Mặt trời (The Solar System).
3. Các gỉả thuyết về nguồn gốc của MT và các hành
tinh(Planet).
4. Hình dạng và kích thước của TĐ(The Earth).
5. Sự vận động của TĐ.
6. Các đặc điểm chung về sự phân bố lục địa, đại
dương trên TĐ.

I. Trái đất trong HMT và HNH

Trái đất là một thiên thể, một hệ vật chất như hàng
tỉ hệ khác trong vũ trụ

TĐ là một hành tinh trong hệ MT.

HMT là 1 bộ phận của hệ lớn hơn-HNH(The
Milky Galaxy)

Các thiên thể trong cả hai hệ chủ yếu chuyển động
theo chiều thuận thiên văn do tác động của sức hút
từ nhân trung tâm, chu kỳ 180 triệu năm

Hệ Siêu Ngân hà (Super Galaxy System)

Các thiên hà

Đơn vị vật chất lớn nhất trong vũ trụ là các thiên

hà (Galaxies) chia làm 4 nhóm chính theo hình
dạng.

Thiên hà hình xoáy trôn ốc .

Thiên hà có cánh:

Thiên hà dạng ellip.

Thiên hà dị dạng.
.

Các ngôi sao(Stars).

Các vật thể phổ biến nhất, kích thước khác nhau.
Tổng số 10
22
được sinh ra liên tục, phát sáng do bị
đốt cháy, tắt khi cạn nhiên liệu.

Từ mặt đất có thể thấy chừng 5000 ngôi sao bằng
mắt thường.

Người cổ đại phân nhóm các ngôi sao thành các
chòm sao mang tên các vị thần linh. Là phương
tiện hưu ích để định vị, định hướng.

Mặt trời

Mặt trời (The Sun) là một ngôi sao, sinh ra cách

đây xấp xỉ 4, 6tỷ năm.

Kích thước hơi nhỏ hơn sao TB nằm trên một trong
số các cánh tay của một thiên hà xoáy trôn ốc mang
tên dải Ngân hà và cách trung tâm thiên hà này
chừng 30.000 năm ánh sáng.

Tầm quan trọng của MT.
MT không đặc biệt so với vũ trụ nhưng vô
cùng quan trọng trong cuộc sống.

Năng lượng do bức xạ.

Năng lượng do nhân trái đất thoát ra.

Năng lượng phân rã phóng xạ.

Năng lượng khác như dầu mỏ, than
đá.

Năng lượng thuỷ điện.

Năng lượng của gió.

Các thuộc tính của mặt trời

Đường kính 1.392.520km

Khối lượng 2x10
30

kg (332.930 KL TD)

Thể tích 1,3triệu V trái đất

Khối lượng riêng 1,41g/cm
3

Khoang cách TB tới TD 149.598.250km

Chu kỳ quay tại xích đạo 26ngày

Chu kỳ quay tại vĩ độ 80 36ngày

Nhiệt độ tại trung tâm 15triệu độ K

Nhiệt độ bề mặt 6000độK

Năng lượng giải phóng 4.10
26
W.

Cấu trúc của Mặt trời

Mặt trời có 4 lớp : nhân, quang cầu, sắc cầu và tán MT.
Nhân (core)tập trung phần lớn khối lượng và là nơi tạo ra năng
lượng được mặt trời phát tán, được nghiên cứu trên phương
diện lý thuyết dựa trên nhận thức đã biết về khối lượng, khối
lượng riêng, nhiệt độ bề mặt cùng cấu trúc cũng như sự chuyển
dịch các lớp không khí của nó, áp suất tại tâm đạt tới 1tỷ lần áp
suất khí quyển trái đất.

Quang cầu (photosphere)là lớp từ đó năng lượng từ nhân trung
tâm được giải phóng và cũng là nơi ánh sáng được phát đi.
Nhiệt độ TB của quang cầu chừng 5800 độ K, độ dày lớp này
vào khoảng 1000km và phân tích quang phổ quang cầu cho
biết trong thành phần cấu tạo của lớp này có chừng trên 60
nguyên tố khác nhau

Cấu trúc của…(tt)

Sắc cầu (Chromosphere):Lớp trên quang cầu, mặt
đáy là 5800độ K, đỉnh từ 10.000 đến 20.000độK.
Chiều dày 500-1400 km, khối lượng riêng nhỏ, tạo
bởi các đám mây Hiđrô. Màu đỏ, nhìn rõ khi có
Nguyệt thực (Eclipse).
Tán mặt trời (Corona)lớp vỏ đẹp nhất, nhìn thấy khi
Nguyệt thực toàn phần. Chiều dày 12triệu km, thay
đổi mãnh liệt khi vết đen(sunspots) hoạt động. Độ
sáng tương đương với mặt trăng (một phần nửa triệu
độ sáng của MT) khó quan trắc. Nhiệt độ 1,5triệu
độK, mật độ nhỏ, không bức xạ nhiều nhiệt

Năng lượng mặt trời được tạo ra như thế
nào?

Quan niệm cổ: đốt nóng thông thường như đốt
than trong ôxi. Nếu vậy mặt trời cháy được chừng
8000 năm.

Thế kỷ 19, mặt trời nóng do trọng lực bị bẻ gãy.
Theo cách này MT cháy được 20 triệu năm.


Cháy do hàng loạt các phản ứng hạt nhân. Biến
đổi Hiđrô thành Heli. Cần khối lượng rất nhỏ các
chất tham gia phản ứng.

Mặt trời trông ra sao?

Không thể nhìn trực diện do nguồn bức xạ cực mạnh có thể
khiến thị lực con người bị hư hại vĩnh viễn nếu không có sự
hỗ trợ của các trang thiết bị quang học khi quan trắc.

Vết đen là các vùng tối hầu như luôn nổi bật trên bề mặt mặt
trời. Gần các vết đen là các vùng sáng gọi là vệt sáng quang
cầu.

Bề mặt MT không đồng nhất do các tai lửa hay bướu, các
khối khí nóng, kính từ 400-1000km xuất phát từ nhân bên
trong được đẩy lên bề mặt quang cầu do đối lưu sau đó lại rơi
xuống. Tai lửa chỉ xuất hiện chừng vài phút, nhiệt độ cao
hoặc thấp hơn nền 6000độK của quang cầu chừng 180độ.

Gió Mặt trời.

Dòng các hạt mật độ thấp xuất phát từ mặt trời được gọi là
gió mặt trời (Solar wind), thành phần là các điện tử và
prôton, có gia tốc lớn nhờ nhiệt độ cao ở tán mặt trời, có
thể thoát khỏi trọng lực mặt trời. Tại các khu vực gần kề
trái đất, mật độ gió MT là 10 prôton /cm khối, tốc độ 350-
700km/s. Khi các vết đen hoạt động mạnh tốc độ, và mật
độ các hạt này tăng nhanh.

Có ảnh hưởng ít nhất tới quỹ đạo của Thiên vương tinh
trước khi bị phát tán vào khoảng không giữa các chòm sao.

Bị lệch hướng do từ trường trái đất nhưng thường tác động
trực diện lên mặt trăng, đưa Hiđrô, Nitơ và một vài nguyên
tố khác vào lớp phủ thổ nhưỡng trên mặt trăng.

Kéo lệch đuôi sao chổi ra xa mặt trời

Nhiệt độ và độ sáng của các ngôi
sao

Dộ sáng:

xác định bằng tổng lượng bức xạ năng lượng sao phát
ra.

độ sáng của mặt trời được coi là đơn vị (1,0).

Độ sáng của các vì sao dao động 10
-6
đến 5x10
5
đơn vị.

Khoảng thường gặp nhất là từ 10
-4
đến 10
4
đơn vị.

Nhiệt độ của sao

Nhiệt độ:

Tính trên bề mặt, khoảng 3500-80.000độ K có liên
quan chặt chẽ với màu sắc. Sao nóng nhất màu
xanh nước biển, sau đó màu trắng, vàng, da cam
và đỏ.

Màu sắc phần lớn các ngôi sao trong Ngân hà nằm
trong 6 thang bậc quang phổ, từ nóng nhất đến
lạnh nhất ký hiệu B, A, F, G , K và M. Ngoài ra
còn 5 cấp phụ được bổ sung thêm cho những vì
sao có nhiệt độ nằm ngoài 6 cấp chính nói trên. Đó
là cấp W và O ở cuối cấp xanh, và cấp N, R và S ở
cuối cấp đỏ.

Nhiệt độ của sao(tt)

Quan hệ H-R. phần lớn các vì sao nằm trên dải chéo
của biểu đồ, nhiệt độ cao và độ sáng lớn nằm tại góc
trên, bên trái, còn nhiệt độ thấp, độ sáng yếu nằm phía
dưới bên phải. Dải chéo đó gọi là dãy chính. Một
lượng sao nhỏ không nằm trên dải chéo : các ngôi sao
kích thước khổng lồ và siêu khổng lồ nhưng nhiệt độ
thấp và độ sáng mạnh được thể hiện bằng các đốm phía
trên bên phải dãy chính. Khu vực các đốm phía dưới
dãy chính là nơi biểu thị số lượng ít ỏi các vì sao lùn
trắng nhưng nhiệt độ và mật độ khá cao.

Các vật thể khác trong vũ trụ

các ngôi sao trung tính, đường kính chỉ chừng 20 km
nhưng chứa vật chất ở dạng nén chặt gấp 10
14
lần

so với
nước.

các ẩn tinh, các vật thể nhỏ, quay nhanh, chu kỳ vẻn vẹn
vài giây, thậm chí nhanh hơn (tốc độ lớn nhât của các ẩn
tinh có thể lên tới khoảng 30 vòng một giây), phát xạ theo
các chu kỳ nhất định.

quasar, các vật thể cực sáng, nằm ngoài rìa xa của thiên hà.

hố đen có lẽ là phần còn sót lại của các ngôi sao đã bị vỡ
do trọng lực của chính chúng biến thành các vật thể có mật
độ rất lớn và trọng lực bản thân đủ mạnh, không cho phép
vật chất hay bức xạ thoát ra.

Các đơn vị đo khoảng cách trong
vũ trụ.

năm ánh sáng hay quãng đường ánh sáng đi được
trong thới gian một năm. Vận tốc ánh sáng là
300.000km/s nên năm ánh sáng có độ lớn là 9,46x
10

12
km.

Một đơn vị khác cũng khá thông dụng là parsec,
bán kính của đường tròn có chiều dài cung của
góc1 giây bằng bán kính quỹ đạo trái đất. Chiều
dài này tương đương 3,262 năm ánh sáng.

đơn vị thiên văn hay khoảng cách mặt trời-trái
đất, tức149.598.250km.

Xác định khoảng cách trong vũ trụ.

Thị sai là một phương pháp đo khoảng cách trong vũ trụ. Nó cũng
tương tự phương pháp tam giác được các nhà khảo sát dùng để xác
định khoảng cách tới các điểm khó tiếp cận Người Hilạp cổ đại đã
biết đến phương pháp này nhưng họ không thể đo được khoảng
cách trong vũ trụ bằng các phương tiện họ có khi đó.

Trong phương pháp thị sai, đường gốc là bán kính quỹ đạo trái
đất(hình 1.19). Vị trí của một vật thể được đánh dấu 6 tháng một
lần căn cứ vào một ngôi sao ở xa được coi như không di chuyển vị
trí tương đối. Góc thị sai là XOY sẽ đo được vì khoảng cách XO’
trên đừơng gốc là đã biết Từ đó khoảng cách từ ngôi sao đó đến
mặt trời OO’ cũng tính được.Vì đo góc rất nhỏ là tương đối khó nên
phương pháp thị sai được dùng đo các vật thể tương đối gần trái
đất.

Xác định khoảng cách…(tt)


Để ước lượng khoảng cách tới một ngôi sao, có thể dùng
độ sáng người quan trắc nhận được từ ngôi sao đó. Độ
sáng nhận được tỷ lệ thuận với độ sáng của sao và tỷ lệ
nghịch với bình phương khoảng cách tới nguồn sáng.

Nếu biết khoảng cách tới một ngôi sao có thể đo kích
thước của nó cũng không phức tạp lắm, cái khó là các ngôi
sao thường không hoàn toàn tròn đều.

Nếu hành tinh có một mặt trăng thi khối lượng của nó có
thể xác định bằng kích thước quỹ đạo và chu kỳ quay của
mặt trăng quanh thiên thể đó.

II. Hệ Mặt trời (Solar System)
1. Cấu tạo: Mặt trời( The Sun), các hành
tinh(plannets), các tiểu hành tinh(asteroids), các
sao chổi(commets), thiên thạch (Meteors)và các
lớp không khí giữa các hành tinh.

2. Hai vận động chính: cùng hệ Ngân hà trong
vũ trụ (27.35 ngày /vòng) và vận động tịnh tiến
trong hệ Ngân hà cùng các bộ phận khác của
HMT, v=230km/s về phía sao Chức nữ.

Hệ Mặt trời (tt)

3. Các hành tinh( planet) và các tiểu hành tinh
(asteroid)

9 hành tinh chính: sao Thuỷ(Mercury), Kim (Vernus),

TĐ(Earth), Hoả (Mars), Mộc (Jupiter), Thổ (Saturn),
Thiên vương (Uranus), Hải vương (Nepturn), Diêm
vương (Pluto).

Dãy số( 0-3-6-12-24 )+4

Các tiểu hành tinh: vào khoảng40.000 phần lớn
chuyển động trong khoảng không giữa sao Hoả và
sao Mộc

Các mặt trăng(moon): các vật thể bay quanh hành
tinh, sỗ lượng đã tìm thấy gần đâynhất là 61

vệ tinh(satellite)

Hệ Mặt trời (tt)

3. Các hành tinh và các tiểu hành tinh(tt)

Quy luật chuyển động trong HMT:

Mặt phẳng quỹ đạo gần trùng khớp, độ chênh lớn nhất 17,9
độ, độ chênh TB <4 độ

Quỹ đạo có hình gần tròn, tâm sai e <0.25

Tất cả đều chuyển động tịnh tiến quanh MT theo chiều thuận
thiên văn

Trừ sao Thuỷ và Diêm vương các hành tinh khác đều tự xoay

quanh trục của minh cũng theo chiều thuận thiên văn

Các tiểu hành tinh thường có tâm sai (đến0.83)và độ xích vĩ
(42 độ) lớn hơn hăn các hành tinh
2
22
a
ba
e
−
=

Hệ Mặt trời (tt)

4. Hai nhóm hành tinh: Kiểu trái đất(terrestrial
planet) và kiểu khổng lồ(giant planet):

Kiểu trái đất:Thuỷ, Kim, Trái đất và sao Hoả

kích thước, khối lượng nhỏ nhưng tỷ trọng lớn

Không có khí quyển hoặc lớp KQ rất mỏng, khối lượng
không đáng kẻ so với KL của hành tinh

Hành tinh khổng lồ: Mộc, Thổ, Thiên vương, Hải vương.
Chúng có kích thước , khối lượng lớn, tỷ trọng nhỏ, tự quay
nhanh, độ dẹt lớn

Diêm vương: không thuộc nhóm nào(ở xa MT, kích thước
nhỏ, độ xích vĩ lớn)

Hệ mặt trời (tt)

5. Các thiên thạch và sao chổi:

Thiên thạch: những khối vật chất rắn nhỏ bay trong khoảng
không giữa các hành tinh. Khi thâm nhập khí quyển của một hành
tinh nào đó sẽ bị hút khiến tốc độ và ma sát tăng cao(40-60km/s).
Phần lớn bị bốc cháy tạo ra sao băng hay sao đổi ngôi. Nếu không
bốc cháy hết vì quá lớn, chúng rơi xuống tạo tiếng nổ lớn và hố
sâu, rộng(2200tấn, vang xa hơn 1000km). Thành phần cấu tạogồm
các nguyên tố có mặt trong bảng Menđêleep nhung chủ yếu là các
kim loại(Fe hoặc Ni) hay các loại đá.

Sao chổi: các thiên thể đặc biệt quay quanh MT theo các quỹ đạo
ellip, tâm sai và độ xích vĩ lớn

III. Các giả thuyết về nguồn gốc
MT và các hành tinh

Đề cập từ thời thượng cổ. Được nghiên cứu tích
cực đặc biệt từ TK 18. Luôn có bước tiến , phát
triển, hoàn thiện cái cũ.

Nhóm giả thuyết tiến hoá và giả thuyết ngẫu biến .

Ba giả thuyết thống trị đại diện cho các bước tiến
bộ: Kant- Laplace. Jeans và Ôtto Smith.