Hình dạng và cấu trúc của Trái Đất

Chương I: Trái đất
1. Khái niệm về vũ trụ.
2. Hình dạng và cấu trúc của mặt trời
3. Hình dạng và cấu trúc của trái
đất
4. Hệ quả của sự vận động của Trái Đất.

1

I.3. Hình dạng và cấu trúc của Trái đất
1. Hình dạng và kích thước của Trái Đất.
2. Tính chất vật lý và cấu trúc bên trong
của Trái Đất

2

1


Hình dạng của Trái Đất
• Quan niệm về hình dạng của Trái Đất
• Hình dạng geoid của Trái Đất

3

Hình dạng của Trái Đất
• Thời xa xưa, Trái đất được hình dung là một mặt phẳng,
trên đó có vòm trời úp chụp xuống như một cái vung. (Sự

tích bánh chưng vuông mô phỏng Trái Đất của Việt Nam...)
• Thế kỷ VI trước Công nguyên, Pitago đã cho rằng Trái Đất

dạng hình cầu.
• Hai thế kỷ sau, Arixtốt đưa ra được chứng cứ chứng minh
Trái đất hình cầu.
• Đầu thế kỷ XVI, Magienlan đi vòng quanh thế giới bằng
đường biển đã khẳng định giả thuyết này.

4

2


• Đến thế kỷ 17 đã xuất hiện quan niệm Trái Đất không phải là
một khối cầu hoàn hảo mà là một khối cầu dẹt ở hai cực
được gọi là khối êlipxôit.
• Tiếp theo, đến thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, các đo đạc thực tế
cũng đã xác nhận hình khối êlipxôit 3 trục của Trái Đất, không
những chỉ dẹt ở hai cực mà còn dẹt cả ở xích đạo.
• Những bức ảnh vệ tinh về Trái Đất đã chụp được trong
những năm gần đây cho thấy một cách hoàn toàn trung thực
hình dạng của Trái Đất.
• Các số liệu do các vệ tinh nhân tạo cung cấp cho thấy hình
dạng Trái Đất rất đặc biệt. Nó không giống bất cứ một dạng
hình toán học nào. Đó là hình dạng địa cầu hay gêôit.
• Hình dạng gêôit của Trái Đất không phải là một hình được
xác định một cách trung thực theo những chỗ lồi lõm của địa
hình trên bề mặt Trái Đất, mà là theo một bề mặt lý thuyết, bề
mặt cùng mức của thế năng trọng lực nghĩa là một bề mặt
5
luôn luôn vuông góc với hướng trọng lực.

6

3


7

8

4


Mặt Geoid là mặt nước biển trung bình yên tĩnh trải
rộng xuyên qua các lục địa tạo thành một mặt cong
khép kín. Pháp tuyến với mặt Geoid trùng với
phương dây dọi.

9

•
•
•
•
•
•

Ở cực Bắc Geoid cao hơn Elipsoid 15m
Ở vĩ độ 35º VB Geoid thấp hơn Elipsoid 15m
Ở XĐ Geoid trùng Elipsoid
Ở vĩ độ 35º VN Geoid cao hơn Elipsoid 20m

Ở cực Nam Geoid thấp hơn Elipsoid 30m
So sánh này cho phép ta kết luận bề mặt trái đất tương
đối nhẵn nhụi. Vì mặt Geoid không có hình dạng toán
học nhất định, để thuận lợi trong công tác đo đạc và tính
toán, người ta lấy mặt Elipsoid tròn xoay, có hình dạng
và kích thước gần giống như mặt Geoid làm bề mặt toán
học thay cho Geoid gọi là mặt Elipsoid Trái đất.
10

5


2. Kích thước TĐ
Một số đặc trưng về kích thước của Trái Đất
Bán kính trục lớn (xích đạo) a:
6378,245km
Bán kính trục nhỏ (cực) b:
Bán kính trung bình:
Độ dẹt ở cực (a-b):a
Độ dẹt ở xích đạo:
Chiều dài trung bình của 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 trong (5100-6370 km)
– Nhân ngoài (2900-5100 km)

• Lớp Manti
– Manti dưới (đến 2900 km)
– Manti trên (đến 700 km)

• Vỏ Trái Đất
– Vỏ lục địa (35 – 40; 70-80 km)
– Vỏ đại dương (5-10 km)
12

6


•Nhân trái đất: độ dày ~ 3470 km:
Lõi cứng: áp suất từ 3-3,5 tr. atm,
vật chất ở trạng thái rắn.

Lõi lỏng: T~ 5000ºC, P ~ 1,3 đến 3,1
tr. atm, vật chất ở trạng thái lỏng.
13
Thành phần: Ni, Fe (Nife)

Nhân Trái Đất
Nhân Trái Đất có 2 lớp: nhân ngoài và nhân trong.
• Nhân trong sâu từ 5000-6370km, áp suất từ 3-3,5
triệu atm, vật chất ở 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 và vật chất ở trạng thái lỏng.
• Giữa 2 nhân, tốc độ truyền sóng dọc lại có sự thay
đổi đột ngột.
• Thành phần vật chất chủ yếu của nhân Trái Đất là kim
loại nặng như Ni, Fe nên người ta gọi là nhân Nife
14

7


Bao mati
• Từ vỏ Trái Đất đến độ sâu 2900 km là bao Mati.
• Ranh giới giữa bao Manti và vỏ Trái Đất là mặt Moho, ở
đó tốc độ truyền sóng tăng từ 6,6 lên 8,2 km/s.
• Bao Mati chiếm 80% về thể tích và 68,5% về khối
lượng Trái Đất.Thành phần hóa học chủ yếu là Silic và
Magiê nên gọi là quyển Sima bao Mati gồm Mati trên và
Mati dưới (xem hình vẽ)
• Trong lớp Mati trên, ở phía trên đến độ sâu 100 km ở

trạng thái rắn, kết hợp với lớp vỏ trái đất tạo thành lớp
vỏ cứng ngoài cùng của Trái Đất, gọi là thạch quyển.
• Phần dưới có trạng thái quánh dẻo, và thường chuyển
động đối lưu do vật chất nặng chìm xuống, và vật chất
nhẹ nổi lên.Đây là nơi phát sinh ra các lò macma và núi
lửa
• Manti dưới nằm từ độ sâu 700-2900 km
15

Vỏ Trái Đất

• Là lớp vỏ cứng, mỏng, độ dày dao động trong
khoảng 5-10 km ở đại dương và 35 -80 km ở lục địa.
• Ngoài Oxy, vỏ Trái Đất chủ yếu là Si (silic) và Al
16
(nhôm) nên gọi là Sial

8


Vỏ Trái Đất
Vỏ lục địa

Vỏ Đại dương

35-40 km
Vùng núi 70-80

5-10 km

2,7 g/cm³

3 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 được cấu tạo từ nhiều tầng đá
khác nhau:
–
–
–
–

Trên cùng là tầng đá trầm tích (có nơi không có)
Tầng đá granit là thành nền các lục địa
Tầng đá bazan thường lộ ra ở đáy đại dương
Tầng gabrô ở lớp vỏ đại dương

• Ngoài Oxy, vỏ Trái Đất chủ yếu là Si (Silic) và Al
18
(nhôm) nên gọi là Sial

9


Ý nghĩa
a. Về mặt địa lý

Hiện tượng ngày, đêm: ánh sáng Mặt trời luôn chiếu sáng
một nửa mặt cầu. Nửa còn lại bị che khuất nên trên Trái
Đất luôn có hiện tượng ngày đêm.

19

Ý nghĩa
a. Về mặt địa lý

Tầm bao quát về phía chân trời càng mở rộng khi càng
cách xa bề mặt đất:

20

10


Ý nghĩa
a. Về mặt địa lý

Những hiện tượng ngược nhau ở hai bán cầu, ví dụ:
+ Bán cầu Bắc là mùa nóng thì Bán cầu Nam là mùa lạnh,
và ngược lại.
+ Ở Bán cầu Bắc càng đi về phía Bắc càng lạnh, trong khi
ở Bán cầu Nam càng đi về phía Bắc càng nóng.

21

Ý nghĩa
b. Về mặt vật lý
•

Do có dạng gần hình cầu nên có thể tích tối đa so với

các hình dạng hình học khác có cùng diện tích bề mặt
 chứa được một khối lượng vật chất tối đa.
•

Trái Đất có kích thước và khối lượng đủ lớn vì thế mọi
vật đều bị Trái đất hút vào tâm. Muốn thoát khỏi sức
hút này, các vật phải có tốc độ ít nhất bằng 11,2 km/s.

22

11