Cấu trúc của Trái Đất

Cấu trúc bên trong của Trái Đất tương tự như phần bên ngoài và bao gồm các lớp khác nhau. Các lớp này được xác định dựa trên các đặc tính hóa học và sự biến đổi của chúng.

Trái Đất có vỏ silicat rắn ở bên ngoài, manti rất nhớt, lõi ngoài lỏng và ít nhớt hơn manti, và lõi trong rắn. Kiến thức khoa học về cấu trúc bên trong Trái Đất được dựa trên các quan sát của địa hình và độ sâu của đáy biển, các mẫu đá từ bề mặt đến các độ sâu sâu hơn do hoạt động núi lửa, phân tích sóng địa chấn đi qua Trái Đất, đo lường trường trọng lực và các thí nghiệm về tinh thể rắn trong điều kiện nhiệt độ và áp suất khác nhau trong lòng Trái Đất.

Cấu trúc

Cấu trúc của Trái Đất có thể được xác định theo hai cách là tính chất hóa học hoặc cơ học như lưu biến học. Về mặt cơ học, nó được chia thành 5 lớp chính bao gồm thạch quyển, quyển mềm, lớp phủ giữa, lõi ngoài và lõi trong. Về mặt hóa học, nó được phân thành lớp vỏ, manti trên, manti dưới lớp vỏ, lõi ngoài và lõi trong.

Tính phân lớp của Trái Đất được xác định gián tiếp thông qua phương pháp tính thời gian sóng động đất di chuyển khúc xạ và phản xạ bên trong Trái Đất. Lớp lõi ngoài không cho sóng ngang đi qua, trong khi vận tốc sóng lan truyền khác nhau trong các lớp khác nhau. Sự biến đổi về vận tốc sóng địa chấn giữa các lớp khác nhau tương ứng với luật Snell. Sự phản xạ xảy ra do sự tăng tốc sóng địa chấn và tương tự như sự phản xạ của ánh sáng khi tiếp xúc với gương.

Nhân Trái Đất

Nhân Trái Đất, hay còn gọi là Lõi Trái Đất. Dựa vào đặc điểm vật lý dựa trên đặc điểm sóng truyền qua, nhân được chia thành 2 lớp với đặc điểm ứng xử khác nhau. Lớp bên ngoài, hay còn gọi là nhân ngoài, được cho là ở dạng lỏng; trong khi đó, lớp bên trong hay nhân trong được cho là ở dạng rắn có mật độ (tỷ trọng) cao nhất trong các lớp của Trái Đất. Sự tồn tại của nhân trong có thể phân biệt với nhân ngoài do nhà địa chấn học Inge Lehmann phát hiện vào năm 1936, vì nó không có khả năng truyền sóng cắt đàn hồi; chỉ có thể quan sát được sóng áp lực đi qua nó. Hiện tại vẫn chưa có nhiều thông tin về nhân trong cụ thể.

Mật độ trung bình của Trái Đất là khoảng 5.515 kg/m³. Vật liệu trên bề mặt có mật độ khoảng 3.000 kg/m³, do đó các vật liệu bên trong có mật độ lớn hơn. Các đo đạc địa chấn cho thấy nhân ngoài có tỷ trọng từ 9.900 đến 12.200 kg/m³ và nhân trong từ 12.600–13.000 kg/m³.

Nhân ngoài nằm ở độ sâu khoảng 2.900 km dưới bề mặt Trái Đất và dày khoảng 2.260 km. Nhiệt độ lõi ngoài dao động từ 4.400 °C đến 6.100 °C. Lớp chất lỏng và nóng bao gồm sắt và niken này của lớp lõi ngoài có tính dẫn điện, kết hợp với sự quay của Trái Đất, tạo ra hiệu ứng dynamo (xem thuyết Geodynamo), duy trì các dòng điện và ảnh hưởng đến từ trường Trái Đất. Nó chiếm khoảng 30,8% khối lượng Trái Đất.

Lõi trong của Trái Đất là phần bên trong nhất, là một quả cầu rắn với bán kính khoảng 1.220 km, chỉ nhỏ hơn 70% so với bán kính của Mặt Trăng. Nó 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.

Lõi trong cùng của Trái Đất bắt đầu từ độ sâu 5.800 km dưới mặt đất kéo dài xuống tận tâm trái đất. Vật chất trong lõi này tồn tại trong trạng thái khác so với lõi ngoài. Cấu trúc chủ yếu là sắt.

Manti

Lớp vỏ và lớp manti của Trái Đất từ mặt hóa học được chia thành các lớp. Lớp vỏ là lớp có độ nhớt cao nhất, nằm giữa lớp vỏ và lõi của Trái Đất. Lớp vỏ của Trái Đất là một lớp đá dày khoảng 2.900 km chiếm 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 vùng nông của lớp vỏ đã tạo ra một lớp vỏ mỏng chứa các sản phẩm nóng chảy đã kết tinh gần bề mặt, nơi mọi sự sống diễn ra. Các loại khí thoát ra trong quá trình nóng chảy của lớp vỏ Trái Đất có ảnh hưởng lớn tới thành phần và sự phổ biến của các chất khí trong khí quyển Trái Đất.

Vỏ đất

Lớp vỏ Trái Đất là lớp ngoài cùng của Trái Đất, tồn tại dưới dạng rắn. Các thành phần đá của lớp vỏ Trái Đất gần như là các oxit. Các thành phần như clo, lưu huỳnh và fluor là các ngoại lệ quan trọng duy nhất của thành phần này và tổng khối lượng của chúng trong bất kỳ loại đá thông thường nào 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 oxit, chủ yếu là của silic, nhôm, sắt, calci, magiê, kali và natri. Silic là thành phần chính của lớp vỏ, hiện diện trong các khoáng vật silicat, là khoáng vật phổ biến nhất trong các loại đá magma và đá biến chất, khi vỡ vụn sẽ thành cát.

Lớp vỏ được chia thành hai loại dựa trên phạm vi phân bố và đặc điểm vật lý của nó: vỏ lục địa và vỏ đại dương. Vỏ đại dương dày từ 5 km đến 10 km, và bao gồm chủ yếu basalt, diabase và gabbro. Vỏ lục địa dày từ 30 km đến 50 km và bao gồm các loại đá nhẹ hơn so với vỏ đại dương như granite.

• Thuyết Động lực học Trái Đất

Tài liệu tham khảo

• Herndon, J. Marvin (1994) Phân hạt nhân và tiền hành hạt nhân: Những hàm ý về sự thay đổi của hành tinh, cháy nổ sao và vật chất tối Proceedings: Khoa học Toán học và Vật lý, Tập 445, Số 1924 (ngày 9 tháng 5 năm 1994), trang. 453–461
• Herndon, J. Marvin (1996) Cấu trúc con lõi nội của Trái Đất Tập 93, Số 2, 646-648, ngày 23 tháng 1 năm 1996, PNAS
• Hollenbach, D. F.,dagger và J. M. HerndonDagger (2001) Reactor sâu trong lòng đất: Hạt nhân phân hạt, helium và trường từ địa chấn Được xuất bản trực tuyến trước ngày 18 tháng 9 năm 2001, 10.1073/pnas.201393998, ngày 25 tháng 9 năm 2001, Tập 98, Số 20, PNAS
• Lehmann, I. (1936) Nội dung Trái Đất, Trung tâm Động đất Quốc tế. 14, 3-31
• Schneider, David (Tháng 10 năm 1996) Một quả cầu pha lê quay, Khoa học Mỹ
• Wegener, Alfred (1915) 'Nguyên nhân của lục địa và đại dương'

Liên kết bên ngoài