Lớp Manti của Trái Đất có độ đại
|
For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Cấu trúc Trái Đất. Show
Thanks for reporting this video! An extension you use may be preventing Wikiwand articles from loading properly. If you're using HTTPS Everywhere or you're unable to access any article on Wikiwand, please consider switching to HTTPS (https://www.wikiwand.com). An extension you use may be preventing Wikiwand articles from loading properly. If you are using an Ad-Blocker, it might have mistakenly blocked our content. You will need to temporarily disable your Ad-blocker to view this page. ✕This article was just edited, click to reload This article has been deleted on Wikipedia (Why?) Back to homepage
Please click Add in the dialog above Please click Allow in the top-left corner, Please click Open in the download dialog, Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list, Install on Chrome Install on Firefox
 Trái đất là hành tinh thứ 3 tính từ mặt trời và là hành tinh lớn nhất trong các hành tinh đất đá của hệ mặt trời xét về bán kính, khối lượng và mật độ vật chất. Mặc dù hành tinh xanh của chúng ta được gọi là Trái đất nhưng trên bề mặt lại chỉ có ¼ là đất còn lại được bao phủ bởi các đại dương bao la. Cấu tạo bên trong của Trái đất không đồng đều, được chia thành nhiều lớp dựa trên các đặc tính hóa, lý. Về cơ bản cấu tạo của trái đất được chia làm 3 lớp chính : Lớp vỏ trái đất, lớp manti và lõi. Vỏ Trái Đất: là lớp ngoài cùng, căn cứ vào sự khác nhau về thành phần cấu tạo, độ dày… vỏ Trái Đất lại chia thành hai kiểu chính: vỏ lục địa và vỏ đại dương. vỏ trái đất có độ dày dao động từ 5 km (ở đại dương) đến 70 km (ở lục địa). Vỏ Trái Đất chỉ chiếm khoảng 15% về thể tích và khoảng 1% về trọng lượng của Trái Đất nhưng có vai trò rất quan trọng đối với thiên nhiên và đời sống con người. Vỏ Trái Đất được cấu tạo bởi các tầng đá khác nhau. Tầng trên cùng là tầng trầm tích do các vật liệu vụn, nhỏ bị nén chặt tạo thành. Tầng granit gồm các loại đá nhẹ, được hình thành do vật chất nóng chảy ở dưới sâu của vỏ Trái Đất đông đặc lại. Tầng badan gồm các loại đá nặng hơn, được hình thành do vật chất nóng chảy phun trào lên mặt đất rồi đông đặc lại. Lớp manti: Dưới vỏ Trái Đất cho tới độ sâu 2.900 km là lớp Manti (hay còn được gọi là bao Manti). Lớp này gồm hai tầng chính, càng vào sâu tâm trái đất, nhiệt độ và áp suất càng lớn nên trạng thái vật chất của lớp Manti có sự thay đổi, quánh dẻo ở tầng trên và rắn ở tầng dưới. Lớp manti chiếm khoảng 80% về thể tích và khoảng 5% về trọng lượng của Trái Đất. Vỏ Trái Đất và phần trên cùng của lớp Manti (đến độ sâu khoảng 100 km) vật chất ở trạng thái cứng, người ta thường gộp vào và gọi chung là thạch quyển. Đặc trưng của thạch quyển không phải ở thành phần cấu tạo mà chính là thuộc tính về sự trôi dạt của nó. Đây là nơi tích tụ và tiêu hao nguồn năng lượng bên trong, sinh ra các hoạt động kiến tạo làm thay đổi cấu trúc bề mặt Trái Đất như hình thành những dạng địa hình khác nhau, các hiện tượng động đất, núi lửa… Nhân Trái Đất: (Phần lõi) là lớp trong cùng, dày khoảng 3470 km. Ở đây, nhiệt độ và áp suất lớn hơn so với các lớp khác. Từ 2900 km đến 5100 km là nhân ngoài, nhiệt độ vào khoảng 5000oC, vật chất tồn tại trong trạng thái lỏng. Từ 5100 km đến 6370 km là nhân trong, áp suất từ 3 triệu đến 3,5 triệu áp mốt phe, vật chất ở trạng thái rắn. Thành phần vật chất chủ yếu của nhân Trái Đất là những kim loại nặng như niken và sắt.
HÃY ĐĂNG KÝ CÁC KÊNH YOUTUBE CỦA CHÚNG TÔI
Bài 3: Dựa vào hình vẽ sau: Hãy cho biết, các địa mảng nằm trên lớp vỏ Trái đất có đặc điểm gì? Xem lời giảiLớp phủ hay quyển manti là một phần trong cấu trúc của một số vật thể thiên văn tương tự Trái Đất. Phần bên trong của Trái Đất, tương tự như các hành tinh đất đá khác, 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 (1.800 dặm Anh)[1] 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[2]. 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. Đá lớp phủ nằm nông hơn khoảng 400km độ sâu bao gồm chủ yếu là olivin[8], pyroxen, spinel và thạch lựu[5][9]; các kiểu đá điển hình được cho là peridotit,[5] dunit (peridotit giàu olivin) và eclogit. Giữa độ sâu khoảng 400km và 650km, olivin không ổn định và bị thay thế bằng các dạng đa hình áp suất cao với xấp xỉ cùng một thành phần: một đa hình là wadsleyit (hay kiểu beta-spinel), còn đa hình kia là ringwoodit (khoáng vật với cấu trúc kiểu gamma-spinel). Dưới độ sâu 650km, tất cả các loại khoáng vật của lớp phủ trên bắt đầu trở thành không ổn định; các khoáng vật phổ biến nhất hiện diện có cấu trúc (nhưng không phải thành phần) tương tự như cấu trúc của khoáng vật perovskit. Các thay đổi trong thành phần khoáng vật ở độ sâu khoảng 400 tới 650km sinh ra các dấu hiệu đặc trưng để phân biệt trong các hồ sơ địa chấn của phần bên trong Trái Đất, và giống như "moho", chúng dễ dàng được phát hiện bằng việc sử dụng sóng địa chấn. Các thay đổi khoáng vật học này có thể ảnh hưởng tới đối lưu lớp phủ, do chúng tạo ra các thay đổi về tỷ trọng và chúng có thể hấp thụ hay giải phóng ẩn nhiệt cũng như làm giảm xuống hay tăng lên độ sâu của sự chuyển tiếp pha đa hình cho các khu vực có nhiệt độ khác nhau. Các thay đổi trong thành phần khoáng vật học theo độ sâu đã được điều tra trong các thực nghiệm phòng thí nghiệm sao chép lại áp suất cao lớp phủ, chẳng hạn trong các thực nghiệm sử dụng đe kim cương[10].
Lý giải cho việc tại sao lớp lõi trong rắn, lớp lõi ngoài lỏng còn lớp phủ thì ở dạng rắn/dẻo là do sự phụ thuộc vào điểm nóng chảy tương đối của các lớp khác nhau (lớp lõi niken-sắt, lớp vỏ và lớp phủ là silicat) cũng như do sự gia tăng về nhiệt độ và áp suất khi di chuyển xuống sâu hơn vào bên trong Trái Đất. Ở bề mặt cả hợp chất của niken-sắt lẫn các silicat đều đủ nguội để là chất rắn. Trong lớp phủ trên, các silicat nói chung đều ở dạng rắn (ở một số chỗ với các lượng nhỏ ở dạng nóng chảy); tuy nhiên, do lớp phủ trên vừa nóng vừa chịu một áp suất chưa quá lớn, nên đá trong lớp phủ trên có độ hớt tương đối thấp. Ngược lại, lớp phủ dưới chịu áp lực mạnh hơn và vì thế có độ nhớt cao hơn so với lớp phủ trên. Lõi ngoài bằng niken-sắt kim loại là dạng lỏng cho dù phải chịu một áp suất rất lớn do nó có điểm nóng chảy thấp hơn so với các silicat lớp phủ. Lõi trong là chất rắn do áp suất cực lớn ở gần về tâm Trái Đất[12]. Nhiệt độSửa đổiTrong lớp phủ, nhiệt độ nằm trong khoảng từ 500°C tới 900°C (932°F–1.652°F) ở ranh giới trên với lớp vỏ cho tới trên 4.000°C (7.200°F) ở ranh giới với lớp lõi.[12] Mặc dù các nhiệt độ cao vượt xa các điểm nóng chảy của đá lớp phủ tại bề mặt (khoảng 1.200°C cho peridotit), nhưng lớp phủ gần như về cơ bản là dạng rắn[12]. Áp suất thạch tĩnh (ứng suất dọc) đè lên lớp phủ đã ngăn không cho nó chảy ra, làm cho nhiệt độ mà tại đó quá trình nóng chảy có thể bắt đầu (solidus) tăng lên theo áp suất. Chuyển độngSửa đổiDo khác biệt nhiệt độ giữa bề mặt Trái Đất và lớp lõi ngoài, và khả năng của các loại đá kết tinh ở nhiệt độ và áp suất cao trong việc có thể trải qua biến dạng chậm, tương tự nhớt trong thời gian trên vài triệu năm, nên ở đây có sự luân chuyển vật liệu đối lưu trong lớp phủ[3]. Vật liệu nóng dâng lên như là diapir đá sâu (hơi giống như chuyển động trong đèn dung nham), có lẽ từ ranh giới với lõi ngoài (xem chùm lớp phủ), trong khi vật liệu nguội và nặng hơn chìm xuống phía dưới. Điều này thường ở dạng chìm lắng thạch quyển quy mô lớn tại các ranh giới mảng kiến tạo, gọi là các đới hút chìm[3]. Trong quá trình dâng lên, vật liệu lớp phủ nguội đi do đoạn nhiệt và do truyền nhiệt vào lớp phủ nguội hơn bao quanh. Nhiệt độ của vật liệu giảm xuống với áp lực cũng giảm xuống gắn liền với sự dâng lên, và nhiệt của nó phân bố ra một thể tích lớn. Do nhiệt độ mà tại đó sự nóng chảy có thể xảy ra được giảm xuống theo độ cao nhanh hơn so với độ cao mà các chùm lớp phủ nóng có thể dâng lên, nên sự nóng chảy một phần có thể xảy ra ngay phía dưới thạch quyển và gây ra núi lửa cũng như là hiện tượng tạo đá sâu. Đối lưu của lớp phủ Trái Đất là quá trình hỗn loạn (trong ngữ cảnh và ý nghĩa của động lực học chất lưu), và nó được coi là một bộ phận của chỉnh thể trong chuyển động của các mảng kiến tạo. Chuyển động của mảng không nên lẫn với thuật ngữ cũ hơn là trôi dạt lục địa chỉ được áp dụng cho chuyển động của các thành phần lớp vỏ của các lục địa. Các chuyển động của thạch quyển và lớp phủ nằm dưới nó tạo thành một cặp đôi do thạch quyển chuyển động xuống là thành phần thiết yếu trong đối lưu lớp phủ. Trôi dạt lục địa là mối quan hệ phức tạp giữa các lực làm cho thạch quyển đại dương chìm xuống và các chuyển động trong lòng lớp phủ của Trái Đất. Mặc dù ở đây có xu hướng là có độ nhớt cao hơn ở độ sâu lớn hơn, nhưng mối quan hệ này không tuyến tính, và có các lớp với độ nhớt giảm rất mạnh, cụ thể là lớp phủ ngoài và tại ranh giới với lõi[13]. Lớp phủ trong phạm vi độ sâu khoảng 200km phía trên ranh giới lõi-lớp phủ dường như là có các tính chất địa chấn khác biệt đặc trưng hơn so với lớp phủ ở các độ sâu nhỏ hơn; khu vực lớp phủ bất thường nằm ngay phía trên lõi này được gọi là lớp D″ ("D phẩy phẩy" hay "D phẩy kép"), một tên gọi được giới thiệu đã trên 50 năm của nhà địa vật lý Keith Bullen[14]. D″ có thể bao gồm vật liệu từ các miếng ẩn chìm đã hạ thấp xuống và đi vào trạng thái nghỉ tại ranh giới lõi-lớp phủ và/hoặc từ đa hình khoáng vật mới được phát hiện trong perovskit, gọi là hậu perovskit. Do độ nhớt tương đối thấp tại lớp phủ ngoài nên có thể nghĩ rằng ở đây không thể có các trận động đất phía dưới độ sâu khoảng 300km. Tuy nhiên, trong các đới ẩn chìm, gradient địa nhiệt có thể bị hạ thấp, nơi mà vật liệu nguội từ bề mặt chìm xuống, làm tăng độ đặc của lớp phủ bao quanh, và cho phép các trận động đất có thể xảy ra ở độ sâu tới khoảng 400–670km. Áp suất tại đáy lớp phủ khoảng 136 GPa (1,4 triệu át mốt phe)[5]. Tồn tại một áp suất tăng lên khi đi sâu hơn vào trong lớp phủ, do vật liệu phía dưới phải gánh chịu trọng lượng của toàn bộ các vật liệu nằm trên nó. Tuy nhiên, lớp phủ tổng thể vẫn chịu biến dạng giống như chất lưu trên thang thời gian lớn, với biến dạng dẻo vĩnh cửu được hỗ trợ bởi chuyển động của điểm, đường và/hoặc khuyết hụt mặt phẳng xuyên qua các tinh thể rắn hợp thành lớp phủ. Ước tính cho độ nhớt của lớp phủ trên nằm trong khoảng 1019 tới 1024 Pa•s, phụ thuộc vào độ sâu[13], nhiệt độ, thành phần hóa học, trạng thái ứng suất và nhiều yếu tố khác. Vì thế, lớp phủ trên chỉ có thể di chuyển rất chậm. Tuy nhiên, khi các lực lớn được áp dụng cho lớp phủ trên cùng nhất, nó có thể trở thành yếu hơn và hiệu ứng này được coi là quan trọng trong việc cho phép sự hình thành của các ranh giới mảng kiến tạo. Thăm dòSửa đổiThăm dò lớp phủ nói chung được thực hiện tại đáy biển hơn là trên đất liền do lớp vỏ đại dương tương đối mỏng khi so sánh với lớp vỏ lục địa dày hơn đáng kể. Cố gắng đầu tiên trong thăm dò lớp phủ, được biết đến như là Dự án Mohole, bị bãi bỏ năm 1966 sau các thất bại lặp lại và chi phí quá tốn kém. Sự thâm nhập sâu nhất là khoảng 180m (590ft). Năm 2005 lỗ khoan lòng đại dương sâu hàng thứ ba này đạt tới 1.416m (4.644ft) phía dưới đáy biển từ tàu khoan đại dương JOIDES Resolution. Ngày 5 tháng 3 năm 2007, một đội các nhà khoa học trên tàu RRS James Cook đã thực hiện một chuyến đi tới khu vực đáy Đại Tây Dương, nơi có lớp phủ nằm không có vỏ che đậy, ở giữa quần đảo Cape Verde và biển Caribe. Khu vực lộ ra này nằm sâu khoảng 3km phía dưới bề mặt đại dương và bao phủ hàng nghìn kilômét vuông[15][16] Cố gắng tương đối khó khăn để lấy mẫu từ lớp phủ Trái Đất được lập lịch trình muộn hơn năm 2007[17]. Như một phần của sứ mệnh Chikyu Hakken, là sử dụng tàu 'Chikyu' của Nhật Bản để khoan sâu tới 7.000m (23.000ft) dưới đáy đại dương. Nó gần như ba lần sâu hơn so với các mũi khoan đại dương trước đó. Một phương pháp mới trong thăm dò hàng trăm kilômét trên nhất của Trái Đất đã được phân tích gần đây, bao gồm máy dò sinh nhiệt nhỏ, dày dặc, làm nóng chảy đường đi của nó xuống phía dưới xuyên qua lớp vỏ và lớp phủ trong khi vị trí và tiến độ của nó được theo dõi bằng các tín hiệu âm thanh sinh ra trong đá[18] Máy dò này bao gồm lớp vỏ ngoài bằng wolfram đường kính khoảng 1 m, bên trong đó là nguồn sinh nhiêt bằng Co60 phóng xạ. Người ta tính toán rằng máy dò như thế sẽ đạt tới Moho đại dương trong ít hơn 6 tháng và trong vài thập niên sẽ đạt được độ sâu tối thiểu của lỗ khoan là trên 100km ở phía dưới của cả thạch quyển đại dương lẫn thạch quyển lục địa[19] Tham khảoSửa đổi
Xem thêmSửa đổi
Liên kết ngoàiSửa đổi
|
