Địa chất học là m ột ngành thuộc các khoa học Trái Đất, là môn
khoa học nghiên cứu về các vật chất rắn và lỏng cấu tạo nên Trái
Đất, đúng ra là nghiên cứu thạch quyển bao gồm cả phần vỏ Trái
Đất và phần cứng của manti trên. Địa chất học tập trung nghiên
cứu: cấu trúc, đặc điểm vật lý, động lực, và lịch sử của các vật liệu
trên Trái đất, kể cả các quá trình hình thành, vận chuyển và biến
đổicủa các vật liệu này. Giải quyết các vấn đề của địa chất liên
quan đến rất nhiều chuyên ngành khác nhau. Lĩnh vực này cũng
rất quan trọng trong việc khai thác khoáng sản và dầu khí. Ngoài
ra, nó cũng nghiên cứu giảm nhẹ các tai biến tự nhiên và cổ khí
hậu cùng các lĩnh vực kỹ thuật khác.
16 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2210 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Địa chất học, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Địa chất học
Các tỉnh địa chất trên thế giới (theo USGS)
Khiên
Nền
Kiến tạo
sơn
Bồn địa
Tỉnh đá lửa
lớn
Lớp vỏ mở
rộng
Vỏ đại dương:
0–20 Ma
20–65 Ma
>65 Ma
Chủ đề Địa
chất học
Địa chất học là một ngành thuộc các khoa học Trái Đất, là môn
khoa học nghiên cứu về các vật chất rắn và lỏng cấu tạo nên Trái
Đất, đúng ra là nghiên cứu thạch quyển bao gồm cả phần vỏ Trái
Đất và phần cứng của manti trên. Địa chất học tập trung nghiên
cứu: cấu trúc, đặc điểm vật lý, động lực, và lịch sử của các vật liệu
trên Trái đất, kể cả các quá trình hình thành, vận chuyển và biến
đổi của các vật liệu này. Giải quyết các vấn đề của địa chất liên
quan đến rất nhiều chuyên ngành khác nhau. Lĩnh vực này cũng
rất quan trọng trong việc khai thác khoáng sản và dầu khí. Ngoài
ra, nó cũng nghiên cứu giảm nhẹ các tai biến tự nhiên và cổ khí
hậu cùng các lĩnh vực kỹ thuật khác.
Lịch sử và từ nguyên học
Từ nguyên học
Thuật ngữ "địa chất học" được Jean-André Deluc sử dụng lần đầu
tiên vào năm 1778 và được Horace-Bénédict de Saussure sử
dụng là thuật ngữ chính thức từ năm 1779. Là khoa học không có
tên trong Encyclopædia Britannica xuất bản lần thứ 3 năm 1797,
nhưng 10 năm sau nó đã được khẳng định trong tái bản thứ 4 vào
năm 1809.[1] Một nghĩa cổ hơn đượcRichard de Bury sử dụng lần
đầu tiên để phân biệt giữa thuyết về thần học và về trái đất.
Lịch sử
Bài chi tiết: Lịch sử địa chất học
Một con muỗi trong hổ phách biển Baltic có tuổi khoảng 40
đến 60 triệu năm
Công trình Peri Lithon (bên trong hòn đá) của học giả người
Hy Lạp cổ đại Theophrastus (372-287 BC), là một học trò của
triết gia Hy Lạp cổ đạiAristotle, là công trình có giá trị trong
khoảng 10 thế kỷ. Peri Lithon được dịch sang tiếng Latin và
một số ngoại ngữ khác. Sự giải đoán về các hóa thạch của nó
là học thuyết nổi trội nhất trong thời cổ đại và đầu thời Trung
cổ, cho đến khi nó được thay thế bởi học thuyết về các dòng
chảy hóa đá của Avicenna vào cuối thời Trung cổ.[2][3] Trong
thời đại La Mã, Pliny the Elder đưa ra rất nhiều các thảo luận
mở rộng về một số các khoáng vật và kim loại sau đó được sử
dụng rộng rãi trong thực tế. Ông là một trong số những người
đầu tiên xác định một cách chính xác nguồn gốc của hổ
phách, là một loại nhựa của các cây thông bị hóa thạch, từ
việc quan sát các côn trùng bị giữ trong một số mẫu. Ông cũng
đặt ra nền tảng của tinh thể học thông qua việc nhận biết dạng
thù hình bát diện của kim cương.
Một số học giả hiện đại như Fielding H. Garrison, đưa ra ý
tưởng về địa chất học hiện đại bắt đầu trong thế giới đạo
Hồi thời Trung cổ.[4] Abu al-Rayhan al-Biruni (973-1048 SCN)
là một trong những nhà địa chất đạo Hồi đâu tiên, với công
trình bao gồm các bài viết đầu tiên về địa chất Ấn Độ, và cho
rằng tiểu lục địa Ấn Độ trước kia là biển .[5] Ibn Sina (Avicenna,
981-1037), thì có những đóng góp đặc biệt hơn cho địa chất
học và các khoa học tự nhiên (ông được gọi là Attabieyat)
cùng với các nhà triết học tự nhiên khác như Ikhwan AI-
Safa và những người khác. Ông viết một công trình bách khoa
toàn thư với tựa đề “Kitab al-Shifa” (sách về sự chữa bệnh từ
sự thiếu hiểu biết), trong phần 2, mục 5 có bài viết về khoáng
vật học và thiên thạch học, gồm sáu chương: Sự hình thành
núi, Ưu điểm của núi trong việc hình thành các đám mây;
Nguồn nước; Nguồn gốc động đất; Sự thành tao khoáng vật;
Sự đa dạng địa hình trên Trái đất. Các nguyên tắc này sau này
được biết đến như luật xếp chồng trong địa tầng, gồm ý tưởng
về thuyết tai biến, và hiện tại luận vào thời Phục
Hưng của Châu Âu . Các khái niệm này cũng được nhắc đến
trong các học thuyết về Trái đất của James Hutton vào thế kỷ
18 C.E. Các học giả như Toulmin và Goodfield (1965), nhận
xét về sự đóng góp của Avicenna như sau: "Khoảng 1000 Sau
CN, Avicenna đã từng đề xuất học thuyết về nguồn gốc của
các dãy núi, trong thế giới Công giáo vẫn được đề cập đến
khá căn bản vào 800 năm sau ".[6] Phương pháp khoa học của
Avicenna về quan sát thực địa cũng là nguồn gốc của các
khoa học về Trái đất, và vẫn còn được giữ một phần trong các
cuộc khảo sát thưc địa hiện đại.[3]
Bản đồ địa chất Anh, Wales và miền namScotland. Được hoàn
thành vào năm 1815, nó là bản đồ địa chất đầu tiên ở tỷ lệ
quốc gia, và hầu như được chấp nhận là chính xác vào thời
điểm đó.[7]
Ở Trung Quốc, học giả Shen Kua (1031-1095) tính toán một
học thuyết về các quá trình tạo ra đất liền: dựa trên sự quan
sát của ông ta về các vỏ sò hóa thạch trong cột địa tầng địa
chất xuất hiện ở một dãy núi cách biển hàng trăm dặm. Ông ta
cho rằng đất liền được hình thành từ sự xói mòn của các dãy
núi và sự tích tụ của bột.
Georg Agricola (1494-1555), một nhà vật lý, viết luận án đầu
tiên một cách hệ thống hóa về các công trình khai thác
mỏ và nung chảy, De re metallica libri XII, với phụ lục Buch
von den Lebewesen unter Tage (sách về các loài vật bên trong
Trái đất). Ông cũng quan tâm đến năng lượng gió, thủy
điện,các lò nung chảy, vận chuyển quặng, chiết tách soda, lưu
huỳnh và nhôm, và các vấn đề quản trị. Quyển sách được xuất
bản năm 1556.
Nicolas Steno (1638-1686) công nhận luật xếp chồng, nguyên
tắc phân lớp ngang nguyên thủy, và nguyên tắc liên tục theo
chiều ngang: là 3 nguyên tắc xác định địa tầng.
Vào thập niên 1700 Jean-Étienne Guettard và Nicolas
Desmarest quan sát vùng trung tâm nước Pháp và ghi nhận
những quan sát của họ trên các bản đồ địa chất; Guettard ghi
nhận quan sát đầu tiên của ông về các nguồn gốc núi lửa ở
khu vực này của Pháp.
William Smith (1769-1839) đã vẽ một vài bản đồ địa chất đầu
tiên và bắt đầu quá trình xếp các lớp đá theo cột địa tầng bằng
cách kiểm tra các hóa thạch được chứa trong chúng.[7]
James Hutton thường được xem là nhà địa chất học hiện đại
đầu tiên.[8] Năm 1785 ông ta đăng một bài báo có tựa là Học
thuyết về Trái đấttrên tạp chí Khoa học Hoàng gia Edinburgh.
Trong bài báo này , ông đã giải thích học thuyết của ông rằng
Trái đất phải cổ hơn các nghiên cứu được đưa ra trước đây,
nhằm có đủ thời gian để các dãy núi bị bào mòn và tạo ra
các trầm tích để tạo thành đá mới dưới đáy biển, sau đó các
đá này được nâng lên thành đất liền. Hutton xuất bản hai
quyển sách về các ý tưởng của ông vào năm 1795 (quyển
1, quyển 2).
Nhà địa chất học thế kỷ 19 do Carl Spitzweg vẽ.
Các nhà nghiên cứu sau Hutton được biết đến là các nhà
theo học thuyết hỏa thành bởi vì họ tin rằng một số đá được
hình thành từ núi lửa, là loại lắng đọng từ dụng nham của các
núi lửa, ngược lại các nhà theo học thuyết thủy thành, tin rằng
tất cả các đá lắng đọng trong bồn biển rộng lớn và sau đó bị lộ
ra khi mực nước biển bị hạ thấp liên tục theo thời gian.
Năm 1811 Georges Cuvier và Alexandre Brongniart xuât bản
các giải thích của họ về sự cổ xưa của Trái đất, dựa trên các
khám phá của Cuvier về xương voi hóa thạch ở Paris. Để
chứng minh quan điểm này, họ đã tính toán theo nguyên tắc
kế thừa trong địa tầng của các lớp đá trên Trái đất. Họ thực
hiện trước một cách độc lập với William Smith về địa tầng
ở Anh và Scotland.
Kiến tạo mảng – tách giãn đáy đại dươngvà trôi dạt lục
địa minh họa bằng quả địa cầu tại bảo tàng lịch sử tự nhiên tại
Chicago, Illinois, Hoa Kỳ.
Sir Charles Lyell lần đầu tiên xuất bản quyển sách nổi tiếng
về các nguyên tắc trong địa chất[9], vào năm 1830. Lyell tiếp
tục xuất bản các tái bản cho đến khi ông mất vào năm 1875.
Quyển sách đã ảnh hưởng đến Charles Darwin, và đề cập đến
lý thuyết hiện tại luận. Lý thuyết này đề cập đến các quá trình
địa chất diễn ra trong suốt lịch sử Trái Đất và vẫn còn tiếp diễn
cho đến ngày nay. Ngược lại, thuyết tai biến là học thuyết về
tương lai của Trái đất đề cập đến các sự kiện riêng lẻ, thảm
họa và lưu truyền không đổi sau đó. Hutton tin vào hiện tại
luận, là ý tưởng mà không được chấp nhận rộng rãi vào thời
điểm đó.
Địa chất thế kỷ 19 phát triển xung quanh câu hỏi về tuổi chính
xác của Trái đất. Các phỏng đoán đưa ra vào khoảng vài trăm
ngàn triệu năm.[10] Các tiến bộ về sự phát triển của địa chất
trong thế kỷ 20 được ghi nhận bởi thuyết kiến tạo mảng vào
thập niên 1960. Thuyết kiến tạo mảng giải quyết được hai vấn
đề chính đó là: tách giãn đáy đại dương và trôi dạt lục địa. Học
thuyết này cách mạng hóa các khoa học Trái Đất.
Thuyết trôi dạt lục địa được Frank Bursley Taylor đưa ra năm
1908, và được phát triển bởi Alfred Wegener năm 1912 và
bởi Arthur Holmes, nhưng nó không được chấp nhận cho đến
cuối thập kỷ 1960 khi thuyết kiến tạo mảng được phát triển.
Các quan điểm quan trọng
Chu trình thạch học
Bài chi tiết: Chu trình thạch học
Chu trình thạch học là một quan điểm quan trọng trong địa
chất học, nó mô tả mối quan hệ giữa đá mácma, đá trầm
tích, đá biến chất và mác ma. Khi đá kết tinh từ dạng nóng
chảy thì gọi là đá mác ma. Loại đá này sau đó hoặc bị bào
mòn và tái lắng đọng để tạo thành đá trầm tích hoặc bị
biến đổi thành đá biến chất bởi nhiệt độ và áp suất. Đá
trầm tích có thể sau đó bị biến đổi thành đá biến chất bởi
nhiệt độ và áp suất, và đá biến chất có thể bị phong hóa,
bào mòn, lắng đọng và hóa đá để trở thành đá trầm tích.
Tất cả các loại đá này có thể bị tái nóng chảy và tạo thành
mác ma mới, rồi mác ma này chúng có thể kết tinh để tạo
ra đá mác ma một lần nữa. Chu trình này được thể hiện rõ
nét bởi các yếu tố động lực liên quan đến học thuyết kiến
tạo mảng.
Kiến tạo mảng
Bài chi tiết: Kiến tạo mảng
Sự hút chìm của vỏ đại dương (1) và vỏ lục địa (4) tạo
rađới hút chìm và vòng cung núi lửa (5), minh họa cho
tác động của kiến tạo mảng.
Vào thập niên 1960, một phát hiện quan trọng nhất đó
là sự tách giãn đáy đại dương[11][12]. Theo đó, thạch
quyển của Trái đất bao gồm vỏ và phần trên cùng
của manti trên, bị chia tách thành các mảng kiến tạo và
di chuyển trên manti trên ở dạng rắn, dẻo, dễ biến
dạng hay trên quyển astheno. Đây là sự chuyển động
cặp đôi giữa các mảng trên mặt và dòng đối lưu manti:
sự di chuyển mảng và các dùng đối lưu manti lúc nào
cũng cùng hướng. Sự dịch chuyển cặp đôi của các
mảng trên bề mặt của Trái đất và dòng đối lưu manti
được gọi là kiến tạo mảng.
Sự phát triển của kiến tạo địa tầng cung cấp những
kiến thức vật lý cơ bản cho việc quan sát Trái đất rắn.
Các khu khực dạng tuyến kéo dài trên Trái đất có thể
được giải thích đó là ranh giới giữa các
mảng.[13] Các sống núi giữa đại dương, là các khu vực
cao trong đáy biển, tại đây tồn tại các quá trình thủy
nhiệt và hoạt động núi lửa cũng được giải thích đó
là ranh giới tách giãn. Các vòng cung núi lửa và các
trận động đất cũng được giải thích đó là ranh giới hội
tụ, nơi mà một mảng bị hút chìm dưới một mảng. Ranh
giới biến dạng, như hệ thống đứt gãy San Andreas, tạo
ra các trận động đất mạnh và thường xuyên. Kiến tạo
địa tầng cũng góp phần làm sáng tỏ cơ chế thuyết trôi
dạt lục địa của Alfred Wegener[14], theo đó, các lục
địa di chuyển trên mặt Trái đất trong suốt thời gian địa
chất. Kiến tạo địa tầng cũng nêu ra các tự tác động
làm biến dạng và trạng thái mới của vỏ Trái đất trong
việc nghiên cứu địa chất cấu tạo. Điểm mạnh của
thuyết kiến tạo địa tầng là hợp thức hóa việc kết hợp
các học thuyết riêng lẻ về cách thức mà thạch quyển di
chuyển trên các dòng đối lưu của manti.
Dựa trên học thuyết này, hiện tại, người ta đã làm rõ
được lịch sử phát triển địa chất Trái Đất nói chung và
địa chất khu vực nói riêng.
Tiến hóa địa chất khu vực
Các lớp đá trầm tích nguyên thủy bị ảnh hưởng bởi
hoạt động mácma. Bên dưới bề mặt là lò mácma (13)
và các thể xâm nhập lớn (12,14). Lò mácma cung cấp
mácma cho núi lửa (1), và kết tinh thành các dike (10)
và sill (8,9). Mácma cũng dâng lên tạo thành các dạng
đá xâm nhập (11). Sơ đồ minh họa của nón núi
lửa phun tro (3) và núi lửa hỗn hợp (1) phun cả dung
nham và tro (2).
Tiến hóa địa chất khu vực là sự hình thành các
loại đá trong một khu vực tuân theo chu trình thạch
học và các quá trình tác động lên chúng làm chúng bị
biến dạng và thay đổi vị trí. Sự biến đổi đổi này được
thể hiện bởi các dấu vết được lưu lại trên các đơn vị
địa chất.
Các đơn vị đá đầu tiên được hình thành hoặc bởi sự
tích tụ trên bề mặt hoặc xâm nhập vào trong các lớp
đá khác. Sự tích tụ có thể xảy ra khi trầm tích lắng
đọng trên bề mặt Trái đất và sau đó hóa đá tạo
thành đá trầm tích, hoặc khi vật liệu núi lửa nhưtro núi
lửa hoặc các dòng dung nham phủ lên bề mặt. Đá xâm
nhập như batholith, laccolith, dike, và sill, xâm nhập
vào các đá, và kết tinh tại đó.
Hình minh họa ba loại đứt gãy (phay). (1) Đứt gãy
ngang (bình đoạn tầng), (2) Đứt gãy thuận (phay
thuận) và (3) Đứt gãy nghịch (phay nghịch).
Sơ đồ minh họa các nếp uốn, gồm (1) trục nếp uốn,
(2)nếp uốn lồi và (3) nếp uốn lõm.
Mặt cắt địa chất của Núi Kittatinny. Mặt cắt này hiển thị
các đá biến chất, bị phủ bởi các đá trầm tích trẻ hơn
sau khi biến chất xảy ra. Các đá này sau đó bị uốn nếp
và đứt gãy trong quá trình nâng lên thành núi.
Sau khi một chuỗi các đá ban đầu được tạo ra, các đá
này có thể bị biến dạng và biến chất. Sự biến dạng tạo
ra bởi sự căng giãn, sự nén ép, hoặc bình đoạn
tầng (phay ngang). Các cơ chế này liên quan đến
các ranh giới hội tụ, ranh giới phân kỳ, và ranh giới
chuyển dạng giữa các mảng kiến tạo.
Khi đá chịu tác động bởi lực nén ngang, chúng trở nên
ngắn và dày hơn. Bởi vì các đá ít bị biến dạng về thể
tích, và ứng xử theo hai cách là tạo thành đứt
gãy và uốn nếp. Trong các phần nông của vỏ trái đất,
thường xảy ra biến dạng giòn, hình thành các đứt gãy
nghịch, đây là trường hợp các đá ở sâu di chuyển lên
trên các đá ở trên. Các đá ở sâu thường cổ hơn,
theo nguyên tắc chồng lớp, lại di chuyển lên nằm trên
các đá trẻ hơn. Sự dịch chuyển dọc theo đứt gãy có
thể tạo ra nếp uốn, hoặc do các đứt gãy không có mặt
phẳng, hoặc do các lớp đá trượt dọc theo nó, tạo
thành các nếp uốn kéo, khi trượt xuất hiện dọc theo
đứt gãy. Các đá nằm sâu hơn trong lòng đất thì có ứng
xử như vật liệu dẻo, và tạo ra nếp uốn thay vì đứt gãy.
Các nếp uốn này có thể hoặc là nếp uốn lồinếu lõ của
nếp uốn trồi lên hoặc nếp uốn lõm khi lõi bị hạ thấp.
Nếu một số phần của nếp uốn bị sụt xuống, thì cấu
trúc này được gọi là nếp lồi đảo hoặc nếp lõm đảo.
Khi đá chịu nép ép ở nhiệt độ và áp suất cao hơn có
thể gây uốn nếp và biến chất đá. Sự biến chất có thể
làm thay đổi thành phần khoáng vật của đá; sự phân
phiến liên quan đến các khoáng vật được phát triển khi
chịu nén; và vó thể làm mất đi cấu tạo ban đầu của đá,
như đá gốc trong đá trầm tích, dạng dòng chảy
của dung nham, và cấu tạo kết tinh của đá kết tinh.
Căng giãn làm cho các đá trở nên dài và mỏng hơn, và
thường tạo ra các đứt gãy thuận. Sự căng giãn làm
các đá mỏng hơn: như ở vùng nếp uốn và đai đứt gãy
nghịch Maria, được cấu tạo toàn bộ là trầm tích của
Grand Canyon có thể quan sát được chiều dài nhỏ
hơn 1m. Các đá ở độ sâu dễ bị kéo giãn cũng thường
bị biến chất. Các đá bị kéo giãn cũng có thể tạo thành
dạng thấu kính, được gọi là boudin, sau này tiếng
Pháp gọi là "xúc xích", vì chúng nhìn giống nhau.
Khi các đá bị dịch chuyển tương đối nhau theo mặt
phẳng thì gọi là đứt gãy ngang, các đứt gãy này phát
triển trong các khu vực nông, và trong đới cắt ở sâu
hơn khi đá bị biến dạng dẻo.
Khi các đá mới hình thành, cả tích tụ và xâm nhập,
thường tạo ra sự biến dạng. Khi đó sẽ thình thành các
đứt gãy và gây ra các biến dạng khác làm cho địa hình
phân dị, từ đó xuất hiện sự xâm thực, bào mòn dọc
theo sườn và các dòng chảy. Quá trình này tạo ra các
trầm tích, và sau đó chúng được lắng đọng và nhấn
chìm. Trong trường hợp sự dịch chuyển dọc theo đứt
gãy diễn ra liên tục sẽ duy trì sự gia tăng gradient địa
hình một cách liên tục và tiếp tục tạo ra các khoảng
không gian cho trầm tích lắng đọng. Các sự kiện biến
dạng thường liên quan đến các hoạt động xâm nhập
và núi lửa. Tro núi lửa và dung nham lắng đọng trên bề
mặt, còn sự xâm nhập thì tạo thành các đá nằm bên
dưới mặt đất. Ví dụ như xâm nhập kiểu dike là sự xâm
nhập theo mặt phẳng thẳng đứng và kéo dài, và
thường gây ra các biến dạng trên quy mô rộng lớn.
Loại này có thể quan sát ở khiên Canada, hay vòng
dike xung quanh ống dung nham núi lửa.
Tất cả các quá trình này không nhất thiết phải xảy ra
trong một môi trường, và không xuất hiện riêng
lẻ. Quần đảo Hawaii, là một ví dụ gồm hầu hết là dung
nham bazan. Các loạt trầm tích giữa lục địa ở Hoa Kỳ
và vùng Grand Canyon ở tây nam Hoa Kỳ còn sót lại
các ống khói bằng đá trầm tích hầu như không bị biến
dạng có tuổi Cambri. Các khu vực khác có đặc điểm
địa chất phức tạp hơn: ở vùng tây nam Hoa Kỳ, các đá
trầm tích, đá núi lửa và đá xâm nhập đều bị biến chất,
đứt gãy, và uốn nếp. Thậm chí các đá có tuổi cổ hơn
như đá gơnai Acasta thuộc nền cổ Slav ở tây
bắc Canada, đá cổ nhất trên thế giới đã bị biến chất tại
điểm mà nguồn gốc của nó không thể nhận ra được
bằng các phân tích trong phòng thí nghiệm. Thêm vào
đó, các quá trình này có thể xảy ra trong nhiều giai
đoạn. Ở một vài nơi, Grand Canyon ở tây nam Hoa Kỳ
là một ví dụ đơn giản nhất, các đá nằm bên đưới bị
biến chất và biến dạng, và sau đó sự biến dạng kết
thúc; còn phần trên, các đá không bị biến dạng thì
được tích tụ. Mặc dù số lượng các đá được thay thế
và biến dạng có thể xảy ra và chúng có thể xuất hiện
nhiều lần, thì các khái niệm này vẫn cung cấp những
hiểu biết về lịch sử của một khu vực.
Cấu tạo của Trái Đất và địa chất hành tinh
Cấu tạo của Trái Đất
Bài chi tiết: Cấu trúc Trái Đất
Cấu tạo các lớp của Trái đất. (1) nhân trong; (2)
nhân ngoài; (3) manti dưới; (4) manti trên; (5)
thạch quyển; (6) vỏ
Cấu tạo các lớp của Trái đất. Các đường đi của
sóng đặc biệt từ các trận động đất theo quan điểm
của các nhà địa chấn học trước đây trong cấu tạo
lớp của Trái đất
Các tiến bộ về địa chấn học, mô hình trên máy
tính, và khoáng vật học-tinh thể học ở nhiệt độ và
áp suất cao cũng đã cho bức tranh về thành phần
và cấu tạo bên trong của Trái đất.
Các nhà địa chấn học có thể sử dụng thời gian đến
của các sóng địa chất phản hồi để hình dung cấu
tạo bên trong của Trái đất. Các khám phá trước
đây trong lĩnh vực này cũng đã cho thấy nhân
ngoài ở thể lỏng (tại đây sóng cắt (S) không thể
truyền qua) và nhân trong ở thể rắn đặc sít. Các
phát hiện này đã phát triển mô hình lớp của Trái
đất gồm lớp vỏ và thạch quyển ở trên
cùng, manti ở dưới (được phân chia bởi sự gián
đoạn sóng địa chấn ở độ sâu 410 đến 660 km), và
nhân ngoài và nhân trong ở bên dưới. Gần đây,
các nhà địa chấn có thể tạo ra các bức ảnh chi tiết
về tốc độ truyền sóng trong trái đất giống như các
bức ảnh mà bác sĩ chụp cơ thể người bằng máy
quét CT. Các bức ảnh này cho nhiều thông tin chi
tiết về cấu tạo của Trái đất và có thể thay thế mô
hình lớp được đơn giản bằng mộ mô hình mang
tính động lực hơn.
Các nhà khoáng vật học cũng có thể sử dụng dữ
liệu áp suất và nhiệt độ từ các nghiên cứu về địa
chấn và mô hình cùng với sự hiểu biết về thành
phần nguyên tố cấu tạo nên Trái đất bằng cách tái
tạo các điều kiện này bằng thực nghiệm và đo đạc
các biến đổi trong cấu trúc tinh thể. Các nghiên
cứu này giải thích các biến đổi hóa học liên quan
đến sự gián đoạn địa chấn quan trọng trong manti,
và cho thấy các cấu trúc tinh thể học dự đoán trong
nhân trong của Trái đất.
Địa chất học hành tinh
Bề mặt Sao Hỏa được chụp bởi Viking 2 ngày 9
tháng,1977.
Bài chi tiết: Địa chất học hành tinh và Địa chất học các hành
tinh thuộc đất trong hệ mặt trời
Đầu ngữ geo theo tiếng gốc Hi Lạp có nghĩa là
Trái đất, còn thuật ngữ "địa chất" ("geology")
thường được sử dụng chung với tên của các
hành tinh khác khi mô tả thành phần và các
quá trình nội sinh của chúng như: "địa chất
Sao Hỏa" và "địa chất