Giáo trình Cơ sở địa lí tự nhiên Phần 1

Đại học huế Trung tâm đào tạo từ xa pgs.ts. Nguyễn Thục Nhu − pgs.ts. Đặng duy Lợi ts. Lê Thị Hợp Giáo trình Cơ sở địa lí tự nhiên (Sách dùng cho hệ đào tạo từ xa) Huế - 2008 MỤC LỤC MỤC LỤC ......................................................................................................................2 Chương I: KHOA HỌC ĐỊA LÍ VÀ TRÁI ĐẤT .......................................................3 I – KHOA HỌC ĐỊA LÍ ...........................................................................................3 1. Khỏi niệm về khoa học địa lớ............................................................................3 2. Đ ối tượng và nhiệm vụ của khoa học địa lớ ...................................................3 3. Cỏc phương phỏp nghiờn cứu địa lớ ................................................................5 II - TRÁI ĐẤT..........................................................................................................6 1. Trỏi đất trong vũ trụ ........................................................................................6 2. Hỡnh dạng và kớch thước của trỏi đất ...........................................................10 3. Sự vận động của trỏi đất ................................................................................13 4. Nguồn gốc và cấu tạo của trỏi đất .................................................................21 Chương II: LỚP VỎ ĐỊA LÍ CỦA TRÁI ĐẤT........................................................25 I - LỚP VỎ ĐỊA LÍ CỦA TRÁI ĐẤT...................................................................25 1. Lớp vỏ địa lớ.....................................................................................................25 2. Khớ quyển.........................................................................................................25 3. Thuỷ quyển......................................................................................................28 4. Thạch quyển ....................................................................................................34 5. Thổ nhưỡng quyển ( quyển đất ) ...................................................................38 6. Sinh quyển .......................................................................................................43 II – CÁC QUY LUẬT ĐỊA LÍ CHUNG CỦA TRÁI ĐẤT .................................46 1. Tớnh thống nhất và hoàn chỉnh của lớp vỏ địa lớ .........................................46 2. Tuần hoàn vật chất và năng lượng trong lớp vỏ địa lớ ................................47 3. Nhịp điệu..........................................................................................................47 4. Quy luật địa đới và phi địa đới ......................................................................48 5. Cỏc đới địa lớ tự nhiờn ( đới cảnh quan ) trờn bề mặt Trỏi Đất .................49 III – MễI TRƯỜNG ĐỊA LÍ VÀ TÀI NGUYấN THIấN NHIấN....................51 1. Mụi trường địa lớ .............................................................................................51 2. Tài nguyờn tự nhiờn ........................................................................................52 Chương III : ĐỊA LÍ ĐỊA PHƯƠNG ........................................................................58 I - ĐỊA LÍ TỰ NHIấN VIỆT NAM.......................................................................58 1. Vị trớ, giới hạn, phạm vi lónh thổ ..................................................................58 2. Cỏc đặc điểm chung của tự nhiờn Việt Nam ................................................59 3. Tài nguyờn thiờn nhiờn Việt Nam..................................................................63 4. Cỏc vựng địa lớ tự nhiờn .................................................................................67 II - ĐỊA LÍ ĐỊA PHƯƠNG.....................................................................................69 1. Vị trớ, diện tớch, giới hạn.................................................................................69 2. Đặc điểm cỏc điều kiện tự nhiờn và tài nguyờn thiờn nhiờn........................70 3. Dõn cư ..............................................................................................................70 4. Đặc điểm cỏc điều kiện kinh tế - xó hội ........................................................70 5. Kết luận............................................................................................................70 2 Chương I KHOA HỌC ĐỊA LÍ VÀ TRÁI ĐẤT I – KHOA HỌC ĐỊA LÍ 1. Khỏi niệm về khoa học địa lớ Thuật ngữ Địa lí bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp Geographo, có nghĩa là sự mô tả đất, lẽ dĩ nhiên đất ở đây đ−ợc hiểu theo nghĩa rộng là cả vùng đất. Từ thời cổ đại, Địa lí học đã đ−ợc hình thành và phát triển nh− một môn khoa học mô tả, đ−ợc quan niệm nh− một loại từ điển bách khoa về tự nhiên, dân c−, kinh tế, xã hội và các tài nguyên của một vùng, một n−ớc hay cả một khu vực rộng lớn. Từ thế kỉ XVII, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học, Địa lí học đ−ợc phát triển theo 2 h−ớng: − Phân tích, nghiên cứu từng thành phần riêng biệt của tự nhiên hay từng ngành kinh tế (nh− địa hình, khí hậu, thuỷ văn, thổ nh−ỡng, sinh vật hay dân c−, nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải,...). − Tổng hợp, nghiên cứu các thể tổng hợp tự nhiên hay kinh tế − xã hội, và nh− vậy Địa lí học đã trở thành một hệ thống các khoa học. Đó là sự kết hợp của nhiều bộ môn khoa học khác nhau với các chức năng riêng biệt của chúng, nh−ng đồng thời lại đ−ợc thống nhất bởi một chức năng chung. Địa lí học ngày nay là Địa lí học hiện đại chú trọng đến việc nghiên cứu các quy luật, các mối quan hệ giữa các thành phần, các hiện t−ợng và các tổng thể địa lí, các mối quan hệ giữa con ng−ời và tự nhiên, khác hẳn với Địa lí học cổ x−a chỉ nặng về mô tả. Cho đến nay, định nghĩa về Địa lí học đ−ợc nhiều ng−ời thừa nhận hơn cả định nghĩa của Đại từ điển bách khoa toàn th− Xô Viết : Địa lí học là hệ thống các khoa học tự nhiên và xã hội nghiên cứu các tổng hợp lãnh thổ tựa nhiên, các thể tổng hợp sản xuất theo lãnh thổ và các thành phần của chúng. 2. Đ ối tượng và nhiệm vụ của khoa học địa lớ Mặc dù là một hệ thống các khoa học nh−ng Địa lí học vẫn có sự thống nhất từ trong bản chất của nó, vì giữa các khoa học bộ phận tạo nên hệ thống các khoa học địa lí luôn luôn tồn tại những mối quan hệ rất chặt chẽ kết hợp chung lại với nhau, do chúng có cùng một đối t−ợng và nhiệm vụ chung là nghiên cứu các quy luật phát sinh và phát triển của môi tr−ờng địa lí (đ−ợc hiểu theo nghĩa rộng bao gồm các địa quyển và tác động của xã hội loài ng−ời) cùng các đặc tính của mối quan hệ giữa các hệ thống tự nhiên và hệ thống kinh tế − xã hội (mối quan hệ này ngày càng trở nên vô cùng phức tạp, đặc biệt trong thời đại khoa học công nghệ, kinh tế − xã hội phát triển mạnh mẽ). Hệ thống các khoa học địa lí có thể phân chia thành 4 nhóm ngành: các ngành địa lí tự nhiên, các ngành địa lí kinh tế − xã hội, các ngành chuyên khảo và nhóm ngành bản đồ. Trong 3 đó, hai nhóm ngành địa lí tự nhiên và địa lí kinh tế − xã hội là hai nhóm ngành chính. Hai nhóm ngành này với chức năng của mình có các đối t−ợng và nhiệm vụ nghiên cứu riêng. a) Các ngành khoa học địa lí tự nhiên Các ngành địa lí tự nhiên có đối t−ợng nghiên cứu chung là những quy luật tự nhiên khách quan của lớp vỏ địa lí. Lớp vỏ địa lí của Trái Đất là một thể tổng hợp vô cùng phức tạp, bao gồm nhiều thành phần và nhiều bộ phận cấu tạo nên, là nơi diễn ra các hiện t−ợng và các quá trình địa lí. Các môn khoa học địa lí tự nhiên lần l−ợt ra đời có nhiệm vụ nghiên cứu toàn bộ lớp vỏ địa lí, từng bộ phận cũng nh− các thành phần cấu tạo nên nó. Có thể kể ra một số trong hàng loạt các môn khoa học địa lí nh− môn Cơ sở Địa lí tự nhiên (hay Địa lí tự nhiên đại c−ơng) nghiên cứu các quy luật chung của các hiện t−ợng, các quá trình địa lí diễn ra trên toàn Trái Đất ; môn Địa lí tự nhiên khu vực (hay Cảnh quan học) nghiên cứu đặc điểm và các quy luật địa lí diễn ra tại các bộ phận khác nhau trên Trái Đất nh− các châu lục, các n−ớc, các địa ph−ơng ; các môn khoa học địa lí tự nhiên bộ phận nghiên cứu từng thành phần riêng biệt của lớp vỏ địa lí nh− Địa mạo học, Khí hậu học, Thuỷ văn học, Thổ nh−ỡng học, Địa lí sinh vật,... b) Các ngành khoa học địa lí kinh tế− xã hội Các ngành địa lí kinh tế − xã hội bao gồm các môn khoa học nghiên cứu các quy luật phân bố của sản xuất xã hội và quần c− của con ng−ời , hay nói một cách khác là nghiên cứu tổ chức lãnh thổ kinh tế − xã hội, với các đặc điểm của nó ở các vùng, các n−ớc và các khu vực khác nhau trên thể giới. Các môn Cơ sở Địa lí kinh tế − xã hội, Địa kí kinh tế − xã hội các n−ớc, Địa lí kinh tế các ngành (Địa lí dân c−, Địa lí nông nghiệp, Địa lí công nghiệp, Địa lí giao thông vận tải,...) nghiên cứu sự phân bố địa lí của các hoạt động kinh tế − xã hội, các điều kiện và đặc điểm phát triển của chúng trên phạm vi toàn thế giới cũng nh− ở các n−ớc, các vùng lãnh thổ khác nhau. Bên cạnh hai nhóm ngành chính kể trên, nhóm ngành địa lí chuyên khảo có các môn nh− Đất n−ớc học, Địa lí địa ph−ơng, Địa lí chuyên khảo (Địa lí chính trị, Địa lí quân sự, Địa lí y học, Địa lí du lịch,...) có nhệm vụ nghiên cứu tổng hợp các kiến thức trong và ngoài phạm vi của địa lí học và thống nhất chúng phục vụ cho một yêu cầu nhất định ; nhóm ngành bản đồ học với t− cách là các môn khoa học về bản đồ, đồng thời còn trang bị cho các nhà địa lí một ph−ơng pháp khoa học, một công cụ sắc bén trong nghiên cứu, thông tin, giảng dạy địa lí. Hệ thống các khoa học địa lí có thể minh hoạ bằng sơ đồ sau : Hệ thống khoa học địa lí Nhóm ngành Nhóm ngành Nhóm ngành Nhóm ngành địa lí tự nhiên địa lí kinh tế địa lí chuyên khảo bản đồ 4 * Cơ sở địa lí * Cơ sở địa lí * Đất n−ớc học * Bản đồ tự nhiên kinh tế − xã hội * Địa lí đại c−ơng * Địa lí tự nhiên * Địa lí kinh tế − xã địa ph−ơng * Bản đồ khu vực hội các n−ớc * Địa lí chuyên * Cổ địa lí * Địa lí kinh tế chuyên khảo ngành * Địa lí bộ phận các ngành − Địa lí chính trị − Địa lí mạo − Địa lí dân c− − Địa lí quân sự − Khí hậu − Địa lí − Địa lí y học − Thuỷ văn công nghiệp − Địa lí du lịch − Thổ nh−ỡng − Địa lí nông nghiệp .... − Địa lí sinh vật − Địa lí giao thông Hình 1. Sơ đồ hệ thống các khoa học địa lí 3. Cỏc phương phỏp nghiờn cứu địa lớ Địa lí học là một hệ thống khoa học, vì vậy nó cũng sử dụng một hệ thống các ph−ơng pháp nghiên cứu khác nhau. Cũng cần l−u ý là các ph−ơng pháp nghiên cứu địa lí có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, có tác dụng bổ sung, hỗ trợ cho nhau. Vì thế trong mỗi công trình nghiên cứu địa lí th−ờng đ−ợc sử dụng đồng thời nhiều ph−ơng pháp nghiên cứu khác nhau và có sự kết hợp chặt chẽ giữa các ph−ơng pháp nghiên cứu truyền thống với các ph−ơng pháp nghiên cứu hiện đại. Các ph−ơng pháp nghiên cứu th−ờng hay sử dụng trong nghiên cứu địa lí là : a) Ph−ơng pháp thu nhập, phân tích và tổng hợp tài liệu để xử lí một khối l−ợng lớn các số liệu, t− liệu có liên quan tới nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu. b) Ph−ơng pháp mô tả, so sánh để làm nổi bật các đặc điểm của đối t−ợng nghiên cứu. c) Ph−ơng pháp điều tra, khảo sát thực địa nhằn thu thập, bổ sung tài liệu, kiểm chứng các kết quả nghiên cứu. d) Ph−ơng pháp bản đồ giúp ích thiết thực cho nghiên cứu vì nó có tính khái quát và trực quan rất cao. Bản đồ là ngôn ngữ, là công cụ đặc biệt đ−ợc sử dụng phổ biến trong nghiên cứu địa lí. Có thể nói, mọi nghiên cứu địa lí đều đ−ợc mở đầu và kết thúc bởi bản đồ. e) Ph−ơng pháp toán học góp phần định l−ợng, khái quát hoá các kết quả nghiên cứu, cùng với việc sử dụng rộng rãi máy vi tính trong việc thành lập và xử lí hệ thống thông tin địa lí, ph−ơng pháp toán học đã góp phần nâng cao chất l−ợng và hiệu quả trong nghiên cứu địa lí. f) Ph−ơng pháp viễn thám sử dụng các ảnh máy bay, ảnh vệ tinh, tàu vũ trụ và các thông tin thám sát từ xa đã mang lại những hiệu quả to lớn trong việc cung cấp và xử lí các thông tin địa lí trong một phạm vi rộng lớn, rất chính xác, kịp thời và đặc biệt là tiết kiệm rất nhiều công sức và thời gian. 5 II - TRÁI ĐẤT 1. Trỏi đất trong vũ trụ Vũ trụ là một khoảng không gian bao la và vô cùng tận mà cho đến nay con ng−ời vẫn ch−a nhận thức hết đ−ợc. Trong khoảng không gian bao la có sự tồn tại của các thiên thể luôn luôn vận động. Các thiên thể đó đã đ−ợc phân chia thành các loại : sao, hành tinh, vệ tinh, tiểu hành tinh, sao chổi, thiên thạch và tinh vân. Tuy vậy, các thiên thể ấy không phải là hoàn toàn cô lập với nhau mà có mối quan hệ, kết hợp với nhau tạo nên những hệ thống phức tạp với những quy luật riêng. Trong vũ trụ bao la, Trái Đất chỉ là một vật thể vô cùng nhỏ bé. Trái Đất là một hành tinh của hệ Mặt Trời. Hệ Mặt Trời lại chỉ là một bộ phận rất nhỏ của một hệ Thiên Hà đ−ợc gọi là Ngân Hà. a) Nhìn tứ trên xuống b) Nhìn ngang Hình 2. Mặt Trời trong hệ Ngân Hà Cho đến nay, nhờ các kính thiên văn và các con tàu vũ trụ hiện đại, con ng−ời đã quan sát đ−ợc hàng chục triệu hệ Ngân Hà t−ơng tự trong hệ Siêu Ngân Hà. Và đấy cũng ch−a phải là tận cùng của vũ trụ. 6 Hình 3. Các tinh vân trong vũ trụ a) Trái Đất trong hệ Mặt Trời Hệ Mặt Trời gồm có Mặt Trời là một thiên thể lớn ở trung tâm và bao quanh là các thiên thể nhỏ hơn gồm các loại : hành tinh, vệ tinh, tiểu hành tinh, sao chổi, thiên thạch và tinh vân. Cho đến nay, ng−ời ta đã xác định đ−ợc có 9 hành tinh quay xung quang Mặt Trời. Chín hành tinh đó là : sao Thuỷ, sao Kim, Trái Đất, sao Hoả, sao Mộc, sao Thổ, saoThiên V−ơng, sao Hải V−ơng và sao Diêm V−ơng. Ngay từ thời cổ đại, từ Trái Đất con ng−ời đã quan sát bằng mắt th−ờng và đã phát hiện ra 5 hành tinh là sao Thuỷ, sao Kim, sao Hoả, sao Mộc và sao Thổ. Đến thế kỉ XVIII, sau khi xuất hiện định luật Niutơn và chế tạo đ−ợc các kính thiên văn cực mạnh, năm 1781 ng−ời ta đã phát hiện ra sao Thiên V−ơng. Sau đó, năm 1846 đã phát hiện ra sao Hải V−ơng và đến năm 1930 mới phát hiện ra sao Diêm V−ơng. Khác với các sao là các thiên thể khí hình cầu có nhiệt độ khá cao và có khả năng tự phát sáng, hành tinh là các thiên thể rắn, hình cầu quay xung quanh Mặt Trời và sáng lên đ−ợc do bề mặt của chúng phản chiếu ánh sáng của các ngôi sao chiếu tới. ở một số hành tinh còn có các vệ tinh, đó cũng là các hành tinh nh−ng có kích th−ớc nhỏ hơn, quay xung quanh một hành tinh nào đó. Hệ Mặt Trời đ−ợc duy trì là do sự cân bằng giữa các lực li tâm của mỗi hành tinh với sức hút của Mặt Trời với các hành tinh đó. Hệ Mặt Trời có các đặc điểm chính, quan trọng sau đây: − Tất cả các hành tinh quay quanh Mặt Trời theo một quỹ đạo gần tròn (với tâm sai nhỏ) và theo cùng một h−ớng ng−ợc chiều kim đồng hồ (nhìn từ trên xuống). − Hầu hết các hành tinh và vệ tinh (trừ sao Kim và sao Thiên V−ơng) đều tự quay quanh trục của mình theo h−ớng ng−ợc chiều kim đồng hồ. − Các hành tinh trong hệ Mặt Trời có thể chia ra làm 2 nhóm: nhóm bên trong, bao gồm sao Thuỷ, sao Kim, Trái Đất và sao Hoả, có kích th−ớc nhỏ, tỉ trọng trung bình lớn, tự vận động xung quanh trục t−ơng đối chậm, có ít hoặc không có vệ tinh. Nhóm bên ngoài, gồm sao Mộc, sao Thổ, sao Diêm V−ơng và sao Hải V−ơng, có kích th−ớc lớn, tỉ trọng trung bình nhỏ, vận động tự quay quanh trục t−ơng đối nhanh và có nhiều vệ tinh. Sao Diêm V−ơng ở ngoài 7 cùng có kích th−ớc nhỏ và có tỉ trọng trung bình khá lớn, đ−ợc xem nh− một tr−ờng hợp ngoại lệ. − Các số liệu [r bảng sau cho thấy chi tiết hơn một số đặc điểm của các hành tinh trong hệ Mặt Trời. Ghi chú : − Khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời đ−ợc Hội Thiên văn quốc tế (đại hội lần thứ 12, năm 1964) xác định là 149,6 triệu km đ−ợc xem nh− một đơn vị thiên văn. − Tâm sai là độ lệch của quỹ đạo thực sự so với đ−ờng tròn lí thuyết, đ−ợc xác định bằng tỉ lệ giữa hiệu số của khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ hành tinh đến Mặt Trời với tổng khoảng cách đó. Đối với Trái Đất do có khoảng cách lớn nhất đến Mặt Trời là 152 triệu km và khoảng cách nhỏ nhất đến Mặt Trời là 147 triệu km nên tâm sai của quỹ đạo Trái Đất là : 152 147 5 0, 017. 152 147 229 − = =+ Một số đặc điểm của các hành tinh trong hệ Mặt Trời (MT) Tên hành tinh Khoảng cách đến MT (đơn vị thiên văn) Bán kính xích đạo (km) Tỉ trọng trung bình (g/cm3) Thời gian tự quay quanh trục Thời gian quay quanh MT Độ tâm sai Độ nghiêng của quỹ đạo trên mặt phẳng hoàng đạo (độ) Tốc độ trung bình (km/s) Số l−ợng vệ tinh - Sao Thuỷ - Sao Kim - Trái Đất - Sao Hoả - Sao Mộc - Sao Thổ - Sao Thiên V−ơng - Sao Hải V−ơng - Sao Diêm V−ơng 0,39 0,72 1 1,52 5,20 9,24 19,9 30,07 39,52 243 6050 6371 3370 71600 60400 23800 2500 (6200) 5,30 5,20 5,52 3,54 1,33 0,69 1,56 1,60 (4) 58 ngày 243ngày 24 giờ 24,5 giờ 9 giờ 11 giờ 17 giờ 15 giờ 6,4 ngày 0,24 0,62 1 1,88 11,86 29,46 84,01 164,8 248,4 0,026 0,007 0,017 0,093 0,048 0,056 0,047 0,009 0,249 7,0 3,4 0,0 1,9 1,3 2,5 0,8 1,8 17,1 47,8 35,05 29,8 24,1 13,1 9,7 6,8 5,8 4,7 0 0 1 2 16 19 15 6 1 8 Ngoài các hành tinh, vệ tinh, trong hệ Mặt Trời còn có các tiểu hành tinh, sao chổi và thiên thạch. Tiểu hành tinh là những vật thể rắn, không có hình dạng nhất định, quay xung quanh Mặt Trời theo cùng h−ớng với các hành tinh. Các tiểu hành tinh trong hệ Mặt Trời có số l−ợng lớn, −ớc tính từ 40 − 60 nghìn tiểu hành tinh, nh−ng chúng có kích th−ớc nhỏ, th−ờng chỉ vài km đến hàng trăm km và tổng khối l−ợng của chúng chỉ bằng 1/1000 khối k−ợng của Trái Đất. Phần lớn các tiểu hành tinh đều tập trung ở khoảng giữa quỹ đạo của sao Hoả và sao Mộc. Tuy nhiên, cũng có một số tiểu hành tinh chuyển động lẫn cả vào quỹ đạo của sao Hoả và sao Thuỷ. Sao chổi là các thiên thể chuyển động xung quanh Mặt Trời với quỹ đạo hình elip rất dẹt và kéo dài. Thời gian quay hết một vòng trên quỹ đạo của sao chổi có thể chỉ vài năm, vài chục năm (sao chổi Ha lây đ−ợc phát hiện từ năm 1682, có chu kì khép kín sau 75 năm, gần đây đã phát hiên trở lại vào đầu năm 1986) cho đến hàng nghìn năm. Sao chổi có cấu tạo khá đặc biệt. Bộ phận chính của sao chổi là nhân sao chổi − là các vật thể rắn hoặc các chất khí đóng băng có kích th−ớc nhỏ, đ−ờng kính lớn nhất cũng chỉ khoảng vài chục km, nh−ng đáng kể phải là lớp vỏ mây bụi và khí có kích th−ớc rất lớn, có khả năng phát sáng khi đến gần Mặt Trời. D−ới áp lực của ánh sáng Mặt Trời, đuôi sao chổi bao giờ cũng quay về phía đối diện Mặt Trời, phát sáng và kéo dài tới hàng triệu km. Thiên thạch là những vật thể rắn có kích th−ớc nhỏ, có thành phần cấu tạo giống nh− thành phần của Trái Đất và các hành tinh khác. Thiên thạch có cùng nguồn gốc hình thành với các hành tinh hoặc do sự tan vỡ của các hành tinh. Khi rơi vào khí quyển của Trái Đất, do bị ma sát, các thiên thạch bốc cháy để lại một vệt sáng trên bầu trời th−ờng đ−ợc gọi là sao băng hay sao đổi ngôi. b) Mặt Trời Mặt Trời là trung tâm, là hạt nhân của hệ Mặt Trời, đồng thời là nguồn cung cấp năng l−ợng chủ yếu và là động lực của mọi quá trình tự nhiên diễn ra trên Trái Đất. Mặt Trời là một ngôi sao, một quả cầu khí khổng lồ, rực sáng. Cấu tạo của Mặt Trời gồm 70% khối l−ợng là khí hiđrô, 29% là khí hêli, còn lại là các khí khác. Mặt Trời có tỉ trọng trung bình là 1,4 nh−ng có khối l−ợng cực kì lớn, chiếm 99,886% toàn bộ khối l−ợng của hệ Mặt Trời và bằng 32 nghìn lần khối l−ợng của Trái Đất. Mặt Trời có đ−ờng kính tới 1,39 triệu km, gấp 109 lần đ−ờng kính Trái Đất. Trên Mặt Trời th−ờng xuyên xảy ra các phản ứng hạt nhân giải phóng một l−ợng vật chất và năng l−ợng vô cùng to lớn, toả ra không gian vũ trụ