Khí quyển là lớp vỏ ngoài của trái đất với ranh giới dưới là bề mặt thuỷ quyển, thạch quyển và ranh giới trên là khoảng không giữa các hành tinh. Khí quyển trái đất được hình thành do sự thoát hơi nước, các chất khí từ thuỷ quyển và thạch quyển.
Thời kỳ đầu, khí quyển chủ yếu gồm hơi nước, amoniac, metan, các loại khí trơ và hydro. Dưới tác dụng phân huỷ của tia sáng mặt trời hơi nước bị phân huỷ thành oxy và hydro. Oxy tạo ra tác động với amoniac và metan tạo ra khí nitơ và cácboníc. Quá trình tiếp diễn, một lượng hidro nhẹ mất vào khoảng không vũ trụ, khí quyển còn lại chủ yếu là hơi nước, nitơ, cácboníc, một ít oxy. Thực vật xuất hiện trên trái đất cùng với quá trình quang hợp đã tạo nên một lượng lớn oxy và làm giảm đáng kể nồng độ CO2 trong khí quyển. Sự phát triển mạnh mẽ của động thực vật trên trái đất cùng với sự gia tăng bài tiết, phân huỷ xác chết động thực vật, phân huỷ yếm khí của vi sinh vật đã làm cho nồng độ khí N2 trong khí quyển tăng lên nhanh chóng, để đạt tới thành phần khí quyển hiện nay.
59 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 1506 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Khí quyển trái đất hình thành như thế nào, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Khí quyển trái đất hình thành như thế nào?
Khí quyển là lớp vỏ ngoài của trái đất với ranh giới dưới là bề mặt thuỷ quyển, thạch quyển và ranh giới trên là khoảng không giữa các hành tinh. Khí quyển trái đất được hình thành do sự thoát hơi nước, các chất khí từ thuỷ quyển và thạch quyển.
Thời kỳ đầu, khí quyển chủ yếu gồm hơi nước, amoniac, metan, các loại khí trơ và hydro. Dưới tác dụng phân huỷ của tia sáng mặt trời hơi nước bị phân huỷ thành oxy và hydro. Oxy tạo ra tác động với amoniac và metan tạo ra khí nitơ và cácboníc. Quá trình tiếp diễn, một lượng hidro nhẹ mất vào khoảng không vũ trụ, khí quyển còn lại chủ yếu là hơi nước, nitơ, cácboníc, một ít oxy. Thực vật xuất hiện trên trái đất cùng với quá trình quang hợp đã tạo nên một lượng lớn oxy và làm giảm đáng kể nồng độ CO2 trong khí quyển. Sự phát triển mạnh mẽ của động thực vật trên trái đất cùng với sự gia tăng bài tiết, phân huỷ xác chết động thực vật, phân huỷ yếm khí của vi sinh vật đã làm cho nồng độ khí N2 trong khí quyển tăng lên nhanh chóng, để đạt tới thành phần khí quyển hiện nay.
(
Lịch sử địa chất Trái Đất bắt đầu cách đây 4,567 tỷ năm[1] khi các hành tinh trong hệ Mặt Trời được tạo ra từ tinh vân mặt trời, một khối bụi và khí có dạng đĩa còn lại sau sự hình thành của Mặt Trời. Ban đầu Trái đất ở dạng nóng chảy, lớp ngoài cùng của Trái Đấtnguội dần và tạo thành lớp vỏ rắn khi nước bắt đầu tích tụ trong khí quyển. Mặt Trăng hình thành ngay sau đó, có thể là do một vật thể có kích thước cỡ sao Hỏa bằng khoảng 10% khối lượng Trái Đất,[2] được gọi là Theia, va chạm vào Trái Đất.[3] Khối lượng của vật thể này nhập vào Trái Đất và một phần bị bắn ra ngoài không gian, nhưng vật liệu đủ nhiều để hình thành một vệ tinh có quỹ đạo.Hoạt động núi lửa và thoát khí tạo ra bầu khí quyển nguyên thủy. Hơi nước đặc lại được tăng cường bởi băng của sao chổi tạo ra các đại dương.[4] Khi bề mặt bị biến đổi liên tục qua hàng trăm triệu năm với sự hình thành và vỡ ra của các lục địa. Các lục địa chuyển động trên bề mặt, đôi khi kết hợp với nhau tạo thành siêu lục địa. Cách đây khoảng 750 triệu năm[5], siêu lục địa đầu tiên là Rodinia bắt đầu tách ra. Các lục địa sau đó tái kết hợp để tạo thành Pannotia cách đây 600–540 Ma,[5] và cuối cùng là Pangaea tách ra cách đây 180 Ma[5].[6] Mô hình kỷ băng hà hiện tại bắt đầu cách đây khoảng 40 Ma [5], sau đó tăng cường trong suốt thế Pleistocen khoảng 3 Ma [5]. Các khu vực vùng cực đã trải qua nhiều chu kỳ băng hà và gian
băng cứ mỗi 40.000–100.000 năm. Thời kỳ băng hà của kỷ băng hà hiện tạikết thúc cách đây khoảng 10.000 năm.[7]
(
Trái Đất
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Trái Đất
Bức ảnh "Viên Bi Xanh" nổi tiếng, chụp từ Apollo 17
Tên chỉ định
Phiên âm
/ɝːθ/ ( listen)[1]
Đặc trưng quỹ đạo
Epoch J2000.0[a]
Perihelion
147.098.074 km0,9832898912 AU
Aphelion
152.097.701 km1,0167103335 AU
Bán trục lớn
149.597.887,5 km1,0000001124 AU
Lệch tâm
0,016710219
Chu kỳ quỹ đạo
365,256366 ngày1,0000175 năm
Tốc độ vũ trụ cấp 1
29,783 km/s107.218 km/h
Độ nghiêng quỹ đạo
1°34'43.3"[2]với mặt phẳng bất biến
Kinh độ của điểm tăng dần
348,73936°
Acgumen của cận điểmhelion
114,20783°
Vệ tinh tự nhiên
1 (Mặt Trăng)
Đặc trưng vật lý
Bán kính trung bình
6.371,0 km[3]
Bán kính Xích đạo
6.378,1 km[4]
Polar radius
6.356,8 km[5]
Hình cầu dẹt
0,0033528[4]
Circumference
40.075,02 km (xích đạo)40.007,86 km (kinh tuyến)40.041,47 km (trung bình)
Diện tích bề mặt
510.072.000 km²[6][7][b]148.940.000 km² đất liền (29,2 %)
361.132.000 km² nước (70,8 %)
Thể tích
1,0832073×1012 km3
Khối lượng
5,9736×1024 kg[8]
Khối lượng riêngtrung bình
5,5153 g/cm3
Hấp dẫn bề mặt
9,780327 m/s²[9]0,99732 g
Tốc độ vũ trụ cấp 2
11,186 km/s
Chu kỳ tự quay
0,99726968 ngày[10]23h 56m 4.100s
Equatorial rotation velocity
1.674,4 km/h (465,1 m/s)
Độ nghiêng trục quay
23,439281°
Trái Đất là hành tinh thứ ba tính từ Mặt Trời, đồng thời cũng 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. Trái Đất còn được biết tên với các tên "thế giới", "hành tinh xanh"[c] hay "Địa Cầu", là nhà của hàng triệu loài sinh vật,[11] trong đó có con người và cho đến nay đây là nơi duy nhất trong vũ trụ được biết đến là có sự sống. Hành tinh này được hình thành cách đây 4,55 tỷ năm[12][13][14][15] và sự sống xuất hiện trên bề mặt của nó khoảng 1 tỷ năm trước. Kể từ đó, sinh quyểncủa Trái Đất đã có thay đổi đáng kể bầu khí quyển và các điều kiện vô cơ khác, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phổ biến của các vi sinh vật ưa khí cũng như sự hình thành của tầng ôzôn-lớp bảo vệ quan trọng, cùng với từ trường của Trái Đất, đã ngăn chặn các bức xạ có hại và chở che cho sự sống.[16] Các đặc điểm vật lí của Trái Đất cũng như lịch sử địa lý hay quĩ đạo, cho phép sự sống tồn tại trong thời gian qua. Người ta hy vọng rằng Trái Đất còn có thể hỗ trợ sự sống thêm 1,5 tỷ năm nữa, trước khi kích thước của Mặt Trời tăng lên và tiêu diệt hết sự sống.[17]
Bề mặt Trái Đất được chia thành các mảng kiến tạo, chúng di chuyển từ từ trên bề mặt Trái Đất trong hàng triệu năm qua. Khoảng 71% bề mặt Trái Đất được bao phủ bởi các đại dương nước mặn, phần còn lại là các lục địa và các đảo; nước là thành phần rất cần thiết cho sự sống, chưa từng phát hiện sự tồn tại của nó trên bề mặt của bất kì hành tinh nào khác.[d][e] Lõi của Trái Đất vẫn hoạt động được bao bọc bởi lớp manti rắn dày, lớp lõi ngoài lỏng tạo ra từ trường và lõi sắt trong rắn.
Trái Đất tương tác với các vật thể khác trong không gian bao gồm Mặt Trời và Mặt Trăng. Hiện nay, thời gian Trái Đất di chuyển hết 1 vòng quanh Mặt Trời bằng 365,26 vòng nó tự quay quanh trục của chính nó. Khoảng thời gian này bằng với một năm thiên văn tức 365,26 ngàytrong dương lịch.[f] Trục tự quay của Trái Đất nghiêng một góc bằng 23,4° so với trục vuông góc với mặt phẳng quĩ đạo,[18] tạo ra sự thay đổi mùa trên bề mặt của Trái Đất trong một năm chí tuyến. Mặt Trăng, vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái Đất, đồng thời cũng là nguyên nhân chính của hiện tượng thủy triều đại dương, bắt đầu quay quanh Trái Đất từ 4,53 tỷ năm trước, vẫn giữ nguyên góc quay ban đầu theo thời gian nhưng đang chuyển động chậm dần lại. Trong khoảng từ 4,1 đến 3,8 tỷ năm trước, sự va đập của các thiên thạch trong suốt thời kì “Công phá Mạnh muộn” đã tạo ra những sự thay đổi đáng kể trên bề mặt Mặt Trăng.
Cả tài nguyên khoáng sản lẫn các sản phẩm của sinh quyển được sử dụng để cung cấp cho cuộc sống của con người. Dân cư được chia thành hơn 200 quốc gia độc lập, có quan hệ với nhau thông qua các hoạt động ngoại giao, du lịch, thương mại, quân sự. Văn hóa loài người đã phát triển tạo nên nhiều cách nhìn về Trái Đất bao gồm việc nhân cách hóa Trái Đất như một vị thần, niềm tin vào một Trái Đất phẳng hoặc một Trái Đất là trung tâm của cả vũ trụ, và một quan điểm nhìn hiện đại hơn như Trái Đất là một môi trường thống nhất cần có sự định hướng.
Mục lục
[ẩn]
1 Niên biểu
1.1 Lịch sử
1.1.1 Quá trình tiến hóa của sự sống
1.2 Tương lai
2 Tính chất vật lý
2.1 Hình dạng
2.2 Thành phần hóa học
2.3 Cấu trúc bên trong
2.4 Nhiệt lượng
2.5 Các mảng kiến tạo
2.6 Bề mặt
2.7 Thủy quyển
2.8 Khí quyển
2.8.1 Thời tiết và khí hậu
2.8.2 Tầng khí quyển trên
2.9 Từ trường
3 Quỹ đạo và chuyển động tự quay
3.1 Chuyển động tự quay
3.2 Quỹ đạo
3.3 Độ nghiêng trục và các mùa
4 Mặt Trăng
5 Sự sống
5.1 Sinh quyển
5.2 Con người
5.2.1 Địa lý con người
5.2.2 Con người với Trái Đất
6 Quan điểm văn hóa
7 Đọc thêm
8 Chú thích
9 Tham khảo
10 Liên kết ngoài
[sửa]Niên biểu
[sửa]Lịch sử
Bài chi tiết: Lịch sử Trái Đất
Các nhà khoa học đã có thể khôi phục lại các thông tin chi tiết về quá khứ của Trái Đất. Những ngày đầu tiên của hệ Mặt Trời là vào khoảng 4,5672[19] ± 0,0006 tỷ năm trước, và vào khoảng 4,54 tỷ năm trước (độ sai lệch nằm trong khoảng 1%)[12][13][14][15] Trái Đất và các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời đã hình thành từ tinh vân Mặt Trời - đám mây bụi và khí dạng đĩa do Mặt Trời tạo ra. Quá trình hình thành Trái Đất được hoàn thiện trong vòng 10 đến 20 triệu năm.[20] Lúc đầu ở dạng nóng chảy, lớp vỏ ngoài của Trái Đất nguội lại thành chất rắn trong khi nước bắt đầu tích tụ trong khí quyển. Mặt Trăng hình thành ngay sau đó cách đây khoảng 4,53 tỷ năm,[21] là kết quả của sự va chạm sượt qua giữa một vật thể có kích thước bằng sao Hỏa (đôi khi được gọi là Theia) và có khối lượng bằng khoảng 10% khối lượng của Trái Đất, với Trái Đất.[22] Một phần khối lượng của vật thể này đã sáp nhập vào Trái Đất, phần còn lại bắn vào không gian theo một quỹ đạo phù hợp tạo ra Mặt Trăng.
Khí thải và các hoạt động của núi lửa tạo ra các yếu tố sơ khai của bầu khí quyển. Quá trình ngưng tụ hơi nước gia tăng bởi băng và nước ở dạng lỏng được cung cấp bởi các thiên thạch và các tiền hành tinh lớn hơn, các sao chổi, và các vật thể ở xa hơn sao Hải Vương tạo ra các đại dương.[23] Hai giả thiết chính về sự phát triển của các lục địa được đề xuất là:[24] phát triển từ từ cho đến ngày nay [25] hoặc nhanh chóng phát triển trong quá khứ.[26] Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng phương án thứ hai khả quan hơn, với tốc độ phát triển ban đầu nhanh của các lớp vỏ lục địa[27] theo sau bởi một quá trình phát triển diện tích lục địa chậm và dài.[28][29][30] Trong niên đại địa chất, khoảng thời gian hàng trăm triệu năm, bề mặt Trái Đất liên tục thay đổi hình dạng của chính nó dưới dạng các lục địa hình thành và phân rã. Các lục địa di chuyển trên bề mặt, đôi khi kết hợp với nhau để tạo thành một siêu lục địa. Khoảng 750 triệu năm trước, một trong những siêu lục địa được biết sớm nhất là Rodinia, đã bắt đầu chia tách. Các lục địa sau đó lại kết hợp với nhau để tạo ra Pannotia, 600-540 triệu năm trước, cuối cùng là Pangaea chia tách vào khoảng 180 triệu năm trước.[31]
[sửa]Quá trình tiến hóa của sự sống
Bài chi tiết: Lịch sử tiến hóa sự sống
Người ta tin rằng các chất hóa học giàu năng lượng đã tạo ra các phân tử tự sao chép trong khoảng 4 tỷ năm trước đây, và trong nửa tỷ năm sau đó thì tổ tiên chung cuối cùng của các dạng sống trên Trái Đất bắt đầu xuất hiện.[32] Sự phát triển của khả năng quang hợp cho phép năng lượng Mặt Trời được hấp thụ trực tiếp bởi các dạng sống; và sau đó ôxy sản phẩm tích tụ dần trong bầu khí quyển và hình thành tầng ôzôn (một hình thức phân tử khác của ôxy - O3) ở tầng cao của bầu khí quyển. Sự tập hợp các tế bào nhỏ trong một tế bào lớn hơn dẫn đến quá trình phát triển các tế bào phức tạp gọi là các sinh vật nhân chuẩn.[33] Các sinh vật đa bào thực sự hình thành dưới dạng các tế bào trong một tập đoàn cá thể ngày càng trở nên chuyên môn hóa. Nhờ tầng ôzôn hấp thụ các bức xạ tia cực tím có hại, sự sống bắt đầu phát triển trên bề mặt Trái Đất.[34]
Kể từ thập niên 1960, đã có một giả thiết rằng hoạt động của các sông băng trong khoảng từ 750 đến 580 triệu năm trước, trong đại Tân Nguyên sinh, đã phủ một lớp băng lên bề mặt Trái Đất. Giả thiết được gọi là "Địa Cầu tuyết", và được đặc biệt quan tâm vì nó tiếp nối giả thiết về sự bùng nổ sự sống trong kỷ Cambri, khi sự sống đa bào bắt đầu tăng trưởng mạnh.[35] Sau sự bùng nổ ở kỷ Cambri, khoảng 535 triệu năm trước, đã xảy ra năm cuộc đại tuyệt chủng.[36] Cuộc đại tuyệt chủng cuối cùng điễn ra cách đây 65 triệu năm, xảy ra có thể là do một thiên thạch đâm vào Trái Đất, đã gây ra cuộc đại tuyệt chủng của khủng long và các loài bò sát lớn, nhưng bỏ qua các loài động vật có kích thước nhỏ như các loài động vật có vú, mà khi đó trông giống như chuột. Trong 65 triệu năm qua, các dạng sống máu nóng ngày càng trở nên đa dạng, và một vài triệu năm trước đây thì một loài động vật dáng vượn ở châu Phi đã có khả năng đứng thẳng.[37] Điều này cho phép chúng sử dụng công cụ và thúc đẩy giao tiếp cũng như cung cấp các chất dinh dưỡng và các yếu tố kích thích cần thiết cho một bộ não lớn hơn. Sự phát triển của nông nghiệp, và sau đó là sự văn minh, cho phép con người trong một khoảng thời gian ngắn gây ảnh hưởng đến Trái Đất nhiều hơn bất kì một dạng sống nào khác,[38] thậm chí cả tính chất cũng như số lượng của các loài sinh vật khác. Các thời kỳ băng hà bắt đầu từ 40 triệu năm trước và phát triển trong suốt thế Pleistocen vào khoảng 3 triệu năm trước. Chu kì hình thành và tan băng lặp đi lặp lại trong các vùng cực theo chu kì 40-100 nghìn năm. Thời kỳ băng hà gần đây kết thúc vào khoảng 10.000 năm trước.[39]
[sửa]Tương lai
Vòng đời của Mặt Trời (tỉ năm), từ trái sang:Bắt đầu - Hiện tại - Nhiệt độ tăng dần - Sao khổng lồ đỏ - Suy sụp hấp dẫn - Sao lùn trắng...
Tương lai của hành tinh này có quan hệ mật thiết với Mặt Trời. Là kết quả của sự tăng cường nguyên tử heli một cách từ từ trong lõi của Mặt Trời, độ sáng của ngôi sao này đang từ từ tăng lên. Độ sáng của Mặt Trời sẽ tăng 10% trong 1,1 tỷ năm tới, 40% trong 3,5 tỷ năm tới.[40] Các mô hình khí hậu chỉ ra rằng việc các tia phóng xạ chạm đến Trái Đất nhiều hơn sẽ tạo nên các hậu quả khủng khiếp, bao gồm sự biến mất của các đại dương.[41]
Sự tăng nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất sẽ đẩy nhanh chu trình CO2 phi sinh học, giảm mật độ của khí này cho đến khi các loài thực vật chết (10 ppm đối với thực vật C4) trong vòng 900 triệu tới 1,2 tỷ năm. Sự thiếu hụt các loại cây xanh sẽ tạo ra hiện tượng thiếu ôxy trong bầu khí quyển, khiến cho các loại động vật trên Trái Đất sẽ bị tuyệt chủng hoàn toàn trong vài triệu năm sau đó, sự sống sẽ chỉ còn lại các dạng đơn giản sống trong các túi nước nằm sâu trong lòng đất hoặc ở 2 vùng cực.[42] Tới 1,3 tỷ năm sau, các sinh vật nhân chuẩn sẽ tuyệt chủng, chỉ còn các sinh vật nhân sơ còn sống. Tới 2,8 tỷ năm sau, nhiệt độ Trái Đất sẽ lên tới 147 độ C ngay cả ở vùng cực, toàn bộ nước trên bề mặt sẽ biến mất và sự sống sẽ hoàn toàn bị tiêu diệt[17] và nhiệt độtrung bình toàn cầu sẽ đạt tới 70°C.[42] Trái Đất được mong đợi rằng có thể hỗ trợ sự sống thêm 500 triệu năm nữa,[43] dù thời gian này có thể kéo 2,3 tỉ năm nếu nitơ được loại bỏ khỏi bầu khí quyển.[44] Cho dù Mặt Trời có tồn tại vĩnh cửu và không thay đổi, quá trình lạnh đi của Trái Đất sẽ khiến cho lượng CO2 giảm dần do sự suy giảm của các hoạt động núi lửa[45] và 35% nước của các đại dương lặn xuống lớp phủ do quá trình lưu thông hơi nước của sống núi giữa đại dương giảm.[46]
Mặt Trời, trong quá trình tiến hóa của nó, sẽ trở thành một sao khổng lồ đỏ trong khoảng 5 tỷ năm nữa. Các mô hình cho thấy rằng Mặt Trời sẽ mở rộng, tăng bán kính lên gấp 250 lần hiện tại, xấp xỉ 1 AU (150.000.000 km).[40][47] Tương lai của Trái Đất kém rõ ràng hơn. Dưới dạng một sao khổng lồ đỏ, Mặt Trời sẽ mất đi 30% khối lượng, khiến cho, không tính đến các ảnh hưởng về thủy triều, Trái Đất sẽ chuyển đến quỹ đạo 1,7 AU (250.000.000 km) so với Mặt Trời khi ngôi sao này đạt đến bán kính tối đa. Do đó người ta hy vọng rằng Trái Đất sẽ thoát khỏi được lớp không khí bao quanh Mặt Trời, dù rằng phần lớn, không phải tất cả, các loài sinh vật còn lại cũng sẽ nhanh chóng bị tuyệt chủng khi độ sáng của Mặt Trời tăng lên.[40] Nhưng, các mô phỏng gần đây cho thấy quỹ đạo của Trái Đất sẽ biến mất do tác dụng của thủy triều và lực hút, làm cho nó bị hút vào bầu không khí bao quanh Mặt Trời và bị phá hủy.[47]
[sửa]Tính chất vật lý
Bài chi tiết: Khoa học Trái Đất
Trái Đất là một hành tinh đất đá, có nghĩa là nó có cấu tạo đất đá cứng, khác với những hành tinh khí khổng lồ như sao Mộc. Trái Đất là hành tinh lớn nhất trong bốn hành tinh đất đá của hệ Mặt Trời, về cả kích thước và khối lượng. Trong bốn hành tinh này, Trái Đất có độ đặc lớn nhất, hấp dẫn bề mặt lớn nhất, từ trường mạnh nhất, tốc độ quay nhanh nhất.[48] Và đồng thời nó cũng là hành tinh đất đá duy nhất mà các mảng kiến tạo còn hoạt động.[49]
[sửa]Hình dạng
Bảng của F. W. Clarke về thành phần ôxít trong lớp vỏ Trái Đất
Hợp chất
Công thức
Tỉ lệphần trăm
Silica
SiO2
59,71%
Alumina
Al2O3
15,41%
Vôi
CaO
4,90%
Ôxít magiê
MgO
4,36%
Ôxít natri
Na2O
3,55%
Ôxít sắt (II)
FeO
3,52%
Ôxít kali
K2O
2,80%
Ôxít sắt (III)
Fe2O3
2,63%
Nước
H2O
1,52%
Ôxít titan
TiO2
0,60%
Điphốtpho pentaôxít
P2O5
0,22%
Tổng cộng
99,22%
Hình dạng của Trái Đất rất gần với hình phỏng cầu là hình cầu bị nén dọc theo hướng từ địa cực tới chỗ phình ra ở xích đạo.[50] Phần phình ra này là kết quả của quá trình tự quay và khiến cho độ dài đường kính tại đường xích đạo dài hơn 43 km so với độ dài đường kính tính từ cực tới cực.[51] Độ dài đường kính trung bình của hình phỏng cầu tham chiếu vào khoảng 12.745 km, xấp xỉ với 40.000 km/π, mét được định nghĩa bằng 1/10.000.000 khoảng cách từ xích đạo đến cực Bắc đo qua Paris, Pháp.[52]
Địa hình các khu vực khác nhau đều có các sai lệch nhất định so với hình phỏng cầu đã được lý tưởng hóa này và nếu xét ở quy mô toàn cầu thì độ lệch này thường rất nhỏ, còn đối với một khu vực nhỏ thì Trái Đất có dung sai vào khoảng 1/584, tức 0,17% so với hình phỏng cầu tham chiếu và nhỏ hơn 0,22% dung sai cho phép đối với các quả bóng bi-da. Nơi có độ lệch (độ cao hoặc độ sâu) lớn nhất so với bề mặt Trái Đất là đỉnh Everest (8.848 m trên mực nước biển) và rãnh Mariana (10.911 dưới mực nước biển). Do sự phồng lên ở xích đạo, nơi xa tâm Trái Đất nhất là đỉnh Chimborazo ở Ecuador.[53][54]
[sửa]Thành phần hóa học
Khối lượng của Trái Đất vào khoảng 5,98×1024 kg, bao gồm sắt (32,1%), ôxy (30,1%), silic (15,1%), magiê (13,9%), lưu huỳnh (2,9%), niken(1,8%), canxi (1,5%), nhôm (1,4%); và các nguyên tố khác 1,2%. Dựa trên lý thuyết về phân tách khối lượng, người ta cho rằng vùng lõi được cấu tạo bởi sắt (88,8%) với một lượng nhỏ niken (5,8%), lưu huỳnh (4,5%), và các nguyên tố khác thì nhỏ hơn 1%.[55] Nhà hóa học F. W. Clarke tính rằng dưới 47% lớp vỏ Trái Đất chứa ôxy và các mẫu đá cấu tạo nên vỏ Trái Đất hầu hết chứa các ôxít; clo, lưu huỳnh và flo là các ngoại lệ quan trọng duy nhất của điều này và tổng khối lượng của chúng trong đá nhỏ hơn 1% rất nhiều. Các ôxít chính là ôxít silic,nhôm, sắt; các cacbonat canxi, magiê, kali và natri. Điôxít silic đóng vai trò như một axít, tạo nên silicat và có mặt trong tất cả các loại khoáng vật phổ biến nhất. Từ một tính toán dựa trên 1.672 phân tích về tất các loại đá, Clarke suy luận rằng 99,22% là cấu tạo từ 11 ôxít (nhìn bảng bên phải) và tất cả các thành phần còn lại chỉ chiếm một lượng cực nhỏ.[g]
[sửa]Cấu trúc bên trong
Bài chi tiết: Cấu trúc Trái Đất
Phần bên trong của Trái Đất, giống như các hành tinh đất đá khác, chia thành nhiều lớp dựa trên các đặc tính hóa, lý.
Lớp ngoài của vỏ Trái Đất là một lớp silicat rắn bao gồm bảy mảng kiến tạo riêng biệt nằm trên một lớp chất rắn dẻo. Vỏ Trái Đất phân cách với lớp phủ bởi điểm gián đoạn Mohorovičić, và độ dày thay đổi trung bình 6 km đối với vỏ đại dương và 30–50 km đối với vỏ lục địa. Lớp vỏ và và phần trên cùng của lớp phủ cứng, lạnh được gọi là thạch quyển, và các mảng lục địa được tạo trên thạch quyển.
Dưới thạch quyển là quyển mềm (quyển atheno) do nó được cấu tạo bởi lớp đá “mềm”.
Dưới quyển mềm là lớp phủ có bề dày khoảng 2.900 km và là nơi có độ nhớt cao nhất. Những sự thay đổi quan trọng trong cấu trúc tinh thể bên trong lớp phủ xuất hiện tại độ sâu 410 và 660 km dưới mặt đất, trải qua một đới chuyển tiếp ngăn cách lớp phủ trên và dưới.
Ở dưới lớp phủ, lõi ngoài có dạng chất lỏng mềm nằm trên lõi trong rắn.[56] Lõi trong có thể quay với vận tốc góc hơi cao hơn so với phần còn lại của hành tinh khoảng 0,1- 0,5° mỗi năm.[57]
Các tầng của Trái Đất[58]
Mặt cắt của Trái Đất từ tâm đến thổ quyển.
Độ sâu[59]km
Các lớp
Mật độg/cm3
0–60
Thạch quyển (5)[h]
—
0–35
... Lớp vỏ (6)[i]
2,2–2,9
35–60
... Phần trên cùng của manti trên (4)
3,4–4,4
35–2890
Quyển manti (3)&(4)
3,4–5,6
100–700
... Quyển mềm
—
2890–5100
Lõi ngoài (2)
9,9–12,2
5100–6378
Lõi trong (1)
12,8–13,1
[sửa]Nhiệt lượng
Nội nhiệt của Trái Đất được tạo ra bởi sự kết hợp của nhiệt dư được tạo ra trong các hoạt động của Trái Đất (khoảng 20%) và nhiệt được tạo ra do sự phân rã phóng xạ (khoảng 80%).[60] Cácđồng vị chính tham gia vào quá trình sinh nhiệt là kali-40, urani-238, urani 235, thori-232.[61] Ở trung tâm của Trái Đất, nhiệt độ có thể đạt tới 7000K và áp suất có thể lê