Từ bao đời nay, con người luôn tò mò về cấu trúc bên trong Trái Đất. Bí ẩn về những lớp vật chất ẩn sâu dưới lòng đất luôn khơi gợi niềm đam mê khám phá của con người.
Bài viết này sẽ dẫn dắt bạn đi sâu vào tìm hiểu cấu trúc bên trong Trái Đất, từ đó giúp bạn hiểu rõ hơn về hành tinh mà chúng ta đang sinh sống.
Cấu trúc nội tại của Trái Đất đóng một vai trò quan trọng trong việc định hình các quá trình địa chất như hình thành đá, hoạt động địa chấn, phun trào núi lửa và sự chuyển động tinh tế của các mảng lục địa và đáy đại dương. Do đó, việc phân tích địa chất đòi hỏi sự hiểu biết rõ ràng về cấu trúc nội bộ của Trái Đất cũng như tính chất đặc trưng của từng lớp bên trong.
Công nghệ địa chấn đã cho phép các nhà khoa học xác định và phân loại cấu trúc nội bộ của Trái Đất thành ba phần chính: vỏ Trái Đất, manto và lõi, mỗi lớp đều có đặc điểm hóa học và vật lý riêng biệt, ảnh hưởng đến các hiện tượng địa chất quan sát được trên bề mặt và bên dưới lớp vỏ.
Lớp vỏ Trái đất, bao phủ bề mặt hành tinh của chúng ta, là lớp tiếp xúc trực tiếp với con người và các sinh vật khác. Độ dày của lớp vỏ này biến đổi tùy theo vị trí, với phần vỏ dưới đại dương thường mỏng hơn, dao động từ 6 đến 11 km, trong khi vỏ lục địa có độ dày lớn hơn, khoảng 30 km trung bình.
Cấu tạo của lớp vỏ này chủ yếu là các loại đá rắn, trong đó đá granit chiếm ưu thế ở các khu vực lục địa, còn đá bazan lại phổ biến ở những khu vực dưới đáy đại dương. Lớp vỏ Trái đất cũng chứa các đặc trưng địa chất nổi bật như núi non, thung lũng sâu và các đồng bằng mênh mông, cùng với các đáy đại dương rộng lớn.
Nằm ngay dưới lớp vỏ, lớp phủ của Trái đất kéo dài tới một chiều sâu ấn tượng khoảng 2.900 km, làm nên phần lớn thể tích của hành tinh. Với cấu trúc chủ yếu từ các khoáng vật silicat, lớp phủ tỏa ra độ sâu lớn này đặc trưng bởi sự cứng cáp của đá nhưng lại biểu hiện một tính chất đặc biệt: vật liệu ở đây có thể chảy chậm trong một khoảng thời gian dài, biểu hiện như một chất lưu cực kỳ nhớt.
Điều này tạo điều kiện cho sự di chuyển chậm rãi của các mảng kiến tạo trên bề mặt Trái đất, qua đó làm phát sinh các hiện tượng địa chất như động đất và hoạt động núi lửa. Nguồn nhiệt từ bên trong hành tinh, cùng với quá trình phân rã của các nguyên tố phóng xạ, là những yếu tố chính đẩy mạnh nhiệt độ và hoạt động địa chất ở lớp phủ này.
Trung tâm của Trái Đất, được biết đến với tên gọi lõi, phân thành hai khu vực riêng biệt: lõi trong cùng và lõi ngoài.
Lõi ngoài cách bề mặt Trái Đất khoảng 2.900 km và kéo dài tới 5.150 km. Điểm nổi bật của lõi ngoài là thành phần chủ yếu từ sắt và niken ở trạng thái lỏng, điều này là kết quả của điều kiện áp suất và nhiệt độ rất cao ở độ sâu này. Sự di chuyển liên tục của sắt lỏng trong lõi ngoài tạo ra hiện tượng địa động từ, một yếu tố quan trọng sinh ra từ trường của Trái Đất.
Trong khi đó, lõi trong cùng, tại trái tim của hành tinh, bắt đầu từ độ sâu khoảng 5.150 km. Mặc dù ở đây cũng chủ yếu gồm sắt và niken, nhưng chúng tồn tại ở dạng rắn do áp suất cực kỳ cao vượt qua ngưỡng nhiệt độ cao. Sự vững chãi của lõi trong cung cấp thông tin cần thiết về cấu trúc và động lực bên trong của Trái Đất, bao gồm cách thức truyền dẫn sóng địa chấn.
Sự phân cấp này giữa lõi trong và lõi ngoài, cùng với sự tương tác của chúng với các lớp phía trên, là chìa khóa để giải mã các hiện tượng địa chất như động đất, phun trào núi lửa và hoạt động tectonic.
Sự phân bố các nguyên tố trong các lớp của Trái đất là kết quả của sự phân hóa và phân tách vật chất trong lịch sử ban đầu của Trái đất. Cấu trúc phân lớp của Trái đất là hệ quả của các quá trình vật lý và hóa học đã xảy ra trong hàng tỷ năm, bao gồm sự bồi tụ, phân hóa và hoạt động địa chất của hành tinh.
Quá trình nghiên cứu khoa học đã tiết lộ rằng nhiệt độ bên trong Trái Đất tăng lên theo chiều sâu, điều này được chứng minh thông qua các phép đo tại mỏ khai thác và giếng khoan. Một minh chứng khác cho sự tăng nhiệt độ về phía tâm Trái Đất là dòng dung nham nóng chảy từ các miệng núi lửa, đến từ sâu bên trong lớp vỏ.
Quá trình tăng nhiệt độ này, tuy nhiên, không diễn ra đều khắp. Tại một số khu vực, sự tăng này diễn ra nhanh chóng, trong khi ở các khu vực khác lại chậm rãi. Một con số được ghi nhận là nhiệt độ tăng khoảng 1°C cho mỗi 32 mét tăng về chiều sâu gần bề mặt. Tại độ sâu khoảng 100km, tỷ lệ tăng nhiệt độ lên đến khoảng 12°C/km và tiếp tục duy trì mức 20°C/km cho 300km tiếp theo. Khi tiếp tục đi sâu hơn, tốc độ tăng nhiệt độ giảm xuống còn khoảng 10°C/km.
Dù tỷ lệ tăng nhiệt độ giảm dần về phía tâm Trái Đất, tổng nhiệt độ lại tiếp tục tăng. Nhiệt độ tại trung tâm hành tinh được ước lượng trong khoảng từ 3.000°C đến 5.000°C, và có thể còn cao hơn nữa do ảnh hưởng của các phản ứng hóa học dưới điều kiện áp suất cực kỳ cao. Mặc dù nhiệt độ này rất cao, sự rắn chắc của các vật liệu tại tâm Trái Đất vẫn được duy trì bởi lực áp suất lớn từ các lớp vật liệu ở phía trên.
Tương tự như nhiệt độ, áp suất trong lòng Trái Đất cũng chứng kiến một sự gia tăng liên tục khi di chuyển từ bề mặt xuống tâm hành tinh. Sự tăng áp suất này chủ yếu là kết quả từ khối lượng lớn của các lớp vật liệu như đá và khoáng chất nằm ở phía trên. Khi tiến sâu vào bên trong, áp suất có thể đạt đến mức cực kỳ cao, được ước lượng là cao hơn từ 3 đến 4 triệu lần so với áp suất khí quyển tại mực nước biển.
Khi ở độ sâu lớn, mặc dù nhiệt độ tăng cao đủ để khiến nhiều vật liệu chuyển sang trạng thái lỏng, sức ép khổng lồ từ các lớp vật liệu phía trên cản trở sự chuyển giao này. Thay vào đó, các vật liệu dưới tác động của áp suất cao này thể hiện tính chất giống như chất rắn hoặc ở trạng thái dẻo, cho phép chúng chịu đựng và duy trì cấu trúc dưới điều kiện cực đoan.
Khi tiếp cận tâm Trái Đất, sự tăng vọt về áp suất cùng với sự thống trị của các nguyên tố nặng như Sắt và Niken dẫn đến việc mật độ của các lớp vật liệu tăng đáng kể. Điều này phản ánh sự chuyển biến dần từ các lớp vỏ có mật độ thấp hơn sang lõi Trái Đất, nơi mật độ đạt tới mức cao đáng kinh ngạc, khoảng 14,5 g/cm³ ở điểm trung tâm nhất.
Sự phân bố mật độ này không chỉ phản ánh sự thay đổi về thành phần hóa học mà còn cho thấy áp suất khổng lồ tác động lên các lớp vật liệu này, ép chúng trở nên dày đặc hơn khi di chuyển sâu vào lòng đất.
Cấu trúc bên trong Trái Đất chứa đựng nhiều sự thật thú vị và kỳ diệu, giúp chúng ta hiểu sâu sắc hơn về hành tinh của mình:
Như vậy, thông qua nội dung đã trình bày trên bạn đã có được cái nhìn tổng quan về cấu trúc bên trong Trái Đất. Để khám phá thêm những kiến thức thú vị về địa lý, mời bạn ghé thăm yeudialy.edu.vn và tham khảo thêm nhiều bài viết khác.
Address: 553/15 Đ. Lũy Bán Bích, Hoà Thanh, Tân Phú, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
Phone: 0963146288
E-Mail: contact@yeudialy.edu.vn