Bài giảng Địa lý cảnh quan: Chương 2 - PGS.TS. Hà Quang Hải

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

135
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Địa lý cảnh quan - Chương 2: Các nguồn năng lượng, giới thiệu các kiến thức về: nguồn năng lượng bên trong, năng lượng va chạm, năng lượng trọng lực, năng lượng từ các nguyên tố phóng xạ, tuổi và các sự kiện của Trái đất, đằng tĩnh,... Đây là tài liệu học tập và giảng dạy dành cho sinh viên và giảng viên ngành Địa lý.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Địa lý cảnh quan: Chương 2 - PGS.TS. Hà Quang Hải

Chương 2: Các nguồn năng lượng
• Vỏ cảnh quan xuất hiện đồng thời với vỏ Trái đất và chúng có sự phân dị theo đai, theo đới địa lý. Nguyên nhân gây ra sự phân dị này là các nguồn năng lượng bên trong và bên ngoài Trái đất bao gồm: • 1) nội nhiệt của Trái đất, • 2) mặt trời, • 3) trọng lực, • 4) tác động của các vật thể ngoài Trái đất. • Năng lượng chứa bên trong Trái đất liên tục phun lên bề mặt (còn gọi là những lực xây dựng), tùy theo qui mô và thời gian dựng), hoạt động các lực này tạo nên các cấp cảnh quan khác nhau:
• Trong những khoảng thời gian ngắn năng lượng bên trong được tập trung tạo ra núi lửa , động đất tạo nên các thung lũng. • Trong những khoảng thời gian địa chất dài hơn, nó tạo ra các lục địa, đại dương, và khí quyển. • Ở qui mô hành tinh, dòng phun ra ngoài của nội nhiệt làm cho lục địa trôi dạt, va chạm và tạo nên các dải núi và cao nguyên.
Những lực xây dựng lục địa công suất lớn bên trong nói trên bị ngoại lực của mặt trời cộng với trọng lực kháng lại. • Khoảng ¼ năng lượng mặt trời đến Trái đất làm bay hơi nước vào khí quyển. • Sức hút liên tục của trọng lực giúp mang độ ẩm khí quyển trở lại mặt đất như nước và tuyết. • Trọng lực cung cấp năng lượng cho các nhân tố xâm thực – băng hà, các dòng chảy, nước ngầm, sóng đại dương, dòng biển và thời tiết (phong hóa) đã làm xói mòn các lục địa, phân hủy các tàn tích và vận chuyển các mảnh vỡ của chúng vào biển.
• Một nguồn năng lượng khác đến từ không gian-các thiên thể và sao chổi- gian- chổi- tác động đến Vỏ cảnh quan. Mặc dầu các vụ va chạm với các vật thể lớn không thường xuyên, ảnh hưởng của chúng đến sự sống có thể là toàn cầu.
• Xung đột lâu dài giữa các lực nội sinh xây dựng hình thành và nâng cao khối đất đồng thời các lực ngoại sinh phá hủy xói mòn lục địa và vận chuyển các mảnh vỡ lục địa vào các bồn đại dương. • Nếu tất cả các công trình núi và sự nâng lên dừng lại. Lực kết hợp của các nhân tố xâm thực sẽ đủ để hạ thấp lục địa tới mực nước biển chỉ trong 45 triệu năm. • Điều này tưởng như thời gian kéo dài vô cùng, nhưng nhớ rằng trong 4.5 tỉ năm tuổi Trái đất, nghĩa là xâm thực đủ mạnh để san phẳng lục địa khoảng 100 lần nếu nội lực không duy trì nâng cao lục địa cổ và bổ sung các khối đất mới.
2.1 Nguồn năng lượng bên trong • Để hiểu nguồn gốc và đặc điểm năng lượng bên trong Trái đất, chúng ta cần tìm hiểu lịch sử sơ khai của hành tinh chúng ta. 1) Trái đất là hành tinh động; nó tái sinh các đá và loại bỏ nhiều dữ liệu của lịch sử sơ khai. 2) Các đá càng cổ, thời gian dài hơn càng bị phá hủy nhiều hơn.
• T.đất xuất hiện lúc đầu như là khối bồi kết của các hạt và khí từ các đám mây quay trong vũ trụ cách ngày nay khoảng 4.5 tỷ năm. năm. • Các miếng và mẩu tích tụ ở thời kỳ đầu của Trái đất gồm các hạt giầu kim loại (như các thiên thạch giầu sắt), các đá (các thiên thạch đá), và băng (nước, cacbornic, và các thành phần khác). khác). • Khi quả cầu của các hạt kết thành khối tăng lên, lực trọng lực có thể đã hút nhiều mẩu kim loại vào trung tâm, trong khi một số vật liệu nhẹ hơn có thể tập trung ra gần bên ngoài. Trái đất trong thời thơ ngoài. ấu của nó được xem là các vật liệu tương đối đồng nhất. nhất.
Trái đất không duy trì sự đồng nhất lâu dài: Các quá trình hình thành hành tinh (Hình 2.1) tạo ra lượng nhiệt rất lớn, đã làm thay đổi cơ bản hành tinh trẻ từ quả cầu gần như đồng nhất thành một khối phân tầng theo tỷ trọng với các vật liệu nặng hơn ở tâm và các vật liệu nhẹ hơn dần ra phía ngoài. Nhiệt làm biến đổi Trái đất do: 1) năng lượng va chạm, 2) năng lượng trọng lực và 3) sự phân rã các nguyên tố phóng xạ.
Hình 2.1 Các quá trình sinh nhiệt trong nhiều năm hình thành Trái đất gồm: 1) va chạm của các tiểu hành tinh, 2) phân rã các nguyên tố phóng xạ, 3) sự co trọng lực
2.1.1 Năng lượng va chạm • Năng lượng va chạm của các hạt đập vào nhau khi Trái đất lớn dần đã tạo ra nhiệt. • Số lượng rất lớn các các thiên thể lớn nhỏ, thiên thạch và sao chổi dụng vào trái đất, với năng lượng di chuyển của nó chuyển thành nhiệt trong tác động.
2.1.2 Năng lượng trọng lực • Năng lượng trọng lực được giải phóng khi Trái đất sơ khai bị hút thành một khối đậm đặc tăng lên. • Sự chôn vùi sâu hơn của vật liệu khi khối Trái đất lớn dần gây ra sức hút trọng lực gia tăng nhiều hơn rồi được nén vào bên trong.
• Năng lượng trọng lực này đã được chuyển thành nhiệt mà không thoát ra được một cách dễ dàng do sự dẫn nhiệt rất chậm qua các đá. • Nhiệt độ bên trong Trái đất quá 1,000oC, vượt qua điểm nóng chảy của sắt tại các độ sâu khác nhau. • Sắt hình thành khoảng 1/3 khối lượng Trái đất, mặc dầu nó có tỷ trọng lớn hơn nhiều các đá thông thường, nhưng nó chảy ở nhiệt độ thấp hơn nhiều.
• Sự tích lũy nhiệt làm cho các khối thiên thạch giầu sắt nóng chảy. Sắt lỏng tỷ trọng cao bị hút bởi trọng lực vào tâm Trái đất. • Khi các khối lượng sắt lỏng khổng lồ này di chuyển vào trong để tạo thành Nhân Trái đất, chúng giải phóng một khối lượng năng lượng trọng lực mà được chuyển thành nhiệt và nâng nhiệt độ bên trong Trái đất tới 2000oC.
• Sự giải phóng khối lượng lớn nhiệt này sẽ tạo ra sự nóng chảy tràn lan làm cho các vật liệu tỉ trọng thấp nổi lên cao và hình thành: • 1) Vỏ nguyên thủy của các đá tỉ trọng thấp ở bề mặt của Trái đất • 2) Các đại dương lớn • 3) Khí quyển. Sự hình thành nhân giầu sắt là sự kiện duy nhất trong lịch sử Trái đất.
2.1.3 Năng lượng từ các nguyên tố phóng xạ • Năng lượng được giải phóng từ các nguyên tố phóng xạ khi các nguyên tử mẹ phóng xạ không bền vững ném ra các hạt dưới nguyên tử, giảm kích thước của chúng và trở nên nhỏ hơn, các nguyên tử con không phóng xạ
Các nguyên tử phóng xạ phát ra: • 1) Các hạt alpha gồm hai proton và hai neutron (hạt nhân của nguyên tử helium); • 2) Các hạt beta là các điện tử được giải phóng trong lúc phân chia neutron và • 3) Bức xạ gamma tương tự như các tia X nhưng với bước sóng ngắn hơn.
• Vì các hạt bật ra nhanh bị chậm lại và bị hấp thu bởi vật chất bao quanh, năng lượng di động của chúng được chuyển đổi thành nhiệt. • Quá trình phân rã được đo bằng chu kỳ bán phân rã (half life), là khoảng thời gian cần thiết để một nửa khối lượng nguyên tố phóng xạ mẹ (parent) phân rã thành sản phẩm phân rã
Như vậy: • Tổng năng lượng bên trong từ các va chạm, trọng lực, và các nguyên tố phóng xạ, cộng với năng lượng bổ sung tạo bởi ma sát thủy triều là rất lớn. • Một lượng lớn hơn của các nguyên tố phóng xạ tại lúc khởi đầu của trái đất được kết hợp với lực hấp dẫn sơ khai và các tác động thiên thạch xảy ra thường xuyên hơn để nâng cao nhiệt độ bên trong Trái đất trong suốt thời kỳ tiền sử của nó.
• Chú ý rằng sự tích lũy nhiệt bên trong trái đất đã đạt cực đại ngay thời kỳ đầu của lịch sử trái đất và sau đó giảm đáng kể. • Tuy nhiên, ngày nay dòng nhiệt bên trong hướng lên mặt Trái đất thì vẫn đủ lớn để cung cấp năng lượng cho các lục địa trôi dạt, các núi lửa phún xuất và động đất rung chuyển.