Chương 3: Các qui luật địa lý chung của Trái đất

Chia sẻ: Lê Hữu Lợi | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

956
lượt xem 174
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vỏ Trái đất nói chung hay vỏ cảnh quan nói riêng hoặc từng bộ phận của nó là một hệ thống động lực. Các hệ thống này không ngừng vận động và phát triển theo những qui luật chung nhất tạo nên sự thống nhất giữa các hợp phần cấu tạo và sự phân hóa thành các bộ phận lãnh thổ nhỏ hơn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 3: Các qui luật địa lý chung của Trái đất

Chương 3: Các qui luật địa lý chung của Trái đất Vỏ Trái đất nói chung hay vỏ cảnh quan nói riêng hoặc từng bộ phận của nó là một hệ thống động lực. Các hệ thống này không ngừng vận động và phát triển theo những qui luật chung nhất tạo nên sự thống nhất giữa các hợp phần cấu tạo và sự phân hóa thành các bộ phận lãnh thổ nhỏ hơn. Các qui luật địa lý chung của Trái đất trình bày trong chương này gồm: 1) Tính hoàn chỉnh của Vỏ cảnh quan 2) Sự tuần hoàn của vật chất và năng lượng của Vỏ cảnh quan 3) Tính nhịp điệu của Vỏ cảnh quan 4) Qui luật địa đới và phi địa đới. 3.1 Tính hoàn chỉnh của vỏ cảnh quan 3.1.1 Khái niệm Vỏ cảnh quan Trái đất là một thể thống nhất và hoàn chỉnh về mặt cấu trúc thành phần, đồng thời không đồng nhất về mặt lãnh thổ, có sự phân dị thành các địa tổng thể với qui mô khác nhau. Tuy vậy bất kỳ địa tổng thể ở qui mô nào cũng là một hệ thống có các đặc điểm sau: • Gồm nhiều thành phần cấu tạo và giữa chúng có mối quan hệ vật chất và năng lượng. • Có mối liên hệ với bên ngoài và do đó mỗi địa tổng thể là một bộ phận của một hệ thống lớn hơn. 2
• Sự thống nhất nội hệ thống chỉ có tính chất tương đối, do đó mỗi địa tổng thể lại có thể phân hóa thành những địa tổng thể nhỏ hơn, tạo nên đặc tính cấu trúc bậc của hệ thống. 3.1.2 Sự thống nhất của hệ thống vật liệu Mỗi thành phần của vỏ cảnh quan (nền đá, địa hình, thổ nhưỡng, nước, thế giới hữu cơ, v.v…) tồn tại và phát triển theo những qui luật riêng của nó. Tuy nhiên từng thành phần không tồn tại và phát triển một cách cô lập, mà chúng chịu ảnh hưởng của các thành phần khác và tác động ảnh hưởng của mình tới các thành phần khác. Sự trao đổi không ngừng vật chất và năng lượng giữa các thành phần riêng lẻ qui định tính hoàn chỉnh của vỏ cảnh quan. Sự phối hợp hoạt động của tất cả các thành phần biến chúng thành một hệ thống vật liệu thống nhất, hoàn chỉnh. Tính hoàn chỉnh của hệ thống này rất lớn và mang đặc tính chung đến mức mà nếu trong tổng thể địa lý hay trong vỏ cảnh quan chỉ một khâu nào đó thay đổi thì tất cả các khâu còn lại cũng thay đổi theo. Ví dụ: sự gia tăng dioxit cacbon trong khí quyển làm trái đất nóng lên, băng ở vùng cực và trên núi cao sẽ tan dần làm mực nước biển dâng cao nhận chìm các vùng đất ven biển. Địa bàn sinh sống của con người và nhiều loại sinh vật bị thu hẹp. Qui mô thay đổi của toàn bộ hệ thống, về căn bản, phụ thuôc vào qui mô thay đổi của các bộ phận cấu thành riêng biệt. Do sự khác nhau về chất nên tốc độ phát triển của các thành phần Vỏ cảnh quan khác nhau. Tùy theo mức độ nhậy cảm đối với tác động của tự nhiên, có thể xắp xếp tính bảo thủ của các thành phần theo thứ tự giảm dần như sau: cơ sở nham thạch - địa hình 3
- các hiện tượng khí hậu - nước - thổ nhưỡng - thực vật - động vật. Ví dụ: trong thời kỳ băng hà, mực nước đại dương hạ thấp đã ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến đến toàn bộ Trái đất (băng hà kỷ Đệ tứ làm cho mực nước đại dương hạ thấp tới 110m). • Ảnh hưởng trực tiếp, đó là làm lộ ra những diện tích rộng lớn của thềm lục địa, do vậy địa hình rìa các đại lục có những nét khác biệt. Một số quần đảo hợp thành các đảo, một số đảo nhập vào các đại lục, một số đại lục rời rạc được nối liền với nhau bởi các con đường cạn, theo các con đường này động vật và thực vật trên cạn có thể di cư dẫn đến diện phân bố của chúng bị thay đổi, trong khi đó những con đường cạn trờ thành vật chướng ngại không thể vượt qua đối với các sinh vật dưới nước. • Ảnh hưởng gián tiếp, đó là sự hạ thấp của mực nước đại dương sẽ dẫn đến sự hạ thấp mực xâm thực cơ sở của các sông đổ ra đại dương, gây ra sự tăng cường của xâm thực sâu, các sông suối khoét sâu, chia cắt bề mặt địa hình nổi mạnh mẽ hơn. • Ngược lại, vào thời kỳ gian băng, nước băng tan của băng hà trở lại đại dương làm cho mực nước đại dương tăng lên, các biển ven lục địa xuất hiện, các đại lục và các đảo tách rời, mực cơ sở xâm thực của các sông nâng cao dẫn đến quá trình tích tụ trầm tích, sự di cư của các hệ thực vật và động vật bị hạn chế, sự di cư của các sinh vật dưới nước tự do hơn, các ám tiêu san hô bắt đầu tăng tiến. Như vậy Vỏ cảnh quan về toàn thể là một hệ thống đồng thời vừa hoàn chỉnh vừa không cân bằng. 4
3.1.3 Ý nghĩa thực tiễn của qui luật thống nhất và hoàn chỉnh Mọi hoạt động kinh tế của xã hội loài người thực tế là sự can thiệp vào bước tiến triển xác định của quá trình tự nhiên trong Vỏ cảnh quan. Việc thay thế thực vật hoang dại bằng thực vật gieo trồng, việc xây dựng các đập trên sông, việc dẫn nước tới các miền hạn hán, việc làm khô các đầm lầy vv…nhất định sẽ ảnh hưởng tới toàn bộ tổng thể tự nhiên của cảnh quan và trải qua một thời gian có thể dẫn đến những kết quả bất ngờ, trong đó có cả các kết quả trái với ý muốn của con người. Ví dụ: sau khi đập thủy điện Trị An trên sông Đồng Nai được xây dựng, đáy sông dưới đập bị xâm thực sâu 0,5-1,0m do thiếu hụt trầm tích, đáy sông xâm thực hạ sâu dẫn đến sự xói lở bờ sông, kết quả là các vườn cây, đồng ruộng thậm chí cả nhà cửa của dân cư hai bờ sông cũng bị phá hủy. Ngoài ra sự điều tiết nước của nhà máy thủy điện đã làm cho ranh giới mặn-ngọt ở vùng hạ lưu bị thay đổi, kết quả là thực vật và động vật đã phải di cư theo sự biến động của môi trường. Như vậy có thể nói, những tác động của con người đã gây ra trong tự nhiên một chuỗi các phản ứng dây chuyền độc đáo với hàng loạt các thay đổi tự động. Qui luật về tính thống nhất và hoàn chỉnh của Vỏ cảnh quan báo trước sự cần thiết trước hết phải đánh giá tác động môi trường một cách tỉ mỉ bất kỳ một lãnh thổ nào khi muốn sử dụng chúng vào các mục đích kinh tế dưới hình thức này hay hình thức khác. 3.2 Qui luật tuần hoàn vật chất và năng lượng Một trong những đặc điểm quan trọng và đặc trưng của Vỏ cảnh quan Trái đất là sự tồn tại ở đó những vòng tuần hoàn của 5
vật chất và năng lượng có liên quan tới vật chất đó. Vai trò của chúng có ý nghĩa lớn trong việc duy trì và phát triển cảnh quan, bởi vì chúng đảm bảo sự lặp lại nhiều lần cùng một quá trình hay hiện tượng và hiệu quả tổng cộng cao với khối lượng có hạn của vật chất ban đầu tham gia vào các quá trình này. 3.2.1 Khái niệm Mỗi đối tượng vật chất đều chứa đựng năng lượng-đó là khả năng sinh công trong quá trình vận động. Bởi vậy năng lượng được xem là động lực của mọi quá trình, làm biến đổi vật chất từ dạng này sang dạng khác. “Các nguồn năng lượng làm quay tuốc bin nhà máy thủy điện, làm quay cánh quát gió các cối xay gió hay đẩy các thuyền buồm đi tới, làm chạy máy móc khi ta đốt than hoặc xăng dầu, khi đốt để nấu nướng, sưởi ấm, v.v…chỉ là những năng lượng mà trái đất giữ lại từ hai nguồn năng lượng chính nêu trên” Năng lượng từ Mặt trời là nguồn năng lượng chính của mọi quá trình diễn ra trong Vỏ cảnh quan. Nguồn năng lượng này là động lực thúc đẩy sự trao đổi nhiệt trong khí quyển và trong thủy quyển, tạo nên sự cân bằng nhiệt trên trái đất và trả năng lượng dư thừa vào trong vũ trụ. Ngoài sự trao đổi năng lượng, còn đồng thời có sự trao đổi vật chất của các nguyên tố hóa học với nhau, nhất là ôxi, hidrô, cacbon, nitơ v.v…ở nhiều qui mô khác nhau, tạo nên vô số vòng tuần hoàn năng lượng và vật chất hết sức đa dạng mà ta đã được biết như vòng tuần hoàn của nước, vòng tuần hoàn của đá, vòng tuần hoàn sinh vật, vòng tuần hoàn của không khí, vòng tuần hoàn của các hải lưu, vòng tuần hoàn của khí cacbonic, của đạm hay của oxi v.v… 3.2.2 Vòng tuần hoàn của đá 6
Bằng nghiên cứu các vết lộ đá ở nhiều vùng khác nhau, các nha khoa học địa chất đã đi đến kết luận là các đá trong vỏ Trái đất tuân theo một hình mẫu được lặp đi lặp lại qua suốt các thời kỳ địa chất. Chuỗi các sự kiện này được Hutton gọi là chu kỳ địa chất hay vòng tuần hoàn của đá. Mặc dù vòng tuần hoàn này không có điểm bắt đầu và kết thúc xác định, nhưng có thể khái quát như sau: Hình 3.1 Sự tuần hoàn của đá gồm: trầm tích-tạo đá trầm tích-biến đổi thành đá magma hay biến chất-tạo núi-bào mòn, vận chuyển và tích tụ trầm tích • Trầm tích bở rời ban đầu được lắng đọng thành những lớp nằm ngang liên tục theo nguyên lý Steno. • Các lớp đá trầm tích bở rời dưới đáy bị chôn vùi và nén chặt tạo thành đá trầm tích-đó là quá trình thành đá. 7
• Các đá trầm tích bị lún chìm sâu hơn, chịu nhiệt độ và áp suất cao hơn. Trong điều kiện đó, đá bị biến dạng, các lớp có thể bị uốn cong hoặc nóng chảy tạo nên magma-một chất lỏng do nóng chảy mà sau này nguội đi thành đá magma. Magma cũng có thể được sinh ra không phải từ đá trầm tích. Các đá cũng có thể bị biến đổi mạnh mẽ nhưng chưa tời điểm nóng chảy thì được gọi là đá biến chất. • Sự cộng sinh chặt chẽ của hiện tượng biến dạng, biến chất, hoạt động magma và các vòng đai núi cho thấy các hoạt động này liên hệ với nhau và chúng được hình thành trong quá trình tạo núi. • Các dải núi trồi lên chịu tác dụng của những tác nhân phá hủy như trọng lực, mưa gió, băng giá, núi dần dần hạ thấp do bào mòn. • Vật liệu trầm tích vụn bở do bào mòn được sông suối vận chuyển vào đại dương và một vòng tuần hoàn mới lại tiếp tục ở một địa điểm khác. 3.2.3 Vòng tuần hoàn của nước Nước trên Trái đất tồn tại trong một khoảng không gian gọi là thủy quyển. Khoảng không gian này phát triển đến độ cao 15 km trong bầu không khí và đi sâu xuống mặt đất khoảng 1 km trong thạch quyển. Nước vận động trong thủy quyển qua những con đường vô cùng phức tạp cấu tạo thành vòng tuần hoàn của nước (còn gọi là chu trình thủy văn), hình 3.1. • Nước bốc hơi từ đại dương và lục địa trở thành một bộ phận của khí quyển. 8
• Hơi nước được vận chuyển vào bầu không khí bốc lên cao cho đến khi chúng ngưng kết và rơi trở lại mặt đất hoặc mặt biển. • Lượng nước rơi xuống mặt đất có thể bị ngăn giữ lại bởi thực vật, chảy trên mặt đất thành dòng tràn trên các sườn dốc, thấm xuống đất, chảy trong các tầng sát mặt đất và chảy vào các dòng sông thành dòng chảy mặt. • Phần lớn lượng nước bị giữ lại bởi thảm thực vật và dòng chảy mặt sẽ quay trở lại bầu khí quyển qua con đường bốc hơi. • Lượng nước thấm trong đất có thể thấm sâu hơn xuống các địa tầng bên dưới để cấp nước cho kho nước ngầm, sau đó xuất lộ thành các dòng suối hoặc chảy dần vào sông ngòi thành dòng chảy mặt và cuối cùng đổ ra biển hoặc bốc hơi vào khí quyển. 9
Hình 3.2 Vòng tuần hoàn của nước với cân bằng nước trung bình năm toàn Trái đất cho dưới dạng đơn vị tương đối so với 100 lượng mưa rơi trên lục địa 3.2.4 Vòng tuần hoàn sinhhóađịa Vòng tuần hoàn sinh-hóa-địa đóng vai trò lớn trong Vỏ cảnh quan. Trong bước tiến triển của sự tuần hoàn này các chất vô cơ trong hệ sinh thái theo con đường từ ngoại cảnh chuyển vào cơ thể sinh vật, rồi từ cơ thể sinh vật chuyển trở lại ngoại cảnh. Vòng tuần hoàn sinh-hóa-địa là một trong những cơ chế cơ bản để duy trì sự cân bằng trong sinh quyển. Các vòng tuần hoàn có vị trí quan trọng và được đề cập nhiều đó là vòng tuần hoàn của các nguyên tố chính như: carbon, nitơ và photpho. Có hai kiểu tuần hoàn sinh-hóa-địa: 10
Vòng tuần hoàn của các nguyên tố như cacbon, nitơ ở dạng khí trong khí quyển và trong cơ thể sinh vật sẽ trở lại ngoại cảnh tương đối nhanh. Vòng tuần hoàn của phôtpho, lưu huỳnh chủ chịu chi phối mạnh bởi tác động của những hiện tượng xảy ra trong tự nhiên (xói mòn, bồi tụ) và những tác động của con người. 3.2.5 Vòng tuần hoàn trong khí quyển Sự khác nhau về nhiệt độ giữa xích đạo và cực trong tầng đối lưu (qui luật địa đới) và ảnh hưởng của lực Coriolit là nguyên nhân hình thành các vòng tuần hoàn trong khí quyển (còn gọi là các hoàn lưu) và chế độ hoạt động của nhiều loại gió: • Vòng Hattley: Ở nhiệt đới, gió tín phong nóng ấm thổi từ hai chí tuyến về xích đạo, bốc lên cao (tạo nên hệ thống mây đặc trưng), đi về phía hai chí tuyến (trở nên khô nóng dần), rồi hạ xuống mặt đất trong khoảng vĩ độ 15o-30o và di chuyển về phía xích đạo tạo nên vòng tuần hoàn Hattlay. • Vòng Pheren: Ở vĩ độ trung bình từ 30o đến 65o, gió Tây ôn đới thổi từ hai chí tuyến về phía hai cực tạo nên vòng tuần hoàn Pheren. • Vòng tuần hoàn cực: Ở vùng cực, từ trên vĩ độ 65 o, gió Đông thổi từ cực về tạo nên vòng tuần hoàn cực. Như vậy hoạt động của gió tín phong, gió Tây ôn đới và gió Đông cực ở từng bán cầu đã tạo nên ba vòng tuần hoàn khép kín làm chuyển động toàn bộ khí quyển, tạo nên sự trao đổi nhiệt giữa xích đạo và hai cực, có tác động lớn đến khí hậu toàn Trái đất. Ngoài ba vòng tuần hoàn chung có qui mô toàn cầu nêu trên, còn có những vòng tuần hoàn chỉ thể hiện trong phạm vi nhỏ do ảnh 11
hưởng của mặt đệm hoặc địa hình (qui luật phi địa đới), đó là các hoàn lưu địa phương như gió Bờri, gió phơn, gió núi-thung lũng v.v… Hình 3.3 Vòng tuần hoàn của khí quyển trong quả cầu quay 3.2.6 Vòng tuần hoàn trong các đại dương Các loại gió và các vòng tuần hoàn trong khí quyển đã hình thành các dòng tuần hoàn trong các đại dương. Ví dụ vòng tuần hoàn nước mặt chủ yếu của Đại tây Dương được hình thành như sau: • Các dòng xích đạo bắc và nam di chuyển theo hướng hướng tây do tác động của gió tín phong thổi từ đông bắc ở bắc bán cầu và từ đông nam ở nam bán cầu. Do hiệu ứng Coriolit, dòng xích đạo bắc lệch về bên phải và dòng xích đạo nam lệch về bên trái. • Khi các dòng này đến gần Nam Mỹ, một dòng lệch về phía bắc và một dòng lệch về phía nam. Sự lệch này gây ra bởi hình dạng của các bồn đại dương, bởi tác động của hiệu 12
ứng Coriolis và bởi mực đại dương hơi cao hơn dọc theo xích đạo, nơi mà lượng mưa nhiều hơn những nơi khác. • Dòng xích đạo bắc di chuyển vào vịnh Caribe rồi đi về phía đông bắc, lúc đầu là dòng Florida, sau đó là Dòng Vịnh. Đến lượt mình dòng vịnh lệch về phía đông (về phía bên phải) bởi hiệu ứng Coriolis. Sự di chuyển về phía đông này được tăng cường bởi gió tây thịnh hành giữa vĩ độ 35o và 45oB, ở đây nó trở thành dòng Bắc Atlantic. Khi tới gần châu Âu, dòng Bắc Atlantic bị tách ra. Phần di chuyển về phía bắc là dòng biển ấm qua các đảo của Anh và đi song song với bờ biển Na Uy. Phần lệch về phía nam là dòng Carany lạnh và cuối cùng một lần nữa nó bị gió tín phong đông bắc dồn vào dòng xích đạo bắc. • Ở phía Nam Atlatic, các dòng mặt cũng xuất hiện tương tự như ở phía Bắc Atlantic. Sau khi dòng xích đạo nam bị lệch về phía nam, đi song song với bờ đông của Nam Mỹ là dòng Brazin, sau đó nó bị uốn trở lại phía đông (lệch về trái) do hiệu ứng Coriolis và bị gió tây thịnh hành dồn về phía Nam Phi. Dòng di chuyển về phía đông này ngày càng xoay về phía trái, ở ngoài khơi châu Phi nó di chuyển về phía bắc. Ở đó nó có tên là dòng Benguela, dòng này bị gió tín phong dồn trở lại dòng xích đạo nam. • Nước mặt lạnh từ các vùng Nam cực di chuyển theo một dòng khá đơn giản, không phức tạp bởi các đại lục, nó bị dồn về hướng đông bởi gió thịnh hành từ phía tây. • Ở Bắc Bán cầu, các dòng mặt bị phức tạp bởi các khối lục địa. Nước cực Bắc xuất hiện từ những biển cực qua các eo Greenland để hình thành dòng Labrador ở phía tây và dòng Greenland ở phía đông. Sau đó hai dòng này kết hợp với 13
dòng Bắc Atlantic và bị lệch về phía đông và phía đông bắc. Các dòng mặt của Thái Bình Dương nhìn chung giống như các dòng mặt ở Đại Tây Dương. Các dòng mặt của Ấn Độ Dương chỉ khác về chi tiết với các dòng mặt Nam Atlantic. Hình 3.4 Vòng tuần hoàn của các dòng mặt trong đại dương Chính sự trao đổi năng lượng và vật chất này làm cho các mối quan hệ trong tự nhiên ngày càng chặt chẽ, bất kỳ một sự thay đổi nhỏ của một thành phần nào đó có thể kéo theo sự thay đổi của toàn thể một hệ thống hay của toàn bộ tự nhiên. Qui luật này cũng cho ta thấy một đặc điểm nữa của tự nhiên là sự tự điều chỉnh cân bằng của thiên nhiên khi có sự mất cân bằng, nhưng sự tự điều chỉnh này chỉ có giới hạn chứ không phải vô hạn. Ví dụ: nhiệt độ trái đất luôn giữ ổn định phù hợp với sự sống là nhờ sự trao đổi CO2 giữa đại dương (gấp 5 lần ở khí quyển), sinh quyển, thạch quyển và khí quyển. Các hoạt 14
động của con người gần đây đã tăng thêm khoảng 7 triệu tấn CO2 trong mỗi năm vào bầu khí quyển tạo nên hiệu ứng nhà kính làm cho nhiệt độ trái đất tăng dần. Cán cân CO 2 đã mất cân bằng nghiêm trọng thì thiên nhiên khó có thể điều chỉnh được. 3.3 Qui luật nhịp điệu 3.3.1 Khái niệm Vòng tuần hoàn vật chất-năng lượng và các quá trình địa lý diễn ra trong vỏ cảnh quan có sự lặp lại theo thời gian với sự phát triển theo cùng một hướng gọi là tính nhịp điệp củ Vỏ cảnh quan (hay qui luật nhịp điệu). Có hai kiểu nhịp điệu: 1) nhịp điệu theo thời kỳ là nhịp điệu có thời gian kéo dài đồng nhất như ngày đêm, mùa, năm tháng… và 2) nhịp điệu theo chu kỳ là nhịp điệu có thời gian dao động quanh một trị số trung bình như chu kì hoạt động mạnh của mặt trời là 11 năm nhưng có thể dao động 9-11 năm một lần. 3.3.2 Nguyên nhân Khó khăn trong việc nghiên cứu các hiện tượng có nhịp điệu phổ biến trong tự nhiên là ở chỗ các nhịp điệu có sự khác nhau về khoảng dài và nguồn gốc phát sinh không đồng nhất. Dưới đây xem xét một số nguyên nhân tạo nên tính nhịp điệu của Vỏ cảnh quan 1) Sự vận động của Trái đất Một phần tính nhịp điệu được giải thích bằng sự tự quay của Trái đất và sự vận động của nó xung quanh Mặt trời. Nhịp điệu thuộc nhóm này gồm: Nhịp điệu ngày (do sự tự quay của trái đất) 15
Nhịp điệu mùa (trái đất quay xung quanh mặt trời). Chu kì 41 ngàn năm với sự thay đổi các vành đai khí hậu tương quan với sự thay đổi góc nghiêng của trục trái đất. Chu kì 100.000 năm với sự biến đổi nhiệt độ trên trái đất tương quan giữa sự thay đổi quỹ đạo quay của trái đất từ gần tròn sang bàu dục. 2) Thủy triều và trọng lực Sự thay đổi của lực gây ra thủy triều, hoặc sự không đồng đều của trọng lực hình thành nhóm kiểu nhịp điệu có khoảng dài khác nhau: 1 năm, 2 năm, 8, 9 năm, gần 111 năm và 1800-1900 năm. 3) Hoạt động của Mặt trời Sự bùng nổ nhiều hay ít trên bề mặt mặt trời tương quan với các nhịp điệu có khoảng dài trung bình 2-3 năm, 5-6 năm, 11năm, 22-23 năm, 30-35 năm và 80-90 năm. 4) Vận động kiến tạo Liên quan đến hoạt động kiến tạo của vỏ Trái đất có nhịp điệu trong quá trình lắng đọng các đá trầm tích thể hiện bằng sự lặp lại các tập đá theo mặt cắt thẳng đứng. Nhịp điệu của động đất khoảng 20-30 năm và nhịp điệu có tính chất chu kỳ trong lịch sử địa chất của Trái đất khoảng 150-240 triệu năm. 3.3.3 Biểu hiện 1) Nhịp điệu ngày đêm Nhịp điệu ngày đêm là nhịp điệu dễ thấy nhất, phổ biến nhất, thể hiện ở hoạt động của mọi sinh vật hay con người: sự dao động của nhiệt độ không khí, gió đất và gió biển, sự trao đổi nhiệt giữa không khí và nước, sự hô hấp của cây xanh. 16
2) Nhịp điệu mùa Nhịp điệu mùa (nhịp điệu năm) là những thay đổi có qui luật ở Vỏ cảnh quan liên quan đến sự thay đổi các mùa trong năm: sự biến đổi các yếu tố khí hậu, thủy văn (đóng băng, tan băng, nước lũ, nước cạn), các quá trình địa mạo, thổ nhưỡng, sự di cư của một số động vật, sự thay đổi hình dáng bên ngoài của thực vật. Nhịp điệu mùa có ý nghĩa rất lớn đổi với hoạt động kinh tế của con người. 3) Nhịp điệu nội thế kỷ Nhịp điệu nội thế kỷ là những nịp điệu trong thiên nhiên diễn ra với thời gian vài chục năm. Nhịp điệu nội thế kỷ rõ nhất là chu kì 11 năm và chu kỳ 30 – 50 năm. Chu kì 11 năm như sự hoạt động mạnh của mặt trời, vòng tròn trong thân cây gỗ, trầm tích bùn của các hồ, sự sinh sản hàng loạt của châu chấu, sự làn tràn của một số bệnh truyền nhiễm… Chu kỳ 30-50 năm là chu kì biến đổi khí hậu trái đất (nóng ẩm lên hoặc khô lạnh đi), sự dao động mực nước sông hồ, mực nước đại dương, sự ấm lên của bắc cực… Còn chu kì lũ lớn trên các sông là 12 hoặc 60 năm (Ở việt nam vào những năm thìn). 4) Nhịp điệu ngoài thế kỷ Nhịp điệu ngoài thế kỷ kéo dài hàng trăm năm đến vài ngàn năm: chu kì thay đổi lực sinh ra thủy triều khoảng 1800 năm (khi mặt trời, mặt trăng và trái đất cùng nằm trên một mặt phẳng và trên một đường thẳng), chu kì băng hà khoảng 100.000năm, 17
5) Chu kỳ kiến tạo Chúng ta đã biết rằng bề mặt Trái đất nâng lên và hạ xuống trong quá trình chuyển đổi tinh tế của sự cân bằng thẳng đứng được biết là đẳng tĩnh. Học thuyết kiến tạo mảng đã chứng minh các thành phần di chuyển ngang xuất hiện như một phần của chu kì kiến tạo, đó là sự di chuyển thạch quyển giòn trên đỉnh quyển mềm. Bỏ qua những vận động phức tạp, chu kì kiến tạo có thể được đơn giản hóa như sau: • Đầu tiên quyển mềm bị chảy ra, magma nổi lên trên là và nguội đi để tạo nền đại dương mới/thạch quyển. • Thứ hai, thạch quyển mới di chuyển chậm chạp về một phía cách xa dần các đới tạo vỏ đại dương trên đỉnh của quyển mền nằm dưới (seafloor spreading). • Thứ ba, khi rìa chủ đạo mảng di động của thạch quyển đại dương va chạm với một mảng khác, mảng nặng hơn, lạnh hơn, cổ hơn chúc xuống dưới và bị hút bởi trọng lực trở lại quyển mềm (subduction), trong khi mảng nổi trên, nhẹ hơn lướt trên nó. • Cuối cùng, mảng bị kéo vào quyển mềm bắt đầu quá trình nóng chảy và hút vào mantle, chờ đợi hành trình khác lên bề mặt. Thời gian cần để hoàn thành chu kì này rất dài, thường trên 250 triệu năm. Sự tái sinh vĩ đại của vài trăm km phía trên của trái đất được gọi là chu kì kiến tạo. Chữ Hy lạp tekton từ chữ kiến trúc, nghĩa là “xây dựng”; nó được các nhà địa chất sửa lại là thuật ngữ tectonics mô tả xây dựng địa hình và sự biến dạng và vận động trong lớp ngoài của Trái đất. 18
Như vậy có thể xem tính có nhịp điệu của các hiện tượng là dạng “hô hấp” độc đáo của vỏ cảnh quan như một hệ thống toàn vẹn. 3.4 Qui luật địa đới 3.4.1 Khái niệm Tính chất độc đáo nhất của cấu trúc Vỏ cảnh quan Trái đất đó là sự biến đổi có qui luật của các quá trình địa lý và tổng thể tự nhiên (hệ địa lý) từ xích đạo đến hai cực. Sự biến đổi đó mang tính địa đới và được xác nhận là một qui luật địa lý chung. 3.4.2 Nguyên nhân Nguyên nhân căn bản hình thành tính địa đới là do Trái đất có dạng hình cầu làm cho tia chiếu của Mặt trời tới bề mặt Trái đất có góc nhỏ dần về hai cực, dẫn đến sự phân bố không đều của bức xạ mặt trời theo vĩ độ. 3.4.3 Các biểu hiện Do sự phân bố có tính địa đới của năng lượng bức xạ mặt trời mà các yếu tố, các quá trình tự nhiên khác cũng mang tính địa đới như: nhiệt độ, hình thế khí áp và hệ thống gió, các quá trình mưa và bốc hơi, các kiểu khí hậu, độ mặn của biển và đại dương, quá trình phong hóa hình thành đất, thực vật, động vật, đặc điểm các hệ thống thủy văn, quá trình địa mạo và dạng địa hình ngoại sinh và ngay cả trong sự hình thành đá trầm tích cũng thể hiện nét địa đới. 1) Tính nhiệt đới theo nhiệt độ: • Nhiệt đới (0o đến 23o 27’ N và 23o 27’ B): nhiệt độ trung bình năm và tháng lớn hơn 20 độ C. 19
• Ôn đới (23o 27’ – 66o 33’N và 23o 27’ – 66o 33’B): từ 4 đến 12 tháng nhiệt độ từ 10 đến 20 độ C, các tháng còn lại lạnh hơn. • Hàn đới (từ 66o 33’N và 66o 33’B về hai cực): tất cả 12tháng đều có nhiệt độ nhỏ hôn 10 độ C. 2) Tính địa đới của đẳng áp và hệ thống gió bao gồm: Ở tầng đối lưu, lượng bức xạ mặt trời tới Trái đất không đều do hình Trái đất có hình cầu, do sự phân bố đất liền và đại dương đã hình thành nên các khối khí khác biệt nhau về nhiệt độ và khí áp. Từ xích đạo về hai cực, sự di chuyển của các khối khí đã tạo nên các vòng tuần hoàn trong khí quyển và các hệ thống gió. • Xích đạo: đới lặng gió xích đạo • Nhiệt đới: gió mậu dịch nóng ấm thổi từ hai chí tuyến về xích đạo. • Ôn đới: gió Tây ôn đới thổi từ hai chí tuyến về phía hai cực • Vùng cực: gió Đông cực 3) Tính địa đới theo điều kiện ẩm Tính địa đới của điều kiện ẩm là kết quả quan trọng nhất của sự phân bố không đồng đều trên bề mặt trái đất. Nhìn chung lượng chứa ẩm của các khối khí không ngừng tăng lên từ cực đến xích đạo. Ví dụ: nếu ta lấy một cột không khí cao 7km. • Cực: Tháng 1 không quá 5mm nước Tháng 7 Không quá 10 mm • Rừng ôn đới: Tháng 1 gần 5 mm Tháng 7 gần 25 mm • Xích đạo: Cả năm lượng chứa ẩm của không khí luôn vượt quá 40 mm 4) Tính địa đới của đất 20
Quá trình phong hoá và hình thành đất cũng có sự tác dụng của quy luật địa đới. Chẳng hạn quá trình laterit hoá thường chỉ diễn ra ở các khu vực nhiệt đới ẩm. 5) Tính địa đới của sinh vật Từ cực về xích đạo, tính đa dạng sinh vật tăng lên. Ví dụ, nếu đi từ cực bắc về xích đạo chúng ta gặp các đới: đài nguyên-đài nguyên cây bụi-taiga-thảo nguyên rừng-thảo nguyên-đồng cỏ cao khô và rừng khô-rừng lá rộng. Có thể xem các đới cảnh quan là bộ phận lớn nhất của các vòng đai địa lý (các vòng đai này được phân biệt chủ yếu dựa trên những sự khác biệt về những điều kiện bức xạ của bề mặt đất) được phân chia dựa trên các sự khác biệt về cân bằng bức xạ và lượng mưa năm, nghĩa là dựa trên tương quan giữa nhiệt và ẩm trong từng bộ phận lớp vỏ địa lý. Lưu ý rằng tính địa đới biểu hiện rõ rệt nhất ở các vùng đất bằng phẳng, rộng lớn như ở các đồng bằng Nga và Canađa: Các đới khí hậu, thổ nhưỡng, thực vật ở đây kéo liên tục từ tây sang đông và thay thế nhau từ bắc xuống nam một cách có qui luật: đới đài nguyên, đới đài nguyên-cây bụi, đới taiga, đới thảo nguyên rừng, đới thảo nguyên). Ví dụ: Đồng bằng Nga là một đồng bằng lớn nhất châu Âu. Đồng bằng này chịu ảnh hưởng bởi khí hậu Đông Âu mang tính chất lục địa rõ rệt. Đi từ bắc xuống nam mùa đông ngắn dần và đỡ lạnh, mùa hạ dài ra và ấm hơn. Vùng phía Bắc khí hậu lạnh quanh năm, lượng mưa nhỏ và độ bốc hơi kém, nước đọng lại trên măt đất tạo thành đầm lầy, gió mạnh thổi thường xuyên nên cây cối không mọc được, chỉ có rêu, địa y và một số cây thấp lùn khoảng 20cm, tuyết phủ trắng xoá về mùa đông. Đi xuống phía nam mùa đông vẫn lạnh và ngắn hơn, mùa hạ dài và ấm hơn, mưa cũng nhiều hơn nên cây cối phát triển, đây là đới 21