Giáo trình Địa chất cơ sở: Phần 1 - Tống Duy Thanh (chủ biên)

Chia sẻ: Hoa La Hoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:170

Thêm vào BST

Báo xấu

421
lượt xem 117
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Địa chất cơ sở được biên soạn nhằm phục vụ cho việc dạy và học nhập môn về Địa chất học ở Đại học Quốc gia Hà Nội, đồng thời giáo trình cũng cung cấp những kiến thức cơ bản phục vụ cho việc dạy và học các môn Khoa học Trái Đất, Địa chất đại cương ở bậc Đại học. Giáo trình được chia làm 2 phần. Phần 1 sau đây gồm nội dung 5 chương đầu tài liệu trong tổng số 10 chương của giáo trình.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Địa chất cơ sở: Phần 1 - Tống Duy Thanh (chủ biên)

TỐNG DUY THANH (chủ biên) VŨ XUÂN Đ Ộ - TRỊNH HÂN - LÊ VĂN M Ạ N H TẠ HOA P H Ư Ơ N G - TẠ T R Ọ N G THẮNG - N G U Y Ễ N VĂN VINH G I A O T R I N H Đ Ị A C H Ấ T C ơ S Ở (In lần thứ 2) NHÀ X U Ấ T B Ả N ĐẠI HỌC Q U Ố C GIA HÀ NỘI
LỜI NÓI ĐẦU G i á o t r ì n h Địa chát cơ sỏ được b i ê n soạn n h ằ m phục v ụ cho việc d ạ y v à học n h ậ p m ô n v ề Đ ị a c h ấ t học ở Đ ạ i học Quốc gia H à N ộ i , đ ồ n g t h ờ i g i á o t r ì n h c ũ n g c u n g cấp n h ữ n g k i ế n t h ứ c địa c h ấ t cơ b ả n p h ụ c v ụ cho việc d ạ y v à học các m ô n K h o a học T r á i Đ ấ t , Đ ị a c h ấ t Đ ạ i c ư ơ n g ở bậc Đ ạ i học. T r o n g Đ ị a c h ấ t học t ừ n h ữ n g t h ậ p k ỷ c u ố i c ủ a t h ế k ỷ 20 có n h ữ n g t i ế n b ộ có t í n h c h ấ t c á c h m ạ n g đ ã đ ư ợ c k h ẳ n g đ ị n h , t r ư ớ c h ế t do t h à n h t ự u m ớ i v ề n g h i ê n c ứ u c ấ u t r ú c v à h o ạ t đ ộ n g c ủ a c á c m ả n g t h ạ c h q u y ể n . S ự r a đ ờ i c ủ a học t h u y ế t k i ế n tạo m ả n g h a y c ò n g ọ i l à k i ế n t ạ o t o à n c ầ u đ ã có t á c đ ộ n g c ả i c á c h n h i ề u n ộ i d u n g t r o n g Đ ị a c h ấ t học v à t r o n g K h o a học T r á i Đ ấ t n ó i c h u n g . T r o n g q u á t r ì n h b i ê n s o ạ n g i á o t r ì n h n à y , c á c t á c g i ả m ộ t m ặ t c h ú ý n h ữ n g n ộ i d u n g k i n h đ i ể n c ủ a Địa c h ấ t học, m ặ t k h á c coi t r ọ n g v i ệ c c ậ p n h ậ t n h ữ n g k i ế n t h ứ c m ớ i đ ã được t h ừ a n h ậ n r ộ n g r ã i , t r ư ớ c h ế t l à n h ữ n g n ộ i d u n g cơ b ả n v ề k i ế n t ạ o m ả n g v à n h ữ n g v ấ n đ ê l i ê n q u a n . T r o n g g i á o t r ì n h m ộ t s ố n ộ i d u n g đ ể đọc t h ê m được i n ở d ạ n g c h ữ n h ỏ . H i ệ n n a y c h ư a c ó " s ự t h ố n g n h ấ t v ề v i ế t c á c t h u ậ t n g ữ có n g u ồ n gốc t i ế n g n ư ớ c n g o à i , do đ ó có n h i ề u c á c h v i ế t k h á c n h a u . T r o n g k h i chờ đ ợ i sự t h ố n g n h ấ t c h u n g , c h ú n g t ô i t h a m k h ả o c á c h v i ế t c ủ a " T ự đ i ể n T i ế n g V i ệ t " do V i ệ n N g ô n n g ữ b i ê n s o ạ n v à x u ấ t b ả n l ầ n t h ứ s á u ( H à N ộ i - Đ à N a n g 1998) v à c á c h v i ế t q u e n t h u ộ c h i ệ n n a y t r o n g c á c ấ n p h ẩ m đ ị a c h ấ t . N ó i c h u n g , t r o n g s á c h n à y t h u ậ t n g ữ n g u ồ n gốc t i ế n g n ư ớ c n g o à i được v i ế t d ự a theo c h ữ gốc của c h ú n g đ ã được l a t i n hoa, đ ô i k h i p h ụ âm được lược b ớ t đ ể d ễ g h é p v ầ n h ơ n n h ư n g k h ô n g xa l ệ c h v ớ i c^ch v i ế t của c h ữ gốc. B ả n t h ả o của s á c h được c h u ẩ n bị theo đ ề c ư ơ n g v à sự b i ê n t ậ p của c h ủ b i ê n , t á c g i ả của t ừ n g c h ư ơ n g m ụ c được g h i t r o n g m ụ c lục của s á c h . C á c G i á o s ư Tô L i n h , T r ầ n N g h i , c á c P h ó G i á o s ư N g u y ễ n Ngọc T r ư ờ n g , Đ ỗ T h ị V â n T h a n h đ ã đọc v à góp n h i ề u ý k i ế n cho việc h o à n t h i ệ n b ả n t h ả o của g i á o t r ì n h . T i ế n sĩ N g u y ễ n V ă n V ư ợ n g đ ã góp p h ầ n h o à n t h i ệ n c á c c h ư ơ n g m ụ c v ề c ấ u t r ú c địa c h ấ t v à k i ế n tạo, đ ồ n g t h ò i t h ự c h i ệ n h ì n h v ẽ m i n h hoa của g i á o t r ì n h v ớ i sự cộng t á c của k ỹ s ư N g u y ễ n Đ ì n h N g u y ê n . C á c t á c g i ả c h â n t h à n h c ả m ơ n v ề sự g i ú p đỡ q u ý b á u n ó i t r ê n của b ạ n b è v à đ ồ n g n g h i ệ p . T ậ p t h ể t á c g i ả m o n g n h ậ n được sự góp ý của đ ồ n g n g h i ệ p v ề n ộ i d u n g c ũ n g n h ư v ề h ì n h thức t r ì n h b à y s á c h v à x i n c h â n t h à n h c ả m ơn v ề m ọ i góp ý q u ý b á u đ ể c h ú n g tôi t i ế p tục h o à n t h i ệ n t h ê m cuốn sách này. Thay mặt tập thể tác giả Giáo sư Tống Duy Thanh 3
MỤC LỤC Lòi nói đ ầ u M ụ c lục C h ư ơ n g 1. T ổ n g q u a n v ề T r á i Đ ấ t (Tống D u y Thanh) 1.1. T r á i Đ ấ t - đ ố i t ư ợ n g n g h i ê n c ứ u c ủ a n h i ề u k h o a học 1.1.1. T r á i Đ ấ t , n ơ i s i n h s ố n g c ủ a l o à i n g ư ờ i 1.1.2. C o n n g ư ờ i n g h i ê n c ứ u v ề T r á i Đ ấ t 1.1.3. P h ư ơ n g p h á p n g h i ê n c ứ u 1.2. T r á i Đ ấ t t r o n g h ệ M ặ t T r ò i 1.2.1. C ấ u t r ú c c ủ a h ệ M ặ t T r ờ i 1.2.2. M ộ t s ố n é t v ề c á c t h i ê n t h ể c ủ a h ệ M ặ t T r ò i 1.2.3. H ì n h d ạ n g , k í c h t h ư ớ c , t ỷ t r ọ n g c ủ a T r á i Đ ấ t 1.3. T í n h c h ấ t l ý hoa c ủ a T r á i Đ ấ t 1.3.1. T r ọ n g l ự c 1.3.2. N h i ệ t c ủ a T r á i Đ ấ t 1.3.3. Đ ị a t ừ 1.3.4. T h à n h p h ầ n hoa học c ủ a T r á i Đ ấ t 1.4. C ấ u t r ú c c ủ a T r á i Đ ấ t 1.4.1. C ấ u t r ú c b ề m ặ t T r á i Đ ấ t 1.4.2. C ấ u t r ú c b ê n t r o n g c ủ a T r á i Đ ấ t L í . N g u ồ n gốc v à t u ổ i c ủ a T r á i Đ ấ t 1.5.1. N g u ồ n gốc v à l ị c h sử b a n đ ầ u c ủ a v ũ t r ụ 1.5.2. S ự t h a y đ ổ i t h à n h p h ầ n c ủ a v ũ t r ụ 1.5.3. N g u ồ n gốc v à l ị c h sử c ủ a h ệ M ặ t T r ờ i 1.5.4. N g u ồ n gốc v à sự p h â n d ị c ủ a T r á i Đ ấ t k h ở i t h ú y C h ư ơ n g 2. K h o á n g v ậ t (Trịnh H â n ) 2 . 1 . Khoáng v ậ t v à ý n g h ĩ a của c h ú n g 2.1.1. Đ ị n h nghĩa k h o á n g v ậ t 2.1.2. K h o a h ọ c v ề k h o á n g v ậ t 2.1.3. K h o á n g v ậ t học t r o n g đ ò i sống 2.2. K h á i n i ệ m cơ b ả n v ề t i n h t h ể học
2.2.1. H ì n h đơn 51 2.2.2. Ô m ạ n g , m ạ n g t i n h t h ể v à h ệ t i n h t h ể 52 Đọc thêm 55 2.2.3. C á c d ạ n g l i ê n k ế t t r o n g t i n h t h ể 55 2.2.4. B á n k í n h n g u y ê n t ử v à i o n 58 2.2.5. C á c q u y t ắ c t h ự c n g h i ệ m P a u l i n g 58 2.3. P h â n l o ạ i k h o á n g v ậ t 59 2.3.1. K h o á n g v ậ t trong cấu t r ú c vỏ T r á i Đ ấ t 59 2.3.2. D ấ u h i ệ u n h ậ n b i ế t k h o á n g v ậ t 60 2.3.3. H ệ t h ố n g p h â n l o ạ i k h o á n g v ậ t 64 2.4. M ô t ả k h o á n g v ậ t c h ủ y ế u 65 2.4.1. Lớp n g u y ê n t ố t ự sinh 65 2.4.2. L ớ p s u l í u r 66 2.4.3. L ớ p h a l o g e n u r 67 2.4.4. L ớ p o x y t v à h y d r o x y t 67 2.4.5. L ớ p silicat v à a l u m o s i l i c a t 69 2.4.6. L ớ p c a r b o n a t 74 2.4.7. L ớ p s u l f a t 75 2.4.8. L ó p phosphat, asenat v à v a n a d a t 75 Đọc thêm 76 2.5. M ộ t s ố t ậ p t í n h của h ỗ n hợp k h o á n g v ậ t theo sự b i ế n t h i ê n của n h i ệ t đ ộ 76 2.5.1 Q u y t ắ c p h a c ủ a Gibbs 76 2.5.2. M ộ t s ố t ậ p t í n h của h ỗ n hợp k h o á n g v ậ t theo b i ế n t h i ê n của n h i ệ t 78 độ 2.6. L i ệ t p h ả n ứ n g Bovven 82 2 . 6 . 1 . L o ạ t p h ả n ứ n g g i á n đ o ạ n của k h o á n g v ậ t n h ó m f e m i c 83 2.6.2. L o ạ t p h ả n ứ n g l i ê n t ụ c c ủ a a l u m o - s i l i c a t ( n h ó m salic) 84 2.6.3. T ó m t ắ t 85 C h ư ơ n g 3. C á c l o ạ i đ á ( T r ị n h H â n ) 86 3 . 1 . Đ á v à k h o a học n g h i ê n c ứ u v ề đ á 86 3.1.1. Đ ị n h nghĩa 86 3.1.2. T h ạ c h học - k h o a học n g h i ê n c ứ u v ề đ á 86 6
3.2. Đ á m a g m a 87 3.2.1. Đ ị n h nghĩa magma v à đ á magma 87 3.2.2. K i ế n t r ú c c ủ a đ á m a g m a 88 3.2.3. T h à n h p h ầ n k h o á n g v ậ t của đ á m a g m a 90 3.2.4. P h â n l o ạ i v à m ô t ả c á c l o ạ i đ á m a g m a c h ủ y ế u 90 Dóc thêm • 94 P h â n b ố các đ á magma ở V i ệ t N a m 3.3. Đ á t r ầ m t í c h 96 3.3.1. K i ế n t r ú c , c ấ u tạo đ á t r ầ m tích. Các l o ạ i x i m ă n g 96 3.3.2. N h ó m đ á v ụ n v à p h â n l o ạ i , m ô t ả c á c l o ạ i đ á c h í n h loi 3.3.3. N h ó m c á c đ á h ữ u cơ. Sự t h à n h t ạ o c h ú n g 102 3.3.4. N h ó m c á c đ á t r ầ m t í c h h ó a học v à sự t h à n h t ạ o của c h ú n g 107 3.3.5. Q u á t r ì n h t h à n h t ạ o đ á t r ầ m t í c h no 3.4. Đ á b i ế n c h ấ t 113 3.4.1. N h ữ n g k h á i n i ệ m chung 113 3.4.2. K i ế n t r ú c , c ấ u tạo, t ư ớ n g của đ á b i ế n chất. C á c h g ọ i t ê n đ á 114 3.4.3. P h â n l o ạ i v à m ô t ả c á c đ á b i ế n c h ấ t c h ủ y ế u 117 C h ư ơ n g 4. C ơ sở đ ị a c h ấ t c ấ u t ạ o (Lê V ă n M ạ n h ) 121 4 . 1 . L ớ p , t í n h p h â n l ố p v à c ấ u t r ú c m ặ t p h â n lớp 121 4 . 1 . 1 . L ớ p v à t í n h p h â n lớp 121 4.1.2. C ấ u t r ú c c ủ a m ặ t p h â n lớp 123 4.1.3. T h ế n ằ m n g u y ê n s i n h v à t h ế n ằ m b i ế n d ạ n g c ủ a lớp 123 4. 2. C h ỉ n h h ợ p v à b ấ t c h ỉ n h hợp 124 4 . 2 . 1 . B ấ t c h ỉ n h hợp đ ị a t ầ n g 124 4.2.2. B ấ t c h ỉ n h hợp địa lý 125 4. 3. D ạ n g n ằ m c ủ a lớp 125 4.3.1. D ạ n g n ằ m ngang 125 4.3.2. D ạ n g n ằ m n g h i ê n g v à c á c y ế u t ố t h ế n ằ m 125 4.3.3. S ử d ụ n g đ ị a b à n địa c h ấ t 126 4.3.4. D ạ n g n ằ m u ố n n ế p 127 4.3.5. P h â n l o ạ i n ế p u ố n 129 4.3.6. P h ứ c n ế p l ồ i v à p h ứ c n ế p l õ m 131 4.4. Đ ứ t g ã y v à c á c y ế u t ố của đ ứ t g ã y 131 7
4.4.1. Đ ứ t g ã y 131 4.4.2. L ớ p p h ủ k i ế n t ạ o (địa di) 135 4.4.3. Đ ứ t g ã y s â u 134 4. 5. B ả n đ ồ đ ị a c h ấ t 136 4. 5 . 1 . C á c l o ạ i b ả n đ ồ địa c h ấ t 136 4. 5.2. C á c d ấ u h i ệ u quy ước t r ê n b ả n đ ồ đ ị a c h ấ t 137 4. 5.3. C ộ t đ ị a t ầ n g , m ặ t c ắ t đ ị a c h ấ t . 138 C h ư ơ n g 5. Đ ị a t ầ n g v à l ị c h s ử v ỏ T r á i Đ ấ t ( T ố n g D u y T h a n h ) 140 5 . 1 . Đ ị n h n g h ĩ a v à v a i t r ò của Đ ị a t ầ n g học 140 5.1.1. Đ ị n h n g h ĩ a , đ ố i t ư ợ n g v à n h i ệ m v ụ của Đ ị a t ầ n g học 140 5.1.2. V a i t r ò của Đ ị a t ầ n g học 140 5.2. T u ổ i đ ị a c h ấ t v à p h ư ơ n g p h á p x á c đ ị n h 141 5.2.1. P h ư ơ n g p h á p x á c đ ị n h t u ổ i t u y ệ t đ ố i 141 5.2.2. P h ư ơ n g p h á p x á c đ ị n h t u ổ i t ư ơ n g đ ố i 144 5.3. Cơ sở Đ ị a t ầ n g học 144 5.3.ị. N g u y ê n lý h i ệ n t ạ i đ ố i v ớ i Đ ị a t ầ n g học v à Đ ị a c h ấ t l ị c h sử 145 5.3.2. C á c p h ư ơ n g p h á p Đ ị a t ầ n g học 145 5.3.3. P h â n c h i a đ ị a t ầ n g 145 a. P h â n v ị đ ị a t ầ n g 146 b. C á c p h â n vị t h ạ c h đ ị a t ầ n g 146 c. C á c p h â n v ị s i n h đ ị a t ầ n g 148 d. C á c đ ơ n v ị t h ò i đ ị a t ầ n g v à t h ò i g i a n đ ị a c h ấ t 148 5.4. N h ữ n g mốc l ớ n t r o n g l ị c h sử đ ị a c h ấ t 151 5.4.1. A r k e i v à n h ữ n g c h ứ n g l i ệ u l ị c h sử đ ầ u t i ê n 151 5.4.2. P r o t e r o z o i v à sự h ì n h t h à n h c á c lục đ ị a 152 5.4.3. Paleozoi - n g u y ê n đ ạ i của sinh giới cổ v à h a i v ậ n đ ộ n g t ạ o n ú i lớn 153 5.4.4. M e s o z o i — n g u y ê n đ ạ i của t á c h d ã n l ụ c đ ị a v à b ò s á t k h ổ n g l ồ 156 5.4.5. Kainozoi - h o à n t h à n h t ạ o n ú i A l p i v à p h á t t r i ể n đ ộ n g v ậ t có v ú 159 B ả n g T h ờ i đ ị a t ầ n g v à địa n i ê n b i ể u 153 - 164 C h ư ơ n g 6. C á c q u á t r ì n h đ ì a c h ấ t n ô i s i n h ' _ , , 165 (Lê V ă n M ạ n h , T ạ T r ọ n g T h ắ n g ) 6 . 1 . H o ạ t đ ộ n g m a g m a (Lê V ă n M ạ n h ) 165 6.1.1. K h á i q u á t v ề h o ạ t đ ộ n g ĩ n a g m a 165 8
a- K h á i n i ệ m v ê m a g m a 165 b- N h i ệ t đ ộ c ủ a m a g m a 166 c- Đ ộ n h ớ t c ủ a m a g m a 167 d- C á c n g u y ê n t ố c h ấ t bốc c ủ a m a g m a 167 e- S ự n g u ộ i l ạ n h c ủ a m a g m a 167 f- S ự p h â n d ị m a g m a 168 6.1.2. H o ạ t đ ộ n g m a g m a x â m n h ậ p 169 a. K h á i n i ệ m chung 169 b. D ạ n g n ằ m của đ á x â m n h ậ p 170 6.1.3. H o ạ t đ ộ n g n ú i l ử a 173 a. C ấ u t r ú c v à h ì n h d ạ n g của n ú i lửa 173 b. Các dạng và k i ể u hoạt động núi lửa 175 c. S ả n p h ẩ m của h o ạ t đ ộ n g n ú i l ử a 180 d. V ậ t l i ệ u v ụ n n ú i lửa 181 e. Khí núi lửa 183 f. P h â n b ố n ú i lửa t r ê n Trái Đ ấ t 184 6.1.4. D ạ n g n ằ m c ủ a đ á p h u n t r à o 186 6.2. Đ ộ n g đ ấ t ( T ạ T r ọ n g T h ắ n g ) 188 6.2.1. K h á i q u á t v ề động đ ấ t v à n g u y ê n n h â n động đ ấ t 188 6.2.2. Cơ c h ế c ủ a đ ộ n g đ ấ t 189 a. Chấn tiêu và chấn t â m 189 b. C ấ p đ ộ n g đ ấ t , c ư ờ n g đ ộ v à h ậ u q u ả của đ ộ n g đ ấ t 189 c. S ó n g đ ộ n g đ ấ t , cơ c h ế l a n t r u y ề n , g h i c h é p đ ộ n g đ ấ t 193 6.2.3. P h â n b ố đ ộ n g đ ấ t t r ê n t h ế g i ớ i 196 6.2.4. Ý n g h ĩ a t h ự c t i ễ n của v i ệ c n g h i ê n c ứ u đ ộ n g đ ấ t 196 C h ư ơ n g 7. C á c q u á t r ì n h đ ị a c h ấ t n g o ạ i s i n h . ( H o ạ t đ ộ n g địa c h ấ t của k h í q u y ê n và sinh q u y ê n ) (Tạ Hoa P h ư ơ n g ) 7 . 1 . H o ạ t đ ộ n g đ ị a c h ấ t của k h í q u y ể n 199 7 . 1 . 1 . T h à n h p h ầ n v à c ấ u t r ú c p h â n t ầ n g của k h í q u y ể n 199 7.1.2. S ự c h u y ể n đ ộ n g của k h ô n g k h í 201 7.1.3. H o ạ t đ ộ n g đ ị a c h ấ t c ủ a gió 202 7.2. H o ạ t đ ộ n g đ ị a c h ấ t của s i n h q u y ể n 205 7.2.1. K h á i q u á t v ề sinh q u y ể n 205 9
7.2.2. P h â n b ố c ủ a s i n h v ậ t t r ê n T r á i Đ ấ t 206 7.2.3. V a i t r ò c ủ a s i n h v ậ t t r o n g sự b i ế n đ ổ i v ậ t c h ấ t t r ê n T r á i Đ ấ t 209 C h ư ơ n g 8. C á c q u á t r ì n h đ ị a c h ấ t n g o ạ i s i n h . ( H o ạ t đ ộ n g đ ị a c h ấ t của t h ú y q u y ê n v à t á c đ ộ n g p h o n g hoa) ( T ạ H o a P h ư ơ n g , N g u y ễ n V ă n V i n h ) 8.1. T h à n h p h ầ n v à p h â n b ố của t h ú y q u y ể n ( T ạ H o a P h ư ơ n g ) 214 8.2. H o ạ t đ ộ n g đ ị a c h ấ t của nước t r ê n l ụ c đ ị a ( T ạ H o a P h ư ơ n g ) 215 8.2.1. H o ạ t đ ộ n g xói m ò n v à v ậ n c h u y ê n 215 8.2.2. S ự h ì n h t h à n h v à h o ạ t đ ộ n g đ ị a c h ấ t của m ư ơ n g xói 215 8.2.3. M ạ n g s ô n g s u ố i 217 a. C á c t h ờ i k ỳ p h á t t r i ể n của s ô n g 218 b. C h u k ỳ xói m ò n , sự h ì n h t h à n h t h ề m s ô n g 220 c. M i ề n cửa s ô n g 221 8.3. H o ạ t đ ộ n g đ ị a c h ấ t của nước d ư ớ i đ ấ t ( N g u y ễ n V ă n V i n h ) 223 8.3.1. T í n h t h ấ m nước của đ á v à nước d ư ớ i đ ấ t 223 8.3.2. T r ạ n g t h á i của nước t r o n g đ á 223 8.3.3. N g u ồ n gốc c ủ a nước d ư ớ i đ ấ t 225 8.3.4. P h â n l o ạ i n ư ớ c d ư ớ i đ ấ t 227 8.3.5. T h à n h p h ầ n hoa học của nước d ư ớ i đ ấ t 230 8.3.6. K a r s t ( C a r x t ơ ) 232 8.3.7. T r ư ợ t đ ấ t 235 8.4. H o ạ t đ ộ n g địa c h ấ t của h ồ v à đ ầ m l ầ y ( N g u y ễ n V ă n V i n h ) 236 8.4.1. H ồ v à đ ặ c đ i ể m của h ồ 236 8 . 4 . 2 . H o ạ t đ ộ n g địa c h ấ t của h ồ 237 8.4.3. Đ ầ m l ầ y v à sự t h à n h t ạ o t h a n b ù n 238 8.5. H o ạ t đ ộ n g địa c h ấ t của b i ể n ( T ạ Hoa P h ư ơ n g ) 239 8.5.1. H o ạ t đ ộ n g p h á h u y của b i ể n 239 8.5.2. S ự c h u y ể n đ ộ n g v à v ậ n c h u y ể n của n ư ớ c b i ể n 241 8.5.3. H ì n h t h á i đ á y b i ể n v à sự l ắ n g đ ọ n g t r ầ m t í c h t r o n g b i ể n 244 8.6. H o ạ t đ ộ n g p h o n g h ó a ( N g u y ễ n V ă n V i n h ) 246 ì 8.6.1. P h o n g h ó a cơ học (hay p h o n g h ó a lý học) 247 8.6.2. P h o n g h ó a h ó a học 248 8.6.3. P h o n g h ó a s i n h học 249 8.6.4. S ả n p h ẩ m p h o n g h ó a 250 10
C h ư ơ n g 9. K h o á n g s ả n v à n g u ồ n g ố c c ủ a c h ú n g ( V ũ X u â n Đ ộ ) 254 9 . 1 . K h á i q u á t v ề k h o á n g s ả n học 254 9 . 1 . 1 . K h á i n i ệ m v ề k h o á n g s ả n v à k h o a học n g h i ê n c ứ u c h ú n g 254 9.1.2. C h ấ t l ư ợ n g v à t r ữ l ư ợ n g c ủ a m ỏ k h o á n g 256 9.1.3. P h â n l o ạ i k h o á n g s ả n theo đ ố i t ư ợ n g v à m ụ c đ í c h sử d ụ n g 257 a. K h o á n g s ả n k i m l o ạ i 257 b. K h o á n g s ả n p h i k i m l o ạ i 259 c. K h o á n g s ả n c h á y v à n h i ê n l i ệ u 261 9.2. N g u ồ n gốc t h à n h t ạ o c á c m ỏ k h o á n g 262 9 . 2 . 1 . M ỏ n g u ồ n gốc m a g m a 262 a. C á c m ỏ m a g m a t h ự c sự 262 b. C á c m ỏ p e g m a t i t 264 c. C á c m ỏ s k a r n 265 d. C á c m ỏ n h i ệ t d ị c h h ậ u m a g m a 266 9.2.2. C á c m ỏ n g u ồ n gốc b i ế n c h ấ t 270 a. C á c m ỏ b ị b i ế n c h ấ t 271 b. C á c m ỏ b i ế n c h ấ t 272 9.2.3. C á c m ỏ n g o ạ i s i n h 273 a. C á c m ỏ p h o n g hoa 273 b. C á c m ỏ t r ầ m t í c h 275 9.3. M ộ t s ố k h á i n i ệ m v ề đ i ề u t r a k h o á n g s ả n 279 ' 9.3.1. D ự b á o k h o á n g s ả n 279 9.3.2. T ì m k i ế m k h o á n g s ả n 279 a. C á c t i ề n đ ề t ì m k i ế m 280 b. C á c d ấ u h i ệ u t ì m k i ê m k h o á n g s ả n 281 C h ư ơ n g 10. V ậ n đ ộ n g k i ế n t ạ o c ủ a v ỏ T r á i Đ ấ t (Tống D u y Thanh, 283 Tạ Trọng Thắng) 10.1. C ấ u t r ú c v ỏ T r á i Đ ấ t . C á c t h u y ế t k i ế n t ạ o 283 10.1.1. C ấ u t r ú c v ỏ T r á i Đ ấ t 283 10.1.2. N ề n v à k h i ê n - H a i d ạ n g c ấ u t r ú c cổ của b ề m ặ t v ỏ T r á i Đ ấ t 284 10.1.3. C á c t h u y ế t k i ế n t ạ o 285 10.2. T h u y ế t đ ị a m á n g 285 10.2.1. Đ ặ c t í n h c ủ a đ ị a m á n g 285 li
10.2.2. C á c g i a i đ o ạ n h o ạ t đ ộ n g của đ ị a m á n g 286 10.3. T h u y ế t k i ế n t ạ o m ả n g 287 10.3.1. K h á i n i ệ m b a n đ ầ u v ề k i ế n t ạ o m ả n g 287 10.3.2. C á c m ả n g t h ạ c h q u y ể n 291 10.3.3. Cơ c h ế h o ạ t đ ộ n g c ủ a c á c k i ể u r a n h g i ớ i m ả n g 294 a. R a n h giới m ả n g p h â n k ỳ 294 b. R a n h giới m ả n g h ộ i t ụ 295 c. R a n h giới m ả n g c h u y ể n d ạ n g 301 10.3.4. K i ế n t ạ o m ả n g v à p h â n b ố t à i n g u y ê n 301 a. K i ế n t ạ o m ả n g v à p h â n b ố sự sống 301 b. K i ế n tạo m ả n g và p h â n b ố k h o á n g sản 303 Tài liệu tham khảo 304 12
Chương 1 T Ổ N G Q U A N V Ề T R Á I Đ Ấ T 1.1. T R Á I Đ Ấ T - Đ Ố I T Ư Ợ N G N G H I Ê N c ứ u C Ủ A N H I Ê U K H O A H Ọ C 1.1.1. Trái Đất, nơi sinh sông của loài người M ộ t c â u h ỏ i l ớ n đ ế n n a y v ẫ n c h ư a được g i ả i đ á p - l i ệ u có m ộ t t h i ê n t h ể n à o t r o n g v ũ t r ụ có m ộ t l o à i n g ư ờ i v à n ề n v ă n m i n h n h â n l o ạ i n h ư t r ê n T r á i Đ ấ t của c h ú n g t a k h ô n g ? B ằ n g n h i ề u k ế t q u ả n g h i ê n c ứ u v ề t h i ê n v ă n học, p h â n t í c h q u a n g p h ổ c á c t i a s á n g t ừ c á c t h i ê n t h ể n g ư ờ i ta đ ã có n h ữ n g p h á t h i ệ n , n h ữ n g d ự đ o á n r ằ n g ở t h i ê n t h ể n à y h a y t h i ê n t h ể k h á c có t h ể có n h ữ n g đ i ề u k i ệ n d ư ờ n g n h ư t h u ậ n l ợ i cho v i ệ c x u ấ t h i ệ n sự sống. Song l i ệ u có n ơ i n à o đ ó t r o n g v ũ t r ụ sự sống đ ã p h á t t r i ể n v à đ ạ t t ớ i mức hoặc h ơ n m ứ c c ủ a T r á i Đ ấ t , n ơ i m à l o à i n g ư ờ i đ a n g l à m c h ủ h à n h t i n h b ằ n g sự t h ô n g m i n h v à n ề n v ă n m i n h của m ì n h . V ố i h y v ọ n g t ì m t h ấ y v à l i ê n l ạ c được v ớ i m ộ t n ề n v ă n m i n h k h á c t r o n g v ũ t r ụ , n g ư ờ i t a đ ã n h i ề u l ầ n g ử i đ i n h ữ n g t í n h i ệ u v ô t u y ế n , n h ư n g n ế u có m ộ t n ề n v ă n m i n h n h ư v ậ y v à n ế u con n g ư ờ i v ũ t r ụ (ta cứ t ạ m g ọ i n h ư t h ế ) của n ề n v ă n m i n h đ ó n h ậ n được v à t r ả lòi c á c t í n h i ệ u v ô t u y ế n g ử i đ i t ừ T r á i Đ ấ t t h ì c ũ n g p h ả i đ ế n c á c t h ế h ệ con c h á u đ ò i sau c ủ a c h ú n g ta m ố i n h ậ n được sự t r ả lòi đ ó . Đ i ề u chắc c h ắ n l à t r o n g c á c h à n h t i n h a n h e m v ố i T r á i Đ ấ t đ a n g c ù n g xoay q u a n h M ặ t T r ờ i t h ì c h ỉ có h à n h t i n h c ủ a c h ú n g t a l à có sự s ố n g p h á t t r i ể n đ ế n mức đ ể có c h ú n g ta. K h ô n g m ộ t h à n h t i n h n à o có n h i ề u n ư ớ c v à k h ô n g k h í n h ư T r á i Đ ấ t v à c h í n h t ừ nước v à k h ô n g k h í đ ã x u ấ t h i ệ n sự sống, d ư ớ i b i ể n c á l ộ i t u n g t ă n g ; t r ê n c ạ n c â y x a n h p h ủ k h ắ p , đ ộ n g v ậ t v à n g ư ờ i s i n h sôi n ả y n ở . T ừ v ũ t r ụ n h ì n v ề , k h ô n g gì đ ẹ p t u y ệ t v ờ i b ằ n g h à n h t i n h x a n h của c h ú n g ta, c á c n h à d u h à n h v ũ t r ụ đ ã k h ẳ n g đ ị n h n h ư v ậ y . T ổ t i ê n của c h ú n g t a đ ã s i n h r a t r ê n T r á i Đ ấ t , t h ế h ệ k ế t i ế p t h ế h ệ , con n g ư ờ i đ ã k h ô n d ầ n , p h á t t r i ể n d ầ n đ ể đ ế n n g à y n a y đ ã t ự t ạ o cho m ì n h m ộ t n ề n v ă n m i n h r ự c rỡ v à n g à y c à n g được h o à n t h i ệ n t h ê m . N ế u m ỗ i c h ú n g t a đ ề u có n g ô i n h à , n ơ i c h ô n n h a u c ắ t r ố n , n h ư n g r ồ i k h i l ớ n k h ô n c h ú n g t a có t h ể r ò i c h u y ể n đ ế n m ộ t n g ô i n h à k h á c đ ẹ p h ơ n , k h a n g t r a n g v à k h o á n g đ ạ t h ơ n t h ì n g ô i n h à d u y n h ấ t h i ệ n n a y v à r ấ t n h i ề u t h ế h ệ m a i sau của l o à i n g ư ờ i v ẫ n c h ỉ l à h à n h t i n h x a n h đ ẹ p d u y n h ấ t c ủ a h ệ M ặ t T r ò i . T r ê n T r á i Đ ấ t n à y con n g ư ờ i đ ã s i n h r a , t r ú n g ụ v à t ì m t h ấ y t ấ t cả n h ộ n g gì c ầ n t h i ế t cho n ề n v ă n m i n h n g à y c à n g p h á t t r i ể n c ủ a m ì n h . N g a y cả ở n h ữ n g n ơ i có m ô i t r ư ờ n g t h i ê n n h i ê n k h ố c l i ệ t n h ấ t n h ư sa 13
m ạ c v à v ù n g cực b u ố t l ạ n h t h ì n h ữ n g đ i ề u k i ệ n cơ b ả n đ ể d u y t r ì sự s ố n g ở đ ó c ũ n g k h ô n g t h ể m ơ ước có được ở n h ữ n g h à n h t i n h k h á c t r o n g h ệ M ặ t T r ờ i . T r á i Đ ấ t c h í n h là n g ô i n h à t h â n t h ư ơ n g duy n h ấ t của con n g ư ờ i , n g ô i n h à ấ y d ù có vô c ù n g vĩ đ ạ i v à t r á n g l ệ , song n ế u n g à y qua n g à y t ừ n g v i ê n gạch, t ừ n g m ả n g t ư ờ n g của n ó cứ bị h u y h o ạ i , k h ô n g được bảo v ệ t h ì sự t h ấ t t h o á t ấ y qua n ă m t h á n g sẽ d ẫ n đ ế n sự l ụ i t à n . Sẽ r ấ t n g h i ê m t r ọ n g n ế u đ i ề u n à y x ả y ra. B ở i vì con n g ư ờ i có t h ể s á n g t ạ o v à x â y d ự n g được n h i ề u t h ứ , t ừ n h ữ n g ngôi n h à đ ơ n sơ đ ế n n h ữ n g c u n g đ i ệ n n g u y nga t r á n g l ệ , n h ữ n g t h i ế t bị k ỹ t h u ậ t cao, t ố i t â n v à phức t ạ p , n h ư n g con n g ư ờ i k h ô n g t h ể t ạ o r a m ộ t T r á i Đ ấ t k h á c . T r o n g n h i ề u t h ế h ệ nữa t r o n g t ư ơ n g l a i , con n g ư ờ i v ẫ n c h ư a t h ể k i ế m được t r o n g v ũ t r ụ m ộ t n g ô i n h à n à o k h á c n g ô i n h à m ì n h h i ệ n đ a n g có. 1.1.2. Con người nghiên cứu về Trái Đất " T r ò i t r ò n đ ấ t v u ô n g " , c â u n ó i cửa m i ệ n g t ừ n g à n x ư a đ ã p h ả n á n h q u a n n i ệ m t h ô sơ c ủ a ô n g cha t a v ề b ầ u t r ờ i v à T r á i Đ ấ t . T r ờ i k h ô n g t r ò n n h ư n g t ầ m m ắ t h ạ n c h ế c ủ a t h u ở x ư a k h ô n g t h ể h i ể u được c ấ u t r ú c v ũ t r ụ m à chỉ có t h ể h ì n h d u n g t u ồ n g n h ư t r ò i , tức v ũ t r ụ t r ò n n h ư m ộ t c á i v u n g k h ổ n g l ồ ú p t r ê n t o à n b ộ m ặ t đ ấ t . N h i ề u c â u c h u y ệ n d â n g i a n của c á c d â n tộc p h ư ơ n g Đ ô n g đ ề u t ư ở n g t ư ợ n g x ư a k i a t r ò i v à đ ấ t l i ề n g ầ n n h a u đ ể có t h ể bắc t h a n g l ê n đ ế n t ậ n t r ò i . H ì n h ả n h c h à n g lực sĩ H e r c u l e k h ổ n g l ồ , đ ứ n g t r ê n m ặ t đ ấ t h a i tay n â n g b ầ u t r ò i c ũ n g r ấ t q u e n t h u ộ c v ớ i c á c d â n tộc cổ x ư a ở p h ư ơ n g T â y . N g à y n a y t ừ e m học s i n h n h ỏ c ũ n g b i ế t r õ T r á i Đ ấ t k h ô n g v u ô n g m à t r ò n n h ư t ê n g ọ i c ủ a n ó - T r á i Đ ấ t . T u y v ậ y , đ ể đi đ ế n k h ẳ n g đ ị n h được c h â n lý đ ơ n g i ả n đ ó , n h â n l o ạ i đ ã t r ả i qua b i ế t bao sự g i a n t r u â n t ì m t ò i . T ừ n g à n x ư a , đ ấ t v u ô n g đ ã n h ư m ộ t c h â n lý v à chỉ đ ế n c u ố i t h ế k ỷ 15, đ ầ u t h ế k ỷ 16 đ ấ t t r ò n m ớ i được x á c n h ậ n v à c ũ n g t ừ đ ó t ê n g ọ i T r á i Đ ấ t (Địa cầu) m ớ i được k h ẳ n g đ ị n h n h ờ c á c c h u y ê n v ư ợ t đ ạ i d ư ơ n g c ủ a Colomb ( C h r i s t o p h e Colomb, 1451-1506), M a g e l l a n ( F e r n a n d de M a g e l l a n , . 1480-1521). Cho r ằ n g đ ấ t t r ò n , m ộ t ý n g h ĩ t á o b ạ o v à o t h ờ i ấ y , C o l o m b đ ã t ì m đ ư ờ n g t ừ T â y B a n N h a đ ế n A n Đ ộ theo h ư ớ n g t â y của đ ư ờ n g b i ể n , n h ò đ ó ô n g đ ã p h á t h i ệ n r a C h â u M ỹ (1492). M a g e l l a n c ù n g đ ộ i t h ú y t h ủ c ủ a ô n g l ầ n đ ầ u t i ê n h o à n t h à n h m ộ t v ò n g k h é p k í n theo đ ư ờ n g b i ể n t r o n g 3 n ă m l i ề n (1519-1521) c ũ n g r a đ i theo đ ư ờ n g b i ể n t ừ T â y B a n N h a v ề h ư ớ n g t â y , ô n g đ ã qua Đ ạ i T â y D ư ơ n g , l ầ n đ ầ u t i ê n đ ế n T h á i B ì n h D ư ơ n g v à sau k h i ô n g h y s i n h , đ ồ n g đ ộ i c ủ a ô n g đ ã qua A n Đ ộ D ư ơ n g v ò n g qua N a m C h â u P h i m à t r ở v ề T â y B a n N h a đ ú n g t ừ h ư ớ n g đ ô n g , t ừ đ ó T r á i Đ ấ t t r ò n được ô n g k h ẳ n g đ ị n h . T ừ k h i b i ế t v à k h ẳ n g đ ị n h được T r á i Đ ấ t t r ò n , h à n g l o ạ t c á c h à n h t r ì n h thám h i ể m đ ã được t i ế n h à n h . N h ữ n g cuộc t h á m h i ể m đ ê x á c đ ị n h cực bắc v à cực n a m của T r á i Đ ấ t đ ể p h á t h i ệ n n h ữ n g v ù n g đ ấ t m ớ i t r ê n c á c đ ạ i d ư ơ n g l ầ n l ư ợ t được t i ế n h à n h t ừ t h ế k ỷ n à y sang t h ế k ỷ k h á c để n g à y c à n g h o à n t h i ệ n b ả n đồ t h ế giới. T r o n g k h u ô n k h ổ g i á o t r ì n h n à y , c h ú n g ta k h ô n g có đ i ề u k i ệ n đ ể đ ề c ậ p c h i t i ế t đ ế n v ấ n đ ề lý t h ú v ề l ị c h sử c á c p h á t h i ệ n đ ị a lý t r o n g c á c t h ế k ỷ t r ư ớ c . Con n g ư ờ i sống t r ê n T r á i Đ ấ t , m ọ i t à i n g u y ê n c ầ n cho sự p h á t t r i ể n v ă n m i n h v à đ ờ i sống đ ề u l ấ y l ê n t ừ l ò n g đ ấ t v à m ặ t đ ấ t . Con n g ư ờ i c ũ n g đ a n g sống v ớ i n h ữ n g đ i ề u k i ệ n t ự 14
n h i ê n k h á c n h a u đ a n g h à n g n g à y d i ễ n r a t r ê n T r á i Đ ấ t . C h í n h vì t h ế , c á c đ ố i t ư ợ n g n g h i ê n c ứ u v ề T r á i Đ ấ t vô c ù n g r ộ n g lớn, có t h ể n ó i í t có m ộ t l ĩ n h vực k h o a học n à o l ạ i có q u y m ô r ộ n g l ớ n n h ư c á c k h o a học n g h i ê n c ứ u v ề T r á i Đ ấ t v à n h ữ n g t h à n h t ự u n g h i ê n c ứ u v ề T r á i Đ ấ t c ũ n g n g à y c à n g được t í c h l ũ y , con n g ư ờ i n g à y c à n g h i ể u đ ầ y đ ủ h ơ n v ề nơi t ô t i ê n m ì n h đ ã sống, m ì n h đ a n g s ô n g v à cả t h ế h ệ con c h á u c ũ n g sẽ sống ở đ â y . N g à y n a y b ả n đ ồ t h ế giới đ ã k h á h o à n c h ỉ n h , t h ờ i k ỳ của c á c p h á t h i ệ n l ớ n v ề đ ị a lý, p h á t h i ệ n c á c v ù n g đ ấ t m ớ i đ ã qua r ồ i . Con n g ư ờ i đ ã b i ế t k h á t ư ờ n g t ậ n v ề h ì n h t h ể T r á i Đ ấ t , r ằ n g h à n h t i n h của c h ú n g t a k h ô n g p h ả i là h ì n h c ầ u t r ò n m à l à m ộ t h ì n h c ầ u d ẹ t , r ằ n g h a i cực của n ó k h ô n g g i ố n g n h a u v à T r á i Đ ấ t được c ấ u t r ú c t ừ n h i ề u v à n h t r ò n đồng t â m gọi là các địa quyển. T ừ trong ra ngoài gồm n h â n , manti, t h ạ c h quyển, t h ú y q u y ê n , s i n h q u y ể n v à k h í q u y ế n . M ứ c đ ộ h i ể u b i ế t của con n g ư ờ i v ề t ừ n g q u y ể n có k h á c n h a u n h ư n g c h ú n g ta chỉ m ớ i b i ế t k h á t ư ớ n g t ậ n v ề c á c q u y ể n n g o à i n h ư k h í q u y ể n , t h ú y q u y ể n , s i n h q u y ê n v à p h ầ n n g o à i của t h ạ c h q u y ể n . Con n g ư ò i n g à y c à n g á p d ụ n g n h i ề u t h à n h t ự u m ớ i n h ấ t v ề k h o a học - k ỹ t h u ậ t đ ể n g h i ê n c ứ u T r á i Đ ấ t . N h ữ n g m á y m ó c t i n h v i h i ệ n đ ạ i n h ấ t đ ã được sử d ụ n g đ ể p h â n t í c h t h à n h p h ầ n v ậ t c h ấ t của t h ạ c h q u y ể n , x á c đ ị n h t u ổ i c ủ a đ á t r ê n T r á i Đ ấ t , n g h i ê n c ứ u c ấ u t ạ o của c á c t ầ n g đ á , n g h i ê n c ứ u t h à n h p h ầ n v à h o ạ t đ ộ n g của đ ấ t l i ề n , của b i ể n cả, của k h ô n g k h í V.V.. N g ư ờ i ta đ ã k h o a n s â u x u ố n g d ư ớ i đ á y b i ể n v à t r ê n l ụ c đ ị a ( t ớ i 12 k m ) đ ể n g h i ê n c ứ u l ò n g đ ấ t , đ ã p h ó n g t ê n l ử a l ê n k h ô n g t r u n g đ ể n g h i ê n c ứ u k h í q u y ể n . Bước n g o ặ t l ớ n t r o n g v i ệ c n g h i ê n cứu T r á i Đ ấ t là t h à n h công trong việc n g h i ê n cứu h à n h t i n h n à y t ừ v ũ t r ụ . B ắ t đ ầ u t ừ v i ệ c L i ê n Xô p h ó n g v ệ t i n h n h â n t ạ o đ ầ u t i ê n của T r á i Đ ấ t (1957), n h ờ con t à u v ũ t r ụ đ ầ u t i ê n (1961) của L i ê n Xô r ồ i sau đ ó l à h à n g l o ạ t c á c con t à u v ũ t r ụ k h á c của L i ê n Xô v à M ỹ m à n h i ề u t ư l i ệ u m ớ i v ề T r á i Đ ấ t đ ã được b ổ sung. N h ữ n g t ư l i ệ u n à y đ ã t r ả l ờ i được h à n g l o ạ t n h ữ n g c â u h ỏ i , h à n g l o ạ t n h ữ n g v ấ n đ ề m à bao đòi nay con n g ư ờ i k h ô n g g i ả i đ á p được b ằ n g c á c h n g h i ê n c ứ u t r ê n m ặ t đ ấ t . C á c k h o a học v ề T r á i Đ ấ t , t r o n g đ ó Đ ị a c h ấ t học có vị t r í h à n g đ ầ u , n g à y nay t r ở n ê n r ấ t đ a d ạ n g . Theo n h u c ầ u n g h i ê n c ứ u n g à y c à n g s â u v ề T r á i Đ ấ t m à x u ấ t h i ệ n n g à y c à n g n h i ề u n g à n h c h u y ê n m ô n m ớ i , v i ệ c á p d ụ n g c á c t i ế n bộ k h o a học c ũ n g l ạ i t h ú c đ ẩ y sự r a đòi n h i ề u p h ư ơ n g p h á p , n h i ề u c h u y ê n m ô n m ớ i t r o n g k h o a học T r á i Đ ấ t . T u y n h i ê n , đ ố i t ư ợ n g của k h o a học v ề T r á i Đ ấ t l à n g h i ê n c ứ u c á c q u y ể n của n ó v à m ố i t ư ơ n g t á c g i ữ a c á c q u y ể n v ớ i n h a u , m ặ t k h á c t u y t h u ộ c v à o n h u c ầ u của con n g ư ờ i t r o n g v i ệ c sử d ụ n g đ i ề u k i ệ n t ự n h i ê n v à t à i n g u y ê n n ê n n g ư ờ i ta t h ư ờ n g h ì n h d u n g c á c k h o a học v ề T r á i Đ ấ t g ồ m h a i n h ó m l ớ n . Nhóm thứ nhất bao gồm các khoa học về Địa chất n h ằ m n g h i ê n c ứ u v ề l ò n g đ ấ t , m à c h ủ y ế u l à n g h i ê n c ứ u v ề t h ạ c h q u y ể n , n ơ i c u n g cấp cho con n g ư ờ i t ấ t cả c á c t à i n g u y ê n k h o á n g sản, nơi n ả y s i n h n h ữ n g h i ệ n t ư ợ n g t ừ l ò n g đ ấ t m à con n g ư ờ i c ầ n b i ế t đ ể có b i ệ n p h á p x ử lý t r o n g cuộc sống h à n g n g à y . Nhóm thứ hai bao g ồ m c á c k h o a học n g h i ê n c ứ u v ề các q u y ế n n g o à i của T r á i Đ ấ t c ù n g m ố i t ư ơ n g t á c c ủ a c h ú n g v ớ i n h a u , được t ậ p hợp t r o n g n g à n h khoa học về Địa lý. Có n h ữ n g k h o a học t r u n g g i a n g i ữ a h a i n h ó m n à y n h ư Đ ị a m ạ o học, hoặc có n h ữ n g k h o a học n g h i ê n c ứ u v ề m ộ t q u y ể n c ủ a T r á i Đ ấ t (sinh q u y ể n ) n h ư n g t ừ l â u đ ã t r ở t h à n h m ộ t n g à n h k h o a học 15
p h á t t r i ể n độc l ậ p n h ư S i n h học, m à t r o n g đ ó chỉ c ò n m ộ t v à i b ộ p h ậ n có m ố i q u a n h ệ t r ự c t i ế p v ớ i c á c k h o a học T r á i Đ ấ t . C ũ n g l ạ i có n h ữ n g c h u y ê n n g à n h v ừ a t h u ộ c p h ạ m v i của n g à n h k h o a học k h á c . n h ư n g do đ ố i t ư ợ n g n g h i ê n c ứ u có l i ê n q u a n t r ự c t i ế p v ớ i k h o a học T r á i Đ ấ t n ê n c ũ n g được coi l à bộ p h ậ n của k h o a học T r á i Đ ấ t , v í n h ư m ô n k h o a học v ề p h â n b ố đ ị a lý của s i n h v ậ t (Địa lý sinh học). V ớ i t ì n h h ì n h n h ư v ậ y , v i ệ c p h â n l o ạ i c á c k h o a học v ề T r á i Đ ấ t t r ở n ê n phức t ạ p . T r o n g p h ạ m v i g i á o t r ì n h n à y , d ư ớ i đ â y c h ú n g t a c h ú ý n h i ề u h ơ n v ề t ì m h i ể u c á c c h u y ê n n g à n h của Đ ị a c h ấ t học v à m ố i t ư ơ n g quan giữa c h ú n g với nhau. Các khoa học Địa chất Đ ố i t ư ợ n g n g h i ê n c ứ u của các khoa học địa c h ấ t là c á c q u y ể n b ê n t r o n g của T r á i Đ ấ t , n h ư n g h i ệ n n a y địa c h ấ t học m ớ i chỉ n g h i ê n c ứ u được n h i ề u v ề p h ầ n b ê n t r ê n của q u y ể n n g o à i c ù n g t r o n g s ố các q u y ể n b ê n t r o n g của T r á i Đ ấ t - t h ạ c h q u y ể n . V i ệ c n g h i ê n c ứ u địa c h ấ t được b ắ t đ ầ u b ằ n g n g h i ê n c ứ u t h à n h p h ầ n v ậ t c h ấ t của t h ạ c h q u y ể n , đ ó là n h i ệ m v ụ của c á c k h o a k h o á n g v ậ t học, t h ạ c h học v à địa hoa học. Khoáng vật học l à khoa học v ề c á c đ ơ n c h ấ t v à hợp c h ấ t có t r o n g t ự n h i ê n g ọ i là k h o á n g v ậ t , n h ư v à n g , k i m cương, b ạ c h k i m , c a l c i t ( C a C 0 ) , t h ạ c h a n h (S1O2) V.V.. . Đặc 3 t í n h của k h o á n g v ậ t l à có hoa t í n h k h á b ề n v ữ n g v à lý t í n h k h á đ ồ n g n h ấ t . M ỗ i k h o á n g v ậ t có m ộ t k i ể u c ấ u t r ú c p h â n t ử đặc t r ư n g t h ể h i ệ n qua d ạ n g t i n h t h ể của n ó . D o đó m à b ộ m ô n Tinh thể học l à m ộ t khoa học t u y có p h ư ơ n g p h á p n g h i ê n c ứ u g ắ n l i ề n vói v ậ t lý v à hoa học n h ư n g do có m ố i t ư ơ n g q u a n m ậ t t h i ế t v ớ i k h o á n g v ậ t học n ê n n g ư ờ i ta c ũ n g coi t i n h t h ể học n h ư là m ộ t m ô n t r o n g các k h o a học v ề T r á i Đ ấ t . Thạch học n g h i ê n c ứ u v ề c á c l o ạ i đ á h ợ p t h à n h v ỏ T r á i Đ ấ t . N g h i ê n c ứ u t h à n h p h ầ n c á c l o ạ i đ á của T r á i Đ ấ t v à quy l u ậ t t h à n h tạo n ê n c h ú n g là n h i ệ m v ụ của t h ạ c h học. Địa hoa học c ũ n g l à m ộ t k h o a học n g h i ê n c ứ u v ề t h à n h p h ầ n v ậ t c h ấ t của T r á i Đ ấ t . V ớ i t ê n g ọ i c ủ a n ó , ta d ễ h ì n h d u n g đ ó là c h u y ê n n g à n h l i ê n q u a n c h ặ t c h ẽ v ớ i cả H o a học v à Đ ị a c h ấ t học. Đ ó l à k h o a học n g h i ê n c ứ u v ề t h à n h p h ầ n hoa học c ủ a T r á i Đ ấ t , m à t r ư ớ c h ế t là của t h ạ c h q u y ể n , q u y l u ậ t p h â n b ố v à đ ặ c t í n h d i c h u y ể n của c h ú n g t r o n g t h ạ c h q u y ể n . C ù n g v ớ i k h o á n g v ậ t học v à t h ạ c h học, đ ị a hoa học đ ã g ó p p h ầ n quan t r ọ n g trong việc p h á t h i ệ n các m ỏ k h o á n g sản. Địa chất khoáng sản c ũ n g t h u ộ c n h ó m c á c k h o a học n g h i ê n c ứ u t h à n h p h ầ n v ậ t c h ấ t c ủ a t h ạ c h q u y ế n . M ô n k h o a học n à y n g h i ê n c ứ u t h à n h p h ầ n v à quy l u ậ t s i n h t h à n h , q u y l u ậ t p h â n b ố của k h o á n g s ả n n h ằ m p h ụ c v ụ cho c á c n g à n h k i n h t ế quốc d â n . Đ ị a c h ấ t k h o á n g s ả n được coi là m ộ t k h o a học ứ n g d ụ n g t r o n g Đ ị a c h ấ t học v ì n ó t r ự c t i ế p ứ n g d ụ n g t ổ n g t h ế n h ữ n g quy l u ậ t đ ị a c h ấ t đ ể t ì m k i ế m , p h á t h i ệ n c á c k h o á n g s ả n . Địa tầng học. N ế u c á c k h o a học v ề k h o á n g v ậ t , t h ạ c h học v à đ ị a hoa n g h i ê n c ứ u v ề t h à n h p h ầ n v ậ t c h ấ t c ủ a t h ạ c h q u y ể n t h ì m ộ t s ố m ô n k h o a học k h á c n h ư Đ ị a t ầ n g hoe K i ế n t ạ o học l ạ i l à k h o a học n g h i ê n c ứ u v ề l ị c h sử, q u y l u ậ t h o ạ t đ ộ n g v à c ấ u t r ú c c ủ a v ỏ T r á i Đ ấ t . T r o n g đó, Đ ị a t ầ n g học n g h i ê n c ứ u v à x á c đ ị n h q u y l u ậ t v à l ị c h sử h ì n h t h à n h c á c t ầ n g đ á c ủ a v ỏ T r á i Đ ấ t , n h ờ đ ó m à c h ú n g t a x á c đ ị n h đ ư ợ c t u ổ i 16
ĐẠI HỌC THẤĨNQUỴỄN KHOA KHOA HỌC Tự NHtỂN VÀ XẠ HÔI T H Ư V I Ệ N c á c t ầ n g đ á , l ị c h sử h ì n h t h à n h " v a p h á t t r i ể n c ủ a vỏ T i á i D á i t r o n g t ừ n g k h u v ự c v à t r ê n t o à n t h ế giới. M ộ t m ô n k h o a học n g u y ê n l à t h u ộ c S i n h học song có m ố i l i ê n q u a n m ậ t t h i ế t v ớ i Đ ị a t ầ n g học n ê n c ũ n g được coi l à m ộ t b ộ p h ậ n c ủ a Đ ị a c h ấ t học, đ ó l à cổ sinh vật học. M ô n k h o a học n à y n g h i ê n c ứ u v ề d i t í c h c á c s i n h v ậ t được bảo t ồ n t r o n g đ á . C h í n h n h ờ d i t í c h c ủ a s i n h v ậ t được b ả o t ồ n t r o n g c á c t ầ n g đ á m à c á c n h à Đ ị a c h ấ t học x á c đ ị n h đ ư ợ c c á c t ầ n g đ á có t u ổ i g i à t r ẻ k h á c n h a u . Kiến tạo học là k h o a học n g h i ê n c ứ u v ề c ấ u t r ú c , quy l u ậ t v à lịch sử v ậ n đ ộ n g của v ỏ T r á i Đ ấ t . K ế t q u ả n g h i ê n c ứ u của K i ế n t ạ o học k h ô n g n h ữ n g cho ta b i ế t được quy l u ậ t v à q u á t r ì n h h ì n h t h à n h c á c c ấ u t r ú c b ề m ặ t T r á i Đ ấ t , sự h ì n h t h à n h c á c d ã y n ú i , c á c đ ồ n g b ằ n g , c á c h ố b i ể n s â u V.V.. K ế t q u ả n g h i ê n c ứ u v ề k i ế n t ạ o c ũ n g c u n g cấp cho con n g ư ờ i t r i t h ứ c đ ê t ì m k i ế m k h o á n g sản, đ ể ứ n g d ụ n g c á c quy l u ậ t v ậ n đ ộ n g của vỏ T r á i Đ ấ t v à o m ụ c đ í c h p h ụ c v ụ cho đ ờ i sống h à n g n g à y của con n g ư ờ i . Địa vật lý ứ n g d ụ n g c á c t r i t h ứ c , c á c t h à n h t ự u của V ậ t lý học đ ể n g h i ê n c ứ u v ề T r á i Đ ấ t . N g ư ờ i t a c ũ n g t h ư ờ n g p h â n b i ệ t Vật lý địa cầu l à k h o a học n g h i ê n c ứ u c h u n g v ề t í n h c h ấ t v ậ t lý c á c q u y ể n của T r á i Đ ấ t , c ò n t ê n g ọ i Địa vật lý t h ư ờ n g d à n h đ ể chỉ m ô n k h o a học n g h i ê n c ứ u t h ạ c h q u y ể n . K h o a học Đ ị a v ậ t lý có ý n g h ĩ a r ấ t l ớ n , n h ờ k ế t q u ả n g h i ê n c ứ u của n ó p h ố i hợp v ớ i c á c k ế t q u ả của c á c k h o a học k h á c c ủ a Đ ị a c h ấ t học m à n g ư ờ i ta đ ã p h á t h i ệ n n h i ề u m ỏ ở dưới s â u lòng đất, cũng c h í n h n h ò k ế t q u ả n g h i ê n cứu đó n g ư ờ i t a b i ế t được c ấ u t r ú c d ư ớ i s â u của l ò n g đ ấ t , n ơ i m à h i ệ n n a y c á c m ũ i k h o a n h i ệ n đ ạ i n h ấ t cũng c h ư a t h ể vươn tới. T r ê n đ â y l à n h ữ n g k h o a học c h ủ y ế u của Đ ị a c h ấ t học, m ỗ i k h o a học l ạ i p h â n n h ỏ t h à n h c á c k h o a học c h i t i ế t h ơ n , s â u h ơ n . Có t h ể n ê u l ê n v à i ví d ụ n h ư t ừ T h ạ c h học c ò n p h â n r a Thạch học đá macma — n g h i ê n c ứ u v ề đ á có n g u ồ n gốc t ừ l ò n g T r á i Đ ấ t x u y ê n l ê n t h ạ c h q u y ể n , Thạch học đá trầm tích n g h i ê n c ứ u v ề c á c đ á t h à n h t ạ o do sự t í c h đ ọ n g c á c s ả n p h ẩ m p h á h u y t ừ c á c c ấ u p h ầ n của t h ạ c h q u y ể n , s i n h q u y ể n V.V.. T r o n g đ ị a t ầ n g học có c á c m ô n c h u y ê n s â u k h á c n h ư Sinh địa tầng, Thạch địa tầng, Thời địa tầng V.V.. . C á c b ộ m ô n k h o a học Đ ị a c h ấ t ứ n g d ụ n g có t ầ m q u a n t r ọ n g r ấ t l ớ n đ ố i v ớ i đ ờ i s ố n g con n g ư ờ i . T r o n g s ố đ ó t r ư ớ c h ế t t a k ể đ ế n Địa chất thúy văn — nghiên cứu về t h à n h p h ầ n v à quy l u ậ t p h â n b ố n ư ố c n g ầ m . V a i t r ò của nước n g ầ m n g à y nay ít ai k h ô n g b i ế t t ớ i v ì n ó l à n g u ồ n c u n g c ấ p c h ủ y ế u cho n h u c ầ u n ư ớ c t r o n g s i n h h o ạ t v à s ả n x u ấ t c ủ a p h ầ n l ớ n c á c đ ô t h ị , c u n g c ấ p n ư ớ c cho n h i ề u v ù n g k h ô h ạ n . Địa chất công trình l à m ộ t k h o a học đ ị a c h ấ t ứ n g d ụ n g m à k h ô n g có n ó c á c c ô n g t r ì n h x â y d ự n g n h ư c á c đ ậ p t h ú y đ i ệ n , c á c c ô n g t r ì n h x â y d ự n g c ô n g n g h i ệ p , v ă n hoa, giao t h ô n g v ậ n t ả i sẽ k h ô n g đ ả m b ả o được sự a n t o à n . Con n g ư ờ i đ ã t ừ n g p h ả i t r ả g i á r ấ t đ ắ t v à t h ậ m c h í b ằ n g cả s i n h m ạ n g do c á c c ô n g t r ì n h x â y d ự n g l ớ n k h ô n g đ ư ợ c đ i ề u t r a đ ầ y đ ủ v ề đ i ề u k i ệ n đ ị a chê^t n ề n m ó n g . T r o n g c á c k h o a học v ề địa c h ấ t c ũ n g l ạ i có n h ữ n g c h u y ê n đ ề n h ư Địa chất Đệ Tứ, Địa chất biển V.V.. đ ã d ầ n d ầ n t r ỗ t h à n h n h ữ n g k h o a học độc l ậ p , do t ầ m q u a n t r ọ n g của 17
c h ú n g đ ố i v ớ i h o ạ t đ ộ n g k i n h t ế v à v ớ i đòi sống con n g ư ờ i n ó i c h u n g . Đ ị a c h ấ t Đ ệ T ứ n g h i ê n c ứ u c á c q u á t r ì n h đ ị a c h ấ t v à h ậ u q u ả của c h ú n g t r o n g g i a i đ o a n t r ẻ n h ấ t của l ị c h sử T r á i Đ ấ t - k ỷ Đ0ứ. Địa chất biển l à m ộ t t r o n g n h ữ n g k h o a học t r ẻ t r o n g Đ ị a c h ấ t học, đ ố i t ư ợ n g n g h i ê n c ứ u c ủ a n ó l à c á c h o ạ t đ ộ n g đ ị a c h ấ t v à h ệ q u ả của c h ú n g ở c á c đ ạ i d ư ơ n g , t r ư ớ c h ế t l à ở đ á y đ ạ i d ư ơ n g v à t h ề m l ụ c đ ị a . V a i t r ò của Đ ị a c h ấ t b i ể n n g à y n a y được x á c đ ị n h r õ n é t do con n g ư ờ i n g à y c à n g t ì m c á c h k h a i t h á c n h i ề u t à i n g u y ê n k h o á n g s ả n ở đ á y b i ể n v ù n g t h ề m l ụ c địa, t r ư ớ c h ế t l à d ầ u m ỏ v à k h í đ ố t . K h ô n g n h ữ n g t h ế , k ế t q u ả n g h i ê n c ứ u của Đ ị a c h ấ t b i ể n c ò n c u n g cấp cho c h ú n g t a n h i ề u d ẫ n l i ệ u g i ả i đ á p c á c v ấ n đ ề v ề q u y l u ậ t v à l ị c h sử h o ạ t đ ộ n g của t h ạ c h q u y ể n . 1.1.3. Phương pháp nghiên cứu C á c k h o a học v ề T r á i Đ ấ t n ó i c h u n g v à Đ ị a c h ấ t học n ó i r i ê n g sử d ụ n g n h i ề u t h à n h q u ả c á c k h o a học t ự n h i ê n , t r ư ớ c h ế t l à c á c k h o a học v ậ t lý v à hoa học, đ ể n g h i ê n cứu, g i ả i quyết n h i ệ m v ụ t ì m h i ể u các h i ệ n tượng, các q u á t r ì n h x ẩ y ra t r ê n b ề m ặ t đ ấ t và t r o n g l ò n g đ ấ t . P h ư ơ n g p h á p q u a n t r ọ n g của c á c k h o a học v ề T r á i Đ ấ t v à của Đ ị a c h ấ t học l à p h ư ơ n g p h á p quy n ạ p , q u a n s á t , t h u t h ậ p c á c t ư l i ệ u , p h â n t í c h c h ú n g b ằ n g sử d ụ n g c á c p h ư ơ n g p h á p của v ậ t lý v à hoa học, cơ học V.V.. đ ể r ú t r a n h ữ n g k ế t l u ậ n , n h ữ n g quy l u ậ t của sự v ậ n đ ộ n g v ậ t c h ấ t x ẩ y r a t r ê n T r á i Đ ấ t . N h ữ n g q u a n s á t t i ế p theo t r o n g t ự n h i ê n l ạ i sẽ c h ứ n g n g h i ệ m cho n h ữ n g k ế t l u ậ n , n h ữ n g quy l u ậ t đ ã r ú t ra. Sự q u a n sát, t h u t h ậ p t ư l i ệ u c à n g chi t i ế t c à n g giúp các n h à n g h i ê n cứu đi đ ế n n h ữ n g k ế t l u ậ n c à n g đ ú n g đ ắ n . Do đ ó t r o n g k h o a học v ề T r á i Đ ấ t n ó i c h u n g v à v ề đ ị a c h ấ t n ó i r i ê n g , c ô n g t á c t r ắ c đ ạ c t ự n h i ê n có ý n g h ĩ a q u y ế t đ ị n h cho m ọ i k ế t l u ậ n k h o a học. C ó t h ể n ó i t ự n h i ê n bao l a l à " p h ò n g t h í n g h i ệ m " k h ổ n g l ồ c ủ a c á c n h à n g h i ê n cứu địa chất. T r o n g c á c k h o a học v ậ t lý v à hoa học p h ư ơ n g p h á p q u a n t r ọ n g b ậ c n h ấ t l à t i ế n h à n h t h ự c n g h i ệ m t r o n g c á c p h ò n g t h í n g h i ệ m n h ằ m k i ể m c h ứ n g n h ữ n g v ấ n đ ề lý t h u y ế t . C á c q u á t r ì n h lý hoa x ẩ y r a t r ê n v à t r o n g T r á i Đ ấ t t h ư ờ n g d i ễ n r a t r ê n q u y m ô k h ổ n g l ồ v à n h i ề u sự k i ệ n đ ã v à đ a n g x ẩ y r a t r o n g n h ữ n g đ ơ n v ị t h ò i g i a n l â u d à i có k h i h à n g t r i ệ u n ă m . C h ú n g t a k h ó có t h ể l à m n h ữ n g t h í n g h i ệ m v ề c á c q u á t r ì n h t ạ o n ú i n h ư sự h ì n h t h à n h d ã y n ú i H y m a l a y a , c ũ n g k h ô n g t h ể l à m t h í n g h i ệ m v ề sự n ó n g c h ả y c á c đ á t r o n g l ò n g đ ấ t đ ể p h u n l ê n t h à n h n h ữ n g n ú i l ử a . C á c n h à k h o a học c h ỉ có t h ể t i ế n h à n h m ộ t số thực n g h i ệ m mang t í n h chất m ô h ì n h để t ì m h i ể u m ộ t vài k h í a c ạ n h c ủ a n h ữ n g h i ệ n t ư ợ n g , n h ữ n g sự k i ệ n đ ã v à đ a n g x ẩ y r a t r ê n v à t r o n g T r á i Đ ấ t . T r o n g Đ ị a c h ấ t học c á c p h ư ơ n g p h á p n g h i ê n c ứ u v ậ t lý n h ư n g h i ê n c ứ u sự t r u y ề n s ó n g c h ấ n đ ộ n g , p h ư ơ n g p h á p n g h i ê n c ứ u t ừ t í n h , n g h i ê n c ứ u đ i ệ n t r ở k h á n g của v ậ t c h ấ t đ ề u được á p d ụ n g đ ể n g h i ê n c ứ u c ấ u t r ú c của T r á i Đ ấ t . Đ ể n g h i ê n c ứ u t h à n h p h ầ n v ậ t c h ấ t của v ỏ T r á i Đ ấ t n g ư ờ i ta á p d ụ n g c á c p h ư ơ n g p h á p p h â n t í c h của hoa học. N h ữ n g p h ư ơ n g t i ệ n p h â n t í c h t ừ cổ đ i ể n đ ế n h i ệ n đ ạ i n h ấ t của v ậ t lý v à hoa học đ ề u được c á c n h à đ ị a c h ấ t ứ n g d ụ n g v à o n g h i ê n c ứ u t h à n h p h ầ n v à c ấ u t r ú c vỏ T r á i Đ ấ t v à 18-
T r á i Đ ấ t n ó i c h u n g . N h i ề u k i ế n t h ứ c s i n h v ậ t học c ũ n g được ứ n g d ụ n g t r o n g Đ ị a c h ấ t học, đ ặ c b i ệ t t r o n g cổ s i n h v ậ t học đ ể đ ị n h t u ổ i c á c đ á . 1.2. TRÁI ĐẤT TRONG HỆ MẶT TRỜI 1.2.1. Cấu trúc của hệ Mặt Trời H ệ M ặ t T r ò i (hay T h á i D ư ơ n g H ệ ) là m ộ t h ệ các t h i ê n t h ể t r o n g c ấ u t r ú c v ũ t r ụ c ủ a T h i ê n h à v à t r o n g v ũ t r ụ l ạ i có r ấ t n h i ề u T h i ê n h à . M ặ t Tròi là t h i ê n thể t r u n g t â m c h i ế u s á n g cho cả h ệ m a n g t ê n n ó . Đ ó l à k h ố i c ầ u l ử a k h ổ n g l ồ , n h i ệ t đ ộ t r ê n b ề m ặ t đ ạ t t ớ i 6 0 0 0 ° c , c h i ế m 99,87% k h ố i lượng của t o à n bộ h ệ M ặ t T r ò i , gấp 332 l ầ n k h ố i l ư ợ n g T r á i Đ ấ t v à có đ ư ờ n g k í n h g ấ p 109 l ầ n đ ư ờ n g k í n h T r á i Đ ấ t . T ỷ t r ọ n g t r u n g b ì n h của M ặ t T r ò i là l,41g/cm 3 n h ư n g ở n h i ề u chỗ tỷ t r ọ n g lên tới 117g/cm . T h à n h p h ầ n hoa học của M ặ t T r ờ i c ũ n g g ồ m n h ữ n g n g u y ê n t ố đ ã b i ế t 3 t r ê n T r á i Đ ấ t , n h ư n g m ố i t ư ơ n g quan giữa các n g u y ê n t ố h o à n t o à n k h á c ở T r á i Đất. Các n g u y ê n t ố k h í n h ẹ n h ư hydro và heli chiếm vai trò chủ y ế u cấu tạo n ê n M ặ t T r ò i . T h ự c t ế M ặ t T r ờ i l à n g u ồ n n h i ệ t v à n g u ồ n c h i ế u s á n g v ô t ậ n c ủ a cả h ệ , n g u ồ n n à y đ ư ợ c t ạ o r a n h ờ c á c p h ả n ứ n g n h i ệ t h ạ c h , do đ ó c á c n g u y ê n t ố hoa học c h ủ y ế u c ủ a M ặ t T r ò i b i ế n t h à n h h e l i . N g ư ờ i t a t í n h r a cứ m ỗ i g i â y t r ê n M ặ t T r ờ i có k h o ả n g 5 t r i ệ u t ấ n v ậ t c h ấ t b ị t h i ê u đ ố t , n h ư n g t r o n g q u á t r ì n h 2 t ỷ n ă m qua M ặ t T r ờ i c ũ n g c h ỉ m ớ i t h i ê u đ ố t m ấ t 1/7500 k h ố i l ư ợ n g c ủ a n ó . T r o n g đ ò i sống b ã o l ử a của M ặ t T r ò i , n g ư ờ i ta q u a n s á t được n h ữ n g c h u k ỳ m a n g t í n h m ạ c h đ ộ n g . C á c t h ò i k ỳ h o ạ t đ ộ n g t í c h cực xen v ớ i t h ò i k ỳ " y ê n t ĩ n h " h ơ n k h i x u ấ t h i ệ n n h ữ n g v ế t đ e n , m ỗ i c h u k ỳ n h ư v ậ y k é o d à i k h o ả n g l i n ă m . C ò n c h u k ỳ c ủ a sự x u ấ t h i ệ n c ư ờ n g đ ộ t ừ t r ư ờ n g m ạ n h n h ấ t k h i có v ế t đ e n t r ê n M ặ t T r ờ i k é o d à i 22 n ă m . Có l ẽ c ò n có n h ữ n g c h u k ỳ l ớ n h ơ n m à c h ú n g t a c h ư a b i ế t r õ . T r o n g h ệ M ặ t T r ò i ( H ì n h 1.1, B ả n g 1.1) có t ấ t cả 9 h à n h t i n h q u a y x u n g q u a n h M ặ t T r ờ i v à 64 v ệ t i n h , n h i ề u t i ể u h à n h t i n h , t h i ê n t h ạ c h v à Sao C h ổ i . N ó i c h u n g , q u ỹ đ ạ o của c á c h à n h t i n h n ằ m t r ê n c ù n g m ộ t m ặ t p h a n g của xích đ ạ o M ặ t T r ờ i v à g ầ n n h ư t r ò n xoay. H ư ớ n g xoay của các h à n h t i n h x u n g q u a n h M ặ t T r ò i t r ù n g v ớ i h ư ớ n g xoay của b ả n t h â n M ặ t Trời. 1.2.2. Một số nét về các thiên thể của hệ Mặt Trời Hành tình. C á c h à n h t i n h của h ệ M ặ t T r ò i g ồ m n h ó m v ò n g t r o n g v à n h ó m v ò n g n g o à i . Nhóm hành tinh vòng trong g ồ m c á c h à n h t i n h g ầ n M ặ t T r ờ i ( H ì n h 1.1) c h ú n g c ò n được g ọ i l à c á c á đ ị a c ầ u hoặc " h à n h t i n h đ ấ t " vì c h ú n g có n h i ề u đặc đ i ể m g ầ n g ũ i v ớ i T r á i Đ ấ t , g ầ n M ặ t T r ờ i n h ấ t l à Sao T h ú y ( M e r c u r i ) , sau đó l à Sao K i m (Venus), T r á i Đ ấ t v à Sao H o a ( M a r s ) . Nhóm hành tinh vòng ngoài hay c ò n g ọ i l à c á c " h à n h t i n h M ộ c " do có n h i ề u đ ặ c đ i ể m g ầ n g ũ i v ớ i Sao M ộ c . N h ó m n à y g ồ m Sao M ộ c ( ơ u p i t e r ) , Sao T h ổ ( S a t u r n ) , Sao T h i ê n V ư ơ n g (Uran), Sao H ả i V ư ơ n g ( N e p t u n ) v à Sao Diêm Vương (Pluton). Các h à n h t i n h v ò n g trong k h á c với các h à n h t i n h v ò n g ngoài ở các đặc đ i ể m là 19
có k í c h t h ư ớ c t h ư ớ c b é , t ỷ t r ọ n g l ớ n , tốc độ q u a y q u a n h t r ụ c k h ô n g l ố n . C á c h à n h t i n h v ò n g n g o à i l ạ i có n h ữ n g t í n h c h ấ t ngược l ạ i . N g o à i ra, c á c h à n h t i n h v ò n g t r o n g có k h ố i l ư ợ n g k h í q u y ể n k h ô n g l ớ n so v ớ i k í c h t h ư ớ c của h à n h t i n h , c á c h à n h t i n h v ò n g n g o à i có k h í q u y ể n d à y , c h ủ y ế u g ồ m c á c k h í n h ẹ (hydro v à heli). Q u a y x u n g q u a n h m ộ t s ố h à n h t i n h có n h ữ n g v ệ t i n h , ví d ụ T r á i Đ ấ t có m ộ t v ệ t i n h là M ặ t T r ă n g , Sao H o a có h a i v ệ t i n h , Sao M ộ c có đ ế n 16 v ệ t i n h , sao T h i ê n V ư ơ n g có 15 v ệ t i n h , c ò n Sao T h ổ n g o à i 21 v ệ t i n h r a l ạ i c ò n có m ộ t v à n h g ọ i l à " v à n h Sao T h ổ " bao g ồ m h à n g t ỷ " v i t h ể " . X u n g q u a n h c á c Sao T h ú y , S á o K i m k h ô n g có v ệ t i n h , Sao D i ê m V ư ơ n g có Ì v ệ t i n h v ớ i đ ư ờ n g k í n h g ầ n b ằ n g 1/3 đ ư ờ n g k í n h của c h í n h n ó v à chỉ xoay q u a n h n ó v ớ i k h o ả n g c á c h 2 0 0 0 k m . V ì t h ế n g ư ơ i ta c ũ n g coi Sao D i ê m V ư ơ n g l à m ộ t h à n h t i n h k é p v à k h i đ ó coi n h ư n ó k h ô n g có v ệ t i n h . ^Ị|Ọfe. Sb ì Mộc , Sao Diêm Vương ^ Sao Thiên Vuông Hình 1.1. Sơ đồ hệ Mặt Trời A. Tương quan về kích thước của các thiên thể trong hệ Mặt Trời. B. Sơ đổ vị trí quỹ đạo của hệ Mặt Trời (VVicander R. & Monroe J. s., 1993). Tiểu hành tinh. T r o n g k h o ả n g giữa q u ỹ đ ạ o Sao H o a v à Sao M ộ c có k h o ả n g v à i n g h ì n t i ể u h à n h t i n h . C h ú n g có k í c h t h ư ớ c k h ô n g l ớ n , chỉ đ ộ v à i k i l o m e t , t i ể u h à n h t i n h l ớ n n h ấ t (Zerera) c ũ n g chỉ có k í c h t h ư ớ c 7 7 0 k m . C h ú n g k h ô n g có d ạ n g h ì n h c ầ u m à t h ư ờ n g có d ạ n g k h ố i ; v ì t h ế có g i ả t h u y ế t cho r ằ n g c h ú n g l à s ả n p h ẩ m c ủ a sự p h á vỡ m ộ t h à n h t i n h n à o đ ó . N ế u v ậ y h à n h t i n h g i ả đ ị n h n à y p h ả i có đ ư ờ n g k í n h k h o ả n g 2 5 0 0 k m v à n g ư ờ i ta đ ặ t t ê n cho h à n h t i n h g i ả đ ị n h n à y l à Faeton. Thiên thạch. T h i ê n t h ạ c h l à n h ữ n g đ á m c h ấ t k h o á n g có n g u ồ n gốc v ũ t r ụ , p h â n b ố t r o n g k h o ả n g k h ô n g v ũ t r ụ v à m ộ t s ố đ ã lao v à o T r á i Đ ấ t . Đ a s ố t h i ê n t h ạ c h k h i lao v à o k h í q u y ể n b ị đ ố t c h á y v à n ó n g chảy, chỉ m ộ t s ố r ấ t í t r ơ i t r ê n m ặ t T r á i Đ ấ t . M ộ t dạng t ư ơ n g t ự n h ư t h i ê n t h ạ c h l à t e c t i t được p h á t h i ệ n ở n h i ề u n ơ i t r ê n t h ế giới n h ư Đ ô n g N a m Á, T i ệ p K h ắ c , B ắ c M ỹ V. V.. . T ạ i m ộ t s ố v ù n g của V i ệ t N a m đ ã p h á t h i ệ n n h i ề u t e c t i t , k ế t q u ả n g h i ê n c ứ u cho t h ấ y c h ú n g r ơ i t r ê n m ặ t đ ấ t v à o đ ầ u Đ ệ T ứ , n h ư n g c h ú n g đ ã bay v ò n g q u a n h T r á i Đ ấ t n h ư n h ữ n g v ệ t i n h t ừ k ỷ Neogen ( I z o k h E. p . et ai. 1988). T r o n g l ị c h sử đ ị a c h ấ t n g ư ờ i t a b i ế t được m ộ t s ố đ ợ t t e c t i t r ơ i à o ạ t c á c h đ â y k h o ả n g 34 t r i ệ u n ă m , 14,8 t r i ệ u n ă m v à 0,6 t r i ệ u n ă m V.V.. . Có g i ả t h u y ế t cho rằng 20
t e c t i t là v ậ t l i ệ u c ủ a m ộ t Sao C h ổ i , k h i sao n à y q u ệ t v à o T r á i Đ ấ t t h ì n h ữ n g v ậ t l i ệ u của n ó x u y ê n qua k h í q u y ể n v à rơi t r ê n m ặ t đ ấ t . C ũ n g có g i ả t h u y ế t cho r ằ n g t e c t i t l i ê n q u a n v ớ i m ộ t v ụ đ ụ n g đ ộ của T r á i Đ ấ t v ớ i m ộ t h à n h t i n h n à o đó. Hình 1.2. Sao Chổi (R. VVicander & J. s. Monroe, 1993) Sao Chổi. Sao Chổi là những thiên thể của hệ Mặt Tròi, cấu trúc gồm "đầu" được bao bọc b ằ n g vỏ k h í v à m ộ t "đuôi" ( H ì n h 1.2). Đ ầ u có k í c h thước chỉ t ừ Ì đ ế n l O k m n h ư n g chứa p h ầ n c h ủ y ế u k h ố i l ư ợ n g của n ộ v à là m ộ t đ á m b ụ i v ậ t c h ấ t k i ể u t h i ê n t h ạ c h . Đ u ô i Sao C h ổ i có b ề d à i đ ế n h à n g chục t r i ệ u kilomet, được h ì n h t h à n h k h i sao t i ê n g ầ n M ặ t T r ờ i v à bao g ồ m c á c c h ấ t k h í được t h à n h t ạ o do t á c d ụ n g t r ự c t i ế p của t i a s á n g M ặ t T r ờ i l à m bốc hơi v ậ t c h ấ t của đ ầ u sao, do á p lực t i a s á n g n ê n đ u ô i có vị t r í ngược v ề p h í a k i a của M ặ t T r ờ i . Q u ỹ đ ạ o của Sao C h ổ i là h ì n h elip k é o d à i m à m ộ t t r o n g h a i t i ê u đ i ể m c h í n h l à M ặ t T r ờ i v à có c h u k ỳ h ơ n 200 n ă m . P h ầ n l ớ n sao b ă n g rơi t r ê n T r á i Đ ấ t dường n h ư x u ấ t n g u ồ n t ừ m ả n h v ụ n của Sao C h ổ i c ắ t qua q u ỹ đ ạ o T r á i Đ ấ t . C ũ n g có n h ữ n g m ả n h lòn -của Sao C h ổ i lao v à o T r á i Đ ấ t n h ư t r ư ờ n g hợp x ẩ y r a ở T u n g u s k a v à o n g à y 30/7/1908. Sao C h ổ i có t h ể có n g u ồ n gốc t ừ r ì a n g o à i k h o ả n g k h ô n g của h ệ M ặ t T r ờ i , t r o n g " đ á m m â y " h ì n h c ầ u có b á n k í n h 10 000 đ ế n 100 000 đ ơ n vị v ũ t r ụ ( m ộ t đ ơ n vị v ũ t r ụ b ằ n g b á n k í n h của q u ỹ đ ạ o T r á i Đ ấ t ) . Sao C h ổ i bị b ậ t k h ỏ i " đ á m m â y " n à y do t r ư ờ n g t r ọ n g lực c á c sao v à c á c h à n h t i n h v ò n g n g o à i . Sau k h i bị v ă n g b ậ t đi, n ó x â m n h ậ p v à o h ệ M ặ t T r ò i v ớ i q u ỹ đ ạ o elip d à i n h ư đ ã n ó i t r ê n . Trái Đất là một hành tinh thuộc vòng trong của hệ Mặt Trời, có khối lượng đặc xít n h ấ t t r o n g s ố h à n h t i n h v ò n g t r o n g n à y . Đ i ể m đặc t r ư n g c ủ a T r á i Đ ấ t l à có k h í q u y ể n v à t h ú y q u y ể n d à y . K h í q u y ể n c h i ế m 0,03% k h ố i l ư ợ n g T r á i Đ ấ t , v à g ồ m c h ủ y ế u l à n i t r o g e n ( n i t đ ) , oxy, n g o à i r a c ò n có carbonic, h ơ i nước; c á c l o ạ i k h í h i ế m c h i ế m t ỷ l ệ k h ô n g lớn. K h í q u y ể n đ ó n g vai t r ò n h ư m ộ t áo giáp của T r á i Đ ấ t , n g ă n c h ặ n t á c d ụ n g n g u y h i ể m c ủ a c á c t i a v ũ t r ụ đ ố i v ớ i đòi sống t r ê n T r á i Đ ấ t . 21
Bảng 1.1. Tư liệu chủ yếu về các hành tinh của hệ Mặt Trời Cách Mặt Trời Chu kỳ quỹ đạo Chu kỳ tự xoay Đường kính Hành tinh và ký hiệu (triệu km) (ngày) (ngày) (kín) Hành tinh vònq trong Sao Thúy(9) 57,9 '88,0 58,7 4 880 Sao Kim (9) 108,2 224,7 • 243 12 104 Trái Đất (0) 149,6 365,3 1 12 760 Sao Hoa (đ) 227,9 687,0 1,03 6 787 Tiểu hành tinh 404 Hành tinh vòng ngoài Sao Mộc (2ị) 778,3 4 333 0,41 142 796 Sao Thổ (b) 1 428,3 10 759 0,43 120 660 Sao Thiên Vương (S) 2 872,7 30 685 0,72 51 200 Sao Hải Vương (¥) 4 498,1 60 I88 0,67 49 500 Sao Diêm Vương (E) 5 914,3 90 700 0,39 2 300 Mặt Trăng 0,38 (từ Trái Đất) 27,3 27,32 3476 (Tư liệu của VVicandèr & Monroe 1993 và Condie & Sloan 1998) Mặt Trăng l à v ệ t i n h d u y n h ấ t của T r á i Đ ấ t , có k h ố i l ư ợ n g n h ỏ so v ố i c á c v ệ t i n h của c á c h à n h t i n h k h á c ( B ả n g 1.1). T r ê n M ặ t T r ă n g k h ô n g có k h í q u y ể n v à t h ú y q u y ể n . T h ờ i g i a n q u a y của M ặ t T r ă n g q u a n h t r ụ c t r ù n g v ớ i t h ò i g i a n q u a y q u a n h T r á i Đ ấ t , do đ ó t ừ T r á i Đ ấ t c h ỉ l u ô n l u ô n n h ì n được m ộ t p h í a của M ặ t T r ă n g . V ệ t i n h n à y có t á c đ ộ n g đ ế n m ộ t s ố h o ạ t đ ộ n g của T r á i Đ ấ t , trước h ế t c h í n h sức h ú t của M ặ t T r ă n g đ ã g â y n ê n h i ệ n tượng thúy triều. T r á i Đ ấ t c ù n g v ớ i 8 h à n h t i n h k h á c đ ề u xoay q u a n h M ặ t T r ồ i , c ò n b ả n t h â n M ặ t T r ờ i l ạ i c ũ n g c h u y ể n đ ộ n g t r o n g t h i ê n h à . T r á i Đ ấ t xoay q u a n h t r ụ c c ủ a n ó m ỗ i v ò n g h ế t m ộ t n g à y đ ê m , t i ế p đ ế n l à n ó l ạ i c ũ n g q u a y q u a n h M ặ t T r ờ i theo c h i ề u n g ư ợ c c h i ề u k i m đ ồ n g h ồ v à theo q u ỹ đ ạ o h ì n h elip. Sự sai k h á c v ề b á n t r ụ c của q u ỹ đ ạ o h ì n h elip n à y k h ô n g l ớ n so v ớ i đ ộ d à i của b á n t r ụ c ; do đ ó q u ỹ đ ạ o g ầ n n h ư t r ò n . M ộ t v ò n g q u a y của T r á i Đ ấ t q u a n h M ặ t T r ò i h ế t m ộ t n ă m , n ó i đ ú n g h ơ n l à 365 n g à y v à 1/4 n g à y . Do c h u y ể n đ ộ n g theo h ì n h elip v ớ i t â m đ i ể m l à M ặ t T r ờ i m à q u ỹ đ ạ o T r á i Đ ấ t có t í n h c h ấ t l ệ c h t â m n ê n k h o ả n g c á c h giữa T r á i Đ ấ t v à M ặ t T r ò i sẽ t h a y đ ổ i v à t ừ đ ó m à tốc độ c h u y ể n đ ộ n g của T r á i Đ ấ t c ủ n g sẽ t h a y đ ổ i vì theo quy l u ậ t của lực h ấ p d ẫ n t h ì c à n g g ầ n M ặ t T r ò i , c h u y ể n đ ộ n g của T r á i Đ ấ t c à n g n h a n h v à n g ư ợ c l ạ i . T ạ i n h ữ n g đ i ể m xa n h ấ t của q u ỹ đ ạ o , tốc độ của T r á i Đ ấ t l à 29,72km/s c ò n ở n h ữ n g đ i ể m g ầ n n h ấ t là 30,27km/s. S ự sai k h á c n à y k h ô n g l ớ n l ắ m n ê n t h ô n g t h ư ờ n g n g ư ờ i t a coi tốc đ ộ c h u y ể n đ ộ n g c ủ a T r á i Đ ấ t q u a n h M ặ t T r ờ i l à 30km/s. K h i n ó i M ặ t T r ă n g c h u y ể n đ ộ n g q u a n h T r á i Đ ấ t , r ồ i T r á i Đ ấ t c h u y ể n đ ộ n g q u a n h M ặ t T r ò i theo q u ỹ đ ạ o g ầ n t r ò n l à ta đ ã đ ơ n g i ả n hoa c h u y ể n đ ộ n g đó. T h ự c r a M ặ t T r ò i c ũ n g c h u y ể n đ ộ n g theo q u ỹ đ ạ o của n ó v à n h ư v ậ y l à cả h ệ M ặ t T r ờ i bao g ồ m cả M ặ t T r ò i v à h ệ t h ố n g c á c h à n h t i n h , v ệ t i n h c ũ n g 22