Chương 2
TRÁI ĐẤT TRONG HỆ MẶT TRỜI
ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN ĐẠI CƯƠNG
Giả thuyết
HỌC THUYẾT
Sáng tạo
Tình cờ
Quan sát
Kiểm tra giả thuyết bằng thực nghiệm.
Giả thuyết đáng tin cậy hơn
đồng ý
không
Điều chỉnh hoặc loại bỏ
Nhiều giả thuyết tin cậy
Ở mỗi bước, tất cả các giả thuyết và học thuyết đều phải được kiểm tra
Kiểm tra
Nguồn gốc
Khoáng vật
Nguồn gốc
môi trường
Nguồn gốc
của đá
Nguồn gốc
các lục địa và
đại dương
Nguồn gốc
Trái đất
Nguồn gốc
hệ MT

Nguồn gốc
Vũ trụ
QUY MÔ THỜI GIAN
QUY MÔ KHÔNG GIAN
~13-14 tỷ năm
~4.6 – 6.9 tỷ năm
~4.6 tỷ năm
Hàng trăm triệu
đến hàng tỷ năm
Hàng giờ đến
hàng thế kỷ
Hàng triệu năm
Hàng trăm đến
hàng ngàn năm
Hàng trăm ngàn tỷ km
Hàng tỷ km
Hàng chục ngàn km
Hàng ngàn km
Hàng km đến hàng chục mét
Hàng km đến hàng chục mét
Hàng mét đến hàng mm
Các giả thuyết về nguồn gốc vũ trụ?
Anh chị biết gì về thuyết Big Bang?
Chứng minh quan điểm vũ trụ đang dãn nở
2.1. CÁC GIẢ THUYẾT VỀ NGUỒN GỐC
VŨ TRỤ (1) (2) (3)
Đỏ Cam Vàng Xanh-Green Xanh-Blue Chàm Tím
Nguồn sáng tĩnh
(Stationary
light source)
(Nguồn sáng lùi
Retreating
light source)
Nguồn sáng tiến gần
(Approaching
light source)
Hầu hết hệ Ngân hà là dịch chuyển đỏ
Khái quát về vũ trụ
Dịch chuyển đỏ -hiệu ứng Hubble (Red Shift)
(a), (b): Vũ trụ không dãn nở
(c), (d): Vũ trụ dãn nở

(Edwin Hubble)
Vận tốc dãn nở của vũ trụ.
15 km/sec
1mly
30 km/sec
2 mly
Thuyết Big Bang 13-15 tỷ năm trước
Người ta ước tính tuổi của vũ trụ khoảng 13-15 tỷ năm
Edwin Hubble tính toán tỷ lệ (R)
tại thời điểm vũ trụ đang dãn nở
R~15 km/s đối với 2 ngân hà cách nhau khoảng cách D
1.000.000 năm ánh sáng (9.46x1018 km).
R= D/T
Vậy T = D/R (T=Tuổi của vũ trụ)
13-15 TỶ NĂM TRƯỚC – BIC BANG

Sau một thời gian vũ trụ lạnh đi và các nguyên tử được hình thành (hydrogen 98%, helium 2%) và chúng tập hợp thành tinh vân do lực hấp dẫn
Tinh vân: Đám mây khí trong vũ trụ.
Tinh vân được cấu tạo chủ yếu bằng hydrogen (nguyên tố nhẹ nhất)
GIẢ THUYẾT BIGBANG
Theo thuyết Bic Bang vũ trụ bắt đầu rất nhỏ, đặc và nóng, chỉ có ánh sáng và các hạt cơ bản, đây là những thành phần cơ bản của hạt nhân nguyên tử. Trong vũ trụ ban đầu, ánh sáng tồn tại dưới dạng những tia gamma, không nhìn thấy được bằng mắt thường nhưng có khả năng xuyên qua mọi vật thể. Các hạt cơ bản được tạo ra từ những tia gamma, mỗi khi tia gamma tạo ra hạt cơ bản đồng thời tạo ra một phản hạt có điện tích trái dấu với hạt cơ bản. Khi phản hạt và hạt cơ bản gặp nhau lại tạo ra tia gamma.
Khi quan sát, các nhà thiên văn nhận thấy các thiên hà ngày càng cách xa chúng ta và cách xa nhau và toàn bộ không gian vũ trụ được lấp đầy bởi bức xạ vô tuyến nhiệt độ cao, từ đó các nhà khoa học đưa ra mô hình lý thuyết vũ trụ chúng ta sinh ra từ một “vụ nổ lớn” (Bic Bang). Vụ nổ lớn xảy ra cách đây 13-15 tỷ năm khắp không gian vũ trụ, cùng lúc các hạt vật chất tách ra khỏi nhau kèm theo một lượng nhiệt rất lớn, khoảng 100 tỷ độ và giảm nhanh theo thời gian: Giảm xuống 30 tỷ độ sau 1/10 giây, 10 tỷ độ sau 1 giây… đủ để các hạt notron và proton liên kết thành các hạt nhân hydro. Nhiệt độ tiếp tục giảm xuống sau vài ngàn năm, đủ thấp để các nguyên tử hydro và heli tích tụ thành các đám khí, rồi do lực hấp dẫn tích tụ dần thành các ngôi sao và thiên hà. Không gian tiếp tục giãn nở.
Vũ trụ sinh ra từ vụ nổ lớn được nhiều nhà khoa học chấp nhận, nhưng vũ trụ kết thúc như thế nào thì chưa thống nhất:
Thuyết Vũ trụ mở cho rằng vũ trụ giãn nở mãi cho đến khi mật độ khối lượng vũ trụ dưới 3 nguyên tử/m3, các thiên hà, siêu thiên hà trở thành các hố đen và cuối cùng các hố đen biến mất cùng lúc vũ trụ không còn tồn tại.
Thuyết Vũ trụ đóng cho rằng sau khi giãn nở khoảng 40 tỷ năm, khi mật độ khối lượng vũ trụ dưới 6 nguyên tử/m3, lúc đó lực hấp dẫn cân bằng với lực giãn nở và lớn hơn để kéo các thiên hà lại gần nhau, quá trình này xảy ra trong vòng 100 tỷ năm để vũ trụ trở lại trạng thái ban đầu của vụ nổ lớn. Sau đó tiếp tục giãn nở theo vòng tuần hoàn kéo dài khoảng 150 tỷ năm.
Như vậy, theo thuyết Big Bang, 13-15 tỷ năm trước, sau một thời gian vũ trụ lạnh đi và các nguyên tử được hình thành (hydrogen 98%, helium 2%) và chúng tập hợp thành tinh vân do lực hấp dẫn. Tinh vân được cấu tạo chủ yếu bằng hydrogen (nguyên tố nhẹ nhất).
GIẢ THUYẾT BIGBANG
Những ngôi sao đầu tiên được hình thành:
+ Tinh vân kết tụ thành ngôi sao nguyên thủy, áp suất và nhiệt độ tăng.
+ Nhiệt độ tăng, ngôi sao nguyên thủy bắt đầu nóng chảy.
Hydrogen + Hydrogen => Helium + năng lượng. Khi nóng chảy một phần khối lượng chuyển thành năng lượng: E = mc2
Các ngôi sao lớn có thể bị nổ tung sau khi các nguyên tố bị nóng chảy hoàn toàn.
Các nguyên tố nặng hơn sắt được hình thành trong quá trình xảy ra vụ nổ lớn.
Những nguyên tố mới được hình thành tạo ra đám tinh vân mới. Những ngôi sao mới được hình thành từ những đám tinh vân này, chẳng hạn như Mặt trời.
GIẢ THUYẾT BIGBANG
Những ngôi sao đầu tiên được hình thành:

a) Tinh vân kết tụ thành ngôi sao nguyên thủy.
Áp suất và nhiệt độ tăng.
b) Nhiệt độ tăng, ngôi sao nguyên thủy bắt đầu nóng chảy.

Hydrogen+Hydrogen Helium + năng lượng

In fusion, some mass is converted into energy.

E=mc2

Bigger stars can start fusing
heavier elements up to iron.

Các giả thuyết về nguồn gốc hệ Mặt trời
Giả thuyết Kant - Laplace
Giả thuyết Otto Smith
Giả thuyết tinh vân
2.1. CÁC GIẢ THUYẾT VỀ NGUỒN GỐC HỆ MẶT TRỜI
Hệ ngân hà Milky Way, một trong hàng tỷ ngân hà của vũ trụ, chứa khoảng 400 tỷ hệ sao
Tại sao được gọi là “Milky Way?”
NGUỒN GỐC HỆ MẶT TRỜI
GIẢ THUYẾT KANT-LAPLACE VỀ NGUỒN GỐC HỆ MẶT TRỜI
Năm 1755, Kant (nhà triết học người Đức thế kỷ XVIII) cho ra đời cuốn sách “Lịch sử tự nhiên và thuyết về bầu trời” đã nêu giả thuyết: hệ Mặt trời được hình thành từ đám tinh vân (bụi vũ trụ) chuyển động hổn loạn; do lực hấp dẫn vũ trụ, bụi vũ trụ chuyển động và tích tụ thành hệ Mặt trời.
Trên cơ sở giả thuyết của Kant, năm 1796 Laplace (nhà Toán học và Thiên văn học người Pháp) xây dựng giả thuyết về nguồn gốc hệ Mặt trời. Theo Laplace hệ Mặt trời được hình thành từ tinh vân vũ trụ khổng lồ có nhiệt độ cao và quay quanh trục. Khi nguội tinh vân giảm thể tích, dẹt lại và quay nhanh hơn (định luật bảo toàn động lượng). Vật chất xa trục lực ly tâm sẽ lớn, khi lực ly tâm thắng lực hấp dẫn, vật chất sẽ tách ra tiếp tục quay hình thành các hành tinh vệ tinh và tiểu hành tinh, vật chất còn lại ở giữa hình thành Mặt trời.
GIẢ THUYẾT OTTO SMITH VỀ NGUỒN GỐC HỆ MẶT TRỜI
Năm 1950 nhà khoa học Liên Xô cũ đưa ra giả thuyết mới về nguồn gốc hệ Mặt trời. Theo giả thuyết này, Mặt trời chuyển động quanh tâm thiên hà và gặp đám tinh vân (bụi khí vũ trụ) ban đầu lạnh, quay tương đối chậm. Trong quá trình vận động các hạt bụi va chạm lẫn nhau làm cho động năng chuyển thành nhiệt năng, kết quả là các hạt bụi nóng lên và dính kết vào nhau, khối lượng của đám tinh vân giảm, vận tốc tăng và sự chuyển động đi vào trật tự, đám tinh vân có hình dẹt với các vành xoắn ốc. Các vành bên ngoài kết tụ lại do lực hấp đẫn hình thành các hành tinh. Do tác dụng của bức xạ nhiệt, vật chất của các hành tinh bên trong có khối lượng nhỏ nhưng trọng lượng lớn và ngược lại.
NGUỒN GỐC HỆ MẶT TRỜI
Vành đaiKuiper
Nebular Hypothesis of Solar System Formation
Hệ MT bắt đầu 6,9 tỷ năm trước - sự hình thành tinh vân
Ngôi sao nguyên thủy –
ended its life: Red Giant
Explosion - Nebula
GIẢ THUYẾT TINH VÂN
GIẢ THUYẾT TINH VÂN (Nebular hypothesis)
Dưới tác động của lực hấp dẫn tinh vân liên kết thành đĩa
Sự co rút làm cho đĩa tinh vân quay
Vật chất tập trung ở trung tâm – hình thành Mặt trời nguyên thủy (proto-Sun)
Mặt trời nguyên thủy trở nên đặc và nóng và làm vật chất nóng chảy
UE4E Figure 1.3
GIẢ THUYẾT TINH VÂN
Trong những năm gần đây, nhờ những thành tựu của Thiên văn học, nhất là hệ thống kính thiên văn vũ trụ Huble, kính thiên văn khổng lồ VLT ở Chilê, kính thiên văn vô tuyến Arecibo ở Pooctô Ricô, chụp được quá trình hình thành hệ thống sao Beeta Pictoris, Fomalhaut, HR 4796A và Vega. Từ kết quả phân tích, các nhà Thiên văn học đã khẳng định tính đúng đắn của thuyết tinh vân về nguồn gốc hệ Mặt trời:
Dưới tác động của lực hấp dẫn tinh vân liên kết thành đĩa.
Sự co rút làm cho đĩa tinh vân quay.
Vật chất tập trung ở trung tâm - hình thành Mặt trời nguyên thủy (proto-Sun).
MT nguyên thủy trở nên đặc, nóng và làm vật chất nóng chảy.
Khi đĩa trở nên lạnh, một bộ phận khí nóng chuyển thành chất rắn.
Một phần nhỏ vật chất liên kết với nhau.
Hạt (Grains) » khối (boulders) » Tiểu hành tinh (planetesimals) » hành tinh (planets).
Các hành tinh bên trong và bên ngoài phát triển theo các cách khác nhau.
Sự hình thành
1 tinh vân
Thể đá tiền hành tinh lớn dần - ~5 - 4.6 tỷ năm trước
Vật chất nhẹ dễ bay hơi chuyển ra phía ngoài
(He, H, CO2, H2O, N2, CO, NH3, CH4)
Bên trong vật chất nặng hơn Fe, Si, O, Mg, Al, Ca …
Hành tinh đá bên trong nhỏ – Fe, Mg, Si, O, Ca, Na, K, Al (không bay hơi)
Hành tinh khí bên ngoài lớn – He, H, CO2, H2O, N2, CO, NH3, CH4 (băng) (dễ bay hơi)
Vành đai Kuiper và
mây Oort nhìn từ bên cạnh
HỆ MẶT TRỜI
CÁC NHÓM HÀNH TINH (HT)

Được hình thành chủ yếu bởi đá và kim loại (Rắn ở nhiệt độ T)
Cách đây khoảng 4.6-4.5 tỷ năm?
Các HT bên ngoài được cấu tạo bởi khí và băng, bên trong là nhân bằng đá
Massive and cool enough to hold thick layers of gas
Các HT bên trong
Các HT bên ngoài
Mây Oort và vành đai Kuiper kép của sao chổi
Thủy tinh (Mercury) – không có khí quyển
Nhiệt độ ban ngày +230oC.,
Nhưng nhiệt độ ban đêm -140oC.
D = 4878 km
Khoảng cách đến MT: 58 triệu km
Quay quanh MT 1 vòng 88 ngày Trái đất với trục nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo 1 góc 2 độ
Venus, nặng, hiệu ứng nhà kính đủ để làm nòng chảy nhiều kim loại
Cách MT 108,2 triệu km
-Thành phần khí quyển:Carbon dioxide 96%, 3.5% Nitơ
- Nhiệt độ đến 480 oC

Hỏa tinh (Mars)
Các kênh được hình thành do dòng chảy,
Probably from melting ice – not rainfall
Jupiter

Saturn
Uranian
Pluto – nhiệt độ bề mặt -240°C (-400°F).


ĐẶC ĐIỂM HỆ MẶT TRỜI (1) (2)
TRÁI ĐẤT BAN ĐẦU
Các pha đầu tiên của Trái đất nóng…
Gần mặt trăng…
TRÁI ĐẤT BAN ĐẦU
…Pha sớm nhất của TĐ nóng…
…Mặt trăng ở gần…
…Các biển đầu tiên…
…Không khí mỏng, bao gồm
H, CO2, H2O, N2, CO, NH3, CH4
…Các hố bom ban đầu
do thiên thạch bắn phá…
Vào thời kỳ đầu cách đây 4,5-4 tỷ năm trên TĐ
phát triển biển macma (Magma Sea)
TRÁI ĐẤT NGÀY NAY
Giả thuyết hình thành Mặt trăng do sự va chạm của một hành tinh (kích thước tương đương hỏa tinh) vào Trái đất
2.2. THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CỦA HỆ MẶT TRỜI
Các nguyên tố cấu tạo Mặt trời
Các nguyên tố cấu tạo thiên thạch
2.2. THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CỦA HỆ MẶT TRỜI
Các nguyên tố cấu tạo vỏ Trái đất
2.2. THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CỦA HỆ MẶT TRỜI
THIÊN THẠCH ĐÃ RƠI XUỐNG ĐẤT (METEORITE)
2.2. THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CỦA HỆ MẶT TRỜI
Vũ trụ là thống nhất, không có giới hạn về không gian và thời gian, được cấu tạo bởi hầu hết các nguyên tố hóa học có trong bảng phân loại tuần hoàn Menđêlêev
Trái đất là 1 hành tinh của hệ Mặt trời
Hệ Mặt trời là một bộ phận của hệ Thiên hà (Ngân hà)
Hệ Thiên hà có dạng thấu kính, với đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng, chiều dày trung tâm khoảng 12.000 năm ánh sáng, MT cách trung tâm hệ Thiên hà 30.000 năm ánh sáng
Hệ Thiên hà quay quanh trục theo hướng ngược chiều kim đồng hồ với 180 -200.106 năm/vòng
Hệ Thiên hà cũng chỉ là bộ phận của hệ Siêu Thiên hà
2.3. TÍNH CHẤT CỦA VŨ TRỤ
Trái đất là một hành tinh của hệ Mặt trời.
Hệ Mặt trời bao gồm:
Mặt trời.
9 hành tinh.
Tiểu hành tinh.
Các vệ tinh.
Sao chổi.
Thiên thạch, bụi vũ trụ.
Hãy xác định các hành tinh trong hệ Mặt trời
2.4. CẤU TRÚC CỦA HỆ MẶT TRỜI
CÁC HÀNH TINH
9 hành tinh của hệ Mặt trời được chia thành 2 nhóm:
Các hành tinh bên trong: Thủy tinh, Kim tinh, Trái đất, Hỏa tinh.
Gần Mặt trời.
Kích thước nhỏ, vật chất rắn, có tỷ trọng lớn (3g/cm3 hoặc lớn hơn).
Các hành tinh bên ngoài: Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên vương tinh, Hải vương tinh.
Xa Mặt trời.
Kích thước lớn.
Tỷ trọng nhỏ.
Diêm vương tinh là một hành tinh đặc thù của hệ Mặt trời.
CẤU TRÚC CỦA HỆ MẶT TRỜI
Hiện nay có nhiều ý kiến xác định Diêm vương tinh là hành tinh hay tiểu hành tinh, ngày 24/8/2006 Hiệp hội Thiên văn quốc tế (IAU) đã xác định Diêm vương tinh là 1 tiểu hành tinh, nhưng vẫn còn nhiều ý kiến phản đối. Tiêu chuẩn xác định hành tinh?
CẤU TRÚC CỦA HỆ MẶT TRỜI
CẤU TRÚC CỦA HỆ MẶT TRỜI
CÁC HÀNH TINH BÊN TRONG
Có kích thước nhỏ, nhưng tỷ trọng lớn
Thành phần hóa học chủ yếu:
Oxy.
Silic.
Nhôm.
Sắt…
CÁC HÀNH TINH BÊN NGOÀI
Có kích thước lớn, nhưng tỷ trọng nhỏ
Thành phần hóa học chủ yếu
hydrogen.
helium.
carbon dioxide.
ammonia.
CẤU TRÚC CỦA HỆ MẶT TRỜI
CẤU TRÚC CỦA HỆ MẶT TRỜI
Tất cả các hành tinh đều nằm gần như trên một mặt phẳng, cùng chuyển động quanh Mặt trời trên quỹ đạo elip theo hướng ngược chiều kim đồng hồ (trừ Thủy tinh và Diêm vương tinh)
Các hành tinh đều quay quanh trục ngược chiều kim đồng hồ (trừ Kim tinh)
Một số hành tinh có vệ tinh quay chung quanh (61 vệ tinh)
Các hành tinh được phân thành 2 nhóm : Nhóm bên trong và nhóm bên ngoài
2.5. TÍNH CHẤT CỦA HỆ MẶT TRỜI
TÍNH CHẤT CỦA HỆ MẶT TRỜI
a: Bán kính
e: Độ lệch tâm
φ: Góc cận điểm thực (0…360 độ)
rp
ra
Các yếu tố cơ bản của quỹ đạo (elip)
rp: Bán kính cận điểm

ra: Bán kính viễn điểm
e=0: Tròn
e<1: elip
e=1: parabol
e>1: hyperbola
v
p
e = (ra2 –rp2)/ra
Các yếu tố cơ bản của quỹ đạo (tt)
i: Độ nghiêng (0…180 độ)
Các mặt phẳng quỹ đạo của các hành tinh quanh Mặt trời:
Mặt phẳng hoàng đạo (Ecliptic)=Măt phẳng quỹ đạo Trái đất quanh mặt
Tất cả mặt phẳng quỹ đạo các hành tinh lệch so với mặt phẳng hoàng đạo một gốc vài độ
Các yếu tố cơ bản của quỹ đạo (tt)
Ω: Độ xích kinh phải của tiết điểm mọc (tiết điểm đi về phía Bắc (0...360 độ)
(Luôn theo hướng gốc)

ω: Gốc của điểm cận tâm

Các thông số thông dụng của quỹ đạo elip
Vận tốc:


Chu kỳ:


Năng lượng:


Gốc động lượng:
M: Khối lượng vật thể trung tâm
m: Khối lượng vật thể quay quanh quỹ đạo
r: Khoảng cách từ m đến M
(M>m)
(Hằng số)
(Hằng số)
Hình dạng và kích thước
Các nhận thức về hình dạng của Trái đất
Chứng minh hình dạng cầu của Trái đất
Các phương pháp xác định kích thước của Trái đất
2.6. HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
α = 7012’
AS=5000 Stadia
(1stadia=185m)
V ~ 46.250km
Xác định chu vi của Trái đất của Erathothenes
HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Xác định bán kính của Trái đất
Cosα = R/(R+h)
R = Cosα(R + h)
R = R.cosα + h.cosα
R(1- cosα ) = h.cosα
R = h. cosα /(1- cosα)
HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Xác định khối lượng của Trái đất
M-khối lượng Trái đất
F = G.m1.m/d2 = G.Mm2/R2
M = R2m1m/d2m2
HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Kích thước của Trái đất
R xích đạo = 6378,160 km
R cực = 6356,777 km
Độ dẹt ở cực = ε = (a – b)/a = 1:298,25 ~ 21,36 km
Độ dẹt ở xích đạo = 1:30.000 ~ 213 m
L kinh tuyến = 40008,5 km
L xích đạo = 40075,7 km
S = 510.106 km2
V = 1083,1.1012 km3
Tỷ trọng trung bình = 5,52
HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Ý nghĩa địa lý
Năng lượng Mặt trời giảm dần từ xích đạo đến 2 cực, nguyên nhân cơ bản của tính địa đới
Gia tốc trọng trường lớn
Giữ quanh mình bầu khí quyển
HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Gia tốc trọng trường
Nếu Trái đất không quay thì gia tốc trọng trường tại A có vĩ độ φ là: g = GM/R2
Do Trái đất quay với vận tốc góc ω nên tại A có gia tốc quán tính a = ω2Rcosφ và gia tốc trọng trường đo được tại A là: gφ = g-a =g-acosφ
gφ = g - ω2Rcos2φ
HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
2.7. VẬN ĐỘNG TỰ QUAY CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Nguyên tắc chuyển động
Trái đất chuyển động tự quay quanh trục theo chiều ngược kim đồng hồ
Thời gian chuyển động một vòng mất 24 giờ
Tốc độ góc quay của Trái đất: Ω = 2π/T
Ở xích vận tốc quay của Trái đất: V = 2πR/T
Ở vĩ độ φ, vận tốc quay của Trái đất: Vφ = Vcosφ
Hay Vφ = ΩR.cosφ
Chứng minh vận động tự quay của Trái đất - Con lắc Fucô
VẬN ĐỘNG TỰ QUAY CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Ý nghĩa địa lý
1. Hiện tượng và nhịp điệu ngày và đêm
2. Lực Côriôlit C = 2mvΩsinφ
(m-khối lượng vật thể, v- vận tốc chuyển động của vật thể, Ω-vận tốc gốc, φ-vĩ độ địa lý
Hãy chứng minh vận động tự quay của Trái đất, cường độ và ý nghĩa thực tiễn của lực Côriôlit
VẬN ĐỘNG TỰ QUAY CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Ý nghĩa địa lý
3. Hệ thống kinh vĩ
Kinh độ, kinh tuyến
Vĩ độ, vĩ tuyến
Các phương pháp xác định kinh độ, vĩ độ của một điểm
Dựa vào độ cao của Mặt trời trên đường chân trời
Dựa vào độ cao của sao Bắc cực
So sánh giờ địa phương với giờ của một điểm có kinh độ được xác định
VẬN ĐỘNG TỰ QUAY CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
VẬN ĐỘNG TỰ QUAY CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Ý nghĩa địa lý
4. Giờ, ngày và đường đổi ngày trên Trái đất
Giờ
Ngày và đường đổi ngày
Các phương pháp xác định ngày, giờ của một điểm
Dựa vào độ cao của Mặt trời trên đường chân trời
Dựa vào độ cao của sao Bắc cực
So sánh giờ địa phương với giờ của một điểm có kinh độ được xác định
VẬN ĐỘNG TỰ QUAY CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
VẬN ĐỘNG TỰ QUAY CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Múi giờ và đường đổi ngày
VẬN ĐỘNG TỰ QUAY CỦA TRÁI ĐẤT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Nguyên tắc chuyển động
1. Trái đất chuyển động quanh MT trên quỹ đạo elip với tâm sai nhỏ (0,17), ngược chiều kim đồng hồ với vận tốc trung bình 29,8km/s (Trái đất chuyển động trên quỹ đạo theo định luật Keppler)
ĐL 1. Các hành tinh chuyển động quanh MT theo quỹ đạo elip mà MT nằm tại 1 trong 2 tiêu điểm:
r = p/(1+e.cosv)
ĐL 2. Bán kính vectơ của mỗi hành tinh quét những diện tích bằng nhau trong khoảng thời gian bằng nhau:
r2 = dv/dt=C
ĐL 3. Bình phương chu kỳ chuyển động của hành tinh quanh MT tỷ lệ với lập phương bán trục lớn của quỹ đạo elip:
T12/a13 = T22/a23
2.8. VẬN ĐỘNG (1) (2) (3) CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Định luật Keppler 1
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Định luật Keppler 2
Trong thời gian T:
SA=SB=SC
Như vậy:
VAVẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Định luật Keppler 2
a P
Hành tinh Bán trục chính quỹ đạo Thời gian quay Độ lệch (elip) P2/a3
Kim tinh 0.387 0.241 0.206 1.002
Thủy tinh 0.723 0.615 0.007 1.001
Trái đất 1.000 1.000 0.017 1.000
Hỏa tinh 1.524 1.881 0.093 1.000
Mộc tinh 5.203 11.86 0.048 0.999
Thổ tinh 9.539 29.46 0.056 1.000
Thiên vương 19.19 84.01 0.046 0.999
Hải vương 30.06 164.8 0.010 1.000
Diêm vương 39.53 248.6 0.248 1.001
(Năm Trái đất)
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Nguyên tắc chuyển động
2. Trái đất ở điểm cận nhật ngày 3/1 với khoảng cách đến MT 147 triệu km, ở điểm viễn nhật ngày 5/7 (d=152 triệu km)
3. Trong khi chuyển động trục của Trái đất gần như không đổi và nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo 1 gốc 66033’
4. Trái đất chuyển động quanh MT một vòng mất 365 ngày 5 giờ 48 phút 46 giây
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
92
Tilt and Solar Declination
Vòng tròn chiếu sáng theo mùa
93
Daylength
94
http://des.memphis.edu/lurbano/vpython/earth_orbit/orbit_model.html
Độ dài của ngày
95
Solar Position
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
2.8. VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
1. Chuyển động biểu kiến của Mặt trời
Độ cao của MT trên đường chân trời:
21/3,23/9 α = 900 – φ
22/6 α = 900 – φ +23027’ (BBC)
α = 900 – φ - 23027’ (NBC)
22/12 α = 900 – φ +23027’ (NBC)
α = 900 – φ - 23027’ (BBC)
Vẽ đường đi của Mặt trời trên đường chân trời vào các ngày phân điểm, đông chí, hạ chí ở các vĩ độ khác nhau
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Đường thẳng góc với mặt đất nơi ta đứng (tâm 0 của thiên cầu), cắt
Thiên cầu tại điểm Z gọi là thiên đỉnh; Mặt phẳng thẳng góc với OZ (MP chân trời) cắt thiên cầu theo vòng tròn gọi là đường chân trời)
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
102
Solar Position
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Vẽ đường đi biểu kiến của MT vào các ngày phân điểm, hạ chí, đông chí tại các điểm sau:
Xích đạo
Hà Nội
Chí tuyến bắc
Chí tuyến nam
Cực Bắc
Cực Nam
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Độ cao của Mặt trời trên đường chân trời
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Hãy xác định độ cao của Mặt trời trên đường chân trời vào các ngày xuân phân, thu phân, hạ chí và đông chí ở các vĩ độ trong bảng sau:
0
66.33
0
-23.27
20
43.27
20
-6.33
23.27
46.54
23.27
0
30
53.27
30
6.33
40
63.27
40
16.33
66.33
90
66.33
43.06
90
23.27
90
-23.27
66.33
43.06
66.33
90
40
16.33
40
63.27
30
6.33
30
53.27
23.27
0
23.27
46.54
20
20
-6.33
43.27
0
-23.27
0
23.27
Xác định tọa độ địa lý của:
A (BBC), khi độ cao của MT trên đường chân trời tại A lúc 12h ngày 22/6 là 41030’, ở Việt Nam (1050Đ) lúc đó là 7h20 phút
B (NBC), khi độ cao của MT trên đường chân trời ở B lúc 12h ngày 22/12 là 45030’, lúc đó giờ GMT là 15h30 phút
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
2. Hiện tượng ngày đêm dài ngắn khác nhau và nhịp điệu mùa
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
Hiện tượng ngày đêm dài ngắn khác nhau và nhịp điệu mùa
Mùa xuân: 21/3-22/6 5/2 (lập xuân) - 6/5 (lập hạ)
Mùa hạ: 22/6-23/9 5/6 - 8/8 (lập thu)
Mùa thu: 23/9-22/12 8/8 - 8/11 (lập đông)
Mùa đông: 22/12-21/3 8/11- 5/2
Sự phân chia mùa như trên có phù hợp với khu vực vĩ độ thấp không?Tại sao?
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
3. Hình thành các vành đại nhiệt
Vành đai xích đạo
Vành đai nhiệt đới
Vành đai ôn đới
Vành đai cực
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
4. Dương lịch
Nguyên tắc xây dựng dương lịch
Cơ sở xây dựng dương lich là thời gian Trái đát quay quanh MT trời 1 vòng (năm xuân phân) dài 365 ngày 5 giờ 48 phút 46 giây (365,2422 ngày)
Lịch cổ đại
Lịch Seza (-46)
Lịch Gregorius (1582)
Tại sao Cách mạng Tháng 10 Nga lại tổ chức kỷ niệm vào ngày 07/11?
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
5. Âm lịch, âm dương lịch
Nguyên tắc xây dựng âm lịch
Cơ sở để xây dựng tháng âm lịch tuần trăng (29,53 ngày) như vậy tháng âm lịch dài 29 hặc 30 ngày, năm âm lịch dài 354 hoặc 355 ngày
Cứ 3 năm âm lịch sai so với năm dương lịch gần 1 tháng
Năm âm dương lịch
Để phù hợp với thời tiết người ta đưa năm nhuận (âm dương lịch) với chu kỳ 19 năm có 7 năm nhuận với năm nhuận 13 tháng để:
19 x 365,2422 = 6939,60 ngày
(19 x 12) + 7 = 235 tháng = 29,53 x 235 = 6939,55 ngày

VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI VÀ Ý NGHĨA ĐỊA LÝ
2.9. CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG, MẶT TRỜI VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nguyên tắc chuyển động của hệ thống
Hệ quả địa lý
Tuần trăng
Nhật thực
Nguyệt thực
Thủy triều
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
1. Tuần trăng
Hãy xác định thời gian (theo tháng âm lịch) theo các vị trí tương ứng?- Chuyển động của Mặt trăng
A:
B:
C:
D:
E:
F:
G:
H:
Tuần trăng
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Tuần trăng
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Chu kỳ của tuần trăng
Mặt trăng chuyển động quanh Trái đất với chu kỳ 27,32 ngày
Trái đất chuyển động quanh Mặt trời với chu kỳ gần 365,25 ngày
Sau 1 ngày Mặt trăng di chuyển 1 cung bằng 3600:27,32 = 130; Mặt trời di chuyển (do Trái đất quay quanh Mặt trời) một cung bằng 3600:365,25 = 10
Phương trình tính giao hội của Mặt trời và Mặt trăng: 360/27,32 – 360/365,25 = 360/Tgh
Tgh = 29,53 ngày
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
2. Nhật thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật thực
CƠ SỞ THIÊN VĂN CỦA NHẬT THỰC
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật
thực
Nhật thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật thực ngày 11/8/1999 tại Soissons, Pháp
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
World Atlas of Solar Eclipse Paths
Đường đi của Nhật thực toàn phần và hình khuyên:2001- 2020
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật thực
1882 Transit (USNO)
Nhật thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nhật thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
2. Nguyệt thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Nguyệt thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Xác định các điều kiện xảy ra nhật và nguyệt thực?
Mặt trăng chuyển động quanh Trái đất với chu kỳ 27,32 ngày
Do Trái đất quay quanh MT vói chu kỳ 365,2422 ngày nên chu kỳ giữa 2 lần trăng tròn không phải 27,32 ngày
Sau mỗi ngày Mặt trăng di chuyển một cung bằng 3600:27,32 = 130, còn MT di chuyển (do Trái đất quay): 3600:365,2422 = 10, vì vậy chu kỳ để MT và Mặt trăng trở lại giao hội là: (360/27,32)-(360/365,2422) = 360/Tgh. Do đó, Tgh (chu kỳ giao hội) = 29,53 ngày
Có phải tháng nào cũng có nhật nguyệt thực không?
Nguyệt thực
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Phân tích các lực tạo triều
Xác định vị trí tâm của hệ thống Trái đất-Mặt trăng
3. Thủy triều
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Thủy triều
Fo = G(m/d2); m-khối lượng mặt trăng, d-khoảng cách từ tâm Trái đất đến tâm Mặt trăng
FA = G[m/(d-R2)]
FB = G[m/(d+R2)] ; R-bán bính Trái đất
Hiệu số gia tốc giữa A và O:
ΔF=FA-FO=Gm[1/(d-R)2-1/d2]=Gm[(2dR-R2)/(d-R)2.d2]
Vì RỞ B, ΔF=FB-FO= -2Gm/d3, gia tốc hướng ra xa mặt trăng, nên nước ở B cũng dâng
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Thủy triều
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Thủy triều
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Thủy triều
CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRÁI ĐẤT - MẶT TRĂNG VÀ HỆ QUẢ ĐỊA LÝ
Làm thế nào để xác định cấu trúc và thành phần vật chất bên trong của Trái đất?
Phương pháp khoan
Phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất vũ trụ
Phương pháp địa chấn
2.10. CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT BÊN TRONG CỦA TRÁI ĐẤT
Các loại sóng: sóng ngang, sóng dọc, sóng bề mặt
CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT BÊN TRONG CỦA TRÁI ĐẤT
CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT BÊN TRONG CỦA TRÁI ĐẤT
Các loại sóng địa chấn
CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT BÊN TRONG CỦA TRÁI ĐẤT
CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT BÊN TRONG CỦA TRÁI ĐẤT
CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT BÊN TRONG CỦA TRÁI ĐẤT
Cấu trúc bên trong của trái đất (2)
CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT BÊN TRONG
Thạch quyển
Q. Nham lưu
Manty dưới
Nhiệt độ, áp suất tăng theo độ sâu
Vỏ lục địa
Vỏ lục địa
Môkhô
Vỏ đại dương
Vỏ đại dương
Vỏ Trái đất
Thạch quyển
Q. Nham lưu
Manty
Vỏ Trái đất
Nhân trong
Nhân ngoài
Vỏ Trái đất
Thành phần hóa học của vỏ Trái đất
CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT BÊN TRONG CỦA TRÁI ĐẤT
Thành phần vật chất và tính chất bên trong Trái đất
CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT BÊN TRONG CỦA TRÁI ĐẤT
2.11. TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐẤT
Tại sao trên Trái đất có từ trường?
Cấu trúc và thành phần vật chất (có chứa sắt và niken) bên trong của Trái đất
Vận động tự quay của Trái đất
Đặc trưng của quyển từ
Ảnh hưởng của hoạt động trên Mặt trời đối với từ trường Trái đất
Ý nghĩa địa chất và thực tiễn của từ trường
Xác định một số khái niệm:
Cực từ
Kinh tuyến từ
Độ từ thiên
Độ từ khuynh
Xích đạo từ
Đặt bản đồ đúng hướng, sử dụng la bàn để điều chỉnh theo độ từ thiên

TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐẤT
Gió Mặt trời bao gồm các tia Platma phát ra liên tục từ Mặt trời
Ảnh hưởng của hoạt động trên MT đến từ trường Trái đất - Gió Mặt trời (Solar Wind)
TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐẤT
Vành đai Van Alen
ĐỊA TỪ TRƯỜNG
Đường từ sức
Vòng cung va đập
Lối vào của tia bức xạ Mặt trời
TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐẤT
Ý nghĩa địa chất và thực tiễn của từ trường:
Sử dụng la bàn để xác định phương hướng
Sử dụng la bàn đề đặt bản đồ đùng hướng (điều chỉnh theo độ từ thiên)
Thăm dò khoáng sản
TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐẤT
Goolge- Tropical geography ppt-Climate Regions PPt-Geography Home page- Earth Science
HẾT