Chương 5: Cấu trúc của Trái Đất và sự phát triển của lớp vỏ cảnh quan Trái Đất môn Trắc địa | Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

lOMoARcPSD|47536422
6 TLTK Các quy luật địa lí
Địa Lý (Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh) Scan to open on Studocu
Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422 CHƯƠNG 5
CẤU TRÚC CỦA TRÁI ĐẤT VÀ SỰ PHÁT TRIỂN
CỦA LỚP VỎ CẢNH QUAN TRÁI ĐẤT
5.1. CẤU TRÚC CỦA TRÁI ĐẤT
5.1.1. Cấu trúc của Trái Đất theo quan điểm địa chất
Để nghiên cứu được cấu trúc của Trái Đất, các nhà địa chất học chủ yếu đã dựa trên phương
pháp địa vật lí, mà trước hết là bằng phương pháp địa chấn. Đây là phương pháp dựa trên cơ sở
phân tích sự truyền sóng với những tốc độ khác nhau tuỳ thuộc vào bản chất đá của các lớp mà sóng
truyền qua. Trong các loại sóng thì đáng chú ý hơn cả là sóng dọc, sóng ngang và sóng trên mặt.
Hình 5.1. Cấu trúc bên trong của Trái Đất
Trong sóng dọc, các hạt vật chất dao động theo phương truyền sóng, sóng dọc lan truyền
nhanh và có thể truyền qua các môi trường cứng, nước và khí. Sóng ngang có phương dao động của
vật chất thẳng góc với phương truyền sóng và có tốc độ lan truyền chậm hơn sóng dọc. Sóng trên
mặt lan truyền trên bề mặt ranh giới của mặt đất với khí quyển và bị tắt rất nhanh chóng. Bằng thực
nghiệm, người ta đã đo được tốc độ truyền sóng dọc và sóng ngang qua các môi trường vật chất
khác nhau. Từ đó, ta có thể dựa vào tốc độ truyền của các loại sóng để suy ra cấu trúc và thành phần
vật chất của môi trường mà sóng truyền qua.
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
Tốc độ truyền sóng địa chấn qua các tầng khác nhau của Trái Đất thay đổi rất rõ nét, chứng tỏ
thành phần vật chất cấu tạo bên trong lòng đất là không giống nhau. Khi truyền sóng địa chấn từ
trên mặt đất xuống sâu, người ta đã phát hiện thấy tốc độ truyền sóng có 3 mức đột biến :
- Mức 1 diễn ra ở độ sâu 33 km, nơi mà tốc độ truyền sóng dọc và sóng ngang đều tăng vọt,
và được xác định là ranh giới dưới của vỏ Trái Đất và manti - ranh giới Moho (Mohorovic1).
- Dưới ranh giới Moho tốc độ truyền sóng tăng dần và có sự thay đổi không lớn cho đến độ
sâu 2900 km thì tốc độ truyền sóng dọc giảm một cách đột ngột còn sóng ngang thì không truyền
tiếp xuống sâu nữa. Đây là ranh giới giữa manti và nhân ngoài của Trái Đất - ranh giới Gutenberg2.
- Dưới 2900 km, tốc độ sóng dọc lại tăng dần cho đến độ sâu 5200 km thì tốc độ sóng dọc
không tăng nữa mà chững lại rồi tiếp tục giảm cho đến tâm Trái Đất, đó là ranh giới giữa nhân ngoài và nhân trong. 1. Vỏ lục địa 2. Vỏ đại dương 3. Manti ngoài 4. Manti trong 5. Nhân ngoài 6. Nhân trong A. Ranh giới Moho B. Ranh giới Gutenberg C. Ranh giới nhân trong
Hình 5.2. Sơ đồ cấu trúc Trái Đất theo quan điểm địa chất
Như vậy, theo cách xác định trên thì các quyển bên trong Trái Đất gồm 3 vành đồng tâm :
ngoài cùng là vỏ Trái Đất, giữa là manti và trong cùng là nhân.
(i) Vỏ Trái Đất : là lớp ngoài cùng thuộc phần cứng của Trái Đất, được ngăn cách với lớp
manti bên trong bởi ranh giới Moho. Bề dày vỏ Trái Đất thay đổi từ 5  10 km ở đại dương và 20 
70 km ở lục địa, chiếm khoảng 1% thể tích và 0,5% trọng lượng của Trái Đất với tỉ trọng trung bình
là 2,8 g/cm3. Vỏ Trái Đất gồm 2 loại : vỏ đại dương và vỏ lục địa.
1 Andrija Mohorovicic (1857 - 1936), nhà địa vật lí người Croatia
2 Beno Gutenberg (1889 - 1960), nhà địa vật lí người Đức
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
- Vỏ đại dương : nằm dưới tầng nước biển và tính từ trên xuống dưới gồm có : 1) Lớp trầm
tích có bề dày từ 0m (vùng sống núi giữa đại dương) đến vài km (vùng gần lục địa), trung bình
khoảng 300m, tỉ trọng (d) = 1,93  2,3 ; 2) Lớp móng gồm chủ yếu là bazan nên còn gọi là lớp
bazan, dày khoảng 1,7  0,8 km, d = 2,55 ; 3) Lớp đại dương được cho rằng bao gồm serpentin hình
thành do quá trình hydrat hoá mái manti, dày khoảng 4,8  1,4 km, d = 2,95.
- Vỏ lục địa : có cấu trúc phức tạp hơn và gồm : 1) Lớp trầm tích với bề dày vài km, d = 2 
2,5 ; 2) Lớp phức hợp gồm đá granit và đá bazan mà phần lớn là đá granit, dày 20  70 km. Đôi khi
ở lớp phức hợp này người ta phân biệt ra 2 lớp : lớp granit bên trên và lớp bazan bên dưới được
ngăn cách với nhau bởi mặt gián đoạn Conrad3 - nơi thay đổi tốc độ truyền sóng dọc.
(ii) Manti : nằm bên dưới bề mặt Moho và ngăn cách với nhân bởi ranh giới Gutenberg ở độ
sâu 2900 km. Manti chia làm hai phần : manti ngoài và manti trong. Manti ngoài có ranh giới dưới
ở độ sâu 960 km và còn có tên gọi là lớp vỏ sima do thành phần chủ yếu bao gồm Si và Mg. Tỉ trọng
của manti ngoài là 4,5 g/cm3. Một phần phía trên của manti ngoài có thành phần vật chất ở dạng
dẻo, mềm và có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của một lực, được gọi là quyển mềm. Như
vậy manti ngoài gồm 3 lớp :
- Lớp 1 : mái manti (đến độ sâu khoảng 100 km).
- Lớp 2 : quyển mềm (từ 100  400 km).
- Lớp 3 : đới chuyển tiếp (từ 400  960 km), nằm giữa quyển mềm và manti trong.
Manti trong phân bố từ 960 đến 2900 km, trên ranh giới Gutenberg. Thành phần vật chất ở
đây mang tính chuyển tiếp giữa manti ngoài và nhân : vừa có các nguyên tố Si và Mg, vừa phổ biến
Fe, Cr và Ni. Cấu trúc của manti trong đồng nhất và đơn giản hơn, tỉ trọng trung bình đạt 5,6 g/cm3.
(iii) Nhân : ngăn cách với manti bởi ranh giới Gutenberg, có thể tích bằng 1/6 thể tích Trái
Đất, nhưng do tỉ trọng cao (10  12,5 g/cm3) nên trọng lượng của nó bằng 1/3 trọng lượng của Trái
Đất. Các nhà khoa học giả định rằng có thể nhân được cấu tạo từ sắt và niken. Nhân gồm 2 phần :
nhân ngoài và nhân trong. Vật chất của nhân ngoài tồn tại ở trạng thái lỏng, trong khi trạng thái của
nhân trong là rắn. Nếu so sánh về tỉ trọng thì nhân trong lớn hơn nhân ngoài (12,5 g/cm3 so với 6  10 g/cm3).
5.1.2. Cấu trúc Trái Đất theo quan điểm địa lí tự nhiên hiện đại
Theo quan điểm của các nhà địa lí tự nhiên hiện đại thì Trái Đất được cấu tạo nên từ các hợp
phần cơ bản : thạch quyển - manti - nhân Trái Đất, khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển và thêm vào
đó là thổ quyển. Tất cả các hợp phần này đều có mối tương quan chặt chẽ thông qua những tác động
động lực giúp thực hiện quá trình trao đổi vật chất và năng lượng giữa chúng với nhau.
3 Conrad - nhà địa vật lí đã chia vỏ lục địa ra lớp granit và lớp bazan vào năm 1923
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
Hình 5.3. Cấu trúc Trái Đất theo quan điểm địa lí tự nhiên hiện đại
5.1.2.1. Thạch quyển
a) Cấu trúc của thạch quyển
Là phần cứng ngoài cùng của Trái Đất, bao gồm vỏ Trái Đất và mái manti, có độ dày tới
100km và có khả năng trượt trên quyển mềm. Vật liệu tạo nên thạch quyển có khả năng chịu áp lực
cao tới vài trăm bar mà không bị chảy dẻo.
Đối với vỏ Trái Đất thì có 3 loại đá cơ bản cấu tạo nên, đó là :
- Đá magma : là những loại đá được thành tạo do sự đông nguội và kết tinh của những dung
thể magma (dung thể silicat) nóng chảy được đưa lên từ những phần sâu của vỏ Trái Đất (manti).
- Đá trầm tích : là những đá được thành tạo từ những vật liệu bở rời, tích đọng trong các bồn
trũng và trở thành đá sau quá trình gắn kết, biến đổi lâu dài và phức tạp.
- Đá biến chất : là loại đá được hình thành từ sự biến tính của đá magma, đá trầm tích, thậm
chí cả từ đá biến chất trẻ, trong những điều kiện nhiệt độ và áp suất thay đổi.
Về mặt khối lượng thì đá magma chiếm tỉ lệ lớn nhất (khoảng 90%), nhưng đá trầm tích lại
có diện tích bao phủ rộng nhất (phủ gần 80% bề mặt hành tinh chúng ta trong khi chỉ chiếm khoảng
5% khối lượng trong vỏ Trái Đất).
Đối với phần mái manti thì được đặc trưng bởi loại đá peridotit - một loại đá magma có hàm
lượng SiO2 < 45%, rất nặng và có màu lục thẫm đến đen. Trong vỏ Trái Đất, loại đá này rất ít phổ
biến và chỉ chiếm khoảng 0,4% so với đá magma.
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
Hình 5.4. Thạch quyển
b) Sự phát triển của thạch quyển
Thạch quyển - mà cụ thể là vỏ Trái Đất được thành tạo như thế nào và từ bao giờ là vấn đề
luôn được tranh luận sôi nổi trong giới khoa học. Trong khi chúng ta biết rõ tuổi của những mảnh
vỏ Mặt Trăng và các hành tinh đất là 4,5  4,6 tỉ năm, nhưng gần như chúng ta lại không thể tìm
được mẫu đá nào trên Trái Đất có tuổi cổ hơn 4 tỉ năm. Vì vậy có giả thuyết cho rằng : vào thời kì
mới hình thành, Trái Đất được bao bọc bởi một đại dương magma - manti, và vỏ đại dương nguyên
thuỷ của Trái Đất có lẽ được thành tạo trên bề mặt của manti đó với thành phần chủ yếu gồm komatit
- loại đá núi lửa thành phần phun trào siêu mafic ở nhiệt độ cao. Vỏ đại dương nguyên thuỷ này bị
gãy vỡ dễ dàng và do đối lưu mạnh cùng với sự lao đập mạnh mẽ của vật thể vũ trụ nên lại bị hoàn quy vào manti.
Không giống với vỏ đại dương bị hoàn quy nhanh chóng vào manti, vỏ lục địa nhờ khả năng
nổi trồi của nó nên kháng lại được sự hoàn quy. Nghiên cứu địa hoá cho thấy vỏ lục địa nguyên thuỷ
tuổi Thái cổ được sinh ra trên những đới hút chìm hoặc trong bình nguyên đại dương, hoặc do nóng
chảy bộ phận của vỏ đại dương. Vậy phải có vỏ đại dương hoặc bình nguyên đại dương trước khi
hình thành lục địa. Tàn dư của vỏ lục địa tuổi 4  3,8 tỉ năm có mặt ở mọi lục địa hiện nay.
Như vậy thạch quyển buổi nguyên thuỷ chắc hẳn phải trải qua nhiều giai đoạn bị phá vỡ, tái
nóng chảy rồi lại thành tạo, và vật chất của thạch quyển cũng luôn vận động theo chiều ngang và
chiều thẳng đứng do các dòng đối lưu diễn ra trong quyển mềm bên dưới thạch quyển. Nhờ các
dòng đối lưu đó mà các mảng thạch quyển có nhiều cách thức di chuyển khác nhau : các mảng có
thể di chuyển tách rời nhau ra, có thể trượt lên nhau và cũng có thể xô húc lẫn nhau. Kết quả là thạch
quyển luôn biến đổi không ngừng về tỉ lệ giữa vỏ lục địa và vỏ đại dương, về sự phân bố của các
lục địa khác nhau trên bề mặt. Và cho đến nay, thạch quyển được cấu tạo từ nhiều mảng kiến tạo
với hình dạng, kích thước và kiểu tiếp xúc khác nhau.
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
Hình 5.5. Các mảng kiến tạo của thạch quyển
(1. Mảng Cocos ; 2. Mảng Carribean ; 3. Mảng Scotia ; 4. Mảng Ả Rập ; 5. Mảng Philippine)
Hình 5.6. Ba kiểu tiếp xúc chủ yếu của ranh giới các mảng 5.1.2.2. Khí quyển
a) Cấu trúc của khí quyển
Khí quyển là một lớp vỏ khí khổng lồ bao quanh Trái Đất và mở rộng ra khoảng không gian
vũ trụ bên ngoài. Đó là một hệ thống phức tạp của các chất khí và các phần tử lơ lửng, mà phần lớn
chúng được tạo ra từ các phản ứng hoá học và sinh học trên Trái Đất. Khí quyển được cấu thành từ
không khí và các tạp chất (sol khí). Không khí bao gồm hai chất khí chính là nitơ (N2 - chiếm 78,08%
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
thể tích) và oxy (O2 - chiếm 20,95%) ; ngoài ra còn có argon (Ar - chiếm 0,93%), cacbonic (CO2 -
chiếm 0,03%) và các khí khác (neon, heli, hydro, ozon, iot,… chiếm 0,01%).
Khí quyển không đồng nhất cả theo phương thẳng đứng lẫn phương ngang :
(i) Cấu trúc đứng : có thể chia khí quyển thành 5 tầng : đối lưu, bình lưu, tầng giữa, tầng nhiệt
và tầng ngoài (tầng khuếch tán). Mỗi tầng đều có đặc điểm riêng, nhất là sự khác biệt về chế độ nhiệt và khí áp.
Hình 5.7. Cấu trúc đứng của khí quyển (không theo tỉ lệ)
- Tầng đối lưu : có bề dày trung bình từ 10  15 km tuỳ theo không gian và thời gian, là tầng
tập trung phần lớn khối lượng không khí của khí quyển (80%). Đặc điểm nổi bật của tầng đối lưu là
có sự giảm dần của nhiệt độ theo chiều cao, có sự thay đổi của khí áp và luôn có sự chuyển động
của không khí, tạo nên tất cả các quá trình vật lí quan trọng của khí quyển có ý nghĩa quyết định đến
thời tiết và khí hậu trên mặt đất. Và đây cũng là tầng không khí có đầy đủ tính chất lí hoá thích hợp
với đời sống của vạn vật.
- Tầng bình lưu : từ giới hạn trên của tầng đối lưu đến độ cao 50  60 km, gần như không có
hơi nước và tập trung phần lớn ozon (O3), nhất là từ độ cao 18  25 km. Đặc điểm nổi bật là nhiệt
độ tăng theo chiều cao, chuyển động thẳng đứng của không khí yếu hẳn đi mà ưu thế là chuyển động theo chiều ngang.
- Tầng giữa : từ giới hạn trên của tầng bình lưu đến độ cao 75  80 km, nhiệt độ và mật độ
không khí giảm mạnh, đến đỉnh tầng thì nhiệt độ xuống còn -75oC và áp suất nhỏ hơn 200 lần so
với áp suất ở mặt đất.
- Tầng nhiệt : từ giới hạn trên của tầng giữa đến độ cao khoảng 1.000 km, không khí tuy loãng
nhưng lại hấp thụ nhiều tia tử ngoại và tia vũ trụ nên phần dưới của tầng này (đến độ cao 300 km)
thì nhiệt độ tăng theo chiều cao (có thể đến trên 2000oC). Nhưng từ 300 km trở lên thì nhiệt độ lại
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
giảm rất nhanh và đạt tới nhiệt độ không gian vũ trụ. Tầng này còn có tên là tầng ion (tầng điện li)
vì dưới tác dụng của tia tử ngoại và tia vũ trụ thì các nguyên tử khí bị phân li mạnh thành các hạt
mang điện tích âm hoặc dương, do đó tầng này có khả năng dẫn điện cũng như khả năng hấp thụ,
khúc xạ và phản hồi sóng điện từ. Đây cũng là nơi thường xảy ra hiện tượng bão từ và cực quang.
- Tầng ngoài : từ trên 1.000 km đến khoảng 20.000 km, mật độ không khí rất thấp (trong mỗi
cm3 chỉ còn vài nghìn phân tử đã bị ion hoá) nên tốc độ chuyển động của các chất khí rất lớn, do đó
chúng dễ dàng bị khuếch tán vào không gian vũ trụ.
(ii) Cấu trúc ngang : theo chiều ngang thì khí quyển cũng không đồng nhất, đặc biệt trong
tầng đối lưu. Dựa vào tương quan nhiệt ẩm và động lực của khí quyển, người ta đã phân thành 4 khối khí chính :
- Khối khí xích đạo (kí hiệu E) : phát sinh ở vùng xích đạo từ vĩ tuyến 10  15oB đến 10 
15oN, có đặc tính nóng và ẩm.
- Khối khí nhiệt đới (kí hiệu T) : phát sinh ở vùng nhiệt đới từ vĩ tuyến 10  15o đến 30  35o
ở hai bán cầu, có đặc tính nóng và khô.
- Khối khí ôn đới (kí hiệu P) : phát sinh ở vùng ôn đới từ 30  35o đến 60  65o ở hai bán cầu,
có đặc tính ôn hoà, nhiệt độ và độ ẩm ở mức vừa phải.
- Khối khí cực đới (kí hiệu A) : phát sinh ở vùng cực của hai bán cầu, có đặc tính rất lạnh.
Trong các khối khí lại thường phân biệt kiểu hải dương (ẩm - kí hiệu là m) và kiểu lục địa
(khô - kí hiệu là c). Riêng khối khí xích đạo chỉ có một kiểu là khối khí hải dương (kí hiệu là Em).
Hình 5.8. Các khối khí
b) Sự phát triển của khí quyển
Thời kì đầu khi Trái Đất vừa mới hình thành, không khí không những đã bao trùm bề mặt Trái
Đất mà còn có mặt ở các lớp bên trong. Khi đó trong không khí, thành phần chủ yếu là hydro và
heli, nhưng các loại khí này rất dễ khuếch tán vào không gian do lực hấp dẫn của Trái Đất lúc đó
chưa đủ lớn để giữ các khí nhẹ. Về sau khi nhân của Trái Đất được định hình, lực hấp dẫn của Trái
Đất ngày càng tăng lên, kích thước của Trái Đất bắt đầu thu nhỏ dần khiến cho không khí bị ép,
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
nhiệt độ trong lòng Trái Đất tăng lên mạnh mẽ, không khí từ trong lòng đất thoát ra. Khi Trái Đất
thu nhỏ đến mức độ nhất định, nhiệt độ sản sinh do hiện tượng thu nhỏ gây ra giảm dần, Trái Đất
nguội lạnh đi, bề mặt đông kết lại, phần không khí nằm trong vỏ Trái Đất bị ép ra ngoài và bao bọc
xung quanh Trái Đất nhờ lực hấp dẫn, hình thành khí quyển nguyên thuỷ (protoatmosphere : pA).
Sau khi vỏ Trái Đất rắn kết, dưới tác dụng hàng tỉ năm của các chất phóng xạ, nhiệt độ trong
lòng Trái Đất không ngừng tăng lên, hoạt động núi lửa diễn ra mạnh mẽ đã liên tục giải phóng các
chất khí (như H2O, CO2, SO2, CO, S2, Cl2, H2, NH3 và CH4) với lượng lớn bổ sung vào tầng khí
quyển. Đến đây, trong tầng khí quyển đã có nhiều hơi nước, chúng bị ánh nắng Mặt Trời chiếu xạ,
một bộ phận phân giải thành hydro và oxy. Một bộ phận của oxy này kết hợp với hydro trong amoni
khiến cho nitơ trong amoni được giải phóng ra, một bộ phận kết hợp với hydro trong khí metan
khiến cho cacbon trong metan phân li ra. Những cacbon này lại kết hợp với oxy hình thành khí CO2.
Như vậy, thành phần chủ yếu của không khí bấy giờ là CO2, O2, H2O, N2 mà nhiều nhất là CO2, còn O2 thì rất ít.
Kết quả nghiên cứu các nguyên tố đồng vị gần đây, các nhà khoa học xác định cách đây 1,8 
1,9 tỉ năm, các sinh vật thuỷ sinh dần dần được hình thành và cách đây khoảng 700  800 triệu năm,
thực vật bắt đầu có trên lục địa. Với hàm lượng CO2 trong không khí rất dồi dào đã tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình quang hợp của thực vật, khiến cho hàm lượng oxy trong không khí tăng lên
rất nhanh, và từ đó các loại động vật trên Trái Đất cũng tăng mạnh (khoảng 500 triệu năm nước).
Sự hô hấp của động vật lại chuyển oxy thành CO2. Sau khi sinh vật chết đi, chất hữu cơ bị phân huỷ,
một bộ phận anbumin biến thành amoni và muối amoni, một bộ phận khác trực tiếp phân giải thành
nitơ. Trong điều kiện nhiệt độ bình thường, khí nitơ không linh hoạt nên rất khó kết hợp với các
nguyên tố khác, do đó nitơ tích lại trong không khí ngày càng nhiều, và đạt đến hàm lượng như ngày nay.
5.1.2.3. Thuỷ quyển
a) Cấu trúc của thuỷ quyển
Thuỷ quyển là lớp nước tồn tại và phát triển trên Trái Đất, có khối lượng lớn và phân bố rất
rộng rãi trong thiên nhiên. Thuỷ quyển có thành phần phức tạp, quan trọng nhất là nước chiếm tới
hơn 96% khối lượng của thuỷ quyển ; 4% còn lại thuộc về các chất hoà tan trong nước (chủ yếu là
các chất khoáng và chất khí - chiếm 3%) và nhiều dạng vật chất rắn như bùn cát, huyền phù và các chất hữu cơ khác.
Thành phần nước của thuỷ quyển cũng có thể chia làm hai loại : nước nhẹ và nước nặng. Về
bản chất, một phân tử nước bao gồm 2 nguyên tử H và một nguyên tử O, hay nói cách khác thì nước
là một hợp chất của hydro. H và O đều là các chất đồng vị, nguyên tử O có các đồng vị O16, O17,
O18 còn nguyên tử H có các đồng vị H1, H2, H3. Chính các đồng vị này đã tạo ra nhiều loại nước
khác nhau (có tới 9 loại), nhưng chỉ có các đồng vị của H là quan trọng hơn cả. Các đồng vị H1 và
H2 là bền vững và H3 là đồng vị phóng xạ. H1 là đồng vị nhẹ nên tạo thành nước nhẹ, còn các đồng
vị H2 và H3 là các đồng vị nặng nên tạo thành nước nặng. Trong thiên nhiên thì nước nhẹ chiếm tới
99,73% và nước nặng chỉ chiếm khoảng 0,27% tổng lượng nước.
Với tổng khối lượng gần 1386.106 km3 (1386.1018 tấn), nước có thể tích tụ trong khí quyển,
các đại dương, các hồ chứa, dòng sông, trong đất, băng tuyết và thậm chí là trong cơ thể sinh vật :
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
(i) Trong thuỷ quyển (theo nghĩa hẹp) : là lớp nước quan trọng nhất, tồn tại ngay trên bề mặt
Trái Đất với khối lượng khoảng 1362.106 km3 (chiếm 98,29% tổng lượng nước) và trải ra tới 76%
diện tích bề mặt Trái Đất. Ở đây, tuỳ theo các đặc điểm của nước và điều kiện tồn tại cụ thể mà nước
trong thuỷ quyển lại có thể chia ra thành nhiều loại khác nhau :
- Biển và đại dương : chiếm khoảng 98,22% tổng lượng nước trong thuỷ quyển, bao phủ gần
72% diện tích bề mặt Trái Đất với độ sâu bình quân là 4.000 m.
- Băng : là nước ở thể rắn, tập trung ở hai cực và trên các đỉnh núi cao, chiếm khoảng 1,76%
tổng lượng nước của thuỷ quyển, nhưng chiếm đến 68,7% tổng lượng nước ngọt trên Trái Đất.
- Hồ, đầm : lượng nước khá nhỏ, chỉ chiếm khoảng 0,018% tổng lượng nước trong thuỷ quyển
và 0,26% tổng lượng nước ngọt. Các hồ và đầm lầy cũng chiếm khoảng 4,4% tổng diện tích các lục địa.
- Sông ngòi : lượng nước rất nhỏ (2,12.103 km3), chiếm gần 0,0003% tổng lượng nước của
thuỷ quyển. Nhưng tổng lượng nước của các sông ngòi có thể lên tới 47.103 km3/năm (gấp 22 lần
lượng nước chảy thường xuyên).
Bảng 5.1. Sự phân bố của nước trong thuỷ quyển
Lượng nước (103 km3) Tỉ lệ (%) Biển và đại dương 1.338.000,00 98,2197 Băng 24.064,10 1,7617 Hồ, đầm 187,87 0,0183 Sông ngòi 2,12 0,0003 Tổng cộng 1.362.254,09 100,0000
(ii) Trong thạch quyển : chứa một lượng nước khá lớn, đó là nước dưới đất. Lượng nước này
có khối lượng 23,717.106 km3 (chiếm khoảng 1,71% tổng lượng nước chung), trong đó chủ yếu là
nước ở thể lỏng (chiếm 1,68% tổng lượng nước chung). Ngoài ra còn có nước ở thể rắn (băng kết
và đông kết) chiếm khoảng 0,0296% tổng lượng nước chung.
(iii) Trong khí quyển : chứa một lượng hơi nước nhất định với lượng khá nhỏ, chỉ vào khoảng
0,0009% tổng lượng nước chung. Tuỳ vào điều kiện cụ thể mà nước tồn tại ở nhiều dạng như : hơi nước, mây, mưa.
(iv) Trong sinh quyển : cơ thể các sinh vật trên bề mặt Trái Đất cũng chứa một lượng nước
nhất định (từ 60  98% trọng lượng cơ thể). Riêng trong thực vật, lượng nước đã tới 1,12.103 km3
(chiếm khoảng 0,0001% tổng lượng nước chung).
Bảng 5.2. Sự phân bố của nước trên Trái Đất
Lượng nước (103 km3) Tỉ lệ (%) Thuỷ quyển 1.362.254,09 98,2879
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422 Thạch quyển 23.717 1,7111 Khí quyển 12,9 0,0009 Sinh quyển (thực vật) 1,12 0,0001 Tổng cộng 1.385.984,61 100,0000
Hình 5.9. Nước trên Trái Đất
b) Sự phát triển của thuỷ quyển
Ở giai đoạn đầu Trái Đất không có nước và hơi nước trên bề mặt. Chỉ khi bề mặt Trái Đất
nguội lạnh đi thì nước trong lòng đất mới thoát lên và hình thành nên thuỷ quyển nguyên thuỷ, bởi
vì nhiệt độ thấp sẽ hạn chế được quá trình bốc hơi nước và kích thước lớn của Trái Đất sẽ tạo ra
được lực hấp dẫn đáng kể để giữ lại hơi nước đó. Tốc độ tăng trưởng của thuỷ quyển diễn ra song
song với sự tăng trưởng của khí quyển nên có thể thuỷ quyển được hình thành vào khoảng 50 - 100
triệu năm đầu. Khi nhiệt độ bề mặt giảm xuống, hơi nước ngưng tụ lại và gây mưa, hình thành nên
đại dương nguyên thuỷ. Nước biển lúc đầu có lẽ có tính chất axit vì sự hoà tan của dioxit cacbon từ
khí quyển nguyên thuỷ vốn có nồng độ cacbonic cao, ngoài ra còn có các thành phần axit khác. Tuy
nhiên tính axit này không tồn tại lâu vì núi lửa phun lên rất nhiều sản phẩm giàu natri, canxi và sắt
nên nhanh chóng làm trung hoà nước. Và cũng nhờ các sản phẩm phun trào từ núi lửa đó đã cung
cấp hàm lượng muối đáng kể cho các đại dương, làm nước biển mặn dần lên.
Như vậy thì đại dương đã có muối ngay từ buổi đầu, đặc biệt nếu nói về các nguyên tố như
clo và natri, và vào thời điểm ấy thì manti giữ vai trò là nguồn cung cấp các chất hoà tan quan trọng.
Bên cạnh đó, hàm lượng muối còn được cung cấp cho các đại dương nhờ các dòng chảy từ trên lục
địa xuống : chủ yếu là natri và cũng có kali, canxi và magie. Sự cân bằng hai nguồn cung cấp chất
hoà tan (từ manti và từ lục địa) cho các đại dương có lẽ đã diễn ra trong Nguyên sinh (cách nay
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
khoảng 2 tỉ năm), để rồi đến Cổ sinh thì lục địa trở thành nguồn cung cấp ưu thế. Cuối cùng, tất cả
các nguyên tố còn lại trong thành phần muối của nước biển hiện nay đã được hình thành bằng con
đường sinh học, do hoạt động sống của các sinh vật.
Trong tương lai, liệu rằng lượng nước của thuỷ quyển có thay đổi hay không thì đến nay vẫn
còn 3 ý kiến khác nhau : V.I. Vernadsky cho rằng lượng nước này là ổn định ; một số tác giả (Rap,
A. Pince, A.P. Vinogradov, K.K. Markov,…) thì cho rằng lượng nước của thuỷ quyển vẫn không
ngừng tăng lên (từ 1  2,8 mm/1000 năm) ; ngược lại một số tác giả (P.V. Levinson, Lessing) nghĩ
rằng lượng nước thuỷ quyển sẽ giảm đi dần dần do Trái Đất nguội lạnh không còn khả năng cung
cấp nước từ bên trong và quá trình chuyển hoá sang nước liên kết là vô hạn, đến một lúc nào đó Trái
Đất sẽ hết nước và sự sống sẽ bị tiêu diệt ? 5.1.2.4. Sinh quyển
a) Cấu trúc của sinh quyển
Sinh quyển là lớp vỏ sinh vật của Trái Đất, là khoảng không gian có sinh vật cư trú (ước tính
có tới hàng chục triệu loài), bao phủ bề mặt Trái Đất, sâu tới 100 m trong thạch quyển, toàn bộ thuỷ
quyển tới đáy biển sâu trên 8 km, lên cao tới hơn 20 km trong khí quyển. Lớp này được đặc trưng
bởi sự sống về mặt số lượng và mức độ phức tạp - tính đa dạng của vật chất sống. Chu trình vật chất
trong sinh quyển không chỉ liên quan đến các phản ứng trao đổi chất trong thế giới hữu cơ mà còn
liên quan đến nhiều phản ứng hoá học trong giới vô cơ.
Hình 5.10. Sơ đồ về vị trí của sinh quyển (theo V.I. Vernadxki, 1942)
Phạm vi phân bố của sinh vật không vượt ra ngoài tầng ozon của khí quyển (khoảng 25 km)
vì tầng ozon là nơi hấp thụ rất mạnh các tia tử ngoại nên sinh vật không thể xâm nhập vào tầng này.
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
Giới hạn bên dưới có thể xuống tới đáy đại dương (sâu nhất đến 11 km), ở lục địa xuống tới đáy của
lớp vỏ phong hoá. Tuy nhiên, sinh vật không phân bố đồng đều trong toàn bộ sinh quyển mà tập
trung phần lớn trong một lớp có bề dày chỉ khoảng vài chục mét ở phía trên và dưới bề mặt đất.
Thành phần vật chất của sinh quyển rất đa dạng và phức tạp, bao gồm :
- Vật chất sống : toàn bộ các sinh vật sống trong sinh quyển.
- Vật chất có nguồn gốc sinh vật như than đá, đá vôi, dầu mỏ, khí đốt,…
- Vật chất được hình thành do tác động của các sinh vật và các quá trình tạo ra vật chất khác
như : lớp vỏ phong hoá, thổ nhưỡng, không khí tầng đối lưu,…
- Vật chất mà sinh vật không tham gia vào việc hình thành như đá mẹ, khí hiếm,…
- Các chất phóng xạ phát sinh từ bên trong Trái Đất.
- Các chất có nguồn gốc vũ trụ.
b) Sự phát triển của sinh quyển
Khi sự sống chưa xuất hiện, Trái Đất còn là một hành tinh chết. Bao quanh nó là quyển khí
đầy nitơ, hydro, cacbon dioxyt, amoniac, oxyt lưu huỳnh, hơi nước,… do núi lửa phun ra. Từ Mặt
Trời, tia tử ngoại chiếu khắp bề mặt hành tinh, nhờ đó hơi nước bị phân li, tạo ra một lượng oxy
không đáng kể và quá trình tiến hoá hoá học được khởi đầu. Nhiều chất hữu cơ phức tạp như axit
amin, một thành phần quan trọng để cấu tạo nên các hệ thống sống nguyên thuỷ đã xuất hiện. Lớp
ozon hình thành tuy rất mỏng, song kết hợp với tầng nước đã tạo nên bức màn chắn tia tử ngoại rất
hiệu quả, tạo điều kiện thuận lợi cho sự sống đầu tiên ra đời ở vùng nước nông của đại dương cổ,
cách chúng ta chừng 3 tỉ năm. Những mầm sống nguyên sơ là những thể kị khí tương tự như nấm
men, đã tồn tại suốt một thời gian dài đầy khắc nghiệt nhờ năng lượng kiếm được bằng con đường
lên men. Hiệu suất của dạng hô hấp này rất thấp so với hô hấp hiếu khí nên mầm sống nguyên thuỷ
chỉ có thể là các sinh vật tiền nhân (Prokaryote).
Sau đó, có lẽ dưới áp lực của sự chọn lọc tự nhiên do thiếu nguồn thức ăn hữu cơ đã thúc đẩy
sự xuất hiện cơ chế quang hợp. Nhờ vậy, lượng oxy tăng lên đạt đến 3 - 4% của mức hiện nay (chiếm
khoảng 0,6% khí quyển lúc bấy giờ). Bộ mặt hành tinh có những biến đổi lớn, từ tiến hoá hoá học
sang tiến hoá tiền sinh học và sinh học, từ tiến hoá dị dưỡng sang kiểu tiến hoá tự dưỡng nhờ sự ra
đời và phân bố nhanh chóng của sinh vật nhân chuẩn (Eukaryote) trên bề mặt các đại dương. Tiếp
theo, thực vật đã tiến lên chiếm lục địa, hô hấp hiếu khí và nguồn thức ăn sơ cấp ngày một phong
phú, tạo khả năng cho sự ra đời và phát triển của những sinh vật đa bào phức tạp. Ở kỉ Cambri, sự
bùng nổ tiến hoá của các dạng sống mới xảy ra như thân lỗ, san hô, thân mềm, rong biển, tổ tiên của
thực vật có hạt và động vật có dây sống.
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
Hình 5.11. Sự tiến hoá của sinh quyển
Trong các giai đoạn khác nhau của nguyên đại Cổ sinh, cuộc sống dưới nước và trên cạn trở
nên đông đúc. Hàm lượng oxy dần đạt được mức như hiện nay (20% thể tích khí quyển), chế độ tự
dưỡng thay thế cho chế độ dị dưỡng và trở nên thống trị trên hành tinh. Sự phát triển ồ ạt của thực
vật trên cạn đủ đảm bảo cho sự xuất hiện những nhóm động vật lớn như bò sát cổ đại, chim, thú và
cuối cùng là sự ra đời của loài người. Sự tiến hoá của sinh vật dẫn đến những biến đổi và thúc đẩy
sự tiến hoá của môi trường vật lí và hoá học, nhờ đó sinh quyển được khai sinh và phát triển. 5.1.2.5. Thổ quyển
a) Cấu trúc của thổ quyển
Thổ quyển (thổ nhưỡng quyển - lớp vỏ thổ nhưỡng) là lớp vỏ chứa vật chất tơi xốp (đất) nằm
ở bề mặt lục địa. Thổ quyển là bộ phận ngoài cùng của vỏ Trái Đất, kề bên dưới là lớp vỏ phong
hoá và đôi khi rất khó xác định ranh giới giữa hai lớp này. Tuy nhiên hầu hết các nhà khoa học đều
thống nhất ranh giới bên dưới của thổ quyển là nơi cuối cùng mà hệ thống rễ của các loài thực vật
bậc cao có thể đâm xuống (Glazopxkaia, 1960). Còn ranh giới bên trên của thổ quyển chính là bề
mặt lục địa, nơi tiếp xúc với khí quyển của Trái Đất. Như vậy thổ quyển giữ vị trí trung gian giữa
thạch quyển, thuỷ quyển, khí quyển và sinh quyển.
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422 Khí quyển Sinh quyển Thổ
quyển - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - Trầ- - m t - - ích - - -
Đệ tứ - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Vỏ phong hoá cổ Thạch quyển Đá gốc
Hình 5.12. Vị trí của thổ quyển trên lục địa
Thổ nhưỡng quyển không hoàn toàn đồng nhất mà gồm nhiều tầng có nguồn gốc phát sinh
khác nhau và liên quan chặt chẽ với nhau. Trong mỗi tầng phát sinh, những quá trình và hiện tượng
diễn ra trong đất với mức độ khác nhau đã tạo ra những đặc trưng hình thái riêng của mỗi tầng. Khi
nghiên cứu về mặt cắt thẳng đứng của các lớp đất, các nhà khoa học đã phân chia ra các tầng đất điển hình như sau :
- Tầng tích tụ mùn : thường được kí hiệu là A1, là nơi diễn ra hoạt động phân huỷ các tàn tích
hữu cơ đồng thời tổng hợp nên vật chất mùn, do đó tầng này có màu xám đen đặc trưng. Trên bề
mặt của tầng này thường có tàn tích thực vật đang bị phân huỷ dở dang hoặc chưa bị phân huỷ, tạo
nên tầng thảm mục, kí hiệu là A0.
- Tầng rửa trôi (kí hiệu là A2) : hình thành do sự rửa trôi của nước làm cho các muối dễ hoà
tan, các axit mùn và cả các hạt sét cũng bị mang xuống sâu, chỉ còn lại những chất khó hoà tan hay
có kích thước lớn. Vì thế tầng này thường có màu sáng hơn tầng ở trên và dưới nó.
- Tầng tích tụ (kí hiệu là B) : là nơi tích tụ các vật chất bị hoà tan và các vật liệu nhỏ mịn đưa
từ trên xuống, do đó đất tầng này thường có độ chặt lớn, thành phần cơ giới nặng và màu thẫm hơn.
- Tầng mẫu chất (C) : gồm các sản phẩm phong hoá đang tiếp tục bị biến đổi để trở thành đất.
- Tầng đá mẹ (D) : tầng đá gốc chưa bị phong hoá.
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
Hình 5.13. Phẫu diện đất điển hình
Thành phần của thổ nhưỡng bao gồm vật chất ở 3 trạng thái : rắn, lỏng và khí. Ở trạng thái
rắn gồm có khoáng vật và vật chất hữu cơ. Trong đất có nhiều khe hở chứa nước và không khí.
- Khoáng vật : thành phần chủ yếu của đất và chiếm tỉ lệ rất cao (chiếm 90  95% tổng số vật
chất ở trạng thái rắn), là các sản phẩm phong hoá từ đá gốc. Trong tự nhiên người ta đã phát hiện
nhiều loại khoáng nhưng trong đất thường thấy khoảng 50 loại. Tuỳ theo mức độ biến đổi của thành
phần và trạng thái khoáng mà có thể chia các chất khoáng ra làm 2 loại : khoáng nguyên sinh và
khoáng thứ sinh, trong đó đại bộ phận khoáng vật trong đất là khoáng thứ sinh. Khoáng nguyên sinh
hay gặp trong đất gồm : khoáng thuộc nhóm oxyt (SiO2, Fe2O3, Al2O3), nhóm silicat, sunfua,…
Khoáng thứ sinh phổ biến như : alumino silicat, kaolinit, hydroxyt, muối khoáng,…
- Chất hữu cơ của đất : là những tàn tích sinh vật (xác thực vật, động vật, vi sinh vật) đã, đang
hoặc chưa bị phân giải. Gồm có hai nhóm : các chất không phải mùn và nhóm mùn. Các chất không
phải mùn là các hydrat cacbon, xenluloz và hemixenluloz, chất đạm, chất nhựa, chất tro,… Nhóm
mùn gồm : axit fulvic, axit humic và humin. Trong số các thành phần vật chất hữu cơ của đất thì
mùn là hợp chất hữu cơ cao phân tử phức tạp và quan trọng nhất.
- Nước trong đất : nguồn cung cấp chính là nước mưa, nước tuyết tan và nước ngầm. Lượng
nước trong đất nhiều hay ít, ở trạng thái nào là còn tuỳ thuộc vào các điều kiện cụ thể. Các dạng cơ
bản của nước trong đất gồm : nước ở thể rắn, nước ở thể hơi, nước liên kết và nước tự do.
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
- Không khí : tồn tại trong các khe hở của đất. Lượng không khí của đất một phần từ khí quyển
thâm nhập vào, một phần do quá trình phân giải chất hữu cơ của vi sinh vật tạo ra. Do đó thành phần
không khí trong đất và trong khí quyển về cơ bản là giống nhau nhưng về tỉ lệ thì có sự khác biệt nhất định.
b) Sự phát triển của thổ quyển
Trong tiến trình lịch sử, sinh vật là nhân tố xuất hiện muộn nhất trong các nhân tố tạo thành
đất. Vì thế chỉ từ khi sự sống xuất hiện thì sự thành tạo đất mới bắt đầu, còn trước đó, ở bề mặt Trái
Đất mới chỉ diễn ra các quá trình phong hoá vật lí và hoá học. Sản phẩm của hai quá trình này tham
gia vào vòng tuần hoàn lớn của vật chất, đó là đại tuần hoàn địa chất. Trong đại tuần hoàn địa chất,
các quá trình phong hoá - vận chuyển - bồi tụ diễn ra mạnh mẽ, hình thành nên đá trầm tích. Trải
qua các thời kì địa chất, các sản phẩm phong hoá ngày càng được tạo ra nhiều hơn, tạo không gian
cư trú thuận lợi cho những cơ thể sống đầu tiên khi chúng chuyển môi trường sống từ đại dương lên
lục địa. Kể từ đó, quá trình hình thành đất mới thực sự bắt đầu. Trong quá trình sống, các sinh vật
đơn giản đã hấp thụ các chất khoáng trong lớp vỏ phong hoá và trong khí quyển để tổng hợp chất
hữu cơ của cơ thể. Khi chết đi, chất hữu cơ đó sẽ bị vi sinh vật phân giải thành những chất khoáng
đơn giản dễ hoà tan và di động để tiếp tục cung cấp cho các thế hệ tiếp theo. Đó là tiểu tuần hoàn
sinh vật. Sự thống nhất và đối lập giữa đại tuần hoàn địa chất và tiểu tuần hoàn sinh vật chính là
nguyên nhân thành tạo thổ nhưỡng, trong đó đại tuần hoàn địa chất là cơ sở, còn tiểu tuần hoàn sinh
vật là bản chất của quá trình hình thành đất.
Như vậy cùng với sự phát triển của sinh giới thì lớp phủ thổ nhưỡng cũng dần phát triển. Ở kỉ
Cambri, vi khuẩn và tảo mới bắt đầu xuất hiện ở lục địa, đất mới ở giai đoạn đầu của quá trình hình
thành. Ở các giai đoạn tiếp theo, sinh vật trên lục địa có sự phát triển mạnh (nhất là thực vật) đã tạo
điều kiện cho đất ngày càng phát triển, phức tạp hoá cấu trúc cho đến trạng thái như ngày nay.
5.2. LỚP VỎ CẢNH QUAN TRÁI ĐẤT
5.2.1. Khái niệm lớp vỏ cảnh quan Trái Đất
Lớp vỏ cảnh quan (kí hiệu LLE) là lớp vỏ bao bọc bên ngoài của Trái Đất, có sự xâm nhập và
tác động lẫn nhau giữa các lớp vỏ bộ phận (thạch quyển, khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thổ
quyển), hình thành nên các kiểu loại cảnh quan đa dạng, đặc trưng cho sự phân hoá lãnh thổ theo
không gian và thời gian trên bề mặt Trái Đất.
Lớp vỏ này nằm giữa tầng bình lưu và mặt đáy của miền có biểu hiện hoạt động sinh vật trong
thạch quyển. Cần chú ý rằng, nếu gần như toàn bộ thuỷ quyển và sinh quyển đều tham gia vào lớp
vỏ cảnh quan thì thạch quyển chỉ gồm có miền phát sinh bên trên và khí quyển cũng chỉ gồm có
tầng đối lưu và nhiều nhất là đến giới hạn dưới của tầng ozon. Cấu trúc của LLE được thể hiện rõ
ràng nhất và phức tạp nhất ở ngay trên bề mặt đất. Càng xa bề mặt này (càng lên cao hoặc xuống
sâu) thì cấu trúc của LLE càng đơn giản.
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422 km 30 Tầng Ozon 20 ng a ơ Tầng đối lưu dư c đị i ụ 10 E ở l E ở đạ 0 LL LL Biển Lớp granit -10 Vỏ đại dươ Vỏ - ng20 Lớp bazan lục địa Lớp manti -30 -35
Đất và vỏ phong hoá Lớp trầm tích
Hình 5.14. Sơ đồ lớp vỏ cảnh quan Trái Đất
5.2.2. Ranh giới của lớp vỏ cảnh quan Trái Đất
Lớp vỏ cảnh quan Trái Đất không thể có ranh giới rõ rệt mà ở các vùng biên, đặc điểm của nó
luôn có sự chuyển tiếp dần dần với các lớp dưới sâu của thạch quyển và với các lớp phía trên của
khí quyển. Tuy nhiên, để tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu thì hầu hết các nhà địa lí học
đều thống nhất rằng : cần phải xác định ranh giới cụ thể của lớp vỏ cảnh quan Trái Đất, còn cụ thể
như thế nào thì mỗi tác giả lại có cách xác định khác nhau theo những quan điểm riêng của mình.
5.2.2.1. Ranh giới bên dưới
- A.A. Grigoryev ban đầu đưa ra giả định rằng ranh giới bên dưới của lớp vỏ cảnh quan nằm
ở độ sâu 100 - 200 km ; nhưng về sau ông đã đặt giới hạn dưới của LLE ngang với độ sâu của vỏ
Trái Đất, trung bình vào khoảng 20 km chiều sâu (dưới các dãy núi trên lục địa thì LLE sâu tới 60
 80 km, nhưng dưới các vùng trũng đại dương thì chiều sâu giảm xuống còn 5  8 km).
- D.L. Armand cho rằng giới hạn dưới của LLE phải sâu hơn nhiều so với ranh giới bên dưới
của thạch quyển, bởi vì chính ở lớp dưới của thạch quyển mới xảy ra các quá trình kiến tạo (động
đất, núi lửa,…), và các vận động này đều có liên quan mật thiết với các quá trình trên mặt và với sự hình thành địa hình.
- S.V. Kalesnik chỉ đưa vào LLE phần trên cùng của lớp vỏ Trái Đất được gọi là quyển biểu
sinh - khu vực chịu tác động trực tiếp và tích cực của nhiệt Mặt Trời, nước, không khí và sinh vật.
Độ dày của nó cả thảy chỉ vào khoảng hàng chục hàng trăm mét (mức tối đa đến 500  800 m).
- Zabelin vạch ranh giới bên dưới của LLE phụ thuộc vào sự phân bố của sinh vật và nước ở
thể lỏng, nghĩa là ở độ sâu 4  5 km. Cần phải nhận thấy rằng, do áp lực cao trong các lớp của thạch
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com) lOMoARcPSD|47536422
quyển mà nước ở thể lỏng có thể tồn tại đến nhiệt độ 425oC. Vi sinh vật (vi khuẩn kị khí khử sunfat)
còn thấy ở độ sâu hơn 3.000 m trong nhiệt độ đến 100oC, ở dung dịch nước bị khoáng hoá mạnh (đến 200g/l).
- Isachenko đề nghị vạch giới hạn dưới của LLE theo ranh giới bên dưới của quyển đá trầm
tích. Khác với đá magma, các hệ tầng đá trầm tích là toàn bộ sản phẩm của LLE - kết quả hoạt động
của sinh vật, của nước và không khí cùng các quá trình khác. Ở độ sâu 4  5 km trong nhiệt độ 100
 150oC còn thấy đá trầm tích không bị biến chất. Như vậy, ở độ sâu này thường diễn ra những thay
đổi rất quan trọng trong thành phần và tính chất của lớp vỏ Trái Đất. Isachenko thêm rằng không
khí gần như không có mặt ở độ sâu 3  5 km. Do đó, các quá trình tự nhiên diễn ra ở độ sâu lớn hơn
gần như không có liên quan gì đến LLE.
- Một số tác giả khác thì cho rằng ranh giới bên dưới của LLE trên lục địa là bề mặt của tầng
đá trầm tích, còn ở đại dương có thể đến độ sâu 11 km (vực thẳm đại dương) - nơi còn phát hiện
thấy có sự xuất hiện của sinh vật.
5.2.2.2. Ranh giới bên trên
Xác định ranh giới bên trên của LLE cũng có nhiều ý kiến khác nhau. M.M. Ermolaev đã kéo
LLE lên tới đỉnh tầng bình lưu. Hoặc như N.M. Xvatkov cho rằng giới hạn trên của LLE cao đến
85 km - đến đỉnh tầng khí quyển giữa, dựa trên một chỉ tiêu đặc biệt là sự xâm nhập của các hợp
phần trong quá trình hấp thụ các dòng năng lượng ngoại sinh,…
Mặc dù vậy, phần lớn các nhà địa lí tự nhiên cho rằng giới hạn trên của LLE là ranh giới giữa
tầng bình lưu và tầng đối lưu. Tầng đối lưu là nơi diễn ra những quá trình vật lí của khí quyển mạnh
mẽ nhất, cùng những mối quan hệ tương tác giữa khí quyển với thạch quyển, thuỷ quyển và sinh
quyển. Còn trong tầng bình lưu, sự sống không thể tồn tại dưới tác dụng của tia tử ngoại và bức xạ
vũ trụ. Nếu xuất phát từ những quan điểm ấy, ranh giới bên trên của quyển trên mặt địa cầu phải
được vạch ở mức trung bình vào khoảng độ cao 10  12 km (tại xích đạo ranh giới của tầng đối lưu
lên đến 16  18 km, tại các cực hạ xuống 8  10 km).
Phải chú ý rằng trong môi trường không khí ranh giới thường xuyên di động và không rõ ràng.
Ranh giới bên trên cũng có thể nâng cao đôi chút bởi vì ở lớp dưới cùng của tầng bình lưu vẫn còn
cảm thấy ảnh hưởng của các dòng không khí di chuyển theo hướng thẳng đứng (mây vũ tích ở các
chí tuyến dâng lên đến độ cao 20 km, còn ở các độ vĩ ôn đới thì có thể đến 10 km), cũng như của
các xoáy thuận và xoáy nghịch ; ranh giới lí thuyết của sự sống có thể lên đến giới hạn dưới của tầng ozon.
5.2.3. Mô hình hoá cấu trúc của LLE
5.2.3.1. Mô hình cấu trúc hợp phần (cấu trúc đứng)
Địa lí học hiện đại cho rằng LLE được cấu tạo bởi một hệ thống vật chất động phức tạp để tạo
nên hình thể của hành tinh chúng ta với năm hợp phần : thạch quyển (L), thuỷ quyển (H), khí quyển
(A), thổ quyển (P) và sinh quyển (B). Cùng với sự xuất hiện và tác động tích cực của con người đối
với tự nhiên và làm biến đổi mạnh mẽ LLE theo thời gian, Vernadsky đã đưa vào thêm quyển trí tuệ
(N) (Gerasimov gọi là quyển nhân phát sinh - An) và xem nó như là hợp phần riêng biệt của LLE.
Downloaded by H?nh Nguy?n (hanh54219@gmail.com)