Đặc điểm chung: Các nhà khoa học tin rằng, khi các hành tinh đất trở nên lớn hơn, nhiệt độ của chúng cũng tăng lên theo do tác động của năng lượng do động lực (bởi sự di chuyển của hành tinh), do va chạm của các thiên thạch lên hành tinh. Ngoài ra, nhiệt cũng được cung cấp liên tục từ các nguồn khác mà một phần cơ bản là từ nhiệt do phân rã các nguyên tố phóng xạ tự nhiên có mặt trong thành phần của Trái Đất (uranium, thorium, potassium). Theo thời gian, các nguyên tố này có xu hướng tự phân rã để chuyển thành các nguyên tố mới và khi phân rã để tạo thành các nguyên tối mới thì chúng sẽ giải phóng nhiệt. Do đó nhiệt độ bên trong Trái Đất sẽ càng ngày càng tăng và dẫn tới sự nóng chảy các vật chất. Các vật chất bị nóng chảy có tỷ trọng nhẹ (giàu các nguyên tố silic, nhôm, kiềm,…) sẽ dâng lên cao và di chuyển về phía bề mặt Trái Đất. Các vật chất có tỷ trọng nặng hơn như sắt bị nóng chảy có xu hướng chìm về phía trung tâm của Trái Đất. Ngoài ra, một khối lượng khổng lồ khí còn được tạo thành và thoát ra ngoài vỏ Trái Đất thông qua các họng núi lửa. Các khí này có thành phần chủ yếu là hơi nước, đioxyt cabon, metan và có thể ammoniac đã tạo nên khí quyển của Trái Đất. Cũng từ nguồn khí này mà hơi nước được ngưng tụ tạo thành nước và dần dần tràn ngập các đại dương. Sự nóng chảy từng phần đã làm cho Trái Đất chuyển từ một hành tinh đồng nhất ban đầu thành một Trái Đất bị phân lớp theo thành phần.
Các lớp có thành phần khác nhau
.jpg)
Sơ đồ cấu tạo Trái Đất
Trái Đất bao gồm 3 lớp có thành phần khác nhau. Phần trung tâm của Trái Đất là phần có mật độ cao nhất của Trái Đất, được gọi là nhân. Đây là một khối có hình cầu, cấu tạo chủ yếu bởi sắt và ít hơn là niken và một số nguyên tố khác. Lớp thứ 2, được gọi là manti, có tỷ khối nhỏ hơn nhân nhưng cao hơn lớp ngoài cùng. Lớp ngoài cùng và mỏng nhất của Trái Đất được gọi là vỏ và được cấu tạo bởi loại đá cứng có tỷ trọng nhỏ hơn của manti.
Trong khi nhân và manti có chiều dày tương đối ổn định và đồng nhất thì lớp vỏ lại không đồng nhất và có chiều dày biến đổi rất mạnh. Phần vỏ nằm bên dưới các đại dương, được gọi là vỏ đại dương, có chiều dày trung bình khoảng 8km trong khi đó phần vỏ bao gồm các lục địa, được gọi là vỏ lục địa, có chiều dày lớn hơn nhiều, trung bình khoảng 45 km và biến đổi từ 30 đến 70 km.
Các lớp khác nhau của vỏ Trái Đất được xác định một cách gián tiếp nhờ nghiên cứu sự thay đổi mật độ theo chiều sâu thông qua việc đo đạc tốc độ truyền sóng điện từ được tạo thành bởi các trận động đất…, trong đó mỗi lớp có mật độ và thành phần khác nhau sẽ có tốc độ truyền sóng và giá trị sóng điện từ khác nhau.
Các lớp có đặc tính vật lý khác nhau
Ngoài sự thay đổi thành phần, sự thay đổi bên trong Trái Đất còn được đặc trưng bởi những sự biến đổi khác trong đó quan trọng nhất là sự thay đổi đặc tính vật lý như sức bền của đá và trạng thái lỏng - rắn. Những sự thay đổi này bị khống chế bởi nhiệt độ và áp suất. Những nơi mà sự thay đổi đặc tính vật lý không trùng khớp với ranh giới thành phần là các ranh giới giữa vỏ, manti và nhân.
.png)
Các lớp có thành phần và các lớp có đặc tính khác nhau của Trái Đất
.jpg)
Nhân trong và nhân ngoài:
Bên trong phần nhân Trái Đất có sự phân dị giữa phần trong và phần ngoài. Do áp suất quá cao mà phần nhân trong mặc dù có nhiệt độ rất cao nhưng sắt không thể tồn tại dạng dung dịch nóng chảy. Phần nhân cứng này được gọi là nhân trong (inner core). Vây quanh phần nhân trong là một lớp mà do sự cân bằng giữa nhiệt độ và áp suất làm cho sắt nóng chảy và tồn tại dạng dung dịch. Phần này được gọi là nhân ngoài (outer core). Như vậy, sự khác nhau giữa nhân ngoài và nhân trong và ở đặc tính vật lý chứ không phải thành phần.
Quyển giữa - quyển trung gian (Mesosphere):
Sức bền của một chất rắn bị khống chế bởi cả nhiệt độ và áp suất (nếu chất rắn bị nung nóng, sức bền của nó sẽ giảm và ngược lại). Sự khác nhau về nhiệt độ và áp suất đã phân chia vỏ và manti của Trái Đất thành 3 đới có sức bền khác nhau. Ở phần trong, các đá có thể có sức bền tương đối lớn mặc dù chúng có nhiệt độ khá cao. Như vậy, trong lòng Trái Đất tồn tại một đới rắn chắc có nhiệt độ cao nhưng cũng có sức bền tương đối cao nằm giữa khoảng từ ranh giới nhân manti (khoảng 2883 km) tới độ sâu 350 km và đới này được gọi là quyển giữa hay quyển trung gian.
Quyển mềm (asthenosphere):
Trong phần trên của manti, từ độ sâu 350 km tới khoảng giữa 100-200 km dưới mặt đất là một đới được gọi là quyển mềm (hay quyển yếu - weak sphere), nơi mà sự cân bằng về nhiệt độ và áp suất làm cho đá có sức bền rất kém. Khác hẳn với đá trong quyển giữa, đá trong quyển mềm rất mềm dẻo và dễ bị biến dạng, tương tự như nhựa đường bị làm nóng. Các nhà địa chất đều cho rằng quyển mềm có cùng thành phần với quyển giữa, sự khác nhau giữa chúng chỉ là đặc tính vật lý (làm thay đổi sức bền của đá).
Thạch quyển (Lithosphere):
Nằm bên trên quyển mềm là đới ngoài cùng có sức bền cao nhất, nơi mà các đá nguội hơn, bền hơn, cứng hơn các đá quyển mềm. Đới này bao gồm cả phần trên cùng của manti và phần vỏ Trái Đất và được gọi là thạch quyển. Chú ý rằng mặc dù vỏ và manti có thành phần khác nhau, nhưng đặc tính vật lý là sức bền của đá là đặc điểm để phân biệt giữa thạch quyển và quyền mềm. Sự khác nhau này được quyết định bởi nhiệt độ và áp suất. Ở nhiệt độ 1.300oC và áp suất tương ứng với độ sâu 100 km, tất cả các loại đá đều mất sức bền và dễ dàng biến dạng. Độ sâu này tương ứng với đáy của thạch quyển bên dưới các đại dương (hay thường được gọi là thạch quyển đại dương (Oceanic lithosphere). Ngược lại, đáy của thạch quyển lục địa (continental lithosphere) tồn tại ở độ sâu khoảng 200 km. Lý do của sự khác nhau này là sự khác nhau của gradient địa nhiệt.