Thạch quyển là gì? Thạch quyển bao gồm những thành phần nào? Đặc điểm, chức năng, vai trò và ý nghĩa của thạch quyển ra sao?…. Cùng mayruaxegiadinh.com.vn tìm hiểu những thông tin liên quan đến khái niệm thạch quyển trong bài viết dưới đây nhé!
Contents
Khái niệm thạch quyển là gì?
Thạch quyển được xác định chính là lớp vỏ cứng ngoài cùng nhất của những hành tinh có đất đá. Trên Trái Đất thì thạch quyển bao gồm lớp vỏ cùng tầng trên cùng nhất của lớp phủ (gồm cả lớp phủ trên hoặc thạch quyển dưới) và được kết nối cùng với lớp vỏ. Thạch quyển không phải là một khối liền mà bị chia nhỏ ra thành các mảng khác nhau như trên hình.
Khái niệm về thạch quyển như là một lớp ngoài vô cùng mạnh mẽ của Trái Đất và nó được mô tả trong chuyên khảo của AEH Love là “Một số vấn đề về Địa chất học”. Sau này nó được Joseph Barrell phát triển thêm, một tác giả của hàng loạt bài báo về khái niệm này và giới thiệu đến thuật ngữ “thạch quyển”.
Khái niệm thạch quyển dựa trên sự hiện diện của dị thường trọng lực đáng kể trên lớp vỏ lục địa và cũng chính từ đó mà ông đã suy luận ra rằng cần phải tồn tại một lớp trên mạnh mẽ và vững chắc phái trên lớp yếu hơn có thể chảy (ông gọi là asthenosphere) và lớp mạnh mẽ đó ông gọi nó là thạch quyển.
Những ý tưởng này đã được mở rộng hơn vào năm 1940 bởi Reginald Aldworth Daly với công trình bán kết “Sức mạnh và cấu trúc của Trái Đất”. Ngay từ khi công bố chúng đã được chấp nhận rộng rãi bởi các nhà địa chất và địa vật lý. Các khái niệm về một thạch quyển cứng và mạnh mẽ nằm trên một astheno yếu là vô cùng cần thiết cho lý thuyết về mảng kiến tạo.
Đặc điểm của thạch quyển
Như đã đề cập ở phần trên thì thạch quyển chính là lớp ngoài cùng của hành tinh và chúng được hình thành tương tự như một tảng đá bao phủ quanh toàn bộ hành tinh. Điều này xảy ra là vì lớp ngoài cùng có sự tiếp xúc trực tiếp với bầu khí quyển đã cho phép nó nguội đi trước phần còn lại của hành tinh Trái Đất.
Trên thực tế từ hàng triệu năm về trước, toàn bộ hành tinh vốn là một khối sợi đốt khổng lồ. Tuy nhiên, khi bề mặt ngoài nguội đi thì thạch quyển đã được hình thành và cuối cùng thì tạo thành nó, đồng thời tạo cho nó có một hình dạng của một lớp đá bề mặt bao phủ quanh toàn bộ hành tinh. Sau đó, bởi sự ảnh hưởng trực tiếp từ những tác nhân điển hình như khí hậu, nước mà phần bề mặt nhất của thạch quyển đã bị suy thoái đồng thời tạo ra những lớp vỏ bề mặt mà chúng ta thấy được như ngày nay.
Cụm từ “thạch quyển” vốn có nghĩa đen là “quả cầu đá” và xác định hoàn hảo bản chất của nó. Lớp đá này nổi trên lớp phủ của sợi đốt và tạo thành một lớp bên trong thứ 2 của những phần khác nhau rồi tạo thành những tấm trôi trên lớp phủ.
Trên thực tế thì những mảng này hay còn được gọi là những mảng kiến tạo. Chúng chịu trách nhiệm cho sự tồn tại của động đất cũng như núi lửa bởi khi hoạt động bên trong của lớp phủ di chuyển chúng và khi đó chính là lúc các trận động đất hay phun trào núi lửa được tạo ra.
Đặc trưng của thạch quyển được xem là quan trọng nhất dùng để phân biệt nó không phải là thành phần của nó mà chính là những thuộc tính về sự trôi dạt của nó. Dưới ảnh hưởng của những ứng suất dài hạn cùng cường độ thấp đã gây ra những chuyển động kiến tạo địa tầng và thạch quyển phản ứng về cơ bản tương tự như là lớp vỏ cứng. Trong khí đó thì quyển astheno có tác động như là một lớp chất lỏng với độ nhớt nhẹ.
Lớp vỏ cùng tầng trên của lớp phủ trôi trên quyển astheno cả 2 đều có “độ dẻo” cao hơn. Lớp vỏ này được phân biệt với lớp phủ như thế là bởi tầng trên của lớp phủ bằng sự thay đổi trong thành phần hóa học ở khu vực của điểm gián đoạn Mohorovicic.
Thạch quyển có độ dày dao động khoảng từ 1,6km (tương đương 1 dặm) ở những sống lưng giữa của đại dương đến khoảng 130km (tương đương 80 dặm) gần lớp vỏ đại dương cổ. Còn đối với thạch quyển lục địa thì có độ dày khoảng 150km (tương đương 93 dặm).
Vì bề mặt trong hệ thống đối lưu của Trái Đất đang nguội đi nên độ dày của thạch quyển đang tăng dần lên theo thời gian. Nó bị chia cắt ra thành những mảng tương đối lớn và chúng được gọi là những mảng kiến tạo và chuyển động của chúng là tương đối độc lập với nhau. Sự chuyển động đó của những mảng thạch quyển còn được miêu tả như là kiến tạo địa tầng.
Thành phần hóa học của thạch quyển là gì? Thạch quyển bao gồm hầu hết những nguyên tố hóa học có trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev. Tuy nhiên thủy quyển chứa 3 nguyên tố chính gồm: O2 (47%), Si (29,5%) và Al (8,05%) cùng một số những nguyên tố chiếm tỷ lệ cao khác điển hình như: Fe (5%), Ca (4%), Na, Mg, K, H,…..
Phân loại thạch quyển
Thạch quyển có 2 loại bao gồm: Vỏ đại dương và vỏ lục địa. Đặc điểm cụ thể từng loại như sau:
- Thạch quyển đại dương: Chúng liên kết cùng với lớp vỏ đại dương, tồn tại trong những lưu vực đại dương (có mật độ trung bình khoảng 2,9 gram/cm3).
- Thạch quyển lục địa: Chúng liên kết cùng với lớp vỏ lục địa (có mật độ trung bình khoảng 2,7 gram/cm3).
Thạch quyển có độ dày được xác định chính là độ sâu của đường đẳng nhiệt liên quan đến sự chuyển đổi giữa hành vi giòn và nhớt. Nhiệt độ tại đó olivine bắt đầu biến dạng nhớt vào khoảng tương đương 1000℃ và vì olivine thường là khoáng chất yếu nhất ở lớp phủ trên mà chúng thường được sử dụng để thiết lập lên đường đẳng nhiệt này.
Thạch quyển bên dưới đại dương thường có độ dày vào khoảng 140km (tuy nhiên nó còn không dày hơn lớp vỏ ở vị trí bên dưới các dải núi giữa đại dương). Trong khi đó, thạch quyển lục địa thì có phạm vi độ dày dao động khoảng từ 40km – 280km. Phần lớp phủ của thạch quyển bao gồm phần lớn là peridotit. Và chính bởi sự thay đổi các thành phần hóa học được diễn ra tại sự gián đoạn Moho mà lớp vỏ được phân biệt với lớp phủ trên.
Thạch quyển đại dương
Thạch quyển đại dương bao gồm phần lớn là mafic lớp vỏ, đặc biệt siêu mafic manti (peridotit) và so sánh với thạch quyển lục địa thì chúng có khối lượng nặng hơn mà trong đó lớp vỏ được kết hợp cùng lớp vỏ làm bằng felsic đá.
Thạch quyển đại dương tương đối dày vì thế mà khi nó già đi sẽ có xu hướng di chuyển ra khỏi sườn núi giữa đại dương. Sự dày lên này nhờ vào cách làm mát dẫn điện cũng như biến đổi tầng khí quyển nóng thành lớp phủ thạch quyển. Điều này làm cho thạch quyển đại dương ngày càng dày đặc lên theo tuổi tác hay nói cách khác thì theo thời gian hình thành của nó.
Trên thực tế, thạch quyển đại dương chính là lớp ranh giới nhiệt cho sự đối lưu trong lớp phủ. Độ dày của phần lớp phủ của thạch quyển đại dương có thể được xác định tương đương với một lớp ranh giới nhiệt dày lên như là căn bậc hai của thời gian.
Mặc dù ít đậm đặc hơn asthenosphere trong vài chục triệu năm nhưng thạch quyển địa dương sau đó đã trở nên ngày càng dày đặc hơn rất nhiều so với asthenosphere. Điều này là vì lớp vỏ đại dương khác biệt hóa học nhẹ hơn là so với astheno tuy nhiên sự co lại nhiệt của thạch quyển lớp phủ lại làm cho nó trở nên dày đặc hơn so với astheno.
Sự mất ổn định hấp dẫn của thạch quyển đại dương trưởng thành bởi những tác động tại những khu vực hút chìm và nó luôn chìm xuống bên dưới thạch quyển đè lên và có thể là đại dương hoặc lục địa.
Thạch quyển đại dương mới liên tục được sản xuất ra tại những rặng giữa của đại dương, đồng thời được tái chế trở lại lớp phủ ở những khu vực hút chìm. Kết quả thì thạch quyển đại dương có tuổi tác thấp hơn so với thạch quyển lục địa: các phần của thạch quyển lục địa là hàng tỷ năm tuổi thì thạch quyển đại dương lâu đời nhất chỉ khoảng 170 triệu năm tuổi.
Những phần lâu đời nhất của thạch quyển lục địa nằm ở vị trí dưới những cratons và thạch quyển lớp phủ ở đây dày hơn và cũng ít đậm đặc hơn so với thạch quyển điển hình. Đặc biệt với mật độ tương đối thấp sẽ giúp ổn định các khu vực này.
Thạch quyển chìm
Các nghiên cứu địa vật lý vào đầu thế kỷ XXI đã chỉ ra rằng những mảnh lớn của thạch quyển đều đã bị hút vào lớp phủ sâu lên tới 2900km đến gần ranh giới của lớp phủ lõi. Trong khi đó, những phần khác thì lại :trôi nổi” ở lớp phủ trên và một số thì dính xuống lớp phủ xa lên đến 400km tuy nhiên vẫn “gắn” được với mảng lục địa phía trên, tương tự như phạm vi của “kiến tạo” được đề xuất vào năm 1988 bởi Jordan.
Vai trò và ý nghĩa của thạch quyển
Thạch quyển có vai trò to lớn, ý nghĩa của thạch quyển quan trọng gắn liền với sự sống trên lục địa. Một vài ví dụ về vai trò của thạch quyển như: là nơi ở, nơi cung cấp tài nguyên nguyên liệu cho cuộc sống của con người; là nơi cung cấp toàn bộ những cơ sở hạ tầng cho sự phát triển như: khu công nghiệp, đường xá, sân bay, cầu cống,…..; cũng là nơi ở, nơi duy trì các hoạt động sống của nhiều loài sinh vật, động – thực vật trên Trái Đất,…..
Trên đây là toàn bộ những thông tin về chủ đề thạch quyển là gì mà mayruaxegiadinh.com.vn muốn chia sẻ tới bạn đọc. Và hy vọng rằng qua bài viết này bạn đã hiểu được thạch quyển bao gồm những gì cũng như những đặc trưng, vai trò và ý nghĩa quan trọng của thạch quyển đối với lục địa.
