Trái Đất
Trái Đất
Bức ảnh "Viên Bi Xanh" nổi tiếng, chụp từ Apollo 17
Đặc trưng quỹ đạo
Kỷ nguyên J2000.0
[a]
Cận điểm quỹ đạo 147.098.074 km
0,9832898912 AU
Viễn điểm quỹ đạo 152.097.701 km
1,0167103335 AU
Bán trục lớn 149.597.887,5 km
1,0000001124 AU
Độ lệch tâm 0,016710219
Chu kỳ quỹ đạo 365,256366 ngày
1,0000175 năm
Tốc độ vũ trụ cấp 1 29,783 km/s
107.218 km/h
Độ nghiêng quỹ đạo 1°34'43.3"
[1]
với mặt phẳng bất biến
Kinh độ của điểm nút lên 348,73936°
Acgumen của cận điểm 114,20783°
Vệ tinh tự nhiên 1 (Mặt Trăng)
Đặc trưng vật lý
Bán kính trung bình 6.371,0 km
[2]
Bán kính Xích đạo 6.378,1 km
[3]
Bán kính cực 6.356,8 km
[4]
Hình cầu dẹt 0,0033528
[3]
Chu vi 40.075,02 km (xích đạo)
40.007,86 km (kinh tuyến)
40.041,47 km (trung bình)
Diện tích bề mặt 510.072.000 km²
[5][6][b]
148.940.000 km² đất liền (29,2 %)
361.132.000 km² nước (70,8 %)
Thể tích 1,0832073×10
12
km
3
Khối lượng 5,9736×10
24
kg
[7]
Khối lượng riêng trung bình 5,5153 g/cm
3
Hấp dẫn bề mặt 9,780327 m/s²
[8]
0,99732 g
Tốc độ vũ trụ cấp 2 11,186 km/s
Chu kỳ tự quay 0,99726968 ngày
[9]
23
h
56
m
4.100
s
Vận tốc quay tại xích đạo 1.674,4 km/h (465,1 m/s)
Độ nghiêng trục quay 23,439281°
Suất phản chiếu 0,367
[7]
Nhiệt độ bề mặt min tr b max
Kelvin 184 K 287 K 331 K
Celsius −89 °C 14 °C 57,7 °C
Khí quyển
Áp suất khí quyển bề mặt 101,3 kPa (MSL)
Thành phần khí quyển 78,08% Nitơ (N
2
)
20,95% Ôxy (O
2
)
0,93% Agon
0,038% Điôxít cacbon
Khoảng 1% hơi nước (dao động theo khí hậu)
[7]
Trái Đất là hành tinh thứ ba tính từ Mặt Trời, đồng thời cũng là hành tinh lớn nhất trong các hành tinh
đất đá của hệ Mặt Trời xét về bán kính, khối lượng và mật độ vật chất. Trái Đất còn được biết tên với
các tên "thế giới", "hành tinh xanh"
[c]
hay "Địa Cầu", là nhà của hàng triệu loài sinh vật,
[10]
trong đó có con
người và cho đến nay đây là nơi duy nhất trong vũ trụ được biết đến là có sự sống. Hành tinh này
được hình thành cách đây 4,55 tỷ năm
[11][12][13][14]
và sự sống xuất hiện trên bề mặt của nó khoảng 1
tỷ năm trước. Kể từ đó, sinh quyển của Trái Đất đã có thay đổi đáng kể bầu khí quyển và các điều
kiện vô cơ khác, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phổ biến của các vi sinh vật ưa khí cũng như sự hình
thành của tầng ôzôn-lớp bảo vệ quan trọng, cùng với từ trường của Trái Đất, đã ngăn chặn các bức
xạ có hại và chở che cho sự sống.
[15]
Các đặc điểm vật lí của Trái Đất cũng như lịch sử địa lý hay quĩ
đạo, cho phép sự sống tồn tại trong thời gian qua. Người ta hy vọng rằng Trái Đất còn có thể hỗ trợ
sự sống thêm 1,5 tỷ năm nữa, trước khi kích thước của Mặt Trời tăng lên và tiêu diệt hết sự sống.
[16]
Bề mặt Trái Đất được chia thành các mảng kiến tạo, chúng di chuyển từ từ trên bề mặt Trái Đất trong
hàng triệu năm qua. Khoảng 71% bề mặt Trái Đất được bao phủ bởi các đại dương nước mặn, phần
còn lại là các lục địa và các đảo; nước là thành phần rất cần thiết cho sự sống, chưa từng phát hiện
sự tồn tại của nó trên bề mặt của bất kì hành tinh nào khác.
[d][e]
Lõi của Trái Đất vẫn hoạt động được bao
bọc bởi lớp manti rắn dày, lớp lõi ngoài lỏng tạo ra từ trường và lõi sắt trong rắn.
Trái Đất tương tác với các vật thể khác trong không gian bao gồm Mặt Trời và Mặt Trăng. Hiện nay,
thời gian Trái Đất di chuyển hết 1 vòng quanh Mặt Trời bằng 365,26 vòng nó tự quay quanh trục của
chính nó. Khoảng thời gian này bằng với một năm thiên văn tức 365,26 ngày trong dương lịch.
[f]
Trục
tự quay của Trái Đất nghiêng một góc bằng 23,4° so với trục vuông góc với mặt phẳng quĩ đạo,
[17]
tạo
ra sự thay đổi mùa trên bề mặt của Trái Đất trong một năm chí tuyến. Mặt Trăng,vệ tinh tự nhiên duy
nhất của Trái Đất, đồng thời cũng là nguyên nhân chính của hiện tượng thủy triều đại dương, bắt đầu
quay quanh Trái Đất từ 4,53 tỷ năm trước, vẫn giữ nguyên góc quay ban đầu theo thời gian nhưng
đang chuyển động chậm dần lại. Trong khoảng từ 4,1 đến 3,8 tỷ năm trước, sự va đập của các thiên
thạch trong suốt thời kì “Công phá Mạnh muộn” đã tạo ra những sự thay đổi đáng kể trên bề mặt Mặt
Trăng.
Cả tài nguyên khoáng sản lẫn các sản phẩm của sinh quyển được sử dụng để cung cấp cho cuộc
sống của con người. Dân cư được chia thành hơn 200 quốc gia độc lập, có quan hệ với nhau thông
qua các hoạt động ngoại giao, du lịch, thương mại, quân sự. Văn hóa loài người đã phát triển tạo nên
nhiều cách nhìn về Trái Đất bao gồm việc nhân cách hóa Trái Đất như một vị thần, niềm tin vào một
Trái Đất phẳng hoặc một Trái Đất là trung tâm của cả vũ trụ, và một quan điểm nhìn hiện đại hơn như
Trái Đất là một môi trường thống nhất cần có sự định hướng.
Mục lục
[ẩn]
• 1 Niên biểu
o 1.1 Lịch sử
1.1.1 Quá trình tiến hóa của sự sống
o 1.2 Tương lai
• 2 Tính chất vật lý
o 2.1 Hình dạng
o 2.2 Thành phần hóa học
o 2.3 Cấu trúc bên trong
o 2.4 Nhiệt lượng
o 2.5 Các mảng kiến tạo
o 2.6 Bề mặt
o 2.7 Thủy quyển
o 2.8 Khí quyển
2.8.1 Thời tiết và khí hậu
2.8.2 Tầng khí quyển trên
o 2.9 Từ trường
• 3 Quỹ đạo và chuyển động tự quay
o 3.1 Chuyển động tự quay
o 3.2 Quỹ đạo
o 3.3 Độ nghiêng trục và các mùa
• 4 Mặt Trăng
• 5 Sự sống
o 5.1 Sinh quyển
o 5.2 Con người
5.2.1 Địa lý con người
5.2.2 Con người với Trái Đất
• 6 Quan điểm văn hóa
• 7 Đọc thêm
• 8 Chú thích
• 9 Tham khảo
• 10 Liên kết ngoài
Niên biểu
Lịch sử
Bài chi tiết: Lịch sử Trái Đất
Các nhà khoa học đã có thể khôi phục lại các thông tin chi tiết về quá khứ của Trái Đất. Những
ngày đầu tiên của hệ Mặt Trời là vào khoảng 4,5672
[18]
± 0,0006 tỷ năm trước, và vào khoảng 4,54
tỷ năm trước (độ sai lệch nằm trong khoảng 1%)
[11][12][13][14]
Trái Đất và các hành tinh khác trong hệ Mặt
Trời đã hình thành từ tinh vân Mặt Trời - đám mây bụi và khí dạng đĩa do Mặt Trời tạo ra. Quá
trình hình thành Trái Đất được hoàn thiện trong vòng 10 đến 20 triệu năm.
[19]
Lúc đầu ở dạng nóng
chảy, lớp vỏ ngoài của Trái Đất nguội lại thành chất rắn trong khi nước bắt đầu tích tụ trong khí
quyển. Mặt Trăng hình thành ngay sau đó cách đây khoảng 4,53 tỷ năm,
[20]
là kết quả của sự va
chạm sượt qua giữa một vật thể có kích thước bằng Sao Hỏa (đôi khi được gọi là Theia) và
có khối lượng bằng khoảng 10% khối lượng của Trái Đất, với Trái Đất.
[21]
Một phần khối lượng của
vật thể này đã sáp nhập vào Trái Đất, phần còn lại bắn vào không gian theo một quỹ đạo phù hợp
tạo ra Mặt Trăng.
Khí thải và các hoạt động của núi lửa tạo ra các yếu tố sơ khai của bầu khí quyển. Quá trình
ngưng tụ hơi nước gia tăng bởi băng và nước ở dạng lỏng được cung cấp bởi các thiên thạch và
các tiền hành tinh lớn hơn, các sao chổi, và các vật thể ở xa hơn Sao Hải Vương tạo ra các đại
dương.
[22]
Hai giả thiết chính về sự phát triển của các lục địa được đề xuất là:
[23]
phát triển từ từ cho
đến ngày nay
[24]
hoặc nhanh chóng phát triển trong quá khứ.
[25]
Các nghiên cứu gần đây cho thấy
rằng phương án thứ hai khả quan hơn, với tốc độ phát triển ban đầu nhanh của các lớp vỏ lục
địa
[26]
theo sau bởi một quá trình phát triển diện tích lục địa chậm và dài.
[27][28][29]
Trong niên đại địa
chất, khoảng thời gian hàng trăm triệu năm, bề mặt Trái Đất liên tục thay đổi hình dạng của chính
nó dưới dạng các lục địa hình thành và phân rã. Các lục địa di chuyển trên bề mặt, đôi khi kết
hợp với nhau để tạo thành một siêu lục địa. Khoảng 750 triệu năm trước, một trong những siêu
lục địa được biết sớm nhất là Rodinia, đã bắt đầu chia tách. Các lục địa sau đó lại kết hợp với
nhau để tạo ra Pannotia, 600-540 triệu năm trước, cuối cùng là Pangaea chia tách vào khoảng
180 triệu năm trước.
[30]
Quá trình tiến hóa của sự sống
Bài chi tiết: Lịch sử tiến hóa sự sống
Người ta tin rằng các chất hóa học giàu năng lượng đã tạo ra các phân tử tự sao chép trong
khoảng 4 tỷ năm trước đây, và trong nửa tỷ năm sau đó thì tổ tiên chung cuối cùng của các
dạng sống trên Trái Đất bắt đầu xuất hiện.
[31]
Sự phát triển của khả năng quang hợp cho
phép năng lượng Mặt Trời được hấp thụ trực tiếp bởi các dạng sống; và sau đóôxy sản
phẩm tích tụ dần trong bầu khí quyển và hình thành tầng ôzôn (một hình thức phân tử khác
của ôxy - O
3
) ở tầng cao của bầu khí quyển. Sự tập hợp các tế bào nhỏ trong một tế bào lớn
hơn dẫn đến quá trình phát triển các tế bào phức tạp gọi là các sinh vật nhân chuẩn.
[32]
Các sinh vật đa bào thực sự hình thành dưới dạng các tế bào trong một tập đoàn cá thể
ngày càng trở nên chuyên môn hóa. Nhờ tầng ôzôn hấp thụ các bức xạ tia cực tím có hại, sự
sống bắt đầu phát triển trên bề mặt Trái Đất.
[33]
Kể từ thập niên 1960, đã có một giả thiết rằng hoạt động của các sông băng trong khoảng từ
750 đến 580 triệu năm trước, trong đại Tân Nguyên sinh, đã phủ một lớp băng lên bề mặt
Trái Đất. Giả thiết được gọi là "Địa Cầu tuyết", và được đặc biệt quan tâm vì nó tiếp nối giả
thiết về sự bùng nổ sự sống trong kỷ Cambri, khi sự sống đa bào bắt đầu tăng trưởng mạnh.
[34]
Sau sự bùng nổ ở kỷ Cambri, khoảng 535 triệu năm trước, đã xảy ra năm cuộc đại tuyệt
chủng.
[35]
Cuộc đại tuyệt chủng cuối cùng điễn ra cách đây 65 triệu năm, xảy ra có thể là do
một thiên thạch đâm vào Trái Đất, đã gây ra cuộc đại tuyệt chủng của khủng long và các loài
bò sát lớn, nhưng bỏ qua các loài động vật có kích thước nhỏ như các loài động vật có vú,
mà khi đó trông giống như chuột. Trong 65 triệu năm qua, các dạng sống máu nóng ngày
càng trở nên đa dạng, và một vài triệu năm trước đây thì một loài động vật dáng vượn ở
châu Phi đã có khả năng đứng thẳng.
[36]
Điều này cho phép chúng sử dụng công cụ và thúc
đẩy giao tiếp cũng như cung cấp các chất dinh dưỡng và các yếu tố kích thích cần thiết cho
một bộ não lớn hơn. Sự phát triển của nông nghiệp, và sau đó là sự văn minh, cho phép con
người trong một khoảng thời gian ngắn gây ảnh hưởng đến Trái Đất nhiều hơn bất kì một
dạng sống nào khác,
[37]
thậm chí cả tính chất cũng như số lượng của các loài sinh vật khác.
Các thời kỳ băng hà bắt đầu từ 40 triệu năm trước và phát triển trong suốt thế Pleistocen vào
khoảng 3 triệu năm trước. Chu kì hình thành và tan băng lặp đi lặp lại trong các vùng cực
theo chu kì 40-100 nghìn năm. Thời kỳ băng hà gần đây kết thúc vào khoảng 10.000 năm
trước.
[38]
Tương lai
Vòng đời của Mặt Trời (tỉ năm), từ trái sang:
Bắt đầu - Hiện tại - Nhiệt độ tăng dần - Sao khổng lồ đỏ - Suy sụp hấp dẫn - Sao lùn trắng
Tương lai của hành tinh này có quan hệ mật thiết với Mặt Trời. Là kết quả của sự tăng
cường nguyên tử heli một cách từ từ trong lõi của Mặt Trời, độ sáng của ngôi sao này đang
từ từ tăng lên. Độ sáng của Mặt Trời sẽ tăng 10% trong 1,1 tỷ năm tới, 40% trong 3,5 tỷ năm
tới.
[39]
Các mô hình khí hậu chỉ ra rằng việc các tia phóng xạ chạm đến Trái Đất nhiều hơn sẽ
tạo nên các hậu quả khủng khiếp, bao gồm sự biến mất của các đại dương.
[40]
Sự tăng nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất sẽ đẩy nhanh chu trình CO
2
phi sinh học, giảm mật độ
của khí này cho đến khi các loài thực vật chết (10 ppm đối với thực vật C4) trong vòng 900
triệu tới 1,2 tỷ năm. Sự thiếu hụt các loại cây xanh sẽ tạo ra hiện tượng thiếu ôxy trong bầu
khí quyển, khiến cho các loại động vật trên Trái Đất sẽ bị tuyệt chủng hoàn toàn trong vài
triệu năm sau đó, sự sống sẽ chỉ còn lại các dạng đơn giản sống trong các túi nước nằm sâu
trong lòng đất hoặc ở 2 vùng cực.
[41]
Tới 1,3 tỷ năm sau, các sinh vật nhân chuẩn sẽ tuyệt
chủng, chỉ còn các sinh vật nhân sơ còn sống. Tới 2,8 tỷ năm sau, nhiệt độ Trái Đất sẽ lên
tới 147 độ C ngay cả ở vùng cực, toàn bộ nước trên bề mặt sẽ biến mất và sự sống sẽ hoàn
toàn bị tiêu diệt
[16]
và nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ đạt tới 70°C.
[41]
Trái Đất được mong đợi
rằng có thể hỗ trợ sự sống thêm 500 triệu năm nữa,
[42]
dù thời gian này có thể kéo 2,3
tỉ năm nếu nitơ được loại bỏ khỏi bầu khí quyển.
[43]
Cho dù Mặt Trời có tồn tại vĩnh cửu và
không thay đổi, quá trình lạnh đi của Trái Đất sẽ khiến cho lượng CO
2
giảm dần do sự suy
giảm của các hoạt động núi lửa
[44]
và 35% nước của các đại dương lặn xuống lớp phủ do quá
trình lưu thông hơi nước của sống núi giữa đại dương giảm.
[45]
Mặt Trời, trong quá trình tiến hóa của nó, sẽ trở thành một sao khổng lồ đỏ trong khoảng 5 tỷ
năm nữa. Các mô hình cho thấy rằng Mặt Trời sẽ mở rộng, tăng bán kính lên gấp 250 lần
hiện tại, xấp xỉ 1 AU (150.000.000 km).
[39][46]
Tương lai của Trái Đất kém rõ ràng hơn. Dưới
dạng một sao khổng lồ đỏ, Mặt Trời sẽ mất đi 30% khối lượng, khiến cho, không tính đến các
ảnh hưởng về thủy triều, Trái Đất sẽ chuyển đến quỹ đạo 1,7 AU (250.000.000 km) so với
Mặt Trời khi ngôi sao này đạt đến bán kính tối đa. Do đó người ta hy vọng rằng Trái Đất sẽ
thoát khỏi được lớp không khí bao quanh Mặt Trời, dù rằng phần lớn, không phải tất cả, các
loài sinh vật còn lại cũng sẽ nhanh chóng bị tuyệt chủng khi độ sáng của Mặt Trời tăng lên.
[39]
Nhưng, các mô phỏng gần đây cho thấy quỹ đạo của Trái Đất sẽ biến mất do tác dụng
của thủy triều và lực hút, làm cho nó bị hút vào bầu không khí bao quanh Mặt Trời và bị phá
hủy.
[46]
Tính chất vật lý
Bài chi tiết: Khoa học Trái Đất
Trái Đất là một hành tinh đất đá, có nghĩa là nó có cấu tạo đất đá cứng, khác với
những hành tinh khí khổng lồ như Sao Mộc. Trái Đất là hành tinh lớn nhất trong bốn
hành tinh đất đá của hệ Mặt Trời, về cả kích thước và khối lượng. Trong bốn hành tinh
này, Trái Đất có độ đặc lớn nhất, hấp dẫn bề mặt lớn nhất, từ trường mạnh nhất, tốc độ
quay nhanh nhất.
[47]
Và đồng thời nó cũng là hành tinh đất đá duy nhất mà các mảng kiến
tạo còn hoạt động.
[48]
Hình dạng
Bảng của F. W. Clarke về thành phần ôxít trong lớp vỏ Trái Đất
Hợp chất Công thức
Tỉ lệ
phần trăm
Silica SiO
2
59,71%
Alumina Al
2
O
3
15,41%
Vôi CaO 4,90%
Ôxít magiê MgO 4,36%
Ôxít natri Na
2
O 3,55%
Ôxít sắt (II) FeO 3,52%
Ôxít kali K
2
O 2,80%
Ôxít sắt (III) Fe
2
O
3
2,63%
Nước H
2
O 1,52%
Ôxít titan TiO
2
0,60%
Điphốtpho pentaôxít P
2
O
5
0,22%
Tổng cộng 99,22%
Hình dạng của Trái Đất rất gần với hình phỏng cầu là hình cầu bị nén dọc theo hướng
từ địa cực tới chỗ phình ra ở xích đạo.
[49]
Phần phình ra này là kết quả của quá trình tự
quay và khiến cho độ dài đường kính tại đường xích đạo dài hơn 43 km so với độ dài
đường kính tính từ cực tới cực.
[50]
Độ dài đường kính trung bình của hình phỏng cầu tham
chiếu vào khoảng 12.745 km, xấp xỉ với 40.000 km/π, mét được định nghĩa bằng
1/10.000.000 khoảng cách từ xích đạo đến cực Bắc đo qua Paris, Pháp.
[51]
Địa hình các khu vực khác nhau đều có các sai lệch nhất định so với hình phỏng cầu đã
được lý tưởng hóa này và nếu xét ở quy mô toàn cầu thì độ lệch này thường rất nhỏ,
còn đối với một khu vực nhỏ thì Trái Đất có dung sai vào khoảng 1/584, tức 0,17% so
với hình phỏng cầu tham chiếu và nhỏ hơn 0,22% dung sai cho phép đối với các quả
bóng bi-da. Nơi có độ lệch (độ cao hoặc độ sâu) lớn nhất so với bề mặt Trái Đất là đỉnh
Everest (8.848 m trên mực nước biển) và rãnh Mariana (10.911 dưới mực nước biển).
Do sự phồng lên ở xích đạo, nơi xa tâm Trái Đất nhất là đỉnh Chimborazo ở Ecuador.
[52][53]
Thành phần hóa học
Khối lượng của Trái Đất vào khoảng 5,98×10
24
kg, bao
gồm sắt (32,1%), ôxy (30,1%), silic (15,1%), magiê (13,9%), lưu
huỳnh(2,9%), niken (1,8%), canxi (1,5%), nhôm (1,4%); và các nguyên tố khác 1,2%.
Dựa trên lý thuyết về phân tách khối lượng, người ta cho rằng vùng lõi được cấu tạo
bởi sắt (88,8%) với một lượng nhỏ niken (5,8%), lưu huỳnh (4,5%), và các nguyên tố
khác thì nhỏ hơn 1%.
[54]
Nhà hóa học F. W. Clarke tính rằng dưới 47% lớp vỏ Trái
Đất chứa ôxy và các mẫu đá cấu tạo nên vỏ Trái Đất hầu hết chứa các ôxít; clo, lưu
huỳnh và flo là các ngoại lệ quan trọng duy nhất của điều này và tổng khối lượng của
chúng trong đá nhỏ hơn 1% rất nhiều. Các ôxít chính là ôxít silic, nhôm, sắt;
các cacbonat canxi, magiê, kali và natri. Điôxít silicđóng vai trò như một axít, tạo
nên silicat và có mặt trong tất cả các loại khoáng vật phổ biến nhất. Từ một tính toán
dựa trên 1.672 phân tích về tất các loại đá, Clarke suy luận rằng 99,22% là cấu tạo từ 11
ôxít (nhìn bảng bên phải) và tất cả các thành phần còn lại chỉ chiếm một lượng cực nhỏ.
[g]
Cấu trúc bên trong
Bài chi tiết: Cấu trúc Trái Đất
Phần bên trong của Trái Đất, giống như các hành tinh đất đá khác, chia thành nhiều
lớp dựa trên các đặc tính hóa, lý.
• Lớp ngoài của vỏ Trái Đất là một lớp silicat rắn bao gồm bảy mảng kiến
tạo riêng biệt nằm trên một lớp chất rắn dẻo. Vỏ Trái Đất phân cách với lớp
phủ bởi điểm gián đoạn Mohorovičić, và độ dày thay đổi trung bình 6 km đối
với vỏ đại dương và 30–50 km đối với vỏ lục địa. Lớp vỏ và và phần trên cùng
của lớp phủ cứng, lạnh được gọi là thạch quyển, và các mảng lục địa được tạo
trên thạch quyển.
• Dưới thạch quyển là quyển mềm (quyển atheno) do nó được cấu tạo bởi lớp
đá “mềm”.
• Dưới quyển mềm là lớp phủ có bề dày khoảng 2.900 km và là nơi có độ
nhớt cao nhất. Những sự thay đổi quan trọng trong cấu trúc tinh thể bên trong
lớp phủ xuất hiện tại độ sâu 410 và 660 km dưới mặt đất, trải qua một đới
chuyển tiếp ngăn cách lớp phủ trên và dưới.
• Ở dưới lớp phủ, lõi ngoài có dạng chất lỏng mềm nằm trên lõi trong rắn.
[55]
Lõi
trong có thể quay với vận tốc góc hơi cao hơn so với phần còn lại của hành tinh
khoảng 0,1- 0,5° mỗi năm.
[56]
Các tầng của Trái Đất
[57]
Độ sâu
[58]
km
Các lớp
Mật độ
g/cm
0–60 Thạch quyển (5)
[h]
—
0–35 Lớp vỏ (6)
[i]
2,2–2,9
35–60 Phần trên cùng của manti trên (4) 3,4–4,4
35–2890 Quyển manti (3)&(4) 3,4–5,6
100–700 Quyển mềm —
2890–5100 Lõi ngoài (2) 9,9–12,2
5100–6378 Lõi trong (1) 12,8–13,1
Nhiệt lượng
Nội nhiệt của Trái Đất được tạo ra bởi sự kết hợp của nhiệt dư được tạo ra trong
các hoạt động của Trái Đất (khoảng 20%) và nhiệt được tạo ra do sự phân rã phóng
xạ (khoảng 80%).
[59]
Các đồng vị chính tham gia vào quá trình sinh nhiệt là kali-
40, urani-238, urani 235, thori-232.
[60]
Ở trung tâm của Trái Đất, nhiệt độ có thể đạt
tới 7000K và áp suất có thể lên tới 360 Gpa.
[61]
Do phần lớn nhiệt năng này sinh ra từ
sự phân rã của các chất phóng xạ, các nhà khoa học tin rằng vào thời kì đầu của
Trái Đất, trước khi số lượng của cácđồng vị phóng xạ có chu kì bán rã ngắn bị giảm
xuống, nhiệt năng sinh ra của Trái Đất còn cao hơn. Nhiệt năng thêm này gấp hai
lần hiện tại vào thời điểm 3 tỉ năm trước
[59]
đã làm tăng nhiệt độ mặt đất, tăng tốc
độ của quá trình đối lưu manti và kiến tạo mảng, và cho phép tao ra đá
macma giống như komatiite mà ngày nay không còn được tạo ra nữa.
[62]
Tổng nhiệt năng mà Trái Đất mất đi khoảng 4,2 ×10
13
W.
[63]
Một phần năng
lượng nhiệt ở lõi được truyền qua lớp vỏ nhờ chùm manti; đó là một dạng đối
lưu bao gồm các đợt dâng lên của các khối đá nóng và có thể tạo ra các điểm
nóng và lũ bazan.
[64]
Một phần nhiệt năng khác của Trái Đất mất đi thông qua hoạt
động kiến tạo mảng khi mácma trong manti dâng lên ở các sống núi giữa đại
dương. Hình thức mất nhiệt cuối cùng là con đường truyền nhiệt trực tiếp đi
qua thạch quyển, phần lớn xuất hiện ở đại dương vì lớp vỏ ở đó mỏng hơn so với
ở lục địa.
[63]
Các mảng kiến tạo
Bài chi tiết: Mảng kiến tạo
Các mảng kiến tạo chính của Trái Đất
[65]
Tên mảng
Diện tích
10
6
km²
Mảng châu Phi
[j]
78,0
Mảng Nam Cực 60,9
Mảng Ấn-Úc 47,2
Mảng Á-Âu 67,8
Mảng Bắc Mỹ 75,9
Mảng Nam Mỹ 43,6
Mảng Thái Bình Dương 103,3
Lớp ngoài cứng về mặt cơ học của Trái Đất, tức thạch quyển, bị vỡ thành
nhiều mảnh được gọi là các mảng kiến tạo. Các mảng này di chuyển tương đối
với nhau theo một trong ba kiểu ranh giới mảng: hội tụ khi hai mảng va
chạm; tách giãn khi hai mảng đẩy nhau ra xa, chuyển dạng khi các mảng trượt
dọc theo các vết đứt gãy.
[66]
Các trận động đất, hoạt động núi lửa, sự hình thành
cácdãy núi, và rãnh đại dương đều xuất hiện dọc theo các ranh giới này.
[67]
Các
mảng kiến tạo nằm trên quyển atheno (quyển mềm), phần rắn nhưng kém nhớt
của lớp phủ trên có thể chảy và di chuyển cùng các mảng kiến tạo, và chuyển
động của chúng gắn chặt với các kiểu đối lưu bên trong lớp phủ Trái Đất.
Khi các mảng kiến tạo di chuyển, đáy đại dương bị hút chìm ở rìa của lục
địa hay tại ranh giới hội tụ. Trong khi đó, sự phun trào mácma ở ranh giới phân
kỳ tạo ra các rặng núi giữa đại dương. Sự kết hợp của các quá trình này đẩy
lớp vỏ ở đại dương trở lạilớp phủ. Bởi quá trình tái chế này, phần lớn đáy đại
dương không quá 100 triệu tuổi. Lớp vỏ đại dương già nhất là ở tây Thái Bình
Dương và ước chừng khoảng 200 triệu tuổi.
[68][69]
Bên cạnh đó, lớp vỏ lục địa già
nhất khoảng 4030 triệu tuổi.
[70]
Các mảng lục địa khác bao gồm mảng Ấn Độ, mảng Ả Rập, mảng
Caribe, mảng Nazca ở bờ phía tây Nam Mỹ và mảng Scotia ở nam Đại Tây
Dương. Mảng Úc thực chất đã hợp nhất với mảng Ấn Độ trong khoảng từ 50
đến 55 triệu năm trước để tạo thànhmảng Ấn-Úc. Các mảng kiến tạo di chuyển
nhanh nhất là các mảng đại dương, với mảng Cocos di chuyển với tốc độ
75 mm mỗi năm
[71]
và mảng Thái Bình Dương di chuyển với tốc độ 52–69 mm
mỗi năm. Ở một thái cực khác, mảng di chuyển chậm nhất làmảng Á-Âu, di
chuyển với tốc độ bình thường 21 mm một năm.
[72]
Bề mặt
Địa hình của Trái Đất ở mỗi vùng mỗi khác. Nước bao phủ khoảng 70,8%
[73]
bề
mặt Trái Đất, với phần lớn thềm lục địa ở dưới mực nước biển. Bề mặt
dưới mực nước biển hiểm trở bao gồm hệ thống các dãy núi giữa đại
dương kéo dài khắp địa cầu, ví dụ như các núi lửa ngầm,
[50]
các rãnh đại dương,
các hẻm núi dưới mặt biển, các cao nguyên đại dương và đồng bằng đáy. Còn
lại 29,2% không bị bao phủ bởi nước; bao gồm núi, sa mạc, cao nguyên, đồng
bằng và các địa hình khác.
Bề mặt của hành tinh liên tục tự thay đổi theo thời gian dưới tác dụng của các
quá trình kiến tạo và xói mòn. Các hình thái của bề mặt được tạo nên và biến
dạng bởi các mảng kiến tạo liên tục bị phong hóa bởi giáng thủy, các chu trình
nhiệt và các tác nhân hóa học. Sự đóng băng, sự xói mòn bờ biển, sự hình
thành của các dải san hô ngầm, và sự va chạm với các mảnhthiên thạch lớn
cũng làm thay đổi địa hình.
[74]
Lớp vỏ lục địa bao gồm các vật chất có độ đặc thấp hơn như đá
macma granit và andesit. Ít phổ biến hơn là bazan, một loại đá núi lửa đặc là
thành phần chính của đáy biển.
[75]
Đá trầm tích được tạo ra do sự tăng số
lượng trầm tích và chúng trở nên gắn kết với nhau. Đá trầm tích bao phủ gần
75% bề mặt lục địa, mặc dù chúng chỉ chiếm khoảng 5% lớp vỏ.
[76]
Loại đá thứ
ba được tìm thấy trên Trái Đất là đá biến chất, được tạo ra do sự biến đổi của
các loại đá trước đó dưới tác dụng của áp suất cao, nhiệt độ cao, hoặc cả hai.
Các khoáng vật silicat ở bề mặt Trái Đất bao gồm thạch
anh, fenspat,amphibol, mica, pyroxen, olivin.
[77]
Các khoáng vật cacbonat bao
gồm canxit (tìm thấy trong đá vôi), aragonit và dolomit.
[78]
Thổ quyển là lớp ngoài cùng nhất của Trái Đất, được cấu tạo bởi đất và chịu
tác động của các quá trình hình thành đất. Nó tồn tại cùng thạch quyển, khí
quyển, thủy quyển và sinh quyển. Theo số liệu năm 2009, tổng diện tích đất
trồng trọt được chiếm 10.57% tổng diện tích đất bề mặt, với chỉ 1.04% sử dụng
được cho việc trồng trọt lâu dài.
[6]
Gần 40% diện tích đất bề mặt đang được sử
dụng để trồng trọt hoặc làm đồng cỏ chăn nuôi, ước tính 1.3 ×10
7
km² dùng làm
đất trồng và 3,4 ×10
7
km² dùng làm đồng cỏ.
[79]
Độ cao so với mực nước biển của
mặt đất thay đổi từ -418 m ở biển Chết tới 8.848 m trên đỉnh Everest và độ cao
trung bình trên mặt nước biển là 840 m.
[80]
Thủy quyển
Bài chi tiết: Thủy quyển
Đồ thị thể hiện độ cao của bề mặt Trái Đất. Nước bao phủ khoảng 71% bề mặt Trái Đất.
Nguồn nước dồi dào trên bề mặt đất là đặc điểm độc nhất, giúp phân biệt
“Hành tinh xanh” với các hành tinh khác tronghệ Mặt Trời. Thủy quyển của
Trái Đất chủ yếu bao gồm các đại dương, nhưng về lý thuyết nó bao gồm
tất cả nước trên bề mặt đất, bao gồm biển nội địa, hồ, sông và mạch nước
ngầm ở độ sâu tới 2.000 m. Khu vực sâu nhất dưới đáy biển là
“Challenger Deep” thuộc rãnh Mariana ở Thái Bình Dương với độ sâu
10.911,4 m.
[k][81]
Độ sâu trung bình của các đại dương là 3.800 m, lớn hơn 4
lần độ cao trung bình của các lục địa.
[80]
Khối lượng nước trong các đại
dương xấp xỉ 1,35 ×10
18
tấn, hoặc khoảng 1/4400 khối lượng của Trái Đất,
và chiếm thể tích 1,386 ×10
9
km³. Nếu tất cả đất trên Trái Đất được trải
phẳng ra, mực nước biển sẽ dâng lên cao hơn 2,7 km.
[l]
Khoảng 97,5%
nước có chứa muối, còn lại 2,5% là nước ngọt và phần lớn nước ngọt,
khoảng 68,7%, đang ở dạng băng.
[82]
Khoảng 3,5% tổng khối lượng của các đại dương là muối và phần lớn
lượng muối này được đẩy ra từ các hoạt động núi lửa hay tách ra từ đá
macma nguội.
[83]
Các đại dương đều có chứa đầy khí hòa tan trong nước,
yếu tố thiết yếu đối vớisự sống của các sinh vật biển.
[84]
Nước biển có ảnh
hưởng lớn tới khí hậu của cả thế giới và các đại dương có vai trò như
nguồn giữ nhiệt.
[85]
Sự thay đổi trong phân bố nhiệt đại dương tạo ra sự
thay đổi quan trọng về thời tiết, như El Nino.
[86]
Khí quyển
Bài chi tiết: Khí quyển
Áp suất khí quyển trung bình tác dụng lên bề mặt Trái Đất là 101,325
kPa ở độ cao 8,5 km.
[7]
Không khí chứa 78% nitơ và 21% ôxy, còn lại
là hơi nước, điôxít cacbon và các phân tử khí khác. Độ cao của tầng
đối lưu thay đổi theo vĩ độ vào khoảng 8 km ở các vùng cực và 17 km
ở xích đạo, với các sự thay đổi ảnh hưởng bởi các yếu tố mùa và thời
tiết.
[87]
Thời tiết và khí hậu
Tổng hợp hình chụp vệ tinh địa tĩnh GOES của NESDIS độ phân giải trung bình (MODIS) chụp các khu vực bề mặt Trái
Đất bị mây bao phủ 11/7/2005
Bài chi tiết: Khí hậu và Thời tiết
Khí quyển của Trái Đất không có ranh giới xác định, ngày càng
trở nên mỏng hơn và loãng vào không gian. Ba phần tưkhối
lượng của khí quyển tập trung trong khoảng 11 km từ bề
mặt hành tinh. Tầng thấp nhất này được gọi là tầng đối lưu, ở
đây năng lượng Mặt Trời sẽ đốt nóng nó và bề mặt đất làm không
khí giãn nở. Lớp khí mật độ thấp này bay lên trên, và thay thế vào
đó là lớp khí lạnh hơn, mật độ dày hơn. Kết quả tạo ra sự lưu
thông không khí, cơ chế thay đổi thời tiết vàkhí hậu thông qua sự
phân phối lại nhiệt năng.
[88]
Các vành đai lưu thông không khí bao gồm gió mậu dịch ở vùng
xích đạo dưới vĩ độ 30° và gió tây hoạt động trong khu vực
giữa vĩ độ 30° và 60°.
[89]
Các hải lưu cũng là những yếu tố quan
trọng ảnh hưởng tới khí hậu, đặc biệt là sự luân chuyển nhiệt
muối, phân phối lại nhiệt năng từ các đại dương nằm trên xích
đạo về vùng cực.
[90]
Hơi nước được sinh ra thông qua việc bốc hơi bề mặt, được vận
chuyển bằng chu trình tuần hoàn trong khí quyển. Khi điều kiện
không khí cho phép việc đẩy không khí nóng ẩm lên cao thì lượng
nước này ngưng tụ và rơi xuống bề mặt gọi làgiáng thủy. Phần
lớn lượng nước này lại được vận chuyển trở về nơi bốc hơi,
thường là các đại dương hoặc các hồnước, nhờ hệ
thống sông ngòi. Vòng tuần hoàn nước là một hiện tượng cần
thiết cho sự sống và là yếu tố tham gia vào hiện tượng xói
mòn địa hình trong suốt các thời kì địa chất. Các hiện tượng
giáng thủy có khác biệt rất lớn, từ vài mét một năm tới chưa đầy
một milimét. Sự lưu thông không khí, các đặc điểm địa hình
và nhiệt độ khác nhau giúp xác định lượng giáng thủy trung bình
ở mỗi vùng.
[91]
Trái Đất có thể chia thành các đới có khí hậu đồng nhất theo vĩ
độ. Từ xích đạo đến các cực lần lượt có các kiểu khí hậu: nhiệt
đới, cận nhiệt đới, ôn đới, hàn đới (khí hậu vùng cực).
[92]
Khí
hậu cũng có thể chia dựa trên nhiệt độ và lượng giáng thủy, với
các vùng khí hậu đặc trưng có không khí đồng nhất. Hệ
thống phân loại khí hậu Köppen (sau này được Rudolph Geiger,
học trò của Wladimir Köppen, sửa đổi) chia Trái Đất thành 5
nhóm lớn (khí hậu kiểu nhiệt đới/đại nhiệt, khí hậu khô, khí hậu
ôn đới/ trung nhiệt, khí hậu lục địa/ tiểu nhiệt, khí hậu vùng cực),
sau đó lại được chia nhỏ hơn nữa.
[89]
Tầng khí quyển trên
Hình ảnh chụp từ trên quỹ đạo cho thấy trăng tròn bị khí quyển Trái Đất làm che mờ một phần. Ảnh của NASA.
Phía trên tầng đối lưu, bầu không khí được chia thành tầng bình
lưu, tầng trung lưu và tầng nhiệt. Mỗi tầng có một tỉ lệ giảm nhiệt
độ theo độ cao khác nhau. Phía trên các tầng này, có tầng
ngoài mỏng dần đi vào từ quyển. Đây là nơi từ trường của Trái
Đất tương tác với gió Mặt Trời.
[93]
Một bộ phận của bầu khí quyển
quan trọng cho sự sống là tầng ôzôn, một bộ phận của tầng bình
lưu cản các tia cực tím.Đường Kármán nằm ở độ cao 100 km so
với bề mặt Trái Đất là ranh giới giữa khí quyển và không gian.
[94]
Dựa trên nhiệt năng, một số phân tử ở rìa ngoài khí quyển của
Trái Đất có thể tự tăng tốc độ đến mức chúng có thể thoát khỏi
lực hút của Trái Đất. Quá trình này diễn ra chậm nhưng không khí
vẫn dần dần thoát vào không gian. Bởi hiđrô có khối lượng phân
tử thấp, nên chúng có thể dễ dàng đạt tới vận tốc vũ trụ cấp 2 và
chúng có tỉ lệ thoát vào không gian cao hơn hẳn các loại khí khác.
[95]
Quá trình rò rỉ hiđrô vào không gian là một yếu tố tham gia vào
việc đẩy Trái Đất từ trạng thái khử lúc đầu sang trạng thái ôxi
hóa hiện tại. Sự quang hợp là quá trình cung cấp ôxy tự do,
nhưng người ta tin rằng sự biến mất của các chất khử như hiđrô
là điều kiện cần thiết cho quá trình tăng lượng ôxy trong bầu khí
quyển.
[96]
Quá trình hiđrô thoát khỏi khí quyển Trái Đất có thể đã
ảnh hưởng giúp cho sự sống phát triển trên hành tinh.
[97]
Trong khí
quyển giàu ôxy hiện tại, phần lớn hiđrô bị chuyển thành
dạng nước trước khi chúng kịp thoát khỏi bầu khí quyển. Thay
vào đó, phần lớn lượng hiđrô mất đi là từ sự phân hủy
khí mêtan trong tầng thượng khí quyển.
[98]
Từ trường
Bài chi tiết: Từ trường Trái Đất
Từ trường của Trái Đất có hình dạng gần giống như
một lưỡng cực từ, với các cực từ gần trùng với các địa
cực của Trái Đất. Theo thuyết dynamo, từ trường Trái Đất
được tạo ra trong vùng lõi ngoài nóng chảy của Trái Đất, nơi
mà nhiệt lượng tạo ra các chuyển động đối lưu của các vật
chất dẫn điện, tạo ra dòng điện. Các dòng điện này đến lượt
mình tạo ra từ trường. Các chuyển động đối lưu trong lõi rất
lộn xộn, chuyển hướng theo chu kỳ. Hiện tượng này là
nguyên nhân của hiện tương đảo cực địa từ diễn ra định kì
một vài lần trong mỗi triệu năm và lần đảo cực địa từ gần đây
nhất cách đây 700.000 năm.
[99][100]
Từ trường tạo từ quyển làm lệch hướng các điện tử của gió
Mặt Trời. "Sốc hình cung" hướng về phía Mặt Trời nằm ở
khoảng cách gấp 13 lần bán kính Trái Đất. Sự va chạm giữa
từ trường Trái Đất và gió Mặt Trời tạo ra vành đai bức xạ
Van Allen, một cặp những vùng tích điện dạng vòng cung
đồng tâm hình đế hoa. Khi thể plasma xâm nhập vào bầukhí
quyển của Trái Đất ở các cực, chúng tạo ra cực quang.
[101]
Quỹ đạo và chuyển động tự quay
Chuyển động tự quay
Đọc thêm: Tương tác hấp dẫn
Chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất
Chu kỳ tự quay của Trái Đất tương đối với Mặt Trời – một
ngày Mặt Trời trung bình - vào khoảng 86.400 giây Mặt Trời
trung bình. Mỗi giây này dài hơn một giây thuộc hệ SI một
chút bởi ngày Mặt Trời hiện nay của Trái Đất dài hơn so với
thế kỉ 19 do gia tốc thủy triều.
[102]
Chu kỳ tự quay của Trái Đất xét từ các định tinh, được IERS
gọi là ngày định tinh, dài 86.164,098903691 giây thời gian
Mặt Trời trung bình (UT1) hay 23h 56m 4,098903691s.
[103]
[m]
Chu kì Trái Đất tự quay xét theo tuế sai hay chuyển động
của xuân phân trung bình, bị đặt tên sai là năm thiên văn, dài
86.164,09053083288 giây Mặt Trời trung bình (UT1) hay 23h
56m 4,09053083288s.
[103]
Vì thế ngày thiên văn ngắn
hơn ngày định tinh khoảng 8,4 ms.
[104]
Độ dài của ngày Mặt
Trời trung bình tính theo giây hệ SI có sẵn tại IERS cho các
giai đoạn từ 1623-2005.
[105]
và 1962-2005.
[106]
Ngoài các thiên thạch trong khí quyển và các vệ tinh quỹ đạo
thấp thì chuyển động biểu kiến chính của các thiên thể trên
bầu trời Trái Đất là sang phía Tây với tốc độ 15° một giờ hay
15’ một phút. Điều này tương đương với đường kính biểu
kiến của Mặt Trời và Mặt Trăng sau mỗi hai phút; kích thước
góc của Mặt Trời và Mặt Trăng nhìn từ Trái Đất là gần như
bằng nhau.
[107][108]
Quỹ đạo
Quỹ đạo Trái Đất và bốn mùa
Hình minh họa dải Ngân Hà, với vị trí của Mặt Trời tại giao các đường thẳng chia góc.
Hình vẽ của NASA/JPL-Caltech/R. Hurt.
Xem thêm: chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời
Trái Đất quay trên quỹ đạo quanh Mặt Trời với khoảng
cách trung bình 150 triệu km hết 365,2564 ngày Mặt
Trời trung bình (1 năm thiên văn, số liệu đo được
đến năm 2006)
[cần dẫn nguồn]xem thảo luận
. Vì thế từ Trái Đất nó
tạo ra chuyển động biểu kiến của Mặt Trời thể hiện bằng
sự thay đổi vị trí tương đối so với các ngôi sao, với vận
tốc góc khoảng 1°/ngày, hay một khoảng cách bằng
đường kính góc của Mặt Trăng hay Mặt Trời cứ sau mỗi
12 giờ về phía đông. Vì chuyển động này, trung bình nó
mất 24 giờ - một ngày Mặt Trời - để Trái Đất hoàn thành
một vòng tự quay quanh trục sao cho Mặt Trời lại trở
lại đường Tý Ngọ (kinh tuyến thiên cầu). Vận tốc quỹ
đạo của Trái Đất khoảng 30 km/s, đủ để đi hết quãng
đường bằng đường kính Trái Đất (~12.700 km) trong 7
phút, hay khoảng cách đến Mặt Trăng (384.000 km)
trong 4 giờ.
[7]
Mặt Trăng quay cùng Trái Đất một vòng quanh tâm khối
chung hết 27,32 ngày so với các ngôi sao trên nền. Khi
kết hợp với chu kỳ quay quanh Mặt Trời của hệ Trái Đất-
Mặt Trăng thì thời gian của một tháng giao hội từ sóc
này tới sóc kế tiếp là 29,53 ngày. Quan sát từ cực Bắc
thiên cầu, chuyển động của Trái Đất, Mặt Trăng và sự tự
quay quanh trục của chúng là ngược chiều kim đồng hồ.
Nhìn từ một điểm cao thuận lợi trên cực Bắc của cả Trái
Đất và Mặt Trời, Trái Đất dường như quay quanh Mặt
Trời theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Mặt phẳng
quỹ đạo và mặt phẳng trục không vuông góc với nhau:
trục Trái Đất nghiêng một góc khoảng 23,5° so với
đường thẳng vuông góc với mặt phẳng Trái Đất-Mặt Trời
và mặt phẳng Trái Đất-Mặt Trăng nghiêng khoảng 5 độ
so với mặt phẳng Trái Đất-Mặt Trời. Nếu không có độ
nghiêng như vậy thì cứ hai tuần lại có hiện
tượng thực với nhật thực và nguyệt thực xen kẽ nhau.
[7][109]
Trường hấp dẫn của Mặt Trời và Trái Đất tạo ra điểm Lagrange, nơi được cho là cân bằng hấp
dẫn
Quyển Hill (đặt theo tên nhà thiên văn học người Mỹ
George William Hill) là quyển (vùng không gian) tầm ảnh
hưởng của lực hấp dẫn của Trái Đất, có bán
kính khoảng 1,5 Gm (hay 1.500.000 km).
[110][n]
Đây là
khoảng cách lớn nhất mà lực hấp dẫn của Trái Đất có
thể thắng được lực hấp dẫn của Mặt Trời và các hành
tinh khác. Các vật thể phải quay quanh Trái Đất trong
khu vực này, hoặc chúng không bị trói buộc bởi lực hấp
dẫn của Mặt Trời.
Trái Đất, cũng như toàn bộ hệ Mặt Trời nằm trong
dải Ngân Hà, quay quanh tâm của Ngân Hà với khoảng
cách 25.000-28.000 năm ánh sáng, với vận tốc khoảng
220 km/s, với chu kỳ khoảng 225-250 triệu năm. Hiện
nay nó nằm ở vị trí cách phía trên mặt phẳng xích đạo
của Ngân Hà khoảng 20 năm ánh sáng, trong nhánh
xoắn ốc Orion.
[111]
Độ nghiêng trục và các mùa
Bài chi tiết: Độ nghiêng trục quay và mùa
Do độ nghiêng trục quay của Trái Đất, lượng ánh
sáng Mặt Trời chạm tới một điểm cho trước trên bề
mặt thay đổi liên tục trong một năm. Kết quả là tạo
ra hiện tượng mùa, với mùa hè xuất hiện ởBắc bán
cầu khi cực Bắc hướng về phía Mặt Trời trong
khi mùa đông xuất hiện ở cực Nam. Trong suốt mùa
hè, ngày dài hơn và Mặt Trời lên cao hơn. Vào mùa
đông, khí hậu trở nên lạnh hơn và ngày ngắn hơn.
Trên vòng Bắc cực, hiện tượng cực điểm xảy ra khi
không có ánh sáng ban ngày trong suốt một khoảng
thời gian trong năm - một ban đêm vùng cực.
ỞNam bán cầu hiện tượng xảy ra theo trật tự
nghịch đảo chính xác, do cực Nam luôn luôn ngược
hướng với cực Bắc.
Trục tự quay của Trái Đất nghiêng so với mặt phẳng hoàng đạo góc xấp xỉ 23,5°
Theo các quy ước thiên văn học, bốn mùa được
xác định bởi các điểm chí- các điểm trên quỹ đạo
mà trục tự quay của Trái Đất tạo thành góc có các
giá trị cực trị (cực đại hay cực tiểu) khi so với
đường thẳng về phía Mặt Trời - và các điểm phân,
khi hướng của trục và hướng về phía Mặt Trời là
vuông góc với nhau. Tại Bắc bán cầu, đông chí diễn
ra vào khoảng ngày 21 tháng 12, hạ chí diễn ra vào
khoảng ngày 21 tháng 6, xuân phân xảy ra vào
khoảng ngày 20 tháng 3 và thu phândiễn ra vào
khoảng ngày 23 tháng 9.
[112]
Góc nghiêng của trục Trái Đất (so với mặt phẳng
hoàng đạo) là tương đối ổn định theo thời gian.
Nhưng sự nghiêng của trục chịu sự tác động
của chương động; một chuyển động không đều rất
nhỏ với chu kỳ 18,6 năm. Hướng của trục Trái Đất
(chứ không phải góc nghiêng) cũng thay đổi theo
thời gian, tuế sai quay một vòng tròn kín với chu kỳ
hơn 25.800 năm; tuế sai này là nguyên nhân cho sự
khác biệt giữa năm thiên văn và năm chí tuyến. Tất
cả các chuyển động này đều được tạo ra do lực hấp
dẫn thay đổi của Mặt Trăng và Mặt Trời tác dụng
lên phần lồi ra tại xích đạo của Trái Đất. Từ điểm
nhìn của Trái Đất, các cực cũng di chuyển vài mét
trên bề mặt. Chuyển động của các cực có nhiều
thành phần có chu kỳ và phức tạp, được gọi chung
là “chuyển động tựa chu kỳ”. Ngoài thành phần
hàng năm của chuyển động này, có một chu kỳ 14
tháng được gọi là dao động Chandler. Vận tốc tự
quay của Trái Đất cũng thay đổi theo một hiện
tượng được biết dưới tên gọi sự thay đổi độ dài của
ngày.
[113]
Trong kỷ nguyên J2000, điểm cận nhật của Trái Đất
diễn ra vào 3 tháng 1, và điểm viễn nhật diễn ra vào
4 tháng 7. Nhưng, những thời điểm này thay đổi
theo thời gian do tuế saivà các yếu tố quỹ đạo quay
khác thay đổi theo một chu kỳ gọi là chu kỳ
Milankovitch. Sự thay đổi khoảng cách giữa Mặt
Trời và Trái Đất tạo ra sự tăng thêm khoảng 6,9%
năng lượng Mặt Trời chạm tới Trái Đất tại điểm cận
nhật so với điểm viễn nhật. Do Nam bán cầu hướng
vế phía Mặt Trời vào khoảng xung quanh thời điểm
khi Trái Đất gần Mặt Trời nhất, nên bán cầu này
nhận được nhiều năng lượng hơn so với lượng
năng lượng mà Bắc bán cầu nhận được trong hành
trình cả năm. Nhưng, hiệu ứng này là nhỏ hơn rất
nhiều so với thay đổi năng lượng tổng cộng do độ
nghiêng trục quay và phần lớn năng lượng dư này
được hấp thụ bởi tỷ lệ nước cao hơn ở Nam bán
cầu.
[114]
Mặt Trăng
Bài chi tiết: Mặt Trăng
Mặt Trăng với góc nhìn từ Trái Đất, tháng 10/2006.
Mặt Trăng là một vệ tinh đất đá tương đối lớn,
tương tự như các hành tinh, có đường
kính bằng khoảng 1/4 đường kính Trái Đất. Mặt
Trăng là vệ tinh có kích thước lớn nhất, khi tính
tương đối so với kích thước hành tinh nó quay
quanh.
Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng sinh
ra thủy triều trên Trái Đất. Hiệu ứng tương tự
trên Mặt Trăng dẫn đến khóa thủy triều của nó:
chu kỳ tự quay của Mặt Trăng bằng với chu kỳ
quay quanh Trái Đất. Kết quả là nó luôn luôn
hướng một mặt về hướng Trái Đất. Khi Mặt
Trăng quay quanh Trái Đất, các phần khác
nhau trên bề mặt của nó được Mặt Trời chiếu
sáng, nên có các pha của Mặt Trăng: phần sẫm
trên bề mặt được phân cách với phần sáng
bằng đường phân cách Mặt Trời.
Do sự tương tác thủy triều, Mặt Trăng ngày
càng cách xa Trái Đất với tốc độ trung bình
38 mm mỗi năm. Trong suốt vài triệu năm,
những sự thay đổi nhỏ này – và sự dài ra của
ngày trên Trái Đất vào khoảng 23 µs một năm -