Sự ra đời của trái đất

SỰ RA ĐỜI CỦA TRÁI ĐẤT PHẦN 1 Trái đất là một hành tinh khổng lồ trôi lơ lửng trong không gian. Nó không giống bất cứ hành tinh nào khác vì nó có sự sống, là ngôi nhà bình an mà chúng ta có được trong vũ trụ. Nhưng bằng cách nào mà trái đất có mặt trong vũ trụ? Đó là điều bí ẩn mà các nhà khoa học đã mất rất nhiều thời gian đi tìm câu trả lời. Thiên hà. Ảnh: khoahoc.com.vn Trái đất. Ảnh Google.com.vn Trái đất là nơi duy nhất trong thiên hà có sự sống. Nó cung cấp cho chúng ta nước để uống, không khí để thở và thức ăn. 5 tỉ năm về trước, trái đất không hề tồn tại. Trước đây, nơi  trái đất hiện hữu chỉ là những đám mây bụi khổng lồ bao gồm khí, bụi, các hạt vật chất nhỏ, cát và silicon. Những đám mây này không giống các đám mây mà chúng ta thấy hiện nay. Chúng rất rộng lớn, bao phủ một diện tích có đường kính hàng trăm năm ánh sáng. Chúng được kết cấu bởi bụi từ những vì sao đã chết. Những đám mây tuy lớn, nhưng tâm của chúng lại nhỏ. Khi tâm của những đám mây này xoay tròn với vận tốc lớn dần lên, đến một độ nào đó, chúng biến thành các mặt trời. Phần vật chất còn lại tản ra, nhưng chịu lực hút rất mạnh của các mặt trời, chúng tạo thành những dải thiên hà có hình chiếc đĩa. Trái đất lúc bị va chạm. Ảnh: khoahoc.net Điều gì đã làm cho những đám mây bụi ấy biến thành trái đất? Nhiều nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu trong nhiều năm và họ đã tìm ra đáp án. Hành trình của trái đất từ sơ khai trở thành một hành tinh có sự sống chỉ có thể được bắt đầu cách đây 4,5 tỉ năm. Lúc đó, có những khối vật chất bao gồm các phần tử lớn có đường kính khoảng nửa dặm, khối lượng đủ lớn để trọng lực của chúng có thể hút được các vật thể ở xung quanh, giống như một cỗ máy hút bụi khổng lồ. Chúng xoay quanh mặt trời, hút các vật thể xung quanh cho đến khi không còn gì để hút nữa. Trong hệ mặt trời, những khối này tạo thành khoảng 20 hành tinh khác nhau. Quá trình này diễn ra trong thời gian chừng 3 triệu năm. Giai đoạn kế tiếp diễn ra cực kỳ mãnh liệt, khi 20 hành tinh di chuyển trong hệ mặt trời, do trọng lực của chúng tác động lẫn nhau, chúng bắt đầu va chạm vào nhau. Sau mỗi vụ va chạm, hai hành tinh kết hợp với nhau. Dần dần, những va chạm này làm giảm số lượng các hành tinh bên trong hệ mặt trời. Nhưng ở giai đoạn sơ khai, trái đất có hình dạng như thế nào? Năng lượng từ các vụ va chạm đã khiến trái đất nóng lên khoảng 8.500 độ F. Ở nhiệt độ này, sự sống không thể nào tồn tại. Từ trường của trái đất. Ảnh: ctu.edu.vn Cách đây 4,5 tỉ năm, trái đất đã bắt đầu phải hứng chịu những cơn bão tích điện từ mặt trời. Những cơn bão này có tốc độ 1 triệu dặm/giờ. Gió mặt trời có thể tiêu hủy hành tinh xanh của chúng ta. Nhờ được bao phủ bởi một lớp khí quyển, trái đất của chúng ta tránh được những tác động có hại từ không gian bên ngoài. Trong hàng triệu năm, gió mặt trời thổi qua tất cả các hành tinh, phá vỡ lớp vỏ bảo vệ của nhiều ngôi sao. Sao Hỏa là một ví dụ. Vì bị mất lớp khí quyển bảo vệ, trên sao Hỏa đã không còn nước và rất ít không khí. Vì sao trái đất không như vậy? Câu trả lời nằm ở thời điểm trái đất được hình thành. Khi đó, năng lượng được giải phóng tạo ra một sức nóng có thể làm tan chảy cả đá. Những nguyên tố nhẹ bị nóng chảy và chồi lên bề mặt trái đất, trong khi những nguyên tố nặng như sắt thì chìm xuống bên dưới. Tại đây, chúng hình thành lõi sắt nóng chảy trong lòng trái đất. Khi tự xoay quanh mình, lõi trái đất tạo ra một lá chắn từ bao quanh trái đất. Từ trường trái đất tạo ra cực từ bắc và cực từ nam. Nó cũng được mở rộng ra không gian, gọi là quả cầu từ. Quả cầu từ bảo vệ trái đất trước gió bão của mặt trời. Khi các hạt từ mặt trời tiến về trái đất, quả cầu từ sẽ khóa đường đi của chúng, những đường xuyên qua được bầu khí quyển sẽ bị làm lệch hướng về cực bắc và cực nam của trái đất. Tại đây, chúng tương tác với các phân tử trong không khí, tạo nên ánh hồng lúc bình minh ở mạn bắc và lúc hoàng hôn ở mạn nam. Ngày nay, gió mặt trời vẫn làm xói mòn bầu khí quyển, nhưng nhờ quả cầu từ, trái đất vẫn được bảo vệ. Từ trường do sắt trong lòng trái đất tạo ra đóng một vai trò rất quan trọng trong sự tiến hóa của hành tinh chúng ta. Không có nó, chúng ta sẽ không có không khí để thở, và như thế, chúng ta sẽ không còn tồn tại. SỰ RA ĐỜI CỦA TRÁI ĐẤT, PHẦN 2. Năm 1963, Mỹ thực hiện chương trình thám hiểm Apollo. Một trong những sứ mệnh họ đặt ra là tìm hiểu về sự hình thành của mặt trăng. Cho đến đầu những năm 1970, các phi hành gia của Mỹ đã thực hiện nhiều thí nghiệm trên mặt trăng và thu lượm về 415kg đá. Trong những hòn đá được mang về từ mặt trăng, các nhà khoa học nhận thấy nó giống như vừa bị nung nóng. Năm 1990, nhà khoa học hành tinh Robin Canup quyết định đưa ra thuyết mới. Bà phát thảo mô hình trái đất va chạm mạnh với một hành tinh. Chúng va chạm vào nhau với một góc mở khoảng 45 độ. Do trọng lực của trái đất, những khối vật chất ban đầu đã dịch chuyển thành một dãy vật chất dài, cuối cùng vỡ ra thành vật thể dẹt, hình tròn đĩa, quay quanh trái đất và được gọi là mặt trăng. Cấu trúc tàu Apollo Vụ trái đất va chạm với một hành tinh khác và cuối cùng dẫn đến sự hình thành của mặt trăng là một sự kiện chủ yếu khiến trái đất trở thành một hành tinh thích hợp có sự sống. Ngoài ra, vụ va chạm cũng làm trục trái đất nghiên thêm, chính sự nghiên này đã tạo thành các mùa trong năm và mang lại sự biến đổi của thủy triều trên trái đất. Tuy nhiên, trong 4,5 tỉ năm về trước, trái đất hoàn toàn không có nước. Điều đó đồng nghĩa với trên trái đất chưa có sự sống. Mô hình vụ va chạm Sức mạnh nào đã mang nước đến trái đất? Cho đến bây giờ, chúng ta biết rằng trái đất hình thành là nhờ vào những đám mây bụi khí khổng lồ. Lỏi sắt trong lòng trái đất tạo ra từ trường để bảo vệ trái đất khỏi những cơn gió mặt trời. Nhưng để trái đất có sự sống, nhất thiết phải có nước. Trong thời gian đó, khu vực vành đai nhỏ xung quanh mặt trời đều không có nước vì bên trong hệ mặt trời nóng đến nổi nước không tồn tại được. Nguồn nước mới nhất đến trái đết cách vành đai các hành tinh nhỏ bên ngoài 160 triệu dặm. Ở đó xa mặt trời nên nước đóng băng và tích tụ vào các vật thể khác. Nhưng làm sao nước có thể di chuyển đến trái đất lại là một câu hỏi? Vì nhiều giả thuyết cho rằng sao chổi đã mang nước đến trái đất. Năm 2005, NASA tiến hành phóng tàu thám hiểm mang tên Deep Impact, sứ mệnh của tàu là mang đầu đạn được gia cố bằng đồng đến sao chổi Tempel, nhằm tạo ra một vụ va chạm nặng vào bề mặt sao chổi. Vụ nổ sau va chạm được ghi nhận bằng nhiều kính viễn vọng trên khắp hành tinh, các mảnh vỡ được phân tích thật kỹ và được xác nhận rằng sao chổi có nước, tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy nước trong sao chổi không giống nước trên trái đất. Vệ tinh thám hiểm trái đất Ngày 18 tháng giêng năm 2000, trên bầu trời Canada tràn ngập ánh sáng bởi các thiên thạch. Các nhà khoa học đã có mặt sau đó để thu nhặt những mãnh thiên thạch đã vở ra, vẫn còn đóng băng trong hồ Tagish, chúng được chuyển đến phòng thí nghiệm ở NASA để nghiên cứu. Tại đây, các nhà khoa học đã xác định được lượng nước có trong các thiên thạch là rất lớn, đến 20% và có cấu trúc giống với nước trên trái đất. Từ vị trí và góc độ mà thiên thạch rơi, các nhà thiên văn đã truy tìm ngược vĩ đạo của chúng trong không gian. Họ phát hiện rằng thiên thạch đến từ phạm vi ngoài của vành đai các hành tinh nhỏ. Nếu như giả thuyết của họ đúng thì nước từ các đại dương có nguồn gốc từ không gian dưới hình thức những cơn mưa thiên thạch. Nhưng vấn đề lại nảy sinh, điều gì khiến các hành tinh nhỏ di chuyển khỏi vĩ đạo của chúng và rơi vào trái đất? Thủ phạm là hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời – sao Mộc – nằm cách xa vành đai các hành tinh nhỏ, nhưng vì trọng lực nó quá lớn nên nó có thể làm đổi hướng bất kỳ hành tinh nào đến gần. Trong qua khứ xa xôi, nó kéo hàng ngàn hành tinh nhỏ ra khỏi vĩ đạo tròn của chúng vào quỹ đạo hình ê-lip đi qua hướng của trái đất, khi điều đó xảy ra, va chạm là điều tất nhiên. Khi các hành tinh nhỏ đâm vào trái đất, nó vở ra thành nhiều mãnh nhỏ, nước trong các thiên thạch thoát ra. Nhiều vụ nổ liên tiếp nhau đã tạo nên các đại dương ngày nay. Kết quả nghiên cứu cho thấy nước trên trái đất xuất hiện khoảng 150 triệu năm. Khi đó, trái đất của chúng ta rất khác so với bây giờ, biển đầy ắp sắt, hầu hết được mang lên từ bên dưới bởi các miệng phun thủy nhiệt và khí quyển dày hơn hiện nay rất nhiều. Mặt đất bắt đầu nguội lạnh và nhiệt độ có thể chịu đựng được, nước cũng có khả năng duy trì sự sống. Tuy nhiên, một vấn đề lại nảy sinh: Khí trong không khí chủ yếu là nitơ, cacbonit và metan, không có oxy, có nghĩa là sự sống vẫn không tồn tại. Thời gian để sắt lắng lại vào đá và nước đại dương trong lành mất gần 2,5 tỉ năm, cũng ngần ấy thời gian để oxy xuất hiện. Cho đến thời gian cách đây khoảng 500 triệu năm, thì lượng oxy đủ để sinh vật tồn tại và phát triển, môi trường có sự sống bắt đầu hình thành. Đầu tiên là các tế bào sinh vật nhỏ bé, rồi đến thực vật. Khủng long cũng xuất hiện, tuy nhiên khủng long bị diệt vong sau một thảm họa. Một thời gian nhiều triệu năm sau đó, con người đầu tiên mới hình thành và tồn tại cho đến ngày nay. Thanh Sang biên dịch