Tại sao Trái đất có sự sống
TTO - Các nhà khoa học đã tìm ra câu trả lời cho vấn đề vì sao Trái đất có sự sống. Họ cho rằng tác nhân giúp hình thành protein và đặt nền móng sự sống của Trái đất là do sóng xung kích từ sao chổi bắn vào Trái đất.
Một số thử nghiệm được các nhà khoa học thực hiện trong phòng thì nghiệm cho thấy các axit amino-những tế bào hữu cơ cấu tạo nên protein - có thể tồn tại và sống sót sau những trận xung chấn cực mạnh của sao chổi. Các chuyên gia cho biết trong giai đoạn này, Trái đất nằm trong tầm ngấm của sao chổi và các thiên thạch. Bằng chứng sống tồn tại cho đến thời điểm này là những hố sâu lồi lõm (miệng núi lửa) trên bề mặt của Mặt trăng. Nhưng điều đặc biệt, khi sao chổi tác động lên Trái đất, các axit amin được cung cấp nguồn năng lượng cần thiết để liên kết với nhau và tạo ra tế bào protein. Mà protein là nguồn duy nhất cho phép tất cả sinh vật từ vi khuẩn đến con người tồn tại. Chính vai trò xúc tác của sao chổi đã giải thích được vì sao sự sống lại xuất hiện nhanh chóng trong giai đoạn cuối của thời kỳ Trái đất bị sao chổi bắn phá một cách dữ dội cách đây 3,8 tỉ năm. Tiến sĩ Jennifer Blank thuộc Trung tâm nghiên cứu Nasa và Trung tâm nghiên cứu Ames ở Moffett Field, California, Mỹ cho biết: “Sao chổi chính là phương tiên chuyên chở lý tưởng để cung cấp nguyên liệu cho sự tiến hóa và kết quả chính là cuộc sống với những chất khởi nguồn sự sống như axit amino, nước và năng lượng”. 1. Vị trí hoàn hảoĐây chính là lý do con người sinh sống trên Trái đất thay vì một hành tinh nào khác trong vũ trụ bao la. Thế giới của chúng ta xoay quanh Mặt trời ở khoảng cách “lý tưởng” nên nhiệt độ không bao giờ quá nóng hoặc quá lạnh.
Vùng sinh sống chứa nước tồn tại ở dạng chất lỏng - yếu tố cơ bản hình thành sự sống. Ngay cả trên sao Hỏa hay sao Kim, chưa ai có thể phát hiện sự tồn tại của các đại dương ngoại trừ Trái đất. Mục lục
Tên gọiSửa đổiTừ Earth trong tiếng Anh hiện đại bắt nguồn từ eorðe trong tiếng Anh cổ.[25] Từ này chung gốc với nhiều từ chỉ Trái Đất khác trong ngữ tộc German, đều bắt nguồn từ *erþō của tiếng German nguyên thủy. Trong chứng thực sớm nhất của nó, từ eorðe đã được sử dụng để dịch nhiều nghĩa như là terra trong tiếng Latinh và γῆ (gē trong tiếng Hy Lạp nghĩa là mặt đất, vùng đất khô cằn, thế giới, bề mặt đất bao gồm cả biển, và địa cầu). Giống như Terra trong thần thoại La Mã và Gaia trong thần thoại Hy Lạp, Trái Đất có thể là một nữ thần được nhân cách hóa trong tà giáo Đức: Trong hậu thần thoại Bắc Âu bao gồm Jörð ("mẹ Trái Đất"), một nữ thần khổng lồ thường được coi là mẹ của thần sấm Thor.[26] Lịch sửSửa đổiHình thànhSửa đổiCác 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[27] ± 0,0006 tỷ năm trước, vào khoảng 4,54 tỷ năm trước (độ sai lệch nằm trong khoảng 1%)[14][15][16][17] 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 triệu đến 20 triệu năm.[28] 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,[29] 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.[30] 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. Khoảng 3,5 tỷ năm trước, từ trường Trái Đất được hình thành. 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.[31] Hai giả thiết chính về sự phát triển của các lục địa được đề xuất là:[32] phát triển từ từ cho đến ngày nay [33] hoặc nhanh chóng phát triển trong quá khứ.[34] 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[35] theo sau bởi một quá trình phát triển diện tích lục địa chậm và dài.[36][37][38] 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.[39] Quá trình tiến hóa của sự sốngSửa đổiCho tới nay, Trái Đất là ví dụ duy nhất về một môi trường cho phép duy trì sự tiến hóa.[40] 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.[41] 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 đó oxy sản phẩm tích tụ dần trong bầu khí quyển và hình thành tầng ôzôn (một hình thức phân tử khác của oxy - O3) 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.[42] 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.[43] 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.[44] Sau sự bùng nổ ở kỷ Cambri, khoảng 535 triệu năm trước, đã xảy ra năm cuộc đại tuyệt chủng.[45] Cuộc đại tuyệt chủng cuối cùng diễn 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.[46] 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,[47] 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.[48] Tương laiSửa đổi
Vòng đời của Mặt Trời (tỉ năm), từ trái sang: 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.[49] 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.[50] Sự tăng nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất sẽ đẩy nhanh chu trình CO2 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 oxy 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.[51] 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[19] và nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ đạt tới 70°C.[51] Trái Đất được mong đợi rằng có thể hỗ trợ sự sống thêm 500 triệu năm nữa,[52] dù thời gian này có thể kéo 2,3 tỉ năm nếu nitơ được loại bỏ khỏi bầu khí quyển.[53] Cho dù Mặt Trời có tồn tại vĩnh cửu và không thay đổi, quá trình lạnh đi của Trái Đất sẽ khiến cho lượng CO2 giảm dần do sự suy giảm của các hoạt động núi lửa[54] 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.[55] 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 (150.000.000km).[49][56] 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 (250.000.000km) 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.[49] 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 vùng bao quanh Mặt Trời và bị phá hủy.[56] Vũ trụ. Hệ quả các chuyển động của Trái ĐấtCâu 7: Hãy trình bày những căn cứ chứng tỏ Trái Đất là hành tinh duy nhất trong hệ Mặt Trời có sự sống tồn tại. Lời giải Trong hệ Mặt Trời, Trái Đất là hành tinh có sự sống là do: – Vị trí: Khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời là 149,6 triệu km. Khoảng cách đó cùng với sự tự quay quanh trục và quanh Mặt Trời làm cho Trái Đất nhận được lượng nhiệt và ánh sáng phù hợp để sự sống có thể phát sinh và phát triển. – Khối lượng và kích thước: vừa đủ lớn để tạo ra lực hấp dẫn để giữ tầng khí quyển bao quanh Trái Đất, làm cho Trái Đất có sự sống tồn tại. + Cung cấp cho sinh vật: nitơ, ôxy, hơi nước,… + Điều hòa nhiệt độ: ngày – đêm, giữa các mùa. + Bảo vệ sinh vật trên mặt đất: hấp thụ tia tử ngoại, tránh sự phá hoại của các thiên thạch,… – Chuyển động tự quay quanh trục: Thời gian Trái Đất tự quay một vòng quanh trục là 24 giờ, vừa đủ để tạo nhịp điệu ngày – đêm, do đó mà nhiệt độ giữa ngày – đêm được điều hòa, tạo điều kiện cho sự sống tồn tại. – Chuyển động Trái Đất xung quanh Mặt Trời: + Trái Đất chuyển động tịnh tiến quanh Mặt Trời theo một quỹ đạo có hình elip gần tròn. + Trong khi chuyển động trên quỹ đạo (quanh Mặt Trời), trục Trái Đất luôn nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo một góc là 66°33 và không đổi phương, đã tạo điều kiện cho góc nhập xạ của ánh sáng Mặt Trời vào các ngày chí lên tới 1 góc 90° ở đường chí tuyến Bắc hoặc Nam, làm cho các vùng vĩ độ cao có nhiệt độ điều hòa, tạo cho sự sống tồn tại và phát triển. |
