Trái Đất Là Gì? Hành Trình Tiến Hóa Và Sự Sống Duy Nhất Trong Vũ Trụ

Mỗi khi nhìn những bức ảnh Trái Đất chụp từ vũ trụ, chúng tôi lại bồi hồi trước một chấm xanh nhỏ bé lơ lửng giữa bóng tối. Trong hệ Mặt Trời, Trái Đất (Earth), còn được gọi là Địa Cầu hay Hành Tinh Xanh, là hành tinh thứ ba tính từ Mặt Trời. Theo NASA, đây là nơi duy nhất chúng ta biết có sinh vật sống, đồng thời là hành tinh đá lớn nhất và đặc nhất trong hệ. Bài viết này chúng tôi muốn đi từ những con số cơ bản đến cấu trúc bên trong, để hiểu vì sao ngôi nhà chung của chúng ta lại đặc biệt đến vậy.

Trái Đất Là Gì Và Vì Sao Được Gọi Là Hành Tinh Xanh

Trái Đất là hành tinh thứ ba tính từ Mặt Trời và là hành tinh lớn thứ năm trong hệ Mặt Trời. Trong bốn hành tinh đá gần Mặt Trời nhất, Trái Đất là hành tinh lớn nhất, chỉ nhỉnh hơn sao Kim một chút. Hình dạng của nó là hình cầu hơi dẹt ở hai cực, với đường kính xích đạo khoảng 12.756 km, bán kính trung bình khoảng 6.371 km và chu vi xích đạo khoảng 40.075 km. Phần lớn bề mặt được phủ bởi nước, nên từ ngoài vũ trụ hành tinh này hiện lên với màu xanh đặc trưng.

• Khoảng cách tới Mặt Trời. Trung bình khoảng 150 triệu km, và khoảng cách này được dùng làm chuẩn một đơn vị thiên văn (AU). Ánh sáng Mặt Trời mất khoảng 8 phút để tới Trái Đất.
• Tuổi và quá trình hình thành. Trái Đất hình thành cách đây khoảng 4,5 tỷ năm, khi lực hấp dẫn kéo khí và bụi xoáy tròn lại thành hành tinh thứ ba. Giống các hành tinh đá khác, Trái Đất có lõi ở giữa, lớp phủ đá và lớp vỏ rắn.
• Nguồn gốc cái tên. Trái Đất là hành tinh duy nhất có tên tiếng Anh không bắt nguồn từ thần thoại Hy Lạp hay La Mã. Từ Earth có gốc Anh cổ và Đức, nghĩa đơn giản là mặt đất, và đã được dùng khoảng 1.000 năm.
• Vành đai. Trái Đất không có vành đai.

(Xem thêm: Sao Mộc Là Gì? Những Điều Cần Biết Về Hành Tinh Lớn Nhất Hệ Mặt Trời)

Chu Kỳ Quay Và Nguyên Nhân Có Bốn Mùa

Trái Đất tự quay quanh trục một vòng trong khoảng 23,9 giờ, tạo nên chu kỳ ngày đêm quen thuộc. Một vòng quanh Mặt Trời mất 365,25 ngày. Phần dư một phần tư ngày khiến lịch của chúng ta phải thêm một ngày sau mỗi bốn năm, gọi là ngày nhuận, và năm có thêm ngày đó gọi là năm nhuận.

Trục quay của Trái Đất nghiêng khoảng 23,4 độ so với mặt phẳng quỹ đạo, và độ nghiêng này chính là lý do có các mùa. Khi bán cầu bắc nghiêng về phía Mặt Trời, Mặt Trời lên cao hơn trên bầu trời và bán cầu bắc nhận nhiều nhiệt hơn nên là mùa hè, trong khi bán cầu nam nhận ánh sáng ít trực tiếp hơn nên là mùa đông. Sáu tháng sau, tình huống đảo ngược. Vào mùa xuân và mùa thu, hai bán cầu nhận lượng nhiệt gần bằng nhau.

Nước Lỏng Và Đại Dương Bao Phủ Hành Tinh

Điều khiến Trái Đất khác biệt nhất chính là nước. Đây là hành tinh duy nhất trong hệ Mặt Trời có nước lỏng trên bề mặt, vì nhiệt độ ở đây cho phép nước tồn tại ở dạng lỏng trong thời gian dài. Đại dương toàn cầu bao phủ khoảng 71% bề mặt, có độ sâu trung bình khoảng 3,6 km và chứa khoảng 97% lượng nước của hành tinh. Theo NASA, những đại dương rộng lớn này là nơi sự sống bắt đầu cách đây khoảng 3,8 tỷ năm.

Chúng tôi nghĩ rằng điều đáng suy ngẫm là NASA cũng lưu ý một số đặc điểm giúp Trái Đất nuôi dưỡng sự sống hiện đang thay đổi do tác động của biến đổi khí hậu. Nói cách khác, sự sống trên hành tinh này nhờ vào một cân bằng khá mong manh.

Khí Quyển Nitơ Và Oxy Bảo Vệ Sự Sống

Gần bề mặt, khí quyển Trái Đất gồm khoảng 78% nitơ (N2), 21% oxy (O2) và 1% các khí khác như argon, carbon dioxide (CO2) và neon, cùng một lượng hơi nước thay đổi theo vùng. Lớp khí này mang đến dưỡng khí để chúng ta thở, quyết định khí hậu dài hạn và thời tiết ngắn hạn, đồng thời che chắn bề mặt khỏi phần lớn bức xạ có hại từ Mặt Trời, trong đó có tia tử ngoại được tầng ozon hấp thụ.

Khí quyển còn là tấm khiên chống thiên thạch. Phần lớn thiên thạch bốc cháy khi lao vào khí quyển, và ta nhìn thấy chúng như những vệt sao băng trên bầu trời đêm, trước khi kịp đâm xuống mặt đất.

Cấu Trúc Bốn Lớp Bên Trong Trái Đất

Nếu cắt đôi Trái Đất, chúng ta sẽ thấy bốn lớp chính, đi từ trung tâm ra ngoài. Nhiệt từ bên trong lòng hành tinh là nguồn năng lượng giúp Trái Đất luôn là một thế giới địa chất sống động, khác hẳn những hành tinh đá đã nguội lạnh.

• Lõi trong. Là một khối cầu rắn làm từ sắt và niken, bán kính khoảng 1.221 km, nhiệt độ có thể lên tới khoảng 5.400°C.
• Lõi ngoài. Bao quanh lõi trong, dày khoảng 2.300 km và gồm sắt cùng niken ở trạng thái lỏng.
• Lớp phủ. Đây là lớp dày nhất, khoảng 2.900 km, gồm hỗn hợp đá nóng và nhớt, có độ sệt giống như caramen.
• Lớp vỏ. Lớp ngoài cùng, trung bình sâu khoảng 30 km trên đất liền và chỉ mỏng khoảng 5 km dưới đáy đại dương.

Kiến Tạo Mảng Và Bề Mặt Luôn Chuyển Động

Giống sao Hỏa và sao Kim, Trái Đất có núi lửa, núi và thung lũng. Nhưng bề mặt của nó đang chuyển động không ngừng. Thạch quyển, gồm lớp vỏ và phần trên của lớp phủ, bị chia thành khoảng một chục mảng lớn cùng nhiều mảng nhỏ. Các mảng này di chuyển trên lớp phủ mềm hơn bên dưới. Chẳng hạn, mảng Bắc Mỹ trượt về phía tây qua vùng Thái Bình Dương với tốc độ xấp xỉ tốc độ mọc của móng tay chúng ta.

Phần lớn động đất và núi lửa xảy ra ở nơi các mảng tiếp xúc với nhau, hoặc tại các điểm nóng. Động đất xuất hiện khi các mảng trượt qua nhau, chồng lên nhau, va chạm tạo núi hoặc tách rời. Chính quá trình này kiến tạo nên các dãy núi, vực sâu đại dương và đường bờ biển. Cùng với sự biến đổi liên tục giữa đá mácma, đá trầm tích và đá biến chất, nó tái tạo bề mặt và đưa các nguyên tố hóa học luân chuyển qua hàng triệu năm.

Nhiều điều ở đây gây bất ngờ. Hầu hết núi lửa của Trái Đất nằm ẩn dưới đại dương. Núi lửa Mauna Kea ở Hawaii tính từ chân đến đỉnh còn cao hơn đỉnh Everest, nhưng phần lớn nằm dưới nước. Dãy núi dài nhất thế giới cũng nằm dưới đáy Bắc Băng Dương và Đại Tây Dương, dài gấp bốn lần Andes, Rocky và Himalaya cộng lại.

Từ Trường, Cực Quang Và Chuyện Đảo Cực

Sự quay nhanh của hành tinh cùng lõi niken sắt nóng chảy tạo ra từ trường toàn cầu. Gió Mặt Trời, tức dòng hạt mang điện liên tục thổi ra từ Mặt Trời, bóp méo từ trường này thành hình giọt nước trong không gian. Khi hạt mang điện từ gió Mặt Trời bị giữ lại trong từ trường rồi va vào phân tử không khí gần hai cực từ, những phân tử đó phát sáng và tạo nên cực quang, hay còn gọi là ánh sáng phương bắc và phương nam.

Từ trường còn khiến kim la bàn luôn chỉ về một hướng. Nhưng cực từ của Trái Đất có thể đảo chiều. Theo dữ liệu địa chất, trung bình khoảng 300.000 năm lại có một lần đảo cực, dù thời điểm rất bất thường. Theo hiểu biết hiện nay, một lần đảo cực không gây hại cho sự sống, và rất khó xảy ra trong ít nhất một nghìn năm tới.

Mặt Trăng, Người Bạn Đồng Hành Duy Nhất

Trái Đất có một vệ tinh tự nhiên duy nhất là Mặt Trăng, vật thể sáng nhất và quen thuộc nhất trên bầu trời đêm. NASA cho rằng Mặt Trăng rất có thể là kết quả của một vụ va chạm cách đây hàng tỷ năm, khi một khối đá lớn đâm vào Trái Đất còn non trẻ, hất một phần vật chất bên trong ra ngoài, và các mảnh vỡ kết tụ lại thành Mặt Trăng.

• Kích thước và khoảng cách. Mặt Trăng có bán kính khoảng 1.738 km, là mặt trăng lớn thứ năm trong hệ Mặt Trời, và cách Trái Đất trung bình khoảng 384.400 km. Khoảng trống này đủ chứa khoảng 30 hành tinh có kích thước bằng Trái Đất.
• Vai trò ổn định khí hậu. Mặt Trăng giữ cho trục của Trái Đất không lắc lư quá mạnh, nhờ đó khí hậu ít biến động hơn qua hàng nghìn năm. Sự tương tác hấp dẫn giữa hai thiên thể còn gây ra thủy triều đại dương.
• Các vật thể đi theo tạm thời. Đôi khi Trái Đất tạm thời giữ một số tiểu hành tinh hoặc khối đá lớn quay quanh trong vài tháng hay vài năm, trước khi chúng trở về quỹ đạo quanh Mặt Trời.

Quan Sát Trái Đất Từ Không Gian

Nghe thì có vẻ lạ, nhưng chúng ta sống trên Trái Đất mà vẫn chưa hiểu hết về nó. Hiện nay nhiều tàu vũ trụ quay quanh hành tinh để quan sát Trái Đất như một hệ thống thống nhất, từ khí quyển, đại dương, sông băng cho đến phần Trái Đất rắn. Dữ liệu từ vệ tinh kết hợp với các trạm quan trắc mặt đất giúp các nhà khoa học theo dõi sự thay đổi của khí hậu, mực nước biển, băng ở hai cực, hoạt động địa chấn và núi lửa, từ đó đưa ra các cảnh báo sớm cho cộng đồng.

Giải Đáp Nhanh Về Trái Đất

Trái Đất Có Hình Dạng Như Thế Nào?

Trái Đất có dạng hình cầu hơi dẹt ở hai cực, với đường kính xích đạo khoảng 12.756 km.

Vì Sao Có Năm Nhuận?

Trái Đất mất 365,25 ngày để đi hết một vòng quanh Mặt Trời. Để lịch khớp với quỹ đạo, cứ bốn năm người ta thêm một ngày nhuận.

Trái Đất Có Mấy Mặt Trăng?

Trái Đất có một mặt trăng duy nhất. Thỉnh thoảng nó tạm thời giữ thêm một số tiểu hành tinh nhỏ, nhưng những vật thể này không phải mặt trăng thật sự.

Kết Luận

Trái Đất là kết quả của một chuỗi điều kiện hiếm có, từ khoảng cách vừa phải tới Mặt Trời, nước lỏng, khí quyển bảo vệ, từ trường, cho đến một Mặt Trăng giúp giữ trục quay ổn định. Mỗi lần viết về hành tinh này, chúng tôi lại thấy mình may mắn khi được sống trên đó, và càng thấy rõ trách nhiệm phải bảo vệ nó. Hiểu về cấu trúc và quy luật vận động của Hành Tinh Xanh giúp con người khai thác tài nguyên bền vững hơn, ứng phó tốt hơn với thiên tai, và giữ gìn môi trường sống cho các thế hệ mai sau.

Nguồn tham khảo:

NASA Science, Facts About Earth

National Park Service, Plate Tectonics: The Unifying Theory of Geology