Vì sao Trái Đất tạo ra các lực hút giữ được các chất khí làm thành lớp vỏ khí bảo vệ mình

+ Soisang.com.vn giới thiệu đến bạn những kiến thức cơ bản, dễ hiểu, bao quát nhất, giúp bạn dễ dàng hình dung về những hiện tượng tự nhiên trên Trái Đất như gió, mưa, động đất, núi lửa…
21. Các loại vật chất

- Tính tới tháng 12 năm 2016, có 118 nguyên tố hóa học đã được xác nhận. Tất cả những vật chất trên Trái Đất đều được tạo bởi các nguyên tố này bao gồm các chất đơn chất và các hợp chất.


- Trong các quá trình địa chất tạo lớp vỏ Trái Đất một nguyên tố hay một hợp chất hóa học kết tinh ở dạng rắn gọi là khoáng vật. Khoáng vật là thành phần cấu tạo nên các loại đá trong lớp vỏ Trái Đất.
- Hợp chất vô cơ là những hợp chất hóa học không có mặt nguyên tử cacbon, ngoại trừ khí CO, khí CO2, acid H2CO3 và các muối cacbonat, hidrocacbonat. Chúng thường được xem là kết quả của sự tổng hợp từ các quá trình địa chất. Hợp chất hữu cơ là các chất còn lại, nó thường liên quan đến các quá trình sinh học trong cơ thể sống.

22. Đá:


- Đá là tổ hợp của một hay nhiều khoáng vật. Những khoáng vật cấu tạo nên đá quyết định đến tính chất của đá đó: mầu sắc, độ cứng, tính chất hóa học... Một số loại đá chủ yếu bao gồm chỉ một loại khoáng vật. Ví dụ, đá vôi là một dạng đá trầm tích bao gồm gần như toàn bộ là khoáng vật canxit, trong khi đó phần lớn đá được tạo bởi tổ hợp của rất nhiều loại khoáng chất.


- Các loại khoáng vật và đá có giá trị thương mại được gọi chung là các khoáng sản. Các loại đá mà từ đó các khoáng vật được khai thác cho mục đích kinh tế được coi là các loại quặng: quặng sắt, quặng nhôm, quặng vàng…

23. Nước



Nước là một hợp chất hóa học của oxy và hidro, có công thức hóa học là H2O. nước là một chất rất quan trọng trong nhiều ngành khoa học và trong đời sống. 70% diện tích bề mặt của Trái Đất được nước che phủ nhưng chỉ 0,3% tổng lượng nước trên Trái Đất nằm trong các nguồn có thể khai thác dùng làm nước uống. Nước không có hình dạng nhất định, nó chỉ tồn tại hình dạng tại một thời điểm trong vật mà nó chứa. Nó có cấu trúc phân tử di chuyển trượt lên nhau và do đó nước rất dễ mất hình dạng. Trong tự nhiên dưới tác dụng của trọng lực nước bị biến dạng và di chuyển đến vị trí thấp hơn, tạo nên các mạch nước ngầm, sông, suối…

24. Sự sống trên Trái Đất


- Mặc dù chưa có kết luận khoa học về sự sống có nguồn gốc như thế nào, nhưng các bằng chứng cho thấy rằng sự sống trên Trái Đất đã tồn tại cách đây khoảng 3,7 tỉ năm, với những dấu vết về sự sống cổ nhất được tìm thấy trong các hóa thạch có tuổi 3,4 tỉ năm. Tất cả các dạng sống đã được biết đến có chung các cơ chế phân tử cơ bản, phản ánh sự tạo thành từ cùng nguồn gốc của chúng, từ các phân tử hữu cơ đơn giản ở các dạng sống tiền tế bào đến các tế bào nguyên thủy và có quá trình trao đổi chất.


- Trong lĩnh vực khoa học tự nhiên cơ thể sống được sinh ra từ các hợp chất vô cơ thông qua các quá trình và phương pháp tự nhiên. Ở những điều kiện thích hợp, những vật chất không sống có thể hình thành những phần cấu tạo nên tế bào sống như amino acid. Trong tất cả sinh vật sống, các amino acid sắp xếp thành protein, sau đó được cung cấp các nguồn năng lượng cần thiết để bắt đầu liên kết với nhau và tạo ra tế bào protein. Đến lượt mình, protein là nguồn vật chất thô tiền đề của mọi sinh vật sống, từ vi khuẩn cho đến con người, có thể tồn tại và hoạt động.
- Nhiều dạng sự sống tồn tại như thực vật, động vật, nấm, nguyên sinh vật, vi khuẩn cổ và vi trùng…trong đó 2 dạng sống lớn nhất là thực vật: các loài cây cối phủ xanh bề mặt trái đất và động vật: các loài cá dưới nước, lưỡng cư, chim chóc, các loài thú sống trên trái đất và con người.

25. Nhiên liệu hóa thạch



- Cách đây hàng triệu năm xác các sinh vật, bao gồm thực vật phù du và động vật phù du lắng đọng xuống đáy biển (hồ) với số lượng lớn trong các điều kiện thiếu ôxy bị phân hủy kỵ khí hình thành các hợp chất hữu cơ.
- Trải qua thời gian địa chất, các hợp chất hữu cơ này trộn với bùn, và bị chôn vùi bên dưới các lớp trầm tích nặng. Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao làm cho các vật chất hữu cơ bị biến đổi hóa học tạo thành chất chứa hàm lượng cacbon và hydrocacbon cao hay còn gọi là nguyên liệu hóa thạch. Tùy vào môi trường và điều kiện phân hủy mà nhiên liệu hóa thạch được hình thành dưới nhiều hình thức khác nhau như: rắn (than đá), lỏng (dầu mỏ), khí (khí đốt).
- Cơ quan thông tin năng lượng Hoa Kỳ (EIA) ước tính năng lượng nguyên thủy bao gồm 36,8% dầu mỏ, 26,6% than (bao gồm than nâu và than đá), 22,9% khí thiên nhiên, chiếm 86% nhiên liệu nguyên thủy sản xuất trên thế giới.

26. Bầu khí quyển



- Khí quyển Trái Đất là lớp các chất khí bao quanh Trái Đất và được giữ lại bởi lực hấp dẫn của Trái Đất. Nó gồm có nitơ (78,1% theo thể tích) và ôxy (20,9%), với một lượng nhỏ agon (0,9%), cacbon điôxít (dao động, khoảng 0,035%), hơi nước và một số chất khí khác. Bầu khí quyển bảo vệ cuộc sống trên Trái Đất bằng cách hấp thụ các bức xạ tia cực tím của mặt trời và tạo ra sự thay đổi về nhiệt độ giữa ngày và đêm.
- Bầu khí quyển không có ranh giới rõ ràng với khoảng không vũ trụ nhưng mật độ không khí của bầu khí quyển giảm dần theo độ cao. Ba phần tư khối lượng khí quyển nằm trong khoảng 11 km đầu tiên của bề mặt hành tinh. Khí quyển chia thành các tầng:
+ Tầng đối lưu: từ bề mặt Trái Đất tới độ cao 16 km (ở 2 vùng cực là 7–10 km) các yếu tố thời tiết, nhiệt độ giảm dần theo độ cao, mỗi 100 m nhiệt độ giảm 0,6 °C. Những hiện tượng thời tiết như mưa, mưa đá, gió, tuyết, sương giá, sương mù... đều diễn ra ở tầng đối lưu.
+ Tầng bình lưu: từ độ cao 16km đến khoảng 50 km. Ở đây không khí loãng, nước và bụi rất ít, không khí chuyển động theo chiều ngang là chính, rất ổn định.
+ Tầng trung lưu: từ khoảng 50 km đến 80 km, nhiệt độ giảm theo độ cao đạt đến -75 °C. Phần đỉnh tầng có một ít hơi nước, thỉnh thoảng có một vài vệt mây bạc gọi là mây dạ quang.
+ Tầng điện li: từ 80–85 km đến khoảng 1000 km, nhiệt độ tăng theo độ cao có thể lên đến 2.000 °C hoặc hơn. Ôxy và nitơ ở tầng này ở trạng thái ion, vì thế gọi là tầng điện li. Sóng vô tuyến phát ra từ một nơi nào đó trên vùng bề mặt Trái Đất phải qua sự phản xạ của tầng điện li mới truyền đến các nơi trên thế giới.
+ Tầng ngoài: trên 1.000 km đến 10.000 km là vùng quá độ giữa khí quyển Trái Đất với khoảng không vũ trụ, nhiệt độ tăng theo độ cao có thể lên đến 2.500 °C. Vì không khí ở đây rất loãng, mật độ khí là cực kỳ thấp, rất khó truyền nhiệt nên các nhiệt kế có thể chỉ nhiệt độ ở đây dưới 0 °C.
- Bầu khí quyển làm giảm đi sự thay đổi về nhiệt độ giữa ngày và đêm, giữa mùa hè và mùa đông. Các tia nhiệt của Mặt trời xâm nhập vào bầu không khí và làm ấm bề mặt Trái đất vào ban ngày. Bầu khí quyển phía trên giữ lại lượng nhiệt này để nó có thể thoát vào không gian chậm hơn, làm dịu đi cái lạnh vào ban đêm.
- Bầu khí quyển bảo vệ sự sống trên Trái đất khỏi những trận mưa thiên thạch. Người ta ước tính có hơn 100.000 thiên thạch va chạm vào bầu khí quyển của Trái đất mỗi ngày. Khi vào bầu khí quyển chúng ma sát với không khí, bốc cháy trước khi chạm đến mặt đất. Nhờ tầng ozon bầu khí quyển ngăn chặn những loại bức xạ có hại, bảo vệ sự sống trên Trái Đất.
- Nhờ bầu khí quyển mà sự sống trên Trái đất trải qua mưa, gió, mây và các loại thời tiết khác, cũng như là màu sắc của bình minh và hoàng hôn, cầu vồng, và những ánh ban mai hay ánh sáng địa cực đẹp rực rỡ.

27. Động đất



- Lớp vỏ Trái Đất được tạo bởi các mảng thạch quyển tách rời ghép lại. Khi các mảng thạch quyển này dịch chuyển sẽ gây ra hiện tượng rung động đột ngột của vỏ Trái đất tạo nên động đất. Từ động đất có thể gây nên núi lửa và sóng thần.
- Một trận động dất đơn độc thường kéo dài vài giây, những trận động đất nghiêm trọng nhất cũng chỉ kéo dài tối đa là 3 phút.
- Độ mạnh của động đất được đo bằng độ Richter (M) và chia như sau:
   + Từ 1 - 2: Không nhận biết được.
   + Từ 2 - 4: Có thể nhận biết nhưng thường không gây thiệt hại.
   + Từ 4 - 5: Mặt đất rung chuyển, nghe tiếng nổ, thiệt hại không đáng kể.
   + Từ 5 - 6: Nhà cửa rung chuyển, một số công trình có hiện tượng nứt.
   + Từ 6 - 7: Nhà cửa bị hư hại nhẹ.
   + Từ 7 - 8: Động đất mạnh phá hủy hầu hết các công trình xây dựng thông thường, có vết nứt lớn hoặc lún sụt trên mặt đất.
   + Từ 8 - 9: Rất mạnh, phá hủy gần hết cả thành phố hay đô thị, có vết nứt lớn, vài tòa nhà bị lún, sụp đổ lớn ở núi kèm theo thay đổi địa hình trên diện rộng.
   + Trên 9: Rất hiếm khi xảy ra.
- Những trận động đất có M > 7 không xảy ra khắp mọi nơi mà thường tập trung ở những vùng nhất định, gọi là đới hoạt động địa chấn mạnh. Các trận động đất xảy ra dưới đáy biển có thể gây ra lở đất hay biến dạng đáy biển, làm phát sinh sóng thần (những đợt sóng lớn tràn qua các đại dương rồi đổ bộ vào đất liền). Đôi khi động đất còn khiến núi lửa hoạt động, thậm chí là những núi lửa đã tắt từ lâu...

28. Núi lửa



- Cấu tạo Trái Đất gồm 3 tầng: lõi – dạng đặc, manti dạng lỏng, vỏ dạng rắn - gồm nhiều mảng thạch quyển gép lại. Khi những mảng thạch quyển này di chuyển chúng va chạm, tạo nên động đất. Tại ranh giới các mảnh thạch quyển là nơi địa chất kém ổn định, áp suất cao của lớp manti sẽ đẩy lớp vỏ này lên cao tạo thành những ngọn núi. Tại đỉnh núi là nơi chất lỏng của lớp manti thoát ra ngoài gọi là núi lửa.

29. Sóng thần



- Dưới đáy đại dương khi các mảng địa chất va chạm, những vụ lở đất, những vụ phun trào núi lửa mạnh sẽ tạo áp suất lớn tác dụng lên lượng nước của đại dương làm nó biến dạng đột ngột và di chuyển tạo nên sóng. Nếu áp suất tác dụng quá lớn sẽ tạo nên những cơn sóng khổng lồ có sức tàn phá khủng khiếp gọi là sóng thần.
- Sóng thần chứa năng lượng cực lớn, lan truyền với tốc độ cao và có thể vượt khoảng cách lớn qua đại dương mà chỉ mất rất ít năng lượng. Một trận sóng thần có thể gây ra thiệt hại trên bờ biển cách hàng nghìn cây số nơi nó phát sinh. Ở vùng nước rộng, các cơn sóng thần có chu kỳ rất dài (thời gian để đợt sóng sau tới vị trí đợt sóng trước) có thể tới hàng trăm kilômét (sóng hình thành từ gió bình thường trên mặt đại dương thường có chiều dài sóng 150 mét). Năng lượng của sóng thần tập trung ở tầng nước sâu, dưới đáy biển, chiều cao thực của nó trên đại dương thường không tới một mét. Điều này khiến những người ở trên tàu giữa đại dương khó nhận ra chúng.
- Sóng thần di chuyển trên đại dương với tốc độ trung bình 800km một giờ. Khi tiến tới gần đất liền, sóng thần va chạm với vùng đáy biển nông và bị hất ngược lên tạo nên những con sóng có độ cao hàng chục mét.

30. Sao băng



- Khi các thiên thạch đi vào khí quyển Trái Đất chúng chuyển động với vận tốc rất nhanh nên sinh ra các sóng xung kích. Sóng xung kích này va chạm với các hạt của khí quyển và nén chúng nhanh hơn so với chúng có thể dãn ra khỏi đường chuyển động của thiên thạch. Với năng lượng lớn như vậy, các phân tử không khí trên đường đi của thiên thạch bị nung nóng bởi sóng xung kích, hoặc bị nén quá mạnh đến mức nhiệt độ của sóng xung kích tăng lên đến hàng ngàn độ và làm cho các thành phần vật chất của thiên thạch bị nung đến nóng sáng. Đường chuyển động của thiên thạch này tạo thành một vệt sáng trên bầu trời gọi là sao băng, sao sa hay quả cầu lửa.
- Có rất ít thiên thạch có khả năng rơi xuống đến tận mặt đất, do phần lớn chúng có kích thước và khối lượng nhỏ nên đã bị thiêu cháy hết trên đường đi xuống mặt đất hoặc là chúng chỉ xẹt ngang qua bầu khí quyển của Trái Đất rồi lại tiếp tục hành trình của mình trong không gian do chúng có vận tốc đủ lớn để không bị rơi xuống Trái Đất.