Buzz
(Tổ Quốc) - Đây là một câu hỏi rất thú vị và vấn đề này đã được Robert M. Hazen nghiên cứu sâu trong cuốn sách 'Câu Chuyện về Trái Đất'.
Cuốn sách này chỉ ra rằng, trong quãng thời gian 4,6 tỷ năm, Trái Đất đã trải qua nhiều biến đổi về hình dạng. Từ một hành tinh ban đầu màu đen và sau đó chuyển sang màu xanh, trải qua giai đoạn băng hà để trở thành Trái Đất có bề mặt trắng, và về sau nó trở thành hình dạng mà chúng ta thấy ngày nay. Với sự biến đổi liên tục này, sự sống đã từ từ phát triển. Điều đặc biệt của cuốn sách là tác giả đã kết nối mối quan hệ giữa sự sống và phi sự sống thông qua tiến hóa của hành tinh, ngụ ý rằng không có sự sống thì không có Trái Đất như chúng ta biết ngày nay.
Giai đoạn 1: Trái Đất màu đen được bao phủ bởi lớp bazan
Khoảng 4,6 tỷ năm trước, sau khi Hệ Mặt Trời hình thành, các mảnh vụn và bụi vũ trụ bắt đầu va chạm và hòa trộn với nhau dưới tác động của lực hấp dẫn, tạo ra hình dạng ban đầu của Trái Đất. Tuy nhiên, môi trường của hành tinh lúc đó rất khắc nghiệt, với nhiều nứt đất và núi lửa phun trào ngẫu nhiên. Với va chạm liên tục với các hành tinh nhỏ và sao chổi từ không gian bên ngoài, nhiệt độ của Trái Đất lúc này vượt qua 1.200 độ C. Trái Đất có thể được mô tả như một khối bùn nóng, áp suất cao, và liên tục chịu ảnh hưởng từ các vật thể ngoài không gian. Giai đoạn ban đầu này thường được nhà địa chất mô tả như một loại địa ngục trần gian kéo dài trong 500 triệu năm.
Trong thời kỳ này, nhiệt độ của không gian vũ trụ thấp hơn rất nhiều so với nhiệt độ của Trái Đất, khiến cho mỗi lần va chạm, bề mặt của Trái Đất nhanh chóng nguội lại và trở thành màu đen như than. Dần dần, một lớp vỏ đá hình thành trên bề mặt hành tinh, trở thành vỏ đá ban đầu của Trái Đất. Do lớp vỏ này chủ yếu là bazan và màu đen, nên giai đoạn 500 triệu năm đầu tiên được mô tả là 'Trái Đất màu đen'.
Giai đoạn 2: Trái Đất màu xanh được bao phủ bởi nước
Khoảng 4,4 đến 4,3 tỷ năm trước, khi thời gian trôi qua, nhiệt độ tổng thể của Trái Đất dần giảm, và hơi nước từ từ nguội lại từ mặt đất, một phần trở thành không khí, tạo thành bầu khí quyển chứa hơi nước. Phần khác rơi xuống thành đại dương, và Trái Đất bắt đầu chuyển sang màu xanh với sự xuất hiện của nước lỏng. Đây là lần thay đổi diện mạo thứ hai của Trái Đất - Trái Đất xanh.
Chúng ta thường nói rằng nước là nguồn gốc của sự sống, và điều quan trọng là nước có hai đặc điểm vượt trội. Đầu tiên: nước là một dung môi mạnh, cho phép các chất vô cơ kết hợp thành chất hữu cơ để tạo ra sự sống.
Thứ hai: khối lượng riêng của nước lỏng lớn hơn nước rắn, khiến nước đá nổi lên trên nước lỏng, tạo ra một lớp bảo vệ quan trọng cho sự sống. Nếu băng không nổi, hậu quả sẽ như thế nào? Khi nước đóng băng, nước dưới cùng sẽ tiếp tục đóng băng, khiến toàn bộ nước trên hành tinh chúng ta đều đóng băng, làm cho sự sống trở nên khó khăn.
Nước trên Trái Đất đã đóng góp vào sự hình thành sự sống, và sự sống lại ảnh hưởng đến diện mạo của Trái Đất, tạo ra một mối liên kết chặt chẽ giữa sinh vật và hành tinh của chúng ta.
Giai đoạn ba: Trái Đất đỏ bị oxi hóa
Với sự xuất hiện của sự sống đầu tiên, các sinh vật như tảo đã phát triển khả năng sử dụng năng lượng Mặt Trời để sản xuất năng lượng. Điều này là quá trình quang hợp ban đầu. Không mất nhiều thời gian cho những sinh vật này để ảnh hưởng đến khí hậu của hành tinh.
Chúng hấp thụ năng lượng Mặt Trời và sử dụng carbon dioxide trong không khí để sản xuất oxy. Oxy gây ra quá trình oxi hóa các chất. Kết quả là, những sinh vật nhỏ này đã tạo ra nhiều oxy cho hành tinh của chúng ta, làm thay đổi mạnh mẽ toàn bộ bề mặt Trái Đất.
Nguyên tố phong phú nhất trên Trái Đất là sắt, và khi tiếp xúc với nồng độ oxy cao trong không khí, sắt sẽ bị oxy hóa và tạo ra rỉ sét. Trong một khoảng thời gian ngắn, rỉ sét đã bao phủ toàn bộ bề mặt của Trái Đất. Giai đoạn đại oxy hóa kéo dài từ khoảng 3,5 đến 1,8 tỷ năm trước. Và quá trình này đã biến Trái Đất trở thành một quả địa cầu màu đỏ.
Giai đoạn bốn: Quả cầu tuyết
Với sự phát triển phong phú của thực vật, oxy trong carbon dioxide vẫn tiếp tục được giải phóng vào không khí, trong khi carbon lại dần dần được hấp thụ vào lòng đất. Khi lượng carbon trong không khí giảm, hiệu ứng nhà kính giảm và Trái Đất dần dần nguội. Khi nhiệt độ giảm, băng bắt đầu lan từ cực đến xích đạo.
Trong hàng triệu năm, toàn bộ bề mặt của Trái Đất, ngoại trừ một số khu vực xung quanh xích đạo, đều bị phủ bởi lớp băng. Giai đoạn này được gọi là Trái Đất tuyết - Snow Earth. Trong thời kỳ này, hầu hết các hệ sinh thái đều bị đóng băng, và nhiều dạng sự sống trên hành tinh của chúng ta đã bị xóa sổ.
Tuy nhiên, theo thời gian, lõi dung nham của Trái Đất, cùng với sự chuyển động của các mảng đá, kết hợp với sự phun trào của núi lửa... Một lượng lớn carbon dioxide cũng được thải ra vào khí quyển, và hiệu ứng nhà kính lại bắt đầu do sự tuyệt chủng hàng loạt của tảo. Khi Trái Đất ấm lên, tảo bắt đầu phát triển mạnh mẽ, gây ra sự giảm của carbon dioxide trong không khí, và Trái Đất lại bắt đầu đóng băng. Trong khoảng 150 triệu năm, Trái Đất xoay giữa hai trạng thái cực đoan này ít nhất ba lần.
Giai đoạn năm: Trái Đất xanh
Sau giai đoạn đóng băng vừa được mô tả, do sự chuyển động liên tục của các mảng đá và quá trình phục hồi của hệ sinh thái, khí hậu Trái Đất dường như đã duy trì được sự cân bằng hiếm có trong khoảng 1,4 tỷ năm sau đó. Môi trường trên hành tinh của chúng ta không quá nóng cũng như không quá lạnh, điều này rất thuận lợi cho sự phát triển của sự sống. Sự đa dạng sinh học cũng tăng lên, như đã xảy ra trong kỷ Cambri cách đây 560 triệu năm, khi sự sống trở nên phong phú hơn, và sau nhiều chu kỳ, xuất hiện và tiến hóa của vô số loài sinh vật đã tạo nên hệ sinh thái với sự hiện diện của động vật và thực vật như chúng ta thấy ngày nay. Và giai đoạn này cũng là giai đoạn hiện tại của Trái Đất - Trái Đất xanh.
Do đó, có thể khẳng định rằng nếu không có sự sống trên hành tinh của chúng ta, thì không có lẽ sẽ không xuất hiện các giai đoạn Trái Đất đỏ, Trái Đất tuyết hoặc Trái Đất xanh như chúng ta biết ngày nay.
Tham khảo: ZME; Zhihu; Sina; Scinews
