Tại sao Trái đất có màu xanh? | H-care.vn

Nhìn từ không gian, Trái đất có màu xanh lam. Trái đất có màu xanh trong hơn 4 tỷ năm do nước lỏng trên bề mặt của nó. Làm thế nào Trái đất quản lý để giữ nước lỏng trên bề mặt của nó quá lâu?

Chỉ có một hành tinh được biết đến với các thể nước lỏng vĩnh viễn trên bề mặt của nó: hành tinh của chúng ta. Khoa học trái đất cho phép chúng ta giải thích tại sao Trái đất hầu như luôn có màu xanh lam: nó không quá nóng cũng không quá lạnh. Nếu Trái đất lần đầu tiên có màu đỏ và đen, thì nó đã có màu xanh lam trong hơn 4 tỷ năm, hiếm có trường hợp ngoại lệ nào khi nó trở nên quá lạnh và biến thành một quả cầu tuyết trắng.

Đặc điểm đáng kinh ngạc này là do sự tương tác của chu trình nước với kiến ​​tạo mảng và hiệu ứng nhà kính, cũng như cấu hình của hệ mặt trời. Ngày nay, nhiệt độ bề mặt trung bình của Trái đất là khoảng 15°C, lạnh hơn Sao Kim (465°C) và ấm hơn Sao Hỏa (trung bình -60°C). Trên Trái đất, ở mực nước biển, nước đóng băng dưới 0°C và sôi ở 100°C. Do đó, bề mặt Trái đất nằm trong phạm vi nhiệt độ có vẻ lớn đối với chúng ta, nhưng thực ra lại khá hẹp so với các hành tinh khác và đã giữ nguyên như vậy trong hàng tỷ năm.

Khí nhà kính đóng vai trò của họ

Nhiệt độ trung bình trên bề mặt của một hành tinh phụ thuộc vào sự tương tác của ba tham số có thể thay đổi rất nhiều từ hành tinh này sang hành tinh khác:

• Anh ta năng lượng đến từ mặt trời

• Anh ta suất phản chiếu của bề mặt, nghĩa là nó phản xạ bao nhiêu bức xạ mặt trời.

• Khí nhà kính, bẫy bức xạ mặt trời trong bầu khí quyển của Trái đất. Nếu không có khí nhà kính, bề mặt Trái đất sẽ ở khoảng -15°C và có thể không có nước ở thể lỏng.

Sự tương tác giữa ánh sáng mặt trời, suất phản chiếu và khí nhà kính đã duy trì sự cân bằng năng lượng khá ổn định kể từ khi các đại dương đầu tiên xuất hiện trên Trái đất.

Trong lịch sử ban đầu của Trái đất, Mặt trời trẻ mờ hơn và hành tinh của chúng ta nhận được ít năng lượng hơn từ nó. Tuy nhiên, mức độ khí nhà kính như CO₂ và khí mê-tan cao hơn nhiều so với ngày nay, giữ cho nhiệt độ bề mặt đủ cao để nước ở thể lỏng.

Hiệu ứng nhà kính giảm dần theo thời gian vì CO₂ Nó có thể được loại bỏ khỏi khí quyển bằng hai quá trình. Thứ nhất, tác dụng axit hóa của CO₂ hòa tan trong nước bề mặt làm cho đá hòa tan, giải phóng canxi. Canxi kết hợp với CO hòa tan₂ để hình thành các loại đá cacbonat như đá vôi, một trong những bể chứa cacbon chính.

Phần chìm thứ hai là carbon hữu cơ được lưu trữ trong đá trầm tích. Sinh vật trên cạn và dưới biển sử dụng CO₂ để xây dựng chất hữu cơ trong quá trình quang hợp, một số trong số đó được lắng đọng dưới đáy đại dương khi các sinh vật chết đi. Ở đó, chất hữu cơ được tích hợp vào đá trầm tích, nơi nó có thể được lưu trữ hàng triệu năm.

Không có kiến ​​tạo thì không có đại dương; không có đại dương, không có kiến ​​tạo

Mặc dù bể chứa carbon lưu trữ CO₂ xa bầu khí quyển, núi lửa và sống núi giữa đại dương giải phóng CO₂ trở lại bầu khí quyển. Sự phân phối này được duy trì thông qua kiến ​​tạo mảng. Trong quy mô thời gian dài, kiến ​​tạo mảng giúp giữ nhiệt độ bề mặt Trái đất trong phạm vi cho phép nước bề mặt ở thể lỏng. Sự hiện diện của nước lỏng và kiến ​​tạo mảng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Làm thế nào điều đó xảy ra?

Đáy đại dương được tạo thành từ các mảng đại dương. Chúng di chuyển ra khỏi các sống núi giữa đại dương, chuỗi núi lửa dưới đáy biển đi ngang qua hành tinh, rồi đi xuống độ sâu của Trái đất thông qua quá trình hút chìm. Trong hàng trăm triệu năm mà các đại dương đi qua, các mảng đại dương ngậm nước: khoáng chất của chúng kết hợp với nước, làm thay đổi tính chất cơ học của chúng. Khi các mảng đại dương chìm xuống, cuối cùng chúng sẽ khô cạn; nước được giải phóng cuối cùng tạo ra mắc ma tạo thành đá granit, nền tảng của các lục địa. Không có nước lỏng, sẽ không có kiến ​​tạo và do đó không có lục địa!

Do quá trình tái chế này của các mảng đại dương cũ hơn trong lớp phủ, các mảng mới liên tục được hình thành từ vật chất phun trào ở các sống núi giữa đại dương. Khi vật chất này tăng lên qua lớp phủ và hướng tới đáy đại dương, nó nguội đi và giải phóng CO₂, giúp duy trì nồng độ khí nhà kính. Nước vẫn ở dạng lỏng và Trái đất vẫn có màu xanh như đã tồn tại hàng tỷ năm.

Từ đen và đỏ đến xanh

Từ lâu, người ta đã cho rằng các thiên thể giàu nước từ hệ mặt trời bên ngoài đã mang nước đến Trái đất mới hình thành. Một người trong nhóm của chúng tôi gần đây đã công bố một nghiên cứu đặt câu hỏi về giả thuyết này và gợi ý rằng nước, tức là hydro và oxy, có thể được mang đến bởi các loại đá hình thành nên Trái đất.

Khi Trái đất hình thành lần đầu tiên cách đây 4,5 tỷ năm, có lẽ nó quá nóng để nước ở dạng lỏng trên bề mặt. Trong mọi trường hợp, nếu có đại dương, chắc chắn chúng đã bốc hơi trong vụ va chạm khổng lồ giữa Trái đất non trẻ và một thiên thể hành tinh (có thể có kích thước bằng sao Hỏa), làm tan chảy bề mặt hành tinh của chúng ta và hình thành nên Mặt trăng 4,4 tỷ năm trước . .

Khi bề mặt Trái đất dần nguội đi và đông cứng lại sau vụ va chạm, nó có khả năng bị bao phủ bởi đá bazan sẫm màu, không có sự sống và nước. Magma làm mát giải phóng các nguyên tố như hydro, oxy và carbon dưới dạng khí có chứa các phân tử như nước, carbon dioxide và/hoặc metan. Do đó, các đại dương đầu tiên có thể đã hình thành tương đối nhanh chóng sau vụ va chạm. Các khoáng chất được biết đến sớm nhất trên Trái đất mang dấu hiệu hóa học của sự tương tác với nước ở thể lỏng. Do đó, Trái đất có thể có màu xanh trong gần 4,4 tỷ năm.

Bằng chứng không thể chối cãi đầu tiên về sự tồn tại của các đại dương trên bề mặt Trái đất là 3,8 tỷ năm tuổi, bao gồm các trầm tích biển lâu đời nhất, được tìm thấy tại Isua và Akilia (Greenland) và Nuvvuagittuq (Canada), và các dung nham gối lâu đời nhất, những tảng đá có hình dạng độc đáo. khi dung nham nguội đi dưới nước. .

Dù 3,8 hay 4,44 tỷ năm tuổi, lịch sử của các đại dương gắn liền với Trái đất và sự sống. Ngày nay, các hoạt động của con người đang khiến các đại dương trở nên có tính axit hơn và ấm hơn. Các đại dương sẽ không biến mất, nhưng sự sống bên trong chúng đang gặp nguy hiểm. CO của chúng tôi₂ lượng khí thải vượt quá lượng khí thải núi lửa toàn cầu theo hệ số 70, gây nguy hiểm cho sự cân bằng hiện có giữa các quá trình hoạt động trên bề mặt Trái đất và những quá trình sâu bên dưới nó. Xã hội của chúng ta dựa trên cả hai.