Thành phần và cấu trúc
Khí quyển
Khí quyển Trái đất gồm khoảng 78% nitrogen, 21% oxygen, cùng với các vi lượng nước, argon, carbon dioxide và các chất khí khác. Không ở đâu khác trong hệ mặt trời người ta có thể tìm thấy một bầu khí quyển có chứa oxygen tự do, cái hết sức thiết yếu cho một trong những đặc điểm độc nhất vô nhị của Trái đất – tức là có loài người.
Không khí bao xung quanh Trái đất và càng ra xa mặt đất thì càng loãng. Cách mặt đất khoảng 160 km, không khí mỏng đến mức các vệ tinh có thể lướt vèo vèo mà chịu rất ít cản trở. Tuy nhiên, vết tích của khí quyển có thể tìm thấy ở cách mặt đất tới 600 km.
Lớp thấp nhất của khí quyển được gọi là tầng đối lưu, lớp này luôn chuyển động, gây ra thời tiết. Ánh sáng mặt trời làm nóng bề mặt hành tinh, làm không khí ấm bốc lên cao. Không khí này cuối cùng dãn nở và nguội đi khi áp suất không khí giảm, và vì phần không khí lạnh này đặc hơn xung quanh nó, nên nó chìm xuống, rồi chỉ ấm lên trở lại do nhiệt từ mặt đất.
Phía trên tầng đối lưu, cách mặt đất khoảng 48 km, là tầng bình lưu. Không khí tĩnh lặng của tầng bình lưu chứa lớp ozone, nó được tạo ra khi ánh sáng tử ngoại làm cho các bộ ba nguyên tử oxygen kết hợp lại thành các phân tử ozone. Ozone chặn phần lớn bức xạ tử ngoại nguy hiểm của mặt trời không đi tới mặt đất.
Hơi nước, carbon dioxide và các chất khí khác trong khí quyển bắt giữ nhiệt từ mặt trời đến, làm Trái đất ấm lên. Không có cái gọi là “hiệu ứng nhà kính” này, Trái đất có khả năng sẽ quá lạnh để sự sống tồn tại, mặc dù một hiệu ứng nhà kính mất kiểm soát dẫn tới những điều kiện thời tiết như địa ngục mà người ta thấy trên Kim tinh.
Các vệ tinh quay xung quanh Trái đất đã chứng minh rằng lớp khí quyển phía trên thật sự dãn nở vào ban ngày và co lại vào ban đêm do sự nóng lên và nguội đi.
Từ trường
Từ trường Trái đất được tạo ra bởi những dòng điện chảy trong nhân ngoài của Trái đất. Hai cực từ luôn luôn di chuyển, với Cực Nam từ hiện đang dịch chuyển về hướng bắc mỗi năm 40 km, có khả năng ra khỏi Bắc Mĩ và đi tới Siberia trong vài ba thập niên tới.
Từ trường Trái đất cũng đang biến đổi theo những cách khác – trên toàn cầu, từ trường đã yếu đi 10% kể từ thế kỉ 19, theo NASA. Những biến đổi này chẳng là gì so với những biến đổi của từ trường Trái đất trong quá khứ – thỉnh thoảng từ trường đảo cực hoàn toàn, với cực bắc và cực nam đổi chỗ cho nhau.
Khi các hạt tích điện từ mặt trời đến bị bắt giữ trong từ trường Trái đất, chúng va chạm với các phân tử không khí phía trên hai cực từ, làm cho chúng phát sáng, một hiện tượng được gọi là cực quang, hay còn gọi là ánh sáng phương bắc và ánh sáng phương nam.
Ánh sáng phương bắc có tên gọi chính thức là cực quang, và được tạo ra bởi các tương tác giữa gió mặt trời và từ trường Trái đất. Ảnh: Space.com
Thành phần hóa học
Oxygen là nguyên tố dồi dào nhất trong đá thuộc vỏ Trái đất, chiếm khoảng 47% trọng lượng đá. Nguyên tố dồi dào thứ hai là silicon, chiếm 27%, sau đó là nhôm 8%, sắt 5%, calcium 4%, và sodium, potassium, và magnesium, mỗi nguyên tố chừng 2%.
Nhân Trái đất gồm chủ yếu sắt và nickel và có khả năng còn có những lượng ít hơn của các nguyên tố nhẹ như lưu huỳnh và oxygen. Lớp bao cấu tạo bởi sắt và đá silicate giàu magnesium. (Hợp chất của silicon và oxygen được gọi là silica, và các khoáng chất chứa silica được gọi là khoáng chất silicate.)
Cấu trúc bên trong
Nhân Trái đất có đường kính khoảng 7100 km, hơi lớn hơn một nửa đường kính Trái đất và chừng bằng kích cỡ Hỏa tinh. Lớp 2250 km ngoài cùng của nhân ở dạng lỏng, còn nhân trong – to bằng bốn phần năm kích cỡ mặt trăng, đường kính chừng 2600 km – ở dạng rắn.
Phía trên nhân là lớp bao của Trái đất, dày khoảng 2900 km. Lớp bao không hoàn toàn rắn, mà có thể chảy từ từ. Vỏ Trái đất trôi nổi trên lớp bao giống như gỗ nổi trên nước, và chuyển động chậm của đá trong lớp bao làm các lục địa trôi giạt và gây ra động đất, núi lửa, và hình thành núi.
Phía trên lớp bao, Trái đất có hai loại vỏ. Đất liền khô ráo của các lục địa gồm chủ yếu là granite và các khoáng chất silicate nhẹ khác, còn thềm đại dương được cấu tạo chủ yếu bởi một loại đá núi lửa màu tối, đặc gọi là đá basalt. Lớp vỏ lục địa dày trung bình khoảng 40 km, mặc dù nó có thể mỏng hơn hoặc dày hơn ở một số nơi. Lớp vỏ đại dương thường chỉ dày khoảng 8 km. Nước chảy trong những vùng thấp của lớp vỏ basalt tạo ra các đại dương của thế giới. Trái đất có vừa đủ lượng nước để chứa đầy hoàn toàn các bồn đại dương, và phần còn lại của nó phân tán trên các bờ rìa lục địa, những khu vực được gọi là thềm lục địa.
Trái đất ấm dần về phía nhân của nó. Tại đáy của lớp vỏ lục địa, nhiệt độ đạt tới khoảng 1000 độ C, tăng khoảng 1 độ C/km bên dưới lớp vỏ. Các nhà địa chất cho rằng nhiệt độ của nhân ngoài của Trái đất là khoảng 3700 đến 4300 độ C, và nhân trong có thể đạt tới 7000 độ C, nóng hơn cả bề mặt mặt trời. Chỉ có áp suất cực lớn tại nhân trong siêu nóng mới giữ cho nó ở dạng rắn.
Những khảo sát hành tinh ngoại (hành tinh ngoài hệ mặt trời) trong thời gian gần đây, ví dụ sứ mệnh Kepler của NASA, cho biết các hành tinh cỡ Trái đất là phổ biến trong Dải Ngân hà. Gần một phần tư các ngôi sao giống mặt trời mà vệ tinh Kepler quan sát có khả năng có chứa các hành tinh ở được cỡ Trái đất.
Mặt trăng
Mặt trăng của Trái đất to cỡ 3474 km, khoảng bằng một phần tư đường kính của Trái đất. trái đất có một mặt trăng, còn Thủy tinh và Kim tinh không có mặt trăng và tất cả các hành tinh còn lại trong hệ mặt trời đều có hai hoặc nhiều mặt trăng.
Lời giải thích được nhiều người chấp nhận hiện nay cho sự hình thành mặt trăng là một vụ va chạm khủng khiếp đã làm văng các thành phần thô cho mặt trăng từ Trái đất nguyên thủy đang còn nóng chảy và đưa vào quỹ đạo. Các nhà khoa học đề xuất rằng vật va chạm đó chừng bằng 10% khối lượng Trái đất, tức khoảng bằng kích cỡ Hỏa tinh.
Tổng quan về các loài
Trái đất là hành tinh duy nhất trong vũ trụ được biết có sự sống. Có vài triệu loài sinh vật sống đã biết, từ đáy đại dương sâu thẳm nhất cho đến vài dặm phía trên mặt đất, và các nhà khoa học cho rằng còn nhiều loài chưa được khám phá hết. Các nhà khoa học ước lượng có từ 5 đến 100 triệu loài trên Trái đất, nhưng khoa học chỉ mới nhận dạng khoảng 2 triệu loài trong số chúng.
Trái đất là vật thể duy nhất trong hệ mặt trời được biết có dung dưỡng sự sống, mặc dù các nhà học nghi ngờ rằng những ứng cử viên khác – ví dụ vệ tinh Titan của Thổ tinh hoặc vệ tinh Europa của Mộc tinh – có khả năng có chứa các sinh vật sống nguyên thủy. Các nhà khoa học chưa xác định được chính xác làm thế nào sự sống phức tạp tiến hóa nhanh trên Trái đất từ những tổ tiên nguyên thủy hơn. Một giải thích cho rằng sự sống ban đầu tiến hóa trên láng giềng Hỏa tinh, nơi từng là một hành tinh ở được, sau đó được chuyển sang Trái đất bởi những thiên thạch đến từ Hành tinh Đỏ.
Nguồn: Nola Taylor Redd, Space.com
