 Bức ảnh "Viên Bi Xanh" nổi tiếng, chụp từ Apollo 17 | ||||||||||
| Kỷ nguyên J2000.0[a] | ||||||||||
| Viễn nhật | 152.097.701 km 1,0167103335 AU | |||||||||
| Cận nhật | 147.098.074 km 0,9832898912 AU | |||||||||
| Bán trục lớn | 149.597.887,5 km 1,0000001124 AU | |||||||||
| Độ lệch tâm | 0,016710219 | |||||||||
| Chu kỳ quỹ đạo | 365,256366 ngày 1,0000175 năm | |||||||||
| Vận tốc quỹ đạo trung bình | 29,783 km/s 107.218 km/h | |||||||||
| Độ nghiêng quỹ đạo | 1°34'43.3"[1] với mặt phẳng bất biến | |||||||||
| Kinh độ điểm mọc | 348,73936° | |||||||||
| Góc cận nhật | 114,20783° | |||||||||
| Vệ tinh | 1 (Mặt Trăng) | |||||||||
Đặc trưng vật lý | ||||||||||
| Bán kính trung bình | 6.371,0 km[2] | |||||||||
| Bán kính tại xích đạo | 6.378,1 km[3] | |||||||||
| Bán kính tại cực | 6.356,8 km[4] | |||||||||
| Độ dẹt | 0,0033528[3] | |||||||||
| Chu vi | 40.075,02 km (xích đạo) 40.007,86 km (kinh tuyến) 40.041,47 km (trung bình) | |||||||||
| Diện tích bề mặt | 510.072.000 km²[5][6][b]148.940.000 km² đất liền (29,2 %) 361.132.000 km² nước (70,8 %) | |||||||||
| Thể tích | 1,0832073×1012 km3 | |||||||||
| Khối lượng | 5,9736×1024 kg[7] | |||||||||
| Mật độ trung bình | 5,5153 g/cm3 | |||||||||
| Gia tốc trọng trường tại xích đạo | 9,780327 m/s²[8] 0,99732 g | |||||||||
| Vận tốc vũ trụ cấp 2 | 11,186 km/s | |||||||||
| Chu kỳ tự quay thiên văn | 0,99726968 ngày[9] 23h 56m 4.100s | |||||||||
| Tốc độ tự quay tại xích đạo | 1.674,4 km/h (465,1 m/s) | |||||||||
| Độ nghiêng trục quay | 23,439281° | |||||||||
| Suất phản chiếu | 0,367[7] | |||||||||
| Nhiệt độ bề mặt Kelvin Celsius |
| |||||||||
Khí quyển | ||||||||||
| Áp suất bề mặt | 101,3 kPa (MSL) | |||||||||
| Thành phần | 78,08% Nitơ (N2) 20,95% Ôxy (O2) 0,93% Agon 0,038% Điôxít cacbon Khoảng 1% hơi nước (dao động theo khí hậu)[7] | |||||||||
Bề mặt Trái Đất được chia thành các mảng kiến tạo, chúng di chuyển từ từ trên bề mặt Trái Đất trong hàng triệu năm qua. Khoảng 71% bề mặt Trái Đất được bao phủ bởi các đại dương nước mặn, phần còn lại là các lục địa và các đảo; nước là thành phần rất cần thiết cho sự sống, chưa từng phát hiện sự tồn tại của nó trên bề mặt của bất kì hành tinh nào khác.[d][e] Lõi của Trái Đất vẫn hoạt động được bao bọc bởi lớp manti rắn dày, lớp lõi ngoài lỏng tạo ra từ trường và lõi sắt trong rắn.
Trái Đất tương tác với các vật thể khác trong không gian bao gồm Mặt Trời và Mặt Trăng. Hiện nay, thời gian Trái Đất di chuyển hết 1 vòng quanh Mặt Trời bằng 365,26 vòng nó tự quay quanh trục của chính nó. Khoảng thời gian này bằng với một năm thiên văn tức 365,26 ngày trong dương lịch.[f] Trục tự quay của Trái Đất nghiêng một góc bằng 23,4° so với trục vuông góc với mặt phẳng quĩ đạo,[17] tạo ra sự thay đổi mùa trên bề mặt của Trái Đất trong một năm chí tuyến. Mặt Trăng, vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái Đất, đồng thời cũng là nguyên nhân chính của hiện tượng thủy triều đại dương, bắt đầu quay quanh Trái Đất từ 4,53 tỷ năm trước, vẫn giữ nguyên góc quay ban đầu theo thời gian nhưng đang chuyển động chậm dần lại. Trong khoảng từ 4,1 đến 3,8 tỷ năm trước, sự va đập của các thiên thạch trong suốt thời kì “Công phá Mạnh muộn” đã tạo ra những sự thay đổi đáng kể trên bề mặt Mặt Trăng.
Cả tài nguyên khoáng sản lẫn các sản phẩm của sinh quyển được sử dụng để cung cấp cho cuộc sống của con người. Dân cư được chia thành hơn 200 quốc gia độc lập, có quan hệ với nhau thông qua các hoạt động ngoại giao, du lịch, thương mại, quân sự. Văn hóa loài người đã phát triển tạo nên nhiều cách nhìn về Trái Đất bao gồm việc nhân cách hóa Trái Đất như một vị thần, niềm tin vào một Trái Đất phẳng hoặc một Trái Đất là trung tâm của cả vũ trụ, và một quan điểm nhìn hiện đại hơn như Trái Đất là một môi trường thống nhất cần có sự định hướng.
Mục lục[ẩn] |
[sửa] Niên biểu
[sửa] Lịch sử
Khí thải và các hoạt động của núi lửa tạo ra các yếu tố sơ khai của bầu khí quyển. Quá trình ngưng tụ hơi nước gia tăng bởi băng và nước ở dạng lỏng được cung cấp bởi các thiên thạch và các tiền hành tinh lớn hơn, các sao chổi, và các vật thể ở xa hơn sao Hải Vương tạo ra các đại dương.[22] Hai giả thiết chính về sự phát triển của các lục địa được đề xuất là: [23] phát triển từ từ cho đến ngày nay [24] hoặc nhanh chóng phát triển trong quá khứ.[25] Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng phương án thứ hai khả quan hơn, với tốc độ phát triển ban đầu nhanh của các lớp vỏ lục địa[26] theo sau bởi một quá trình phát triển diện tích lục địa chậm và dài.[27][28][29] Trong niên đại địa chất, khoảng thời gian hàng trăm triệu năm, bề mặt Trái Đất liên tục thay đổi hình dạng của chính nó dưới dạng các lục địa hình thành và phân rã. Các lục địa di chuyển trên bề mặt, đôi khi kết hợp với nhau để tạo thành một siêu lục địa. Khoảng 750 triệu năm trước, một trong những siêu lục địa được biết sớm nhất là Rodinia, đã bắt đầu chia tách. Các lục địa sau đó lại kết hợp với nhau để tạo ra Pannotia, 600-540 triệu năm trước, cuối cùng là Pangaea chia tách vào khoảng 180 triệu năm trước.[30]
[sửa] Quá trình tiến hóa của sự sống
Kể từ thập niên 1960, đã có một giả thiết rằng hoạt động của các sông băng trong khoảng từ 750 đến 580 triệu năm trước, trong đại Tân Nguyên sinh, đã phủ một lớp băng lên bề mặt Trái Đất. Giả thiết được gọi là "Địa Cầu tuyết", và được đặc biệt quan tâm vì nó tiếp nối giả thiết về sự bùng nổ sự sống trong kỷ Cambri, khi sự sống đa bào bắt đầu tăng trưởng mạnh.[34] Sau sự bùng nổ ở kỷ Cambri, khoảng 535 triệu năm trước, đã xảy ra năm cuộc đại tuyệt chủng.[35] Cuộc đại tuyệt chủng cuối cùng điễn ra cách đây 65 triệu năm, xảy ra có thể là do một thiên thạch đâm vào Trái Đất, đã gây ra cuộc đại tuyệt chủng của khủng long và các loài bò sát lớn, nhưng bỏ qua các loài động vật có kích thước nhỏ như các loài động vật có vú, mà khi đó trông giống như chuột. Trong 65 triệu năm qua, các dạng sống máu nóng ngày càng trở nên đa dạng, và một vài triệu năm trước đây thì một loài động vật dáng vượn ở châu Phi đã có khả năng đứng thẳng.[36] Điều này cho phép chúng sử dụng công cụ và thúc đẩy giao tiếp cũng như cung cấp các chất dinh dưỡng và các yếu tố kích thích cần thiết cho một bộ não lớn hơn. Sự phát triển của nông nghiệp, và sau đó là sự văn minh, cho phép con người trong một khoảng thời gian ngắn gây ảnh hưởng đến Trái Đất nhiều hơn bất kì một dạng sống nào khác,[37] thậm chí cả tính chất cũng như số lượng của các loài sinh vật khác. Các thời kỳ băng hà bắt đầu từ 40 triệu năm trước và phát triển trong suốt thế Pleistocen vào khoảng 3 triệu năm trước. Chu kì hình thành và tan băng lặp đi lặp lại trong các vùng cực theo chu kì 40-100 nghìn năm. Thời kỳ băng hà gần đây kết thúc vào khoảng 10.000 năm trước.[38]
[sửa] Tương lai
Vòng đời của Mặt Trời (tỉ năm), từ trái sang:
Bắt đầu - Hiện tại - Nhiệt độ tăng dần - Sao khổng lồ đỏ - Suy sụp hấp dẫn - Sao lùn trắng...
Bắt đầu - Hiện tại - Nhiệt độ tăng dần - Sao khổng lồ đỏ - Suy sụp hấp dẫn - Sao lùn trắng...
Sự tăng nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất sẽ đẩy nhanh chu trình CO2 phi sinh học, giảm mật độ của khí này cho đến khi các loài cây trồng chết (10 ppm đối với thực vật C4) trong vòng 900 triệu năm. Sự thiếu hụt các loại cây xanh sẽ tạo ra hiện tượng thiếu ôxy trong bầu khí quyển, khiến cho các loại động vật trên Trái Đất sẽ bị tuyệt chủng hoàn toàn trong vài triệu năm sau đó.[41] Vài tỷ năm sau toàn bộ nước trên bề mặt sẽ biến mất[16] và nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ đạt tới 70°C. [41] Trái Đất được mong đợi rằng có thể hỗ trợ sự sống thêm 500 triệu năm nữa, [42] dù thời gian này có thể kéo 2,3 tỉ năm nếu nitơ được loại bỏ khỏi bầu khí quyển.[43] Cho dù Mặt Trời có tồn tại vĩnh cửu và không thay đổi, quá trình lạnh đi của Trái Đất sẽ khiến cho lượng CO2 giảm dần do sự suy giảm của các hoạt động núi lửa[44] và 35% nước của các đại dương lặn xuống lớp phủ do quá trình lưu thông hơi nước của sống núi giữa đại dương giảm.[45]
Mặt Trời, trong quá trình tiến hóa của nó, sẽ trở thành một sao khổng lồ đỏ trong khoảng 5 tỷ năm nữa. Các mô hình cho thấy rằng Mặt Trời sẽ mở rộng, tăng bán kính lên gấp 250 lần hiện tại, xấp xỉ 1 AU (150.000.000 km).[39][46] Tương lai của Trái Đất kém rõ ràng hơn. Dưới dạng một sao khổng lồ đỏ, Mặt Trời sẽ mất đi 30% khối lượng, khiến cho, không tính đến các ảnh hưởng về thủy triều, Trái Đất sẽ chuyển đến quỹ đạo 1,7 AU (250.000.000 km) so với Mặt Trời khi ngôi sao này đạt đến bán kính tối đa. Do đó người ta hy vọng rằng Trái Đất sẽ thoát khỏi được lớp không khí bao quanh Mặt Trời, dù rằng phần lớn, không phải tất cả, các loài sinh vật còn lại cũng sẽ nhanh chóng bị tuyệt chủng khi độ sáng của Mặt Trời tăng lên.[39] Nhưng, các mô phỏng gần đây cho thấy quỹ đạo của Trái Đất sẽ biến mất do tác dụng của thủy triều và lực hút, làm cho nó bị hút vào bầu không khí bao quanh Mặt Trời và bị phá hủy.[46]
[sửa] Tính chất vật lý
[sửa] Hình dạng
| Hợp chất | Công thức | Tỉ lệ phần trăm |
|---|---|---|
| silica | SiO2 | 59,71% |
| alumina | Al2O3 | 15,41% |
| vôi | CaO | 4,90% |
| Ôxít magiê | MgO | 4,36% |
| Ôxít natri | Na2O | 3,55% |
| Ôxít sắt (II) | FeO | 3,52% |
| Ôxít kali | K2O | 2,80% |
| Ôxít sắt (III) | Fe2O3 | 2,63% |
| Nước | H2O | 1,52% |
| Ôxít titan | TiO2 | 0,60% |
| Phốtpho pentaôxít | P2O5 | 0,22% |
| Tổng cộng | 99,.22% | |
Địa hình các khu vực khác nhau đều có các sai lệch nhất định so với hình phỏng cầu đã được lý tưởng hóa này và nếu xét ở quy mô toàn cầu thì độ lệch này thường rất nhỏ, còn đối với một khu vực nhỏ thì Trái Đất có dung sai vào khoảng 1/584, tức 0,17% so với hình phỏng cầu tham chiếu và nhỏ hơn 0,22% dung sai cho phép đối với các quả bóng bi-da. Nơi có độ lệch (độ cao hoặc độ sâu) lớn nhất so với bề mặt Trái Đất là đỉnh Everest (8.848 m trên mực nước biển) và rãnh Mariana (10.911 dưới mực nước biển). Do sự phồng lên ở xích đạo, nơi xa tâm Trái Đất nhất là đỉnh Chimborazo ở Ecuador.[52][53]
[sửa] Thành phần hóa học
Khối lượng của Trái Đất vào khoảng 5,98×1024 kg, bao gồm sắt (32,1%), ôxy (30,1%), silic (15,1%), magiê (13,9%), lưu huỳnh (2,9%), niken (1,8%), canxi (1,5%), nhôm (1,4%); và các nguyên tố khác 1,2%. Dựa trên lý thuyết về phân tách khối lượng, người ta cho rằng vùng lõi được cấu tạo bởi sắt (88,8%) với một lượng nhỏ niken (5,8%), lưu huỳnh (4,5%), và các nguyên tố khác thì nhỏ hơn 1%.[54] Nhà hóa học F. W. Clarke tính rằng dưới 47% lớp vỏ Trái Đất chứa ôxy và các mẫu đá cấu tạo nên vỏ Trái Đất hầu hết chứa các ôxít; clo, lưu huỳnh và flo là các ngoại lệ quan trọng duy nhất của điều này và tổng khối lượng của chúng trong đá nhỏ hơn 1 % rất nhiều. Các ôxít chính là ôxít silic, nhôm, sắt; các cacbonat canxi, magiê, kali và natri. Điôxít silic đóng vai trò như một axít, tạo nên silicat và có mặt trong tất cả các loại khoáng vật phổ biến nhất. Từ một tính toán dựa trên 1.672 phân tích về tất các loại đá, Clarke suy luận rằng 99,22% là cấu tạo từ 11 ôxít (nhìn bảng bên phải) và tất cả các thành phần còn lại chỉ chiếm một lượng cực nhỏ.[g][sửa] Cấu trúc bên trong
- Lớp ngoài của vỏ Trái Đất là một lớp silicat rắn bao gồm bảy mảng kiến tạo riêng biệt nằm trên một lớp chất rắn dẻo. Vỏ Trái Đất phân cách với lớp phủ bởi điểm gián đoạn Mohorovičić, và độ dày thay đổi trung bình 6 km đối với vỏ đại dương và 30-50 km đối với vỏ lục địa. Lớp vỏ và và phần trên cùng của lớp phủ cứng, lạnh được gọi là thạch quyển, và các mảng lục địa được tạo trên thạch quyển.
- Dưới thạch quyển là quyển mềm (quyển atheno) do nó được cấu tạo bởi lớp đá “mềm”.
- Dưới quyển mềm là lớp phủ có bề dày khoảng 2.900 km và là nơi có độ nhớt cao nhất. Những sự thay đổi quan trọng trong cấu trúc tinh thể bên trong lớp phủ xuất hiện tại độ sâu 410 và 660 km dưới mặt đất, trải qua một đới chuyển tiếp ngăn cách lớp phủ trên và dưới.
- Ở dưới lớp phủ, lõi ngoài có dạng chất lỏng mềm nằm trên lõi trong rắn.[55] Lõi trong có thể quay với vận tốc góc hơi cao hơn so với phần còn lại của hành tinh khoảng 0,1- 0,5° mỗi năm.[56]
 Mặt cắt của Trái Đất từ tâm đến thổ quyển. | Độ sâu[58] km | Các lớp | Mật độ g/cm3 |
|---|---|---|---|
| 0–60 | Thạch quyển (5)[h] | — | |
| 0–35 | ... Lớp vỏ (6)[i] | 2,2–2,9 | |
| 35–60 | ... Phần trên cùng của manti trên (4) | 3,4–4,4 | |
| 35–2890 | Quyển manti (3)&(4) | 3,4–5,6 | |
| 100–700 | ... Quyển mềm | — | |
| 2890–5100 | Lõi ngoài (2) | 9,9–12,2 | |
| 5100–6378 | Lõi trong (1) | 12,8–13,1 |
[sửa] Nhiệt lượng
Nội nhiệt của Trái Đất được tạo ra bởi sự kết hợp của nhiệt dư được tạo ra trong các hoạt động của Trái Đất (khoảng 20%) và nhiệt được tạo ra do sự phân rã phóng xạ (khoảng 80%).[59] Các đồng vị chính tham gia vào quá trình sinh nhiệt là kali-40, urani-238, urani 235, thori-232.[60] Ở trung tâm của Trái Đất, nhiệt độ có thể đạt tới 7000K và áp suất có thể lên tới 360 Gpa.[61] Do phần lớn nhiệt năng này sinh ra từ sự phân rã của các chất phóng xạ, các nhà khoa học tin rằng vào thời kì đầu của Trái Đất, trước khi số lượng của các đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã ngắn bị giảm xuống, nhiệt năng sinh ra của Trái Đất còn cao hơn. Nhiệt năng thêm này gấp hai lần hiện tại vào thời điểm 3 tỉ năm trước [59] đã làm tăng nhiệt độ mặt đất, tăng tốc độ của quá trình đối lưu manti và kiến tạo mảng, và cho phép tao ra đá macma giống như komatiite mà ngày nay không còn được tạo ra nữa.[62]Tổng nhiệt năng mà Trái Đất mất đi khoảng 4,2 ×1013 W.[63] Một phần năng lượng nhiệt ở lõi được truyền qua lớp vỏ nhờ chùm manti; đó là một dạng đối lưu bao gồm các đợt dâng lên của các khối đá nóng và có thể tạo ra các điểm nóng và lũ bazan.[64] Một phần nhiệt năng khác của Trái Đất mất đi thông qua hoạt động kiến tạo mảng khi mácma trong manti dâng lên ở các sống núi giữa đại dương. Hình thức mất nhiệt cuối cùng là con đường truyền nhiệt trực tiếp đi qua thạch quyển, phần lớn xuất hiện ở đại dương vì lớp vỏ ở đó mỏng hơn so với ở lục địa.[63]
[sửa] Các mảng kiến tạo
 | |
| Tên mảng | Diện tích 106 km² |
|---|---|
| Mảng châu Phi[j] | 78,0 |
| Mảng Nam Cực | 60,9 |
| Mảng Ấn-Úc | 47,2 |
| Mảng Á-Âu | 67,8 |
| Mảng Bắc Mỹ | 75,9 |
| Mảng Nam Mỹ | 43,6 |
| Mảng Thái Bình Dương | 103,3 |
Khi các mảng kiến tạo di chuyển, đáy đại dương bị hút chìm ở rìa của lục địa hay tại ranh giới hội tụ. Trong khi đó, sự phun trào mácma ở ranh giới phân kỳ tạo ra các rặng núi giữa đại dương. Sự kết hợp của các quá trình này đẩy lớp vỏ ở đại dương trở lại lớp phủ. Bởi quá trình tái chế này, phần lớn đáy đại dương không quá 100 triệu tuổi. Lớp vỏ đại dương già nhất là ở tây Thái Bình Dương và ước chừng khoảng 200 triệu tuổi.[68][69] Bên cạnh đó, lớp vỏ lục địa già nhất khoảng 4030 triệu tuổi.[70]
Các mảng lục địa khác bao gồm mảng Ấn Độ, mảng Ả Rập, mảng Caribe, mảng Nazca ở bờ phía tây Nam Mỹ và mảng Scotia ở nam Đại Tây Dương. Mảng Úc thực chất đã hợp nhất với mảng Ấn Độ trong khoảng từ 50 đến 55 triệu năm trước để tạo thành mảng Ấn-Úc. Các mảng kiến tạo di chuyển nhanh nhất là các mảng đại dương, với mảng Cocos di chuyển với tốc độ 75 mm mỗi năm[71] và mảng Thái Bình Dương di chuyển với tốc độ 52-69 mm mỗi năm. Ở một thái cực khác, mảng di chuyển chậm nhất là mảng Á-Âu, di chuyển với tốc độ bình thường 21 mm một năm.[72]
[sửa] Bề mặt
Địa hình của Trái Đất ở mỗi vùng mỗi khác. Nước bao phủ khoảng 70,8%[73] bề mặt Trái Đất, với phần lớn thềm lục địa ở dưới mực nước biển. Bề mặt dưới mực nước biển hiểm trở bao gồm hệ thống các dãy núi giữa đại dương kéo dài khắp địa cầu, ví dụ như các núi lửa ngầm,[50] các rãnh đại dương, các hẻm núi dưới mặt biển, các cao nguyên đại dương và đồng bằng đáy. Còn lại 29,2% không bị bao phủ bởi nước; bao gồm núi, sa mạc, cao nguyên, đồng bằng và các địa hình khác.
Lớp vỏ lục địa bao gồm các vật chất có độ đặc thấp hơn như đá macma granit và andesit. Ít phổ biến hơn là bazan, một loại đá núi lửa đặc là thành phần chính của đáy biển.[75] Đá trầm tích được tạo ra do sự tăng số lượng trầm tích và chúng trở nên gắn kết với nhau. Đá trầm tích bao phủ gần 75% bề mặt lục địa, mặc dù chúng chỉ chiếm khoảng 5% lớp vỏ.[76] Loại đá thứ ba được tìm thấy trên Trái Đất là đá biến chất, được tạo ra do sự biến đổi của các loại đá trước đó dưới tác dụng của áp suất cao, nhiệt độ cao, hoặc cả hai. Các khoáng vật silicat ở bề mặt Trái Đất bao gồm thạch anh, fenspat, amphibol, mica, pyroxen, olivin. [77] Các khoáng vật cacbonat bao gồm canxit (tìm thấy trong đá vôi), aragonit và dolomit.[78]
Thổ quyển là lớp ngoài cùng nhất của Trái Đất, được cấu tạo bởi đất và chịu tác động của các quá trình hình thành đất. Nó tồn tại cùng thạch quyển, khí quyển, thủy quyển và sinh quyển. Theo số liệu năm 2009, tổng diện tích đất trồng trọt được chiếm 10.57% tổng diện tích đất bề mặt, với chỉ 1.04% sử dụng được cho việc trồng trọt lâu dài.[6] Gần 40% diện tích đất bề mặt đang được sử dụng để trồng trọt hoặc làm đồng cỏ chăn nuôi, ước tính 1.3 ×107 km² dùng làm đất trồng và 3,4 ×107km² dùng làm đồng cỏ.[79] Độ cao so với mực nước biển của mặt đất thay đổi từ -418 m ở biển Chết tới 8.848 m trên đỉnh Everest và độ cao trung bình trên mặt nước biển là 840 m.[80]
[sửa] Thủy quyển
Khoảng 3,5% tổng khối lượng của các đại dương là muối và phần lớn lượng muối này được đẩy ra từ các hoạt động núi lửa hay tách ra từ đá macma nguội.[83] Các đại dương đều có chứa đầy khí hòa tan trong nước, yếu tố thiết yếu đối với sự sống của các sinh vật biển. [84] Nước biển có ảnh hưởng lớn tới khí hậu của cả thế giới và các đại dương có vai trò như nguồn giữ nhiệt.[85] Sự thay đổi trong phân bố nhiệt đại dương tạo ra sự thay đổi quan trọng về thời tiết, như El Nino.[86]
[sửa] Khí quyển
[sửa] Thời tiết và khí hậu
Các vành đai lưu thông không khí bao gồm gió mậu dịch ở vùng xích đạo dưới vĩ độ 30° và gió tây hoạt động trong khu vực giữa vĩ độ 30° và 60°.[89] Các hải lưu cũng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới khí hậu, đặc biệt là sự luân chuyển nhiệt muối, phân phối lại nhiệt năng từ các đại dương nằm trên xích đạo về vùng cực.[90]
Hơi nước được sinh ra thông qua việc bốc hơi bề mặt, được vận chuyển bằng chu trình tuần hoàn trong khí quyển. Khi điều kiện không khí cho phép việc đẩy không khí nóng ẩm lên cao thì lượng nước này ngưng tụ và rơi xuống bề mặt gọi là giáng thủy. Phần lớn lượng nước này lại được vận chuyển trở về nơi bốc hơi, thường là các đại dương hoặc các hồ nước, nhờ hệ thống sông ngòi. Vòng tuần hoàn nước là một hiện tượng cần thiết cho sự sống và là yếu tố tham gia vào hiện tượng xói mòn địa hình trong suốt các thời kì địa chất. Các hiện tượng giáng thủy có khác biệt rất lớn, từ vài mét một năm tới chưa đầy một milimét. Sự lưu thông không khí, các đặc điểm địa hình và nhiệt độ khác nhau giúp xác định lượng giáng thủy trung bình ở mỗi vùng.[91]
Trái Đất có thể chia thành các đới có khí hậu đồng nhất theo vĩ độ. Từ xích đạo đến các cực lần lượt có các kiểu khí hậu: nhiệt đới, cận nhiệt đới, ôn đới, hàn đới (khí hậu vùng cực).[92] Khí hậu cũng có thể chia dựa trên nhiệt độ và lượng giáng thủy, với các vùng khí hậu đặc trưng có không khí đồng nhất. Hệ thống phân loại khí hậu Köppen (sau này được Rudolph Geiger, học trò của Wladimir Köppen, sửa đổi) chia Trái Đất thành 5 nhóm lớn (khí hậu kiểu nhiệt đới/đại nhiệt, khí hậu khô, khí hậu ôn đới/ trung nhiệt, khí hậu lục địa/ tiểu nhiệt, khí hậu vùng cực), sau đó lại được chia nhỏ hơn nữa.[89]
[sửa] Tầng khí quyển trên
Dựa trên nhiệt năng, một số phân tử ở rìa ngoài khí quyển của Trái Đất có thể tự tăng tốc độ đến mức chúng có thể thoát khỏi lực hút của Trái Đất. Quá trình này diễn ra chậm nhưng không khí vẫn dần dần thoát vào không gian. Bởi hiđrô có khối lượng phân tử thấp, nên chúng có thể dễ dàng đạt tới vận tốc vũ trụ cấp 2 và chúng có tỉ lệ thoát vào không gian cao hơn hẳn các loại khí khác.[95] Quá trình rò rỉ hiđrô vào không gian là một yếu tố tham gia vào việc đẩy Trái Đất từ trạng thái khử lúc đầu sang trạng thái ôxi hóa hiện tại. Sự quang hợp là quá trình cung cấp ôxy tự do, nhưng người ta tinh rằng sự biến mất của các chất khử như hiđrô là điều kiện cần thiết cho quá trình tăng lượng ôxy trong bầu khí quyển.[96] Quá trình hiđrô thoát khỏi khí quyển Trái Đất có thể đã ảnh hưởng giúp cho sự sống phát triển trên hành tinh.[97] Trong khí quyển giàu ôxy hiện tại, phần lớn hiđrô bị chuyển thành dạng nước trước khi chúng kịp thoát khỏi bầu khí quyển. Thay vào đó, phần lớn lượng hiđrô mất đi là từ sự phân hủy khí mêtan trong tầng thượng khí quyển.[98]
[sửa] Từ trường
Từ trường tạo từ quyển làm lệch hướng các điện tử của gió Mặt Trời. "Sốc hình cung" hướng về phía Mặt Trời nằm ở khoảng cách gấp 13 lần bán kính Trái Đất. Sự va chạm giữa từ trường Trái Đất và gió Mặt Trời tạo ra vành đai bức xạ Van Allen, một cặp những vùng tích điện dạng vòng cung đồng tâm hình đế hoa. Khi thể plasma xâm nhập vào bầu khí quyển của Trái Đất ở các cực, chúng tạo ra cực quang.[101]
[sửa] Quỹ đạo và chuyển động tự quay
[sửa] Chuyển động tự quay
Chu kỳ tự quay của Trái Đất xét từ các định tinh, được IERS gọi là ngày định tinh, dài 86.164,098903691 giây thời gian Mặt Trời trung bình (UT1) hay 23h 56m 4,098903691s.[103][m] Chu kì Trái Đất tự quay xét theo tuế sai hay chuyển động của xuân phân trung bình, bị đặt tên sai là năm thiên văn, dài 86.164,09053083288 giây Mặt Trời trung bình (UT1) hay 23h 56m 4,09053083288s.[103] Vì thế ngày thiên văn ngắn hơn ngày định tinh khoảng 8,4 ms.[104] Độ dài của ngày Mặt Trời trung bình tính theo giây hệ SI có sẵn tại IERS cho các giai đoạn từ 1623-2005.[105] và 1962-2005. [106]
Ngoài các thiên thạch trong khí quyển và các vệ tinh quỹ đạo thấp thì chuyển động biểu kiến chính của các thiên thể trên bầu trời Trái Đất là sang phía Tây với tốc độ 15° một giờ hay 15’ một phút. Điều này tương đương với đường kính biểu kiến của Mặt Trời và Mặt Trăng sau mỗi hai phút; kích thước góc của Mặt Trời và Mặt Trăng nhìn từ Trái Đất là gần như bằng nhau.[107][108]
[sửa] Quỹ đạo
Hình vẽ của NASA/JPL-Caltech/R. Hurt.
Mặt Trăng quay cùng Trái Đất một vòng quanh tâm khối chung hết 27,32 ngày so với các ngôi sao trên nền. Khi kết hợp với chu kỳ quay quanh Mặt Trời của hệ Trái Đất-Mặt Trăng thì thời gian của một tháng giao hội từ sóc này tới sóc kế tiếp là 29,53 ngày. Quan sát từ cực Bắc thiên cầu, chuyển động của Trái Đất, Mặt Trăng và sự tự quay quanh trục của chúng là ngược chiều kim đồng hồ. Nhìn từ một điểm cao thuận lợi trên cực Bắc của cả Trái Đất và Mặt Trời, Trái Đất dường như quay quanh Mặt Trời theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Mặt phẳng quỹ đạo và mặt phẳng trục không vuông góc với nhau: trục Trái Đất nghiêng một góc khoảng 23,5° so với đường thẳng vuông góc với mặt phẳng Trái Đất-Mặt Trời và mặt phẳng Trái Đất-Mặt Trăng nghiêng khoảng 5 độ so với mặt phẳng Trái Đất-Mặt Trời. Nếu không có độ nghiêng như vậy thì cứ hai tuần lại có hiện tượng thực với nhật thực và nguyệt thực xen kẽ nhau.[7][109]
Quyển Hill (đặt theo tên nhà thiên văn học người Mỹ George William Hill) là quyển (vùng không gian) tầm ảnh hưởng của lực hấp dẫn của Trái Đất, có bán kính khoảng 1,5 Gm (hay 1.500.000 km).[110][n] Đây là khoảng cách lớn nhất mà lực hấp dẫn của Trái Đất có thể thắng được lực hấp dẫn của Mặt Trời và các hành tinh khác. Các vật thể phải quay quanh Trái Đất trong khu vực này, hoặc chúng không bị trói buộc bởi lực hấp dẫn của Mặt Trời.
Trái Đất, cũng như toàn bộ hệ Mặt Trời nằm trong dải Ngân Hà, quay quanh tâm của Ngân Hà với khoảng cách 25.000-28.000 năm ánh sáng, với vận tốc khoảng 220km/s, với chu kỳ khoảng 225-250 triệu năm. Hiện nay nó nằm ở vị trí cách phía trên mặt phẳng xích đạo của Ngân Hà khoảng 20 năm ánh sáng, trong nhánh xoắn ốc Orion.[111]
[sửa] Độ nghiêng trục và các mùa
Góc nghiêng của trục Trái Đất (so với mặt phẳng hoàng đạo) là tương đối ổn định theo thời gian. Nhưng sự nghiêng của trục chịu sự tác động của chương động; một chuyển động không đều rất nhỏ với chu kỳ 18,6 năm. Hướng của trục Trái Đất (chứ không phải góc nghiêng) cũng thay đổi theo thời gian, tuế sai quay một vòng tròn kín với chu kỳ hơn 25.800 năm; tuế sai này là nguyên nhân cho sự khác biệt giữa năm thiên văn và năm chí tuyến. Tất cả các chuyển động này đều được tạo ra do lực hấp dẫn thay đổi của Mặt Trăng và Mặt Trời tác dụng lên phần lồi ra tại xích đạo của Trái Đất. Từ điểm nhìn của Trái Đất, các cực cũng di chuyển vài mét trên bề mặt. Chuyển động của các cực có nhiều thành phần có chu kỳ và phức tạp, được gọi chung là “chuyển động tựa chu kỳ”. Ngoài thành phần hàng năm của chuyển động này, có một chu kỳ 14 tháng được gọi là dao động Chandler. Vận tốc tự quay của Trái Đất cũng thay đổi theo một hiện tượng được biết dưới tên gọi sự thay đổi độ dài của ngày.[113]
Trong kỷ nguyên J2000, điểm cận nhật của Trái Đất diễn ra vào 3 tháng 1, và điểm viễn nhật diễn ra vào 4 tháng 7. Nhưng, những thời điểm này thay đổi theo thời gian do tuế sai và các yếu tố quỹ đạo quay khác thay đổi theo một chu kỳ gọi là chu kỳ Milankovitch. Sự thay đổi khoảng cách giữa Mặt Trời và Trái Đất tạo ra sự tăng thêm khoảng 6,9% năng lượng Mặt Trời chạm tới Trái Đất tại điểm cận nhật so với điểm viễn nhật. Do Nam bán cầu hướng vế phía Mặt Trời vào khoảng xung quanh thời điểm khi Trái Đất gần Mặt Trời nhất, nên bán cầu này nhận được nhiều năng lượng hơn so với lượng năng lượng mà Bắc bán cầu nhận được trong hành trình cả năm. Nhưng, hiệu ứng này là nhỏ hơn rất nhiều so với thay đổi năng lượng tổng cộng do độ nghiêng trục quay và phần lớn năng lượng dư này được hấp thụ bởi tỷ lệ nước cao hơn ở Nam bán cầu.[114]
[sửa] Mặt Trăng
Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng sinh ra thủy triều trên Trái Đất. Hiệu ứng tương tự trên Mặt Trăng dẫn đến khóa thủy triều của nó: chu kỳ tự quay của Mặt Trăng bằng với chu kỳ quay quanh Trái Đất. Kết quả là nó luôn luôn hướng một mặt về hướng Trái Đất. Khi Mặt Trăng quay quanh Trái Đất, các phần khác nhau trên bề mặt của nó được Mặt Trời chiếu sáng, nên có các pha của Mặt Trăng: phần sẫm trên bề mặt được phân cách với phần sáng bằng đường phân cách Mặt Trời.
Do sự tương tác thủy triều, Mặt Trăng ngày càng cách xa Trái Đất với tốc độ trung bình 38 mm mỗi năm. Trong suốt vài triệu năm, những sự thay đổi nhỏ này – và sự dài ra của ngày trên Trái Đất vào khoảng 23 µs một năm - đã tạo ra những sự thay đổi đáng kể.[115] Chẳng hạn, trong suốt kỷ Devon (vào khoảng 410 triệu năm trước) có 400 ngày trong một năm, với mỗi ngày kéo dài trong 21,8 giờ. [116]
Mặt Trăng tác động lên sự sống thông qua việc điều hòa khí hậu. Các chứng cứ hóa thạch và giả lập máy tính chỉ ra rằng độ nghiêng trục của Trái Đất được ổn định bởi tương tác thủy triều với Mặt Trăng.[117] Một số người cho rằng nếu không có sự ổn định này để chống lại các mômen xoắn do tác động của Mặt Trời và các hành tinh khác tới Trái Đất thì trục tự quay của Trái Đất có thể đã không ổn định và hỗn loạn, giống như trên sao Hỏa.[118] Nếu trục tự quay của Trái Đất gần với mặt phẳng quỹ đạo, khí hậu Trái Đất có lẽ sẽ cực kỳ khắc nghiệt do tạo ra sự sai biệt theo mùa cực lớn. Một cực sẽ gần như hướng thẳng tới Mặt Trời và luôn trong mùa hè và cực kia luôn luôn trong mùa đông. Các nhà hành tinh học cho rằng khi đó phần lớn các loại hình sự sống cao cấp sẽ bị hủy diệt.[119] Điều này vẫn là một chủ đề gây tranh cãi và các nghiên cứu tiếp theo về sao Hỏa - giống với Trái Đất về chu kỳ tự quay và độ nghiêng trục, nhưng không có vệ tinh đủ lớn hay lõi lỏng - có thể cung cấp các thông tin bổ sung.
Giả thuyết phổ biến nhất về nguồn gốc của Mặt Trăng cho rằng nó được tạo thành sau va đập của một tiền hành tinh, gọi là Theia có kích thước cỡ sao Hỏa, với Trái Đất ở thời kỳ đầu. Giả thuyết này giải thích sự thiếu vắng sắt và các nguyên tố dễ bay hơi khác trên Mặt Trăng, và sự giống nhau giữa các thành phần đất của lớp vỏ Trái Đất cũng như Mặt Trăng.[120]
Trái Đất có tối thiểu là 2 tiểu hành tinh đồng quỹ đạo là 3753 Cruithne và 2002 AA29.[121]
[sửa] Sự sống
[sửa] Sinh quyển
Sinh quyển được phân chia thành một số quần xã sinh vật, bao gồm các hệ thực vật và hệ động vật tương đối giống nhau sinh sống. Các quần xã sinh vật được phân chia chủ yếu theo vĩ độ và theo độ cao trên mực nước biển. Các quần xã sinh vật nằm trong phạm vi vòng Bắc cực và vòng Nam cực là tương đối hiếm về thực vật và động vật, trong khi phần lớn các quần xã sinh vật phong phú về chủng loại nhất nằm gần đường xích đạo.[126]
Sinh quyển của Trái Đất tạo ra các thay đổi khá lớn đối với bầu khí quyển và, ngược lại, cũng nhờ có bầu khí quyển mà có những bước phát triển đáng kể. Sự quang hợp sinh ôxy tiến triển từ 2,7 tỷ năm trước đã tạo ra bầu không khí chứa nitơ-ôxy tồn tại như ngày nay. Sự thay đổi này tạo điều kiện thuận lợi cho sự phổ biến của các vi sinh vật hiếu khí, cũng như việc tầng ôzôn - cùng với từ trường của Trái Đất- đã ngăn chặn các tia phóng xạ, cho phép sự sống tồn tại trên Trái Đất. Các chức năng khác của khí quyển đối với sự sống bao gồm vận chuyển, cung cấp các loại khí hữu dụng, đốt cháy các thiên thạch nhỏ trước khi chúng va chạm với mặt đất và điều hòa nhiệt độ.[127] Hiện tượng cuối cùng được biết dưới cái tên hiệu ứng nhà kính: các phân tử khí thu nhiệt năng tỏa ra từ mặt đất, làm tăng nhiệt độ trung bình. Điôxít cacbon, hơi nước, mêtan và ôzôn là các khí nhà kính đầu tiên trong bầu khí quyển của Trái Đất. Nếu không có hiệu ứng duy trì nhiệt này, nhiệt độ trung bình bề mặt sẽ là -18 ° C và sự sống sẽ không có khả năng tồn tại.[73]
[sửa] Con người
[sửa] Địa lý con người
Ước tính rằng chỉ có một phần tám bề mặt Trái Đất thích hợp cho con người sinh sống - ba phần tư bề mặt bị bao phủ bởi nước, và một nửa diện tích đất hoặc là sa mạc (14 %),[131] hoặc là núi cao (27%), [132] hoặc các địa hình không phù hợp khác. Điểm tận cùng ở cực bắc có thể sống lâu dài là Alert, trên đảo Ellesmere ở Nunavut, Canada[133] (82°28' vĩ bắc). Điểm tận cùng ở cực nam là trạm Nam Cực Amundsen-Scott, gần như trùng Nam cực(90° vĩ nam).
Các quốc gia độc lập đã tuyên bố chủ quyền với tất cả đất trên bề mặt, ngoại trừ một vài phần ở châu Nam Cực. Tính đến năm 2007 có 201 nhà nước có chủ quyền, bao gồm 192 thành viên của Liên Hợp Quốc. Thêm vào đó, có 59 lãnh thổ phụ thuộc và một số vùng tự trị, các lãnh thổ đang tranh chấp hoặc các chính thể khác. Trong lịch sử, Trái Đất chưa bao giờ là một chính thể có chủ quyền với quyền lực bao trùm cả thế giới, dù một số quốc gia đã chiếm được vị trí thống trị và rồi sụp đổ.[134]
Liên Hợp Quốc là một tổ chức quốc tế với quy mô toàn thế giới, được thành lập nhằm can thiệp vào các cuộc tranh chấp giữa các quốc gia, ngăn chặn những cuộc xung đột vũ trang.[135] Tuy nhiên, Liên Hợp Quốc chưa bao giờ là một chính thể toàn thế giới. Trong khi Liên Hợp Quốc tạo ra một cơ chế cho luật quốc tế và khi có sự đồng ý của các thành viên, tham gia can thiệp vũ trang, [136] thì nó chủ yếu phục vụ như là một diễn đàn cho ngoại giao quốc tế.
Người đầu tiên bay vòng quanh Trái Đất là Yuri Alekseyevich Gagarin vào ngày 12 tháng 4 năm 1961.[137] Tính đến năm 2004, tổng cộng đã có khoảng 400 người đã du hành vào không gian và tham gia bay vòng quanh Trái Đất, trong đó có 12 người đã đặt chân lên Mặt Trăng.[138][139][140] Thông thường, chỉ có vài người sống trong không gian đó là những người làm việc tại Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Phi hành đoàn của trạm gồm 6 người được thay thế liên tục sau mỗi 6 tháng.[141] Con người đi xa nhất khỏi Trái Đất vào năm 1970, khi phi hành đoàn của tàu Apollo 13 ở cách Trái Đất 400.171 km.[142][143]
[sửa] Con người với Trái Đất
| Các cách sử dụng đất | Tỉ lệ phần trăm |
|---|---|
| Đất trồng được: | 10.57%[6] |
| Đất trồng cây lâu năm: | 1.04%[6] |
Các nguồn nhiên liệu hóa thạch lớn được lấy từ lớp vỏ Trái Đất, bao gồm than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và metan hydrat. Các loại nhiên liệu này được sử dụng để tạo ra năng lượng và làm nguồn nguyên liệu sản xuất các chất hóa học. Quặng khoáng sản được hình thành trong lớp vỏ Trái Đất thông qua quá trình hình thành quặng, tạo ra từ các hoạt động xói mòn và kiến tạo mảng.[144] Các dạng quặng này tập trung nhiều kim loại cũng như các nguyên tố hữu dụng khác.
Sinh quyển Trái Đất tạo ra các sản phẩm sinh học có ích cho con người bao gồm thức ăn, gỗ, dược phẩm, khí ôxy và tái chế nhiều chất thải hữu cơ. Hệ sinh thái lục địa phụ thuộc vào tầng đất mặt và nước sạch còn hệ sinh thái đại dương dựa vào các chất dinh dưỡng hòa tan trong nước được rửa trôi từ đất liền ra.[145] Con người cũng sống trên đất bằng cách sử dụng các vật liệu xây dựng để kiến thiết nhà cửa. Tổng diện tích đất được tưới tiêu vào năm 2005 là 2.770.980 km².[6]
Cuộc sống của con người cũng chịu những tác động xấu từ các dạng thời tiết chu kì như bão, áp thấp nhiệt đới hay các biến động bất thường như động đất, lở đất, sóng thần, phun trào núi lửa, lốc xoáy, sụt đất, bão tuyết, lũ lụt, hạn hán và các thảm họa thiên tai khác.
Con người cũng là thủ phạm của nhiều xáo trộn tiêu cực cho Trái Đất, nhiều trong số đó ảnh hưởng lại chính con người: sự ô nhiễm không khí và nguồn nước, mưa axít và các chất độc hại khác, sự biến mất của thảm thực vật (chăn thả quá mức, nạn chặt phá rừng, sa mạc hóa) và của động vật hoang dã (tuyệt chủng loài), hiện tượng bạc màu đất, sự mất đất, sự xói mòn và sự xuất hiện của các sinh vật xâm hại.
Người ta đồng ý rằng có một mối liên hệ giữa các hoạt động của con người với hiện tượng nóng lên toàn cầu do sự phát thải khí điôxít cacbon trong các hoạt động công nghiệp. Hiện tượng này làm tan băng, gia tăng các dải nhiệt độ khắc nghiệt, biến đổi khí hậu lớn và dâng cao mực nước biển.[146]
[sửa] Quan điểm văn hóa
Trái Đất thường được nhân cách hóa như một vị thần, thường là một nữ thần. Trong nhiều nền văn hóa, nữ thần Mẹ hay Mẹ Trái Đất tượng trưng cho một vị thần sinh sôi nảy nở. Các thần thoại về sự sáng thế trong nhiều tôn giáo gợi nhớ về câu truyện tạo ra Trái Đất của một vị thần/các vị thần siêu nhiên. Các nhóm tôn giáo khác nhau, thường gắn với các nhánh chính thống của Tin Lành[148] hay Hồi giáo,[149] khẳng định rằng các giải thích của họ về thần thoại sáng thế trong các kinh sách là sự thật và nên được xem xét cùng với hay thay thế cho các miêu tả khoa học thông thường về sự hình thành Trái Đất cũng như nguồn gốc và phát triển của sự sống.[150] Cộng đồng các nhà khoa học[151][152] và một số nhóm tôn giáo khác đã bác bỏ khẳng định này.[153][154][155] Ví dụ nổi bật nhất là tranh luận sáng thế-tiến hóa.
Trong quá khứ, có nhiều mức độ niềm tin khác nhau vào một Trái Đất phẳng, [156] nhưng nó đã được thay thế bằng khái niệm Trái Đất cầu nhờ các quan sát và các chuyến đi vòng quanh Trái Đất.[157] Hình ảnh của Trái Đất dưới cách nhìn của con người đã thay đổi với sự ra đời của các chuyến bay của tàu vũ trụ, và giờ đây con người xem xét sinh quyển dưới một góc nhìn tổng thể toàn cầu.[158][159] Nó được phản ánh qua phong trào môi trường đang lên, quan tâm tới ảnh hưởng của nhân loại lên hành tinh xanh này.[160]
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét