Lịch sử Trái Đất (phần I) pdf

Lịch sử Trái Đất(phần I): Hình ảnh Trái Đất chụp năm 1972. Biểu đồ thời gian lịch sử Trái Đất Về lịch sử loài người trên Trái Đất, xem bài “Lịch sử thế giới”. Lịch sử Trái Đất trải dài khoảng 4,55 tỷ năm, từ khi Trái Đất hình thành từ Tinh vân mặt trời cho tới hiện tại. Bài viết này đưa ra một khái quát chung, tóm tắt những lý thuyết khoa học được nhiều người công nhận hiện tại. Trong bài này, để giúp độc giả dễ tưởng tượng, toàn bộ lịch sử Trái Đất được miêu tả trong một khoảng thời gian tượng trưng bằng 24 giờ. Thời điểm bắt đầu là 0 giờ, chính xác vào 4,55 tỷ năm trước, và kết thúc, 24 giờ, ở thời điểm hiện tại. Mỗi giây tượng trưng trong khoảng thời gian này tương đương với khoảng 53.000 năm. Vụ nổ lớn và nguồn gốc của vũ trụ, được ước tính đã xảy ra khoảng 13,7 tỷ năm trước [1] , tương đương với việc ta lấy mốc của nó là ba ngày trước đây - hai ngày trước khi chiếc đồng hồ của riêng chúng ta (hệ mặt trời) bắt đầu chuyển động. Nguồn gốc Bài chi tiết: Lịch sử Hệ Mặt Trời và Hành tinh Minh họa đĩa tiền hành tinh đang hình thành quanh một hệ sao đôi. Trái Đất được hình thành cùng với Hệ Mặt Trời từ khi Hệ Mặt Trời ban đầu tồn tại như một đám mây bụi và khí lớn, quay tròn, gọi là tinh vân Mặt Trời. Tinh vân này gồm hydro và heli được tạo ra từ Vụ Nổ Lớn, và những nguyên tố hóa học nặng hơn khác được tạo ra từ các ngôi sao đã chết. Sau đó, vào khoảng 4,6 tỷ năm trước (mười lăm đến ba mươi phút trước khi chiếc đồng hồ tưởng tượng của chúng ta bắt đầu chạy), có thể một ngôi sao ở gần đó bắt đầu trở thành một siêu tân tinh. Vụ nổ gây sóng chấn động về hướng tinh vân Mặt Trời và làm nó bị nén vào. Vì đám mây tiếp tục quay, lực hấp dẫn và quán tính làm đám mây trở nên phẳng như hình dạng một cái đĩa, vuông góc so với trục quay của nó. Đa phần khối lượng tập trung ở giữa và bắt đầu nóng lên. Lúc ấy, khi trọng lực làm cho vật chất cô đặc lại xung quanh các hạt bụi vật chất, phần còn lại của đĩa bắt đầu tan rã thành những vành đai. Các mảnh nhỏ va chạm vào nhau và tạo thành những mảnh lớn hơn [2] Những mảnh nằm trong tập hợp nằm cách trung tâm khoảng 150 triệu kilômét tạo thành Trái Đất. Khi Mặt Trời ngày càng đặc lại, nó nóng lên, phản ứng hạt nhân bùng nổ và tạo nên gió Mặt Trời thổi bay đa phần những vật chất ở trong đĩa vẫn còn chưa bị cô đặc vào những tập hợp vật chất lớn hơn. [sửa] Mặt Trăng Bài chi tiết: Mặt TrăngNguồn gốc và sự tiến hoá địa chất Hình ảnh giả định(không theo tỉ lệ) về Theia hình thành tại điểm L 5 của Trái đất, sau đó bị mất ổn định bởi trọng lực, lao vào Trái đất hình thành nên Mặt trăng. Quan sát từ Nam cực. Nguồn gốc của Mặt trăng hiện nay còn chưa chắc chắn, mặc dù đa số bằng chứng tồn tại ủng hộ giả thuyết sự va chạm dữ dội. Trái đất có thể không phải là hành tinh duy nhất được tạo thành ở khoảng cách 150 triệu km từ Mặt trời. Một giả thuyết cho rằng một tập hợp vật chất khác với khoảng cách 150 triệu km từ cả Trái đất và Mặt trời, ở điểm Lagrange thứ tư hay thứ năm. Hành tinh này được gọi là Theia, nó được cho là nhỏ hơn so với Trái đất lúc đó, có lẽ có cùng kích thước và khối lượng như Sao Hoả. Quỹ đạo của nó ban đầu là ổn định nhưng về sau khi Trái đất ngày càng có khối lượng lớn hơn khi thu thập thêm vật chất ở xung quanh, thì quỹ đạo của Theia trở nên bất ổn định. Theia đu đưa tới lui theo Trái đất cho tới khi, cuối cùng, cách nay khoảng 4.533 tỷ năm [3] (có lẽ 0 giờ 05 phút đêm theo giờ cái đồng hồ của chúng ta), nó va chạm vào Trái đất theo một góc thấp và chéo. Tốc độ chậm và góc nhỏ không đủ để nó tiêu diệt Trái đất, nhưng một tỷ lệ lớn lớp vỏ của nó bị bắn ra. Những phần tử nặng từ Theia chìm sâu vào vỏ Trái đất, trong khi những phần còn lại và vật chất phóng ra tập hợp lại thành một vật thể duy nhất trong vài tuần. Dưới ảnh hưởng của trọng lực của chính nó, có lẽ trong một năm, nó trở thành một vật thể có hình cầu: là Mặt trăng. [4] Sự va chạm cũng được cho rằng đã làm thay đổi trục của Trái đất làm nó nghiêng đi 23,5°, trục quay nghiêng gây ra mùa trên Trái đất. (Một hình thức lý tưởng và đơn giản về nguồn gốc hành tinh sẽ có các trục nghiêng 0° và không gây ra mùa.) Có thể nó cũng đã làm tốc độ quay của Trái đất tăng thêm và khởi động những kiến tạo địa tầng. Liên đại Hỏa Thành (Thái Viễn Cổ) Bài chi tiết: Liên đại Hỏa Thành Những vụ phun trào núi lửa diễn ra thường xuyên trong buổi đầu lịch sử Trái đất. Trái đất buổi ban đầu, ở thời gian Liên đại Hỏa Thành hay Thái Viễn Cổ, rất khác biệt so với Trái đất của chúng ta ngày nay. Trái đất không có các đại dương và cũng không có ôxi trên khí quyển. Hành tinh luôn bị bắn phá bởi các tiểu hành tinh và các vật chất khác còn sót lại sau khi hình thành nên hệ mặt trời. Cuộc bắn phá dữ dội này, cộng với sức nóng từ sự phân chia kích hoạt phóng xạ, sức nóng còn sót lại, sức nóng từ áp lực co ngót, làm cho hành tinh ở giai đoạn này hầu như bị nấu chảy ra. Những vật chất nặng chìm vào tâm trong khi những vật chất nhẹ hơn nổi lên bề mặt, tạo ra nhiều lớp của Trái đất (xem “Kết cấu Trái đất”). Khí quyển ban đầu của Trái đất có thể gồm những vật liệu bao quanh bên ngoài từ tinh vân mặt trời, đặc biệt là các khí nhẹ như hydro và heli, nhưng gió mặt trời và chính nhiệt lượng của Trái đất có thể đã thổi bay khí quyển đó. Bề mặt dần lạnh đi, tạo nên vỏ cứng trong vòng 150 triệu năm (khoảng 12:45 buổi sáng theo đồng hồ của chúng ta) [5] . Hơi nước thoát ra từ lớp vỏ khi các khí gas bị núi lửa phun lên, tạo cho Trái đất một khí quyển thứ hai. Nước được cung cấp thêm từ những cuộc va chạm của sao băng. Hành tinh lạnh đi. Các đám mây được tạo thành. Mưa tạo nên các biển trong vòng 750 triệu năm (3,8 tỷ năm trước, khoảng 4:00 giờ sáng theo đồng hồ của chúng ta), nhưng cũng có thể sớm hơn. (Những bằng chứng gần đây cho thấy các đại dương có thể đã bắt đầu được tạo nên từ 4,2 tỷ năm trước — 1:50 sáng theo đồng hồ của chúng ta.) [6] Khí quyển mới có lẽ có chứa amoniac, metan, hơi nước, carbon dioxít, và nitơ, cũng như một lượng nhỏ các chất khí. Hoạt động núi lửa tăng lên, và vì không có một lớp ozone để ngăn cản, bức xạ tia cực tím thâm nhập khắp bề mặt Trái đất. Bảng dưới cho biết các niên đại mà Trái Đất đã trải qua từ Liên đại Hỏa Thành. Triệu năm [sửa] Khởi nguồn sự sống Bài chi tiết: Nguồn gốc sự sống Hệ thống tái tạo của hầu như cả sự sống là DNA. DNA phức tạp hơn hệ thống tái tạo đầu tiên nhiều. Các chi tiết về nguồn gốc sự sống vẫn còn chưa được khám phá, mặc dù các nguyên lý rộng đã được lập nên. Một thiểu số các nhà khoa học tin rằng cuộc sống, hay ít nhất là các thành phần hữu cơ, có thể đã tới Trái đất từ vũ trụ (xem “Thuyết tha sinh”); tuy vậy, những cơ cấu theo đó sự sống có thể được phát sinh được tin là tương tự với những sự sống có nguồn gốc trên trái đất. [7] Đa số các nhà khoa học tin rằng sự sống có nguồn gốc Trái đất, nhưng thời gian của sự kiện này rất khác biệt - có lẽ là vào khoảng 4 tỷ năm trước (khoảng 3:00 giờ sáng theo đồng hồ của chúng ta). [8] Vì một lý do chưa xác định, trong sự hoạt động hóa học mạnh mẽ thời kỳ đầu của Trái đất, một phân tử (hay thậm chí là một thứ gì khác) đã có khả năng tự phân chia thành các bản sao của chính nó. Bản chất của phân tử này vẫn còn chưa được biết tới, từ đó các chức năng của nó được truyền lại cho các thế hệ bản sao về sau này, DNA. Khi tự mô phỏng, bản sao không phải bao giờ cũng thể hiện chính xác tương tự như thế hệ trước: một số bản sao có chứa "lỗi". Nếu sự thay đổi tiêu diệt khả năng tự mô phỏng của phân tử, thì nó sẽ mất đi, và con đường phát triển bị "tắt ngấm". Nếu không, một số thay đổi hiếm hoi sẽ làm cho phân tử được mô phỏng và được tái tạo một cách nhanh chóng hơn và với khả năng tốt hơn: những "dòng dõi" đó sẽ trở nên đông đảo và "thành công" hơn. Khi sự lựa chọn các vật liệu thô ("thức ăn") trở nên thiếu thốn, các dòng dõi sau đó có thể khai thác các nguyên liệu khác, hay có lẽ là học cách tiến triển của các kiểu dòng dõi khác, và trở nên đông đảo hơn. [9] Nhiều kiểu phát triển khác nhau đã được đưa ra nhằm giải thích tại sao một bản sao lại có thể phát triển hơn. Nhiều bản sao đã được thử nghiệm, gồm cả các hóa chất hữu cơ như các protein hiện đại của các acid nucleic, phospholipid, crystal, [10] hay thậm chí các hệ lượng tử. [11] Hiện nay không có phương pháp nào có thể xác định kiểu nào trong số các kiểu trên, nếu có, là tương thích nhất với nguồn gốc sự sống trên Trái đất. Một trong những lý thuyết trước kia, và là một lý thuyết đã chứng minh là đúng đắn về một số mặt, sẽ được đem ra làm ví dụ về việc tại sao quá trình này có thể xảy ra. Năng lượng cao từ các núi lửa, sét, và bức xạ tia cực tím có thể làm cho các phản ứng hóa học tạo ra nhiều phân tử phức tạp hơn từ các hợp chất đơn giản như methan và amoniắc. [12] Trong số chúng có nhiều hợp chất hữu cơ đơn giản là những nguyên tố căn bản của sự sống. Khi số lượng của những “hợp chất hữu cơ” đó tăng lên, các phân tử khác nhau phản ứng lẫn nhau. Thỉnh thoảng các phân tử phức tạp hơn có thể tạo thành các cơ thể sống, tạo ra một tổ chức để tập hợp và tập trung các vật chất hữu cơ. [13] Sự hiện diện của một số phân tử có thể làm tăng tốc một phản ứng hóa học. Tất cả chúng tiếp diễn trong một thời gian dài, với các phản ứng thường hay ít xảy ra ngẫu nhiên, tới khi nó may mắn tạo nên một phân tử mới: phân tử tái tạo. Nó có tính chất kỳ dị thúc đẩy các phản ứng hóa học tạo thành bản sao của chính nó, và tiến trình phát triển thực sự bắt đầu. Các lý thuyết khác đưa ra các kiểu tái tạo khác. Trong bất kỳ trường hợp nào, DNA chiếm vai trò chức năng của các phần tử tái tạo; tất cả các hình thức sự sống từng được biết (ngoại trừ một số loại virus) sử dụng DNA làm hình thức tái tạo của chúng trong hầu hết phương pháp tái tạo. . Lịch sử Trái Đất( phần I): Hình ảnh Trái Đất chụp năm 1972. Biểu đồ thời gian lịch sử Trái Đất Về lịch sử loài người trên Trái Đất, xem. đầu lịch sử Trái đất. Trái đất buổi ban đầu, ở thời gian Liên đại Hỏa Thành hay Thái Viễn Cổ, rất khác biệt so với Trái đất của chúng ta ngày nay. Trái