Những biến đổi toàn cầu

ĐỊA CHẤT CƠ SỞ

Trang 1

CHƯƠNG 15

NHỮNG BIẾN ĐỔI

TOÀN CẦU

Trang 2

Nội dung

1 Bức xạ Mặt trời và khí quyển

2 CO2 trong khí quyển

3 Sự ấm lên toàn cầu

Trang 3

1 Bức xạ Mặt trời và khí quyển

 Bức xạ Mặt trời đến Trái đất là bức xạ điện từ

 Bức xạ điện từ chia thành nhiều vùng khác nhau dựa vào bước sóng

 Ánh sáng nhìn thấy được là một phần của phổ điện từ mà mắt người cảm nhận được

Trang 6

 Bức xạ điện từ bao gồm điện trường (E) có hướng vuông góc với hướng của bức xạ điện từ

di chuyển và từ trường (M) hướng về phía bên phải của điện trường Cả hai cùng di chuyển như sóng với tốc độ của ánh sáng (c)

Trang 7

 Bức xạ điện từ có hai đặc trưng quan trọng là bước sóng và tần số.

- Bước sóng (λ): là chiều dài của một chu kỳ

sóng được tính từ mô sóng này đến mô sóng liền kề của nó Bước sóng được ký hiệu là λ và được tính bằng met, centimet, micromet nanomet

điểm cố định trong một đơn vị thời gian, thường tính bằng herzt (Hz) tương đương với 1 chu kỳ trên một giây

Trang 8

 Tần số và bước sóng quan hệ với nhau công thức: c=λ.f Trong đó c là tốc độ ánh sáng (c=3.108m/s), λ là bước sóng tính bằng mét, f là tần số tính bằng Hz.

 → Bước sóng càng ngắn thì tần số càng cao, bước sóng càng dài thì tần số càng thấp

 Trái đất nhận tất cả các bước sóng của bức xạ MT

Trang 9

 Không khí khô chứa 79% N, 20% O và 1% Ar Ngoài ra còn có nước và các khí gồm:

 O này lại kết hợp với O2 thành Ozon Quá trình này xảy

ra liên tục và kết quả là ngăn chặn tia cực tím đến Trái đất.

 Tia cực tím có hại cho sinh vật vì chúng là bức xạ có năng lượng cao làm tổn thương các tế bào, có thể làm cháy da và gây ung thư

Trang 10

Chlorofluorocarbons (CFCs) trong khí quyển

 CFCs là sản phẩm của công nghệ làm lạnh và chất thơm tẩy rửa

 CFCs thải vào khí quyển và trở thành chất xúc tác phá hủy tầng ozon

 Cl + ozone → ClO + O2

 Bức xạ cực tím làm ClO + O → Cl + O2

 Cl lại phản ứng với Ozone và quá trình này được lập đi lập lại Ước tính mỗi phân tử Cl trong khí quyển sẽ phá hủy 100.000 phân tử ozone

 Tầng Ozon đã bị hủy hoại từ 50 năm qua do các hoạt động của con người thải vào khí quyển chất CFCs

Trang 11

Hiệu ứng nhà kính

 Năng lượng MT đến Trái đất sẽ:

- Một phần phản xạ trở lại vào không khí

-Một phần đến Trái đất bị phản xạ bởi nước và băng hà

- Một phần bị khí quyển hấp thu

 Các khí nhà kính trong khí quyển hấp thu một số bức xạ sóng dài và giữ chúng trong khí quyển Điều này làm cho nhiệt độ của khí quyển tương đối ổn định  các khí nhà kính rất cần thiết cho đời sống trên Trái đất

 Các khí nhà kính quan trọng nhất: hơi nước, CO2 ,

CH4 và Ozone Hơi nước chiếm đa số, nhưng hàm lượng hơi nước sẽ thay đổi theo nhiệt độ

Trang 13

Ảnh hưởng của núi lửa

 Các núi lửa cung cấp các sản phẩm làm thay đổi nhiệt độ khí quyển

 CO2 làm gia tăng hàm lượng trong khí quyển

 Khí Sulfur phản xạ bức xạ sóng dài vào không trung và làm khí quyển trở nên lạnh

 Bụi phát tán trong khí quyển phản xạ sóng ngắn vào không trung làm khí quyển lạnh

 Khí Chlorine góp phần suy giảm ozone trong khí quyển

Trang 14

 Núi lửa Pinatubo phun năm 1991 và El Chichón phun năm 1981 thải lượng lớn bụi và khí sulfur đã làm lạnh khí quyển trong một thời gian

 Núi lửa vào kỷ K phun basalt ở đáy biển và thải

ra lượng lớn khí CO2 làm cho Trái đất ấm hơn hiện tại, kết quả là mực nước biển tăng

Trang 15

2 CO 2 trong khí quyển

 Hàm lượng CO2 trong khí quyển đang gia tăng từ những năm 1800 do việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch

 Hàm lượng Methan trong khí quyển cũng đang gia tăng do: sự phân hủy vật chất hữu cơ, quá trình tiêu hóa của sinh vật, hay sự rò rỉ các bồn chứa dầu Con người đã góp phần làm gia tăng Methan qua việc chăn nuôi gia súc, gia tăng sản lượng gạo, và sự rò rỉ từ các ống dẫn dầu và khí

Trang 16

Chu trình Carbon

Trang 17

 Trong khí quyển: CO2 ở dạng khí, trao đổi với nước biển và nước trong khí quyển để trở về đại dương, hay trao đổi trong sinh quyển qua quá trình quang hợp thực vật CO2 trở về khí quyển thông qua sự

hô hấp của sinh vật, từ sự phân hủy xác hữu cơ, từ sự phong hóa của đá, từ sự rò rỉ của bồn chứa dầu và sự đốt cháy nhiên liệu của con người

 Trong thủy quyển dưới dạng CO2 hòa tan Từ đây

CO2 kết tủa để hình thành đá trầm tích, hay bị sinh vật hấp thu trong sinh quyển CO2 trở về thủy quyển thông qua sự hòa tan của khoáng vật carbonat trong đá và vỏ sinh vật, qua sự hô hấp của sinh vật, qua phản ứng với khí quyển và từ dòng chảy và nước dưới đất

Trang 18

 Trong sinh quyển CO2 tồn tại dưới dạng hợp chất hữu cơ trong sinh vật CO2 đi vào sinh quyển chủ yếu thông qua quá trình quang hợp Từ sinh vật, CO2 trở về khí quyển qua quá trình

hô hấp và phân hủy khi sinh vật chết đi hay bị chôn vùi trong lòng đất

 Trong thạch quyển dưới dạng các khoáng vật carbonat, than chì, than đá, dầu khí Từ đây CO2

trở về khí quyển qua sự phong hóa, núi lửa phun trào, suối nước nóng, hay do con người khai thác và đốt để tạo năng lượng

Trang 19

3 Sự nóng lên toàn cầu

 Qua 100 năm nhiệt độ trung bình Trái đất tăng khoảng 0.7oC

 Mô hình toán cho thấy nếu hàm lượng các khí nhà kính tiếp tục tích lũy trong khí quyển gấp đôi

so với trước năm 1860 thì nhiệt độ toàn cầu sẽ tăng từ 1 đến 5oC vào năm 2050

 Nhưng nhiệt độ không tăng đồng bộ, ảnh hưởng lớn nhất ở vĩ độ cao (gần cực) nơi mà hằng năm nhiệt độ là 160C, nóng hơn hiện nay

 Nếu nhiệt độ gia tăng do khí nhà kính thì nhiệt độ tăng khoảng 0.3oC/10 năm → nóng hơn 1oC vào năm 2025 và khoảng 3oC vào năm 2100

Trang 20

Most of the observed warming in the past 50 years is attributable

to human activities

Trang 21

Michael’s family CO 2 emissions

1000 miles per year

600 kg

0.5 kg per kWh

7300 kWh per year

3650 kg

Holiday in California!

56000 person miles!

16,000 kg

0.2 kg per kWh

17000 kWh per year

3400 kg

Trang 22

My family’s CO 2 emissions

8500 kg of CO2 per year at home

16000 kg For our holiday in California!

24.5 tonnes!!

Trang 23

Hậu quả của sự nóng lên toàn cầu

- Thay đổi về lượng mưa: khí quyển ấm hơn → gia tăng sự bốc hơi nước → lượng mưa sẽ tăng Vùng xích đạo sẽ ẩm ướt hơn hiện nay, trong các lục địa sẽ trở nên ấm hơn và khô hơn hiện nay

- Thay đổi về thảm thực vật do mưa phân bố khác

đi làm thực vật phải thích ứng với điều kiện mới Vùng vĩ độ giữa sẽ hạn hán hơn, ở vĩ độ cao ẩm ướt và ấm hơn bình thường → thay đổi kiểu canh tác

Trang 24

 Gia tăng bão: khí quyển ẩm hơn, ấm hơn làm phát triển bão nhiệt đới Bão mạnh và tần suất tăng.

 Giảm núi băng trên biển ở vĩ độ cao, đặc biệt ở Bắc bán cầu nơi có nhiều băng biển Băng có độ phản xạ cao → giảm băng- giảm độ phản xạ của Trái đất và sẽ có ít bức xạ MT phản xạ trở lại vào không trung → gia tăng nhiệt độ

 Đất đóng băng quanh năm sẽ tan khi nhiệt độ tăng Hợp chất hữu cơ và khí trong đất đóng băng sẽ bị phân hủy, giải phóng nhiều methan vào khí quyển và thúc đẩy hiệu ứng nhà kính Hệ sinh thái và con người trên vùng đất đóng băng sẽ phải thay đổi để thích nghi

Trang 25

 Mực nước biển tăng: Sự ấm nóng sẽ làm nước giãn nở và gia tăng dung tích nước trong đại dương Cùng với việc tan chảy của các núi băng và giảm băng trên biển sẽ làm mực nước biển tăng và gây lụt vùng ven biển, nơi đông dân cư.

 Thay đổi chu kỳ thủy quyển- chế độ mưa mới làm thay đổi dòng chảy và mực nước dưới đất

 Sự phân hủy vật chất hữu cơ trong đất: nhiệt độ tăng sẽ thúc đẩy sự phân hủy vật chất hữu cơ trong đất làm giải phóng khí of CO2 và methane vào khí quyển và gia tăng hiệu ứng nhà kính

Trang 26

 Sự phá vỡ khí- Đại dương hay đất ở vĩ độ cao do nhiệt độ tăng sẽ làm tan các khí sẽ giải phóng methan vào khí quyển → sẽ làm Trái đất nóng lên vì methan là khí nhà kính.

 Qua các n/c về băng hà trong quá khứ cho thấy khí hậu thay đổi như là các quá trình tự nhiên, có thể nóng hơn hay lạnh hơn so với hiện nay

 Mặc dù khí hậu dao động do sự lệch tâm của quỹ đạo Trái đất, trong băng kỳ quá khứ hàm lượng của các khí nhà kính trong khí quyển thấp hơn, khí quyển nhiều bụi hơn, và sự phản xạ của Trái đất cao hơn, tất cả các yếu tố này góp phần làm cho khí hậu mát hơn

Trang 27

 Tương tự các giai đoạn băng tan- gian băng, khí quyển chứa ít bụi hơn, khí nhà kính cao hơn, sự phản xạ của Trái đất thấp hơn làm cho khí hậu ấm hơn Vấn đề là:

 Khí nhà kính cao hơn và ít bụi hơn trong khí quyển là

do nhiệt độ cao hơn hay chúng làm nhiệt độ cao hơn?

 Tất cả những thay đổi chỉ đơn thuần là do sự thay đổi quỹ đạo, hay là do các quá trình điều chỉnh tự nhiên khác làm xảy ra các chu kỳ?

 Con người tác động lên các chu kỳ như thế nào?

Trang 28

Hơn 100 năm qua, các nhà địa chất đã khôi phục lại hàm lượng CO2 trong khí quyển và nhiệt độ trung bình của khí quyển dựa trên sự đa dạng của các bằng chứng địa chất và địa hoá Từ sự khôi phục này, cho thấy trong K giữa, trong Eocen và trong Pliocen nhiệt độ đã cao hơn nhiều so với hiện nay

 Kreta giữa

 Tốc độ hình thành vỏ đại dương mới cách nay khoảng 120- 90 triệu năm bằng gấp đôi tốc độ trước đó hoặc sau đó

 Các cao nguyên núi lửa trên bồn đại dương, chưa biết về khối lượng vì một phần đã bị hút chìm, nhưng nhiều cao nguyên lớn hơn 10 triệu km 3 (Cao nguyên Ontong Java ở Tây Nam TBD có thể tích ~ 55 triệu km 3 ).

Trang 30

 Các giai đoạn hình thành các cao nguyên núi lửa có liên quan đến:

 Từ trường bình thường xảy ra trong thời gian dài

 Đạt cao điểm trong sự hình thành dầu trên toàn cầu

 Sự lắng đọng của các trầm tích như phiến sét đen (thải hết Oxy)

 Mực nước biển cao hơn hiện nay từ 100- 200m

 Điều này có thể giải thích theo cách sau:

 Từ cực tồn tại ổn định nhờ nguồn nhiệt lớn từ nhân ngoài/ranh giới manti → gia tăng địa nhiệt ở nhân và làm sự đối lưu ở nhân trở nên mạnh mẽ có thể chống lại được sự thay đổi từ cực (Dòng đối lưu trong nhân được xem là nguyên nhân làm cho Trái đất có từ tính Nếu tốc độ đối lưu cao thì khó có thể thay đổi được từ cực)

Trang 31

 Nhiệt độ toàn cầu tăng sẽ làm dòng đại dương trở nên chậm kết quả là nước sẽ giảm oxy và trầm tích phiến sét đen giàu C Các phiến sét này vẫn được bảo tồn vì biển tràn ngập lục địa.

 Một lượng lớn basalt phun trào trên nền đại dương làm cho mực nước biển dâng cao.

 Cho thấy là ngay cả ở dưới sâu trong Trái đất (ngay cả xảy ra tại ranh giới của manti và nhân có thể ảnh hưởng đến các điều kiện trên bề mặt trái đất)

Trang 32

 Sự ấm lên trong Eocen

 Hóa thạch của cá sấu alligator ở đảo Elmere ở vĩ tuyến 78o Bắc

 Hóa thạch thực vật nhiệt đới và sinh vật biển nhiệt đới phát hiện được ở vĩ độ 45 đến 550 , cao hơn khoảng 150 so với hiện nay

 Ước tính hàm lượng CO2 trong khí quyển trong khoảng từ 2 đến 6 lần hiện nay

Trang 33

 Hàm lượng Co2 tăng đã là thuộc tính của một sự kiện biến dạng trên quy mô lớn làm xảy ra sự va chạm lục địa để bắt đầu dựng núi Hymalaya, và sự kiện biến dạng khác đã xảy ra ở vùng Địa Trung Hải và đai TBD trong Eocen Các sự kiện biến đổi này đặc biệt ở phần trên của vùng biến chất nơi mà quá trình biến chất đá phiến lục thải

ra lượng lớn CO2 vào khí quyển

 Td này cho thấy chu kỳ là quá trình tự nhiên, thêm vào đó là các quá trình kiến tạo đã ảnh hưởng đến điều kiện của khí quyển

Trang 34

 Sự phức tạp của các quá trình này chưa được hiểu hết Có liên quan đến chính trị Td Các nhà khoa hoac chưa chắc về sự tin cậy của các mô hình để cố gắng dự đoán các điều kiện của tương lai Sự không chắc này xảy ra bởi các bè phái chính trị như đã phủ nhận sự ấm lên toàn cầu sẽ xảy ra Tuy nhiên, đa số các nhà khoa học đồng ý rằng có khả năng cao là ấm lên toàn cầu, nhưng họ chưa sẵn lòng để nói chắc nó xảy ra.

 Câu hỏi là, dù muốn hay không chúng ta nên chuẩn bị các phương án để tránh các tai họa sẽ xảy ra, hay chỉ đợi cho đến khi tai họa xảy ra và chúng ta chẳng làm gì cả?

Trang 35

 Kể từ cuộc CM KHKT, các nước phát triển đã làm tăng lượng khí nhà kính do đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và khí để chạy xe, cho công nghiệp và sinh hoạt Các hoạt động khác như phá rừng để canh tác và phát triển đô thị, bãi chôn lấp và các p/p chôn chất thải khác cũng đã góp phần vào việc gia tăng khí nhà kính.

 Kết quả là hàm lượng của CO2 tăng 31% so với

1895 Hàm lượng methan và NO2 liên quan đến hoạt động con người cũng tăng lên 151% và 17% trong cùng thời kỳ Hàm lượng tăng của khí nhà kính đã làm tăng khí nhà kính tự nhiên làm Trái đất ấm dần lên.

Trang 36

 Ở Canada, thải khí nhà kính năm 2000 nhiều hơn 15% so với năm 1990, góp 2,5% khí nhà kính so với toàn cầu, nhưng là nước thứ ba sau Mỹ và Úc “Đây là bằng chứng mới và hiển nhiên nhất cho thấy hầu hết các nghiên cứu về sự ấm lên toàn cầu là có sự góp phần từ các hoạt động của con người.

Trang 37

Bản đồ phạm vi ngập của đồng bằng sông Cửu Long theo kịch bản nước biển dâng 1m của Bộ Tài nguyên - môi trường VN

Định dạng
Số trang	37
Dung lượng	1,27 MB