Sự hỡnh thành Trỏi Đất cựng cỏc quyển được cỏc nhà khoa học quan tõm và nghiờn cứu rất nhiều. Tuy nhiờn, do sự kiện xảy ra cỏch thời đại của chỳng ta rất lõu nờn việc nghiờn cứu gặp nhiều khú khăn. Với sự sỏng tạo khụng ngừng, với trỡnh độ cụng nghệ tiến bộ, con người đó dần dần hộ mở được bức màn bớ mật, ớt nhiều khỏm phỏ được sự hỡnh thành ngụi nhà chung của cỏc loài, trong đú cú sự hỡnh thành Đại Dương. Hiện tại, nhiều luận cứ vẫn cũn ở dạng lý thuyết, giả thuyết, cần phải được làm sỏng tỏ.
Sự đụng cứng lớp vỏ Trỏi Đất được coi là sự bắt đầu lịch sử địa chất, cỏc dấu hiệu địa chất thu được cho thấy, sự kiện này xảy ra cỏch đõy khoảng 4,5 tỷ năm. Sự đụng cứng lớp vỏ Trỏi Đất liờn quan đến sự nguội đi do sự phỏt xạ năng lượng lớn vào khụng gian. Đồng thời, Trỏi Đất cũng mất đi một phần cỏc khớ bao bọc. Quỏ trỡnh này diễn ra phức tạp, song cú thể thấy cỏc khớ nhẹ như Hydro, Heli bị mất vào khụng gian vũ trụ cũn cỏc khớ nặng hơn như oxy, nitơ vẫn được Trỏi Đất giữ lại. Vào thời kỳ này, nỳi lửa vẫn hoạt động rất mạnh, phỏt thải ra nhiều loại khớ hỡnh thành nờn khớ quyển với thành phần khỏc xa khớ quyển hiện tại. Khớ quyển lỳc này chứa một hàm lượng oxy tự do nhỏ cũn phần lớn là CO2 và hơi nước. Với sự lạnh dần đi của Trỏi Đất làm cho hơi nước ngưng kết lại rơi xuống bề mặt Trỏi Đất. Trỏi Đất tiếp tục bị lạnh đi làm cho hơi nước tớch luỹ ngày một dày tạo nờn cỏc Đại Dương đầu tiờn trờn Trỏi Đất. Chớnh sự bốc hơi (mất nhiệt), ngưng kết (toả nhiệt) của hơi nước với nhiệt dung lớn lại làm gia tăng quỏ trỡnh lạnh đi của bề mặt Trỏi Đất qua thoỏt nhiệt vào cỏc đỏm mõy vũ trụ. Vỡ vậy, cú thể núi hơi nước tự bản thõn nú quyết định sự tồn tại của mỡnh trờn bề mặt Trỏi Đất.
Từ khi hỡnh thành, khoảng 3,8 tỷ năm về trước, diện mạo của Đại Dương đó cú những thay đổi lớn. Sự thay đổi này biểu hiện qua độ mặn của nước biển, mực nước biển, quỏ trỡnh hỡnh thành và tạo những khối băng khổng lồ, địa hỡnh đỏy biển và đặc biệt là sự phõn bố giữa Đại Dương và đất liền.
Khi mới hỡnh thành, nước biển khụng mặn như bõy giờ. Theo nghiờn cứu của cỏc nhà khoa học, độ mặn của nước biển là do quỏ trỡnh hoà tan và tớch tụ cỏc muối. Quỏ trỡnh hoà tan và tạo băng liờn quan tới cỏc điều kiện khớ hậu ở cỏc thời đại khỏc nhau. Nhiều khi, quỏ trỡnh tạo băng hà lại cú nguyờn nhõn từ vũ trụ, đặc biệt khi cú sự va chạm của cỏc khối thiờn thạch lớn tạo nờn lớp bụi khổng lồ, ngăn bức xạ tới bề mặt Trỏi Đất làm lạnh đỏng kể bề mặt nước, tạo điều kiện hỡnh thành cỏc khối băng. Khi Trỏi Đất núng lờn (do gia tăng khớ nhà kớnh) thỡ khối băng, cú thể tan làm dõng mực nước biển dẫn đến làm ngập nhiều vựng địa hỡnh thấp ven biển. Ngày nay, khi con người tỏc động mạnh vào thiờn nhiờn, một số quỏ trỡnh cú khả năng xảy ra mạnh hơn và đõy là vấn đề nhõn loại phải cõn nhắc kỹ để trỏnh hậu quả.
Để cú được hỡnh dạng lục địa và Đại Dương như hiện nay, đó cú nhiều giả thuyết về sự hỡnh thành. Cú thể nờu ra một số học thuyết chớnh như: thuyết trụi dạt lục địa, thuyết nới rộng đỏy biển và thuyết kiến tạo mảng.
Theo học thuyết kiến tạo mảng, do hoạt động nội sinh trong lũng Trỏi Đất, biểu hiện qua những vành đai nỳi lửa, lớp vỏ cứng trờn bề mặt Trỏi Đất, kể cả trờn đất liền lẫn dưới đỏy Đại Dương được chia thành nhiều mảng. Ngay trong thời đại hiện nay, cỏc mảng này đó được xỏc định theo hỡnh 5.
Nhà khoa học Đức Alfred Wgener đó dựa theo học thuyết này để giải thớch sự phõn bố lục địa - Đại Dương thời xa xưa. Thuyết của Wegener đó được đưa ra năm 1912 và bị phờ phỏn khỏ găy gắt. Theo ụng, cỏch đõy khoảng 200 triệu năm, toàn bộ lục địa cũn là một khối, được gọi là Pangaea vào khoảng 180 triệu năm trước đõy, khối lục địa bắt đầu bị rạn nứt, tỏch thành mảng và di chuyển. Quỏ trỡnh di chuyển này rất chậm chạp và tồn tại đến ngày nay (hỡnh 6). Những nhà khoa học sau này đó phỏt triển thờm và cố gắng chứng minh học thuyết này. Họ đó chỉ ra những vết rạn nứt lớn tạo thành cỏc chõu lục như hiện nay.
Hỡnh 6. Phỏc thảo cổ địa lý từ tài liệu địa hỡnh, cổ khớ hậu và từ trường cổ Panthalassa là Đại Dương cổ lớn, một phần bề mặt Trỏi Đất; cỏch đõy 50 triệu
năm Pangaea: Siờu lục địa, phần kia của mặt Trỏi Đất 2.2.2. Đới ven biển và vựng cửa sụng
Đới ven biển là nơi gặp nhau giữa đất liền và biển, được đỏnh dấu bằng những nột
chung của hệ thống Lục địa - Đại Dương.
Đõy được coi là hệ thống mở, luụn diễn ra cỏc tương tỏc lý hoỏ với ảnh hưởng của văn hoỏ. Đới ven biển cũn là nơi diễn ra nhiều hoạt động mạnh mẽ như xúi mũn, bóo lũ, bất ổn định, ngoài ra cũn cú tranh chấp lợi nhuận liờn quan tới hoạt động của con người như khai thỏc tài nguyờn, ụ nhiễm, khai thỏc và phỏt triển khụng bền vững. Rất nhiều nước đó nhận thức được tầm quan trọng của đới ven biển về sinh thỏi và mụi trường, văn húa và cảnh quan. Những cụng việc cần tiến hành là điều tra, khảo sỏt nắm vững quy luật tự nhiờn, tài nguyờn khu vực từ đú quyết định phương thức phỏt triển phự hợp vừa cho hiệu quả kinh tế cao vừa bảo tồn, giữ gỡn được mụi trường, hệ sinh thỏi ven biển.
Vựng ven biển bao gồm nhiều thành phần như: - Vỏch: Là phần lục địa giỏp biển, cú độ dốc cao - Bói biển: Là phần cỏt sỏi, bựn do sụng đưa vào
- Bờ sau: Được giới hạn bởi vỏch và mực nước biển khi thuỷ triều cao.
- Bờ trước: Là miền giữa hai đường bờ ứng với mực nước thuỷ triều cao và thấp - Bờ: Bao gồm bờ trước, bờ sau và kộo dài tới rỡa nước cuối cựng khi thuỷ triều thấp (hỡnh 7).
Ở nhiều nơi, bờ trước cú khoảng cỏch lớn, cấu tạo bởi phự sa cỏc sụng và là nơi rừng ngập mặn phỏt triển tốt, với hệ sinh thỏi rất đa dạng, phong phỳ. Ở nhiều nơi khỏc lại được cấu tạo bởi cỏt sỏi, rất sạch nờn thuận tiện cho tắm biển, nghỉ mỏt.
Hỡnh 7. Đới ven bờ và những thành phần của nú
Ở nhiều khu vực, khi mựa mưa đến, nhiều vựng đất ven biển bị ngập, rất khú xỏc định ranh giới đới ven bờ. Vựng Đồng bằng sụng Cửu Long nước ta là một vớ dụ.
Vựng cửa sụng: Là miệng của một con sụng, nơi nước chảy ra biển. Cú thể coi
đõy là cỏnh tay vươn dài của biển cả vào đất liền. Cỏc điều kiện vựng cửa sụng phụ thuộc nhiều vào quỏ trỡnh xảy ra trong Đại Dương và biển, đặc biệt là sự trộn lẫn nước ngọt của sụng và nước mặn của biển và ảnh hưởng của thuỷ triều.
Ở nhiều vựng cửa sụng xảy ra hiện tượng lấn biển với tốc độ khỏ nhanh. Quỏ trỡnh lấn biển chủ yếu do quỏ trỡnh lắng đọng phự sa và vật liệu (bựn cỏt) do thuỷ triều đưa vào. Ở nước ta, sụng Hồng và sụng Cửu Long đều mang phự sa nhưng do sụng Hồng cú hệ thống đờ trong nội địa nờn sự lấn biển của vựng cửa sụng Hồng mạnh hơn so với sụng Cửu Long. Qỳa trỡnh này diễn ra theo quy luật và cú chu kỳ. Lỳc đầu là sự hỡnh thành cỏc cồn cỏt ngay trước cửa sụng, buộc dũng chảy phõn tỏn ra hai ngỏch dọc bờ. Khi cồn cỏt này phỏt triển sẽ chắn dũng chớnh làm thay đổi dũng chảy cửa sụng cho đến khi dũng chớnh cú động năng đủ mạnh (thường vào mựa lũ) sẽ tỏch cồn này thành hai cồn riờng biệt, khi đú tốc độ hai dũng gần bờ chậm lại, phự sa bồi tụ dần sẽ nối đất liền với cồn cỏt. Thảm thực vật cũng cú biến đổi tương ứng với quỏ trỡnh lấn biển, đầu
tiờn là thảm rừng ngập mặn phỏt triển ở vựng triều lầy, sau đú là quỏ trỡnh ngọt hoỏ, vựng ven bờ sẽ phỏt triển cỏc cõy cúi, lau, sậy,... và cuối cựng con người cú thể cải tạo để trồng lỳa.
Hệ sinh thỏi vựng cửa sụng là hệ sinh thỏi nhạy cảm và chịu nhiều ảnh hưởng của độ mặn nước biển. Phần lớn sinh vật cửa sụng là sinh vật biển, năng suất sinh học thuộc diện cao nhất, tới 2.000g/m2/năm do nguồn dinh dưỡng phong phỳ. Do đa dạng về mụi trường sống và nhiều chất dinh dưỡng nờn vựng cửa sụng khỏ đa dạng về loài động vật, như loài chim, bũ sỏt, cỏ, nhuyễn thể,...
Hiện nay, việc khai thỏc vựng ven biển núi chung và vựng cửa sụng núi riờng đó làm nảy sinh nhiều vấn đề mụi trường. Do việc khoanh đầm nuụi tụm đó làm giảm diện tớch rừng ngập mặn, nơi sinh sống, cư trỳ, sinh nở của nhiều loài. Kết quả là đa dạng loài bị suy giảm, cỏc chức năng hỗ trợ cuộc sống của rừng ngập mặn (chắn súng, bảo vệ đờ, nơi cư trỳ của chim di cư...) cũng bị giảm theo. Đõy là vấn đề đó được cỏc nhà khoa học cảnh bỏo nhưng vẫn diễn ra ở nhiều nơi, trong đú cú nước ta.
Nghiờn cứu xa hơn về phớa biển, cỏc nhà khoa học đó đưa ra khỏi niệm thềm lục địa. Đõy cú thể coi là vựng biển nụng gần bờ với đỏy biển tương đối bằng phẳng. Thềm lục địa với phạm vi rộng lớn xuất hiện ở vựng bờ biển ớt chấn động địa chất và hoạt động của nỳi lửa. Thềm lục địa thường rộng cỡ vài trăm ki lụ một tới 1.500 km. Độ dốc đỏy biển ở đõy rất nhỏ chỉ trong vũng vài độ. Thềm lục địa được giới hạn xa bờ cú độ dốc đỏy biển tăng đột ngột. Việt Nam là nước cú thềm lục địa tương đối rộng lớn, ở vựng này chứa đựng nhiều tài nguyờn quý giỏ, đặc biệt là dầu khớ.
2.2.3. Băng và gian băng
Nước là dạng vật chất cú nhiệt hoỏ hơi, đúng băng và nhiệt bốc hơi, ngưng kết tương đối gần nhau. Vỡ vậy, nước tồn tại ở 3 dạng: Rắn, lỏng và hơi. Việt Nam là nước nằm ở vựng nhiệt đới nờn dạng rắn của nước tự nhiờn tồn tại. Lớp phủ băng cú kớch thước thay đổi theo mựa rừ rệt. Mựa Đụng ở bỏn cầu nào thỡ độ dày lớp băng ở đấy sẽ tăng lờn. Hiện nay, người ta đó xỏc định được những vựng cú băng tuyết phủ kớn quanh năm, đú là hai cực của Trỏi Đất và vựng nỳi cao.
Do sự hỡnh thành lớp phủ băng phụ thuộc nhiều vào thời tiết, khớ hậu, nờn trong lịch sử Trỏi Đất đó cú nhiều thời kỳ cú khớ hậu lạnh đó hỡnh thành nờn những lớp phủ băng rộng lớn kộo dài xuống cả vựng cú vĩ độ thấp. Thời kỳ này được gọi là băng hà. Theo những dấu hiệu địa chất ghi nhận được thỡ trong vũng 4.000 triệu năm gần đõy cú tới 10% Trỏi Đất ở vào thời kỳ băng hà. Theo kết quả nghiờn cứu, trong vũng 1.000 triệu năm trở lại đõy, cỏc thời kỳ băng hà xuất hiện với chu kỳ khoảng 150 triệu năm
và kộo dài trong vũng vài triệu năm. Vào những thời kỳ băng hà mạnh, lớp phủ băng cú thể mở rộng ra cả vựng Nam Mỹ, Chõu Phi, Ấn Độ và Úc.
Thời kỳ băng hà gần đõy nhất - thời kỳ Pleistocene thuộc Kỷ thứ tư, cũn gọi là Kỷ đệ tứ, xảy ra gần thời đại chỳng ta nhất - cú tỏc động mạnh mẽ và kộo dài tới cảnh quan mụi trường vựng vĩ độ cao và vựng vĩ độ trung bỡnh. Con người biết về thời kỳ băng hà này tương đối tốt vỡ cú nhiều dấu hiệu, vết tớch cũn sút lại đến ngày nay.
Kỷ băng hà Pleistocene bắt đầu khoảng 1,5 triệu năm trước đõy và kộo dài tới thời kỳ cỏch đõy 10 nghỡn năm. Băng bao phủ gần hết Bắc bỏn cầu, xoỏ hết dấu vết cảnh quan cú ở Chõu Âu và Bắc Mỹ trước đú và thay bằng dạng bề mặt băng hà. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thời kỳ Pleistocene gồm một số pha tăng băng gắn với sự hỡnh thành và tớch luỹ băng khi khớ hậu lạnh đi. Giữa cỏc pha tăng băng là giai đoạn tan băng (hay cũn gọi là gian băng) khi khớ hậu ấm lờn. Hiện vẫn cũn nhiều tranh cói về số lần tăng băng và gian băng trong thời kỳ này và vựng chịu ảnh hưởng của cỏc giai đoạn này. Nhiều dấu tớch địa chất cho thấy cú 4 giai đoạn tăng băng và giữa chỳng là ba giai đoạn gian băng. Hiện chỳng ta đang ở giai đoạn gian băng thứ 4. Những nghiờn cứu gần đõy cho thấy đa số băng thời kỳ Pleistocene đó bị tan vào thời kỳ Holoxene cỏch đõy khoảng 10.000 năm. Tuy nhiờn, lớp phủ băng vẫn cũn ở hai bỏn cầu trờn cỏc nỳi cao và vựng cú vĩ độ cao.
Giai đoạn tăng băng gần đõy nhất cũn in đậm dấu vết lờn cảnh quan hiện nay, đặc biệt ở vựng vĩ độ cao. Nếu khụng cú giai đoạn này, cú lẽ chỳng ta khụng cú nguồn tài nguyờn du lịch phong phỳ với nhiều mụn thể thao và trũ chơi trờn băng tuyết. Nơi đõy cũng là địa bàn sinh sống của cỏc động thực vật ưa lạnh, nơi tồn trữ nguồn tài nguyờn nước ngọt lớn.
Đó cú nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu về nguyờn nhõn xảy ra quỏ trỡnh tăng băng và tan băng trờn phạm vi toàn cầu. Hiện nay, nhiều nhà khoa học cho rằng, sự tăng hay giảm tan băng chủ yếu do nhiệt độ Trỏi Đất lạnh đi hay núng lờn. Những nhõn tố đúng vai trũ quan trọng đối với sự lạnh đi của Trỏi Đất là những thay đổi trong bức xạ Mặt Trời, thay đổi quỹ đạo Trỏi Đất, thay đổi albedo mặt đệm và khớ quyển.
2.3. Khớ quyển
2.3.1. Thành phần của khớ quyển
Khớ quyển là lớp vỏ ngoài của Trỏi Đất, với ranh giới dưới là bề mặt thuỷ quyển, thạch quyển và ranh giới trờn là khoảng khụng giữa cỏc hành tinh. Khớ quyển Trỏi Đất, được hỡnh thành do sự thoỏt hơi nước, cỏc chất khớ từ thuỷ quyển và thạch quyển. Thời kỳ đầu, khớ quyển chủ yếu gồm hơi nước, amoniac, metan, cỏc loại khớ trơ và hydro. Dưới tỏc dụng phõn huỷ của tia sỏng Mặt Trời, hơi nước bị phõn huỷ thành oxy
và hydro. Oxy tỏc động với amoniac và metan tạo ra khớ N2 và CO2. Quỏ trỡnh tiếp diễn, một lượng H2 nhẹ mất vào khoảng khụng Vũ trụ, khớ quyển cũn lại chủ yếu là hơi nước, nitơ, CO2, một ớt oxy. Thực vật xuất hiện trờn Trỏi Đất cựng với quỏ trỡnh quang hợp, đó tạo nờn một lượng lớn oxy và làm giảm đỏng kể nồng độ CO2 trong khớ quyển. Sự kiện cú mặt với nồng độ cao của oxy trong khớ quyển Trỏi Đất vào khoảng 500 triệu năm trước đõy, cú thể minh chứng điều đú bằng sự hỡnh thành hàng loạt cỏc mỏ trầm tớch biến chất sắt đầu nguyờn đại Cổ sinh trờn cỏc nền lục địa cổ như Nền Nga, Nền Nam Phi. Sự phỏt triển mạnh mẽ của động thực vật trờn Trỏi Đất cựng với sự gia tăng bài tiết, phõn huỷ xỏc chết động thực vật, phõn huỷ yếm khớ của vi sinh vật đó làm cho nồng độ khớ N2 trong khớ quyển tăng lờn nhanh chúng, để đạt tới thành phần khớ quyển hiện nay.
Thành phần khớ quyển hiện nay của Trỏi Đất khỏ ổn định theo phương nằm ngang và phõn dị theo phương thẳng đứng về mật độ. Phần lớn khối lượng 5.1015 tấn của toàn bộ khớ quyển tập trung ở cỏc tầng thấp: tầng Đối lưu và tầng Bỡnh lưu. Mặc dự chỉ chiếm khoảng 0,05% khối lượng thạch quyển, khớ quyển Trỏi Đất cú vai trũ rất quan trọng đối với đời sống sinh vật sống trờn Trỏi Đất. Thành phần khụng khớ của khớ quyển thay đổi theo thời gian địa chất, cho đến nay khỏ ổn định, bao gồm chủ yếu là