Vì sao nếu không có Mặt trời thì Trái đất không có sự sống

Phát hiện mới về sao Kim

Ngày nay, sao Kim là một "vùng đất chết" nhưng các nhà khoa học đã đặt ra câu hỏi liệu hành tinh này có phải lúc nào cũng không phù hợp cho sự sống như vậy hay không?

Sao Kim - "người hàng xóm" gần chúng ta nhất, được gọi là anh em sinh đôi của Trái Đất bởi sự tương đồng về kích cỡ và mật độ của cả hai hành tinh. Tuy nhiên, xét trên những mặt khác, hai hành tinh này hoàn toàn khác nhau.

Trong khi Trái Đất có các điều kiện tự nhiên hỗ trợ cho sự sống thì sao Kim là một hành tinh không thể sinh sống được với bầu khí quyển có lượng khí CO2 độc hại dày gấp 90 lần so với bầu khí quyển của chúng ta cùng với những đám mây acid sulfuric và nhiệt độ bề mặt có thể lên tới 462 độ C, đủ nóng để làm tan chảy chì.

Để hiểu về việc hai hành tinh đá này vì sao lại khác nhau như vậy, một nhóm các nhà vật lý thiên văn đã quyết định mô phỏng lại từ đầu thời điểm các hành tinh trong Hệ Mặt trời của chúng ta hình thành cách đây 4,5 tỷ năm.

Họ đã sử dụng mô hình khí hậu, tương tự như những gì các nhà nghiên cứu sử dụng khi mô phỏng sự thay đổi khí hậu trên Trái Đất, để nhìn lại thời điểm sao Kim và Trái Đất khi vẫn còn là các hành tinh trẻ. Nghiên cứu mới này đã được công bố trên tạp chí Nature ngày 13/10.

Cách đây hơn 4 tỷ năm, Trái Đất và sao Kim được bao phủ bởi nham thạch sôi sùng sục.

Các đại dương chỉ có thể hình thành khi nhiệt độ đủ lạnh để nước ngưng tụ và rơi xuống thành mưa trong hàng nghìn năm. Đó là cách mà đại dương trên Trái Đất hình thành trong hơn 10 triệu năm. Trong khi đó, sao Kim vẫn vô cùng nóng.

Vào thời điểm đó, Mặt Trời mờ hơn bây giờ 25%. Tuy nhiên, điều này vẫn chưa đủ để giúp sao Kim nguội bớt bởi nó là hành tinh nằm gần Mặt Trời thứ hai. Các nhà nghiên cứu đã đặt câu hỏi liệu các đám mây có giúp gì để nhiệt độ trên sao Kim giảm bớt hay không.

Mô hình khí hậu của các nhà nghiên cứu cho thấy, các đám mây đã đóng vai trò nhất định nhưng theo một cách không ngờ tới. Chúng tập hợp ở mặt tối của sao Kim và vì thế không thể bảo vệ hành tinh này khỏi Mặt trời ở phía ban ngày. Trong khi sao Kim không bị khóa thủy triều với Mặt Trời - hiện tượng mà một mặt của hành tinh luôn đối mặt với Mặt Trời, thì nó có tốc độ quay vô cùng chậm.

Thay vì che chắn cho sao Kim khỏi hơi nóng, những đám mây ở mặt tối của sao Kim góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính, khiến hơi nóng bị mắc kẹt trong bầu khí quyển đậm đặc của hành tinh này và làm cho nhiệt độ luôn ở mức cao. Với khí nóng bị mắc kẹt liên tục như vậy, sao Kim quá nóng nên không thể có mưa. Thay vào đó, nước chỉ có thể tồn tại ở thể khí và hơi nước trong khí quyển.

"Nhiệt độ cao đồng nghĩa với việc nước chỉ có thể hình thành thể hơi giống như trong một cái nồi với áp suất khổng lồ", Martin Turbet, tác giả dẫn đầu nghiên cứu tại Khoa Khoa học thuộc Phòng Thiên văn học của Đại học Geneva nhận định.

Tại sao Trái Đất không giống như sao Kim?

Những gì xảy ra với sao Kim có thể xảy ra với Trái Đất nếu hành tinh của chúng ta tiền gần Mặt trời hơn hoặc nếu Mặt trời ở thời điểm đó sáng như bây giờ.

Bởi vì cách đây hàng tỷ năm Mặt trời mờ hơn nên nhiệt độ trên Trái Đất có thể giảm bớt để hình thành nên đại dương. Mặt trời mờ hơn là "yếu tố then chốt cho việc hình thành những đại dương đầu tiên trên Trái Đất", ông Turbet cho hay.

Đây là một sự đảo ngược hoàn toàn những điều mà chúng ta gọi là "Nghịch lý Mặt trời trẻ mờ", Emeline Bolmont, đồng tác giả, đồng thời là giáo sư tại Đại học Geneva nhận định.

"Điều này luôn bị coi là một trở ngại lớn cho sự xuất hiện sự sống trên Trái Đất. Nhưng hóa ra, với một Trái Đất còn trẻ và rất nóng, một Mặt trời với ánh sáng yếu như vậy thực sự là một cơ hội nằm ngoài kỳ vọng".

Trước đó, các nhà khoa học tin rằng, nếu bức xạ mặt trời yếu hơn cách đây hàng tỷ năm, Trái Đất sẽ trở thành một quả cầu tuyết. Đến nay, điều ngược lại mới là đúng.

Những phát hiện trên đã cho thấy các hành tinh đá trong Hệ Mặt trời của chúng ta đã tiến hóa theo những cách thức khác nhau. Trái Đất đã tồn tại gần 4 tỷ năm. Có những bằng chứng cho thấy sao Mộc được bao phủ bởi sông hồ cách đây 3,5 - 3,8 tỷ năm. Và hiện nay, dường như ít có khả năng sao Kim có thể hỗ trợ nước tồn tại ở thể lỏng trên bề mặt của nó./.

Một nghiên cứu mới cho thấy nguyên nhân có thể nằm ở sự khác biệt về kích thước giữa hai hành tinh. Với đường kính chỉ bằng 53% Trái đất, Sao Hỏa không thể giữ được các chất bay hơi rất quan trọng với sự sống, như nước.

Nhà khoa học hành tinh Kun Wang, Đại học Washington [Mỹ], cho biết: "Có thể có một giới hạn về kích thước tối thiểu của các hành tinh để giữ đủ nước duy trì sự sống và kiến tạo mảng, điều mà Sao Hỏa không đạt được".

Mặc dù có nhiều điểm khác biệt giữa Trái đất và các hành tinh khác trong Hệ Mặt trời, nhưng thực tế khó có thể xác định được yếu tố nào có lợi cho sự xuất hiện của sự sống và yếu tố nào cản trở nó. Tuy nhiên, chúng ta có thể xem xét một số yếu tố cần thiết để tồn tại sự sống trên Trái đất. Một trong số đó là nước. 

Các nhà khoa học từng tìm thấy dấu hiệu của nước trên Sao Hỏa.

Sao Hỏa từng có nước trên bề mặt, theo bằng chứng thu được trong các thiên thạch. Tuy nhiên, ngày nay Sao Hỏa có nhiều bụi, khô và hoang vắng, và dấu hiệu nước trên bề mặt của nó đều bị đóng băng.

Sự chuyển đổi từ một hành tinh tương đối ẩm ướt thành một nơi khô cằn được cho là do mất từ trường của Sao Hỏa. Nhưng có thể các yếu tố khác đóng vai trò trong việc lưu giữ các chất bay hơi, chẳng hạn như lực hấp dẫn bề mặt của một vật thể vũ trụ. Trong khi lực hấp dẫn của Trái đất gấp 2,66 lần lực hấp dẫn của Sao Hỏa.

Nhóm nghiên cứu đã xem xét sự phong phú của nguyên tố dễ bay hơi kali trên các vật thể khác nhau của Hệ Mặt trời, sử dụng nó làm chất đánh dấu cho các nguyên tố và hợp chất dễ bay hơi khác. Tỷ lệ đồng vị kali là một đại diện mạnh mẽ cho sự suy giảm dễ bay hơi của một hành tinh.

"Các thiên thạch trên Sao Hỏa là mẫu duy nhất có sẵn để chúng tôi nghiên cứu cấu tạo hóa học của Sao Hỏa. Những thiên thạch Sao Hỏa đó có tuổi thay đổi từ vài trăm triệu đến 4 tỷ năm và ghi lại lịch sử tiến hóa đầy biến động của hành tinh này. Thông qua việc đo lường đồng vị của các nguyên tố dễ bay hơi, chẳng hạn như kali, chúng ta có thể suy ra mức độ cạn kiệt dễ bay hơi của các hành tinh số lượng lớn và so sánh giữa các vật thể khác nhau trong Hệ Mặt trời", nhà nghiên cứu Wang giải thích.

Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu thành phần đồng vị của kali trong 20 thiên thạch trên Sao Hỏa được chọn vì chúng dường như là đại diện cho thành phần silicat khối lượng lớn của hành tinh Đỏ.

Các thành phần này sau đó được so sánh với các thành phần silicat khối lượng lớn đã biết của ba vật thể bên trong Hệ Mặt trời có khối lượng khác nhau là Trái đất, Mặt trăng và tiểu hành tinh Vesta.

Kết quả cho thấy, Sao Hỏa mất nhiều chất bay hơi hơn Trái đất trong quá trình hình thành, nhưng giữ lại nhiều hơn Mặt trăng và Vesta, cả hai đều nhỏ hơn và khô hơn đáng kể so với Sao Hỏa.

Nhà khoa học hành tinh Katharina Lodders, Đại học Washington, cho biết: "Lý do cho sự phong phú của các nguyên tố dễ bay hơi và hợp chất của chúng trong các hành tinh khác biệt so với trong các thiên thạch nguyên thủy chưa phân biệt đã là một câu hỏi cần thời gian để trả lời. Phát hiện về mối tương quan của các thành phần đồng vị kali với lực hấp dẫn của hành tinh là một khám phá mới lạ có ý nghĩa định lượng quan trọng về thời điểm và cách thức các hành tinh khác biệt nhận và mất chất bay hơi của chúng".

Các nhà nghiên cứu cho biết, điều này có ý nghĩa quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về lịch sử của hành tinh.

Những nghiên cứu trước đây đã phát hiện ra rằng Sao Hỏa đã từng thực sự rất ẩm ướt. Mối tương quan mới này giữa lực hấp dẫn và khả năng lưu giữ dễ bay hơi có thể giúp đặt ra những hạn chế về lượng nước mà Sao Hỏa từng có.

Ngoài ra, phát hiện có ý nghĩa đối với việc tìm kiếm các thế giới có thể sinh sống được bên ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta.

Một yếu tố ảnh hưởng đến sự hiện diện của nước lỏng trên bề mặt hành tinh là nhiệt độ của nó, liên quan đến sự gần gũi của nó với ngôi sao chủ. Quá gần thì nước bốc hơi. Trong khi quá xa nước sẽ bị đóng băng.

Trang Phạm

Theo Science Alert

Trong khối kiến thức giáo dục phổ thông vì kiến thức về trái đất còn khá là hạn chế, nhưng đa số mọi người đều có thể nhận thức được Trái đất là hành tinh duy nhất trong hệ mặt trời có tồn tại sự sống.

Do vậy, qua nội dung bài viết dưới đây hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu về Trái đất và tìm lời giải đáp cho câu hỏi Vì sao trái đất là hành tinh duy nhất có sự sống?

Những đặc điểm về trái đất trong hệ mặt trời

Hệ mặt trời chính là một hệ hành tinh có mặt trời nằm ở vị trí trung tâm và có các thiên thể nằm trong phạm vi lực hấp dẫn của mặt trời, tất cả những thiên thể này đều được hình thành từ sự suy sụp của một đám mây phân tử khổng lồ cách đây khoảng 4,6 tỷ năm.

Hệ mặt trời gồm có 9 hành tinh quay quanh nó, và trái đất được xác định là hành tinh thứ ba tính từ mặt trời, cùng với mặt trăng tạo ra hệ thống hành tinh kép đặc biệt.

Trái đất được xác định là hành tinh lớn nhất trong số các hành tinh bên trong của hệ mặt trời với đường kính ở xích đạo vào khoảng 12756 km. Bề mặt trái đất có một đặc tính mà không một hành tinh nào có đó chính là hai trạng thái của vật chất cùng tồn tại bên nhau cả ở thể rắn và thể lỏng.

Theo ước tính thì vào khoảng tháng giêng, đây là khoảng thời gian trong năm mà trái đất gần mặt trời hơn so với tháng 7 là 5 triệu km. Trên thực tế thì chúng ta không thể nào cảm nhận được sự khác biệt này trong một vòng quay của trái đất hay trong một năm do sự khác biệt này không quá ảnh hưởng đến các mùa trên trái đất, chỉ có điều vào mùa đông chúng ta sẽ ở gần với mặt trời hơn so với mùa hè một chút.

Trái đất quay quanh chính mình

Theo nghiên cứu thì Trái đất chuyển động quanh mặt trời, đồng thời nó cũng tự chuyển động quanh trục của nó. Trong thời gian quay một vòng quanh mặt trời, trái đất quay 365 và 1/4 vòng quanh trục. Chuyển động quay quanh mặt trời sẽ tạo ra hiện tượng bốn mùa trong năm, chuyển động quay quanh trục tạo nên hiện tượng ngày và đêm trên trái đất.

Trục quay của trái đất không thẳng góc với mặt phẳng quỹ đạo, vì vậy trên trái đất xuất hiện mùa đông và mùa hè.

Chuyển động quay của trái đất không quá nhanh để lực ly tâm của nó có thể bắn chúng ta ra ngoài không gian. Lực ly tâm tác dụng lên mọi vật cùng quay theo trái đất, nhưng vô cùng nhỏ. Lực ly tâm lớn nhất ở xích đạo nó kéo mọi vật thể lên phía trên và làm chúng nhẹ đi chút ít. Vì thế, mọi vật thể ở xích đạo cân nhẹ hơn năm phần ngàn so với ở hai cực.

Hậu quả của quá trình chuyển động quay này làm cho trái đất không còn đúng là quả cầu tròn đều nữa mà lực ly tâm làm cho nó phình ra ở xích đạo một chút. Sự sai khác này thực ra không đáng kể, bán kính trái đất ở xích đạo là 6.378.140 km, lớn hơn khoảng cách từ 2 cực đến tâm trái đất là gần 22km.

Sự sống và các đại dương có khả năng tạo ra sự sống chỉ hiện hữu duy nhất trên trái đất. Trên các hành tinh khác gần chúng ta nhất như sao Kim thì quá nóng còn sao Hỏa quá lạnh. Nước trên sao Kim nay đã bốc thành hơi nước, còn nước trên sao Hoả đã đóng thành băng bên dưới bề mặt của nó. Chỉ có hành tinh của chúng ta là phù hợp cho nước ở thể lỏng với nhiệt độ từ 0 đến 100 độ C.

Như đã tìm hiểu thì Trái đất nằm ở ví trí thứ ba, tính từ mặt trời, đây được xác định là vị trí phù hợp nhất, bởi:

– Trái đất xoay quanh mặt trời ở khoảng cách được xem là “hợp lý” nhất nền nhiệt độ trên trái đất không bao giờ quá nóng như Sao Thủy hoặc quá lạnh như Sao Hải Dương.

Vùng sinh sống chứa nước tồn tại ở trạng thái chất lỏng, đây được xác định là yếu tố cơ bản nhất để hình thành lên sự sống. Ngay cả trên sao Kim hay sao Hỏa là hai hành tinh cần kề trái đất nhưng vẫn không đảm bảo được sự sống tồn tại, chưa có ai phát hiện ra sự tồn tại của các đại dương ngoài trừ trái đất. Do đó có thể khẳng định vị trí của Trái đất là vị trí “hợp lý” nhất cho sự sống của loài người.

– Trái đất là hành tinh có vòng quay ổn định nhất trong hệ mặt trời

Vòng quay của Trái đất đưa Mặt trời lên cao chiếu ánh sáng xuống hành tinh vào mỗi buổi sáng và hạ Mặt trời xuống để màn đêm thế chỗ vào ban đêm, do vậy mà trên trái đất có sự phân biệt rõ ngày và đêm.

Nếu vòng quay này ngừng hoạt động, một nửa thế giới sẽ chìm trong biển lửa còn nửa còn lại chìm trong băng giá và kết quả là mọi sinh vật sẽ bị diệt vong. Như chúng ta đã biết Mặt trăng luôn hấp thụ một lượng năng lượng quay nhất định từ Trái đất, khiến Trái đất bị chậm mất khoảng 1,5 mms trong mỗi thế kỷ.
Vì vậy, lượng nhiệt mà Trái đất nhận được luôn được giữ ở mức độ ổn định từ Bắc xuống Nam và Từ Tây Sang Đông.

– Trên trái đất có tài nguyên nước, nguồn khoáng chất quan trọng nhất cho việc hình thành sự sống. Trái đất có lượng nước phong phú và dồi dào, 3/4 trái đất là đại dương và các hồ lớn.

– Trái đất là nơi có trọng lượng ổn định nhất

Cho tới hiện nay giới khoa học vẫn chưa thật sự hiểu rõ phương thức hoạt động của trọng lực. Song một điều rõ ràng nhận thấy là trọng lực giúp chúng ta định hình chính mình. Lực hút tạo ra sức mạnh của con người, góp phần định dạng và hình thành mọi vật thể sống.
Thông qua các số liệu nghiên cứu đã cho thấy các hành tinh khác không có nguồn trọng lực phù hợp để tồn tại sự sống.
– Trất Đất là hành tinh duy nhất trong hệ mặt trời có khí hậu đa dạng nhất được phân bố xác định theo từng vành đai khí hậu rõ ràng. Nam Cực – nơi nhiệt độ hạ xuống tới -89, 2 độ C và cả những khu vực nóng nhất hành tinh như vùng El Azizia là nơi nhiệt độ từng lên tới 57, 8 độ C.

Tuy nhiên, mức độ đa dạng sinh vật lại thuộc về khu vực nhiệt đới, nơi nhiệt độ được điều tiết phù hợp với các cá thể sống.

Với nội dung bài viết phía trên, chúng tôi đã giải thích cho Quý khách về Vì sao trái đất là hành tinh duy nhất có sự sống? Nếu còn gì thắc mắc về vấn đề này thì Qúy khách hãy liên hệ đến chúng tôi để được hỗ trợ trực tiếp.