Khí quyển trên Trái Đất được hình thành ra sao?
Khí quyển là lớp vỏ ngoài của Trái Đất với ranh giới dưới là bề mặt thuỷ quyển, thạch quyển và ranh giới trên là khoảng không giữa các hành tinh. Khí quyển Trái Đất được hình thành do sự thoát hơi nước, các chất khí từ thuỷ quyển và thạch quyển.
Theo các nghiên cứu khoa học, trong thời kỳ đầu, khí quyển chủ yếu gồm hơi nước, amoniac, metan, các loại khí trơ và hydro. Dưới tác dụng phân huỷ của tia sáng mặt trời hơi nước bị phân hủy thành oxy và hydro. Oxy tạo ra tác động với amoniac và metan tạo ra khí nitơ và cacbonic. Quá trình tiếp diễn, một lượng hydro nhẹ mất vào khoảng không vũ trụ, khí quyển còn lại chủ yếu là hơi nước, nitơ, cacbonic, một ít oxy.
Ngoài ra, thực vật xuất hiện trên Trái Đất cùng với quá trình quang hợp đã tạo nên một lượng lớn oxy và làm giảm đáng kể nồng độ CO2 trong khí quyển. Sự phát triển mạnh mẽ của động thực vật trên Trái Đất cùng với sự gia tăng bài tiết, phân huỷ xác chết động thực vật, phân huỷ yếm khí của vi sinh vật đã làm cho nồng độ khí N2 trong khí quyển tăng lên nhanh chóng, để đạt tới thành phần khí quyển hiện nay.
Khí quyển Trái Đất có cấu trúc phân lớp với các tầng đặc trưng từ dưới lên trên như sau: Tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung quyển, tầng nhiệt quyển và tầng ngoại quyển.
Cụ thể, tầng đối lưu là tầng thấp nhất của khí quyển, ở đó luôn có chuyển động đối lưu của khối không khí bị nung từ mặt đất, thành phần khí khá đồng nhất. Ranh giới trên của tầng đối lưu trong khoảng 7 - 8 km ở hai cực và 16 - 18 km ở vùng xích đạo. Đặc biệt, tầng đối lưu là nơi tập trung nhiều nhất hơi nước, bụi và các hiện tượng thời tiết chính như mây, mưa, tuyết, mưa đá, bão…
Trong khi đó, tầng bình lưu nằm trên tầng đối lưu với ranh giới trên dao động trong khoảng độ cao 50 km. Không khí tầng bình lưu loãng hơn, ít chứa bụi và các hiện tượng thời tiết. Ở độ cao khoảng 25 km trong tầng bình lưu tồn tại một lớp không khí giàu khí Ozone (O3) thường được gọi là tầng Ozone. Tầng Ozone như một lá chắn của khí quyển, bảo vệ Trái Đất khỏi những ảnh hưởng độc hại của tia tử ngoại từ mặt trời chiếu xuống.
Bên trên tầng bình lưu cho đến độ cao 80 km được gọi là tầng trung quyển. Nhiệt độ tầng này giảm dần theo độ cao, từ -2 độ C ở phía dưới giảm xuống -92 độ C ở lớp trên.
Còn từ độ cao 80 km đến 500 km gọi là tầng nhiệt quyển. Nhiệt độ không khí tăng dần theo độ cao, từ -92 độ C đến +1.200 độ C. Tuy nhiên, nhiệt độ cũng thay đổi theo thời gian trong ngày, ban ngày nhiệt độ thường rất cao, nhưng ban đêm xuống thấp.
Từ độ cao 500 km trở lên được gọi là tầng ngoại quyển. Do tác động của tia tử ngoại, các phân tử không khí loãng trong tầng bị phân huỷ thành các ion nhẹ như He+, H+, O++. Tầng ngoại quyển là nơi xuất hiện cực quang và phản xạ các sóng ngắn vô tuyến. Giới hạn bên ngoài của khí quyển rất khó xác định, thông thường người ta ước định vào khoảng từ 1.000 - 2.000 km.
Ngoài ra, cấu trúc tầng của khí quyển được hình thành do kết quả của lực hấp dẫn và nguồn phát sinh khí từ bề mặt Trái Đất, có tác động to lớn trong việc bảo vệ và duy trì sự sống Trái Đất.
Lan Anh (T/h)
