Khoa Học Khí Hậu Của Trái Đất | Thiên Hà TV

Chào mừng đến với hành tinh trái đất, hành trình khám phá hoạt động của hệ thống hỗ trợ sự sống tuyệt vời của trái đất, khí hậu toàn cầu. Tìm hiểu điều gì khiến thế giới của chúng ta trở nên thuận lợi cho sự sống và điều gì đã hủy hoại hành tinh chị em của chúng ta, sao kim. Khám phá những cơn gió, các đải dương và sức mạnh của thiên nhiên đã hình thành nên trái đất năng động này. Hãy tưởng tượng trái đất là một cỗ máy, một hệ thống bánh răng và động cơ chạy bằng năng lượng mặt trời, bao gồm cả pin. Nhưng thế giới của chúng ta không có xoách hướng dẫn sử dụng. Nó hoạt động như thế nào? Hoạt động bên trong của hệ thống vĩ đại và phức tạp được gọi là hành tinh trái đất này là gì? Và tại sao nó lại có lợi cho cuộc sống đến vậy? Các nhà khoa học đã phóng một đội quân vệ tinh để giúp chúng ta hiểu điều gì làm cho từ ngữ của chúng ta có ý nghĩa. Họ đang khám phá những câu trả lời giải rác khắp bầu khí quyền của nó trên mọi đại dương và lục địa, ở những nơi xa xôi của hệ mặt trời và xa hơn nữa. Giống như bất kỳ cỗ máy nào, trái đất là tổng thể của các bộ phận. Chúng được rèn trong những lò nông xa xôi trong thiên hạ của chúng ta. Vụ nổ siêu tân tình. Khi các ngôi sao cổ đại phun trào, chúng chút xuống dài ngân hạ những nguyên tố nặng, sát, canxi, cali, những thứ tạo nên cơ thể chúng ta. Nhưng siêu tân tình cũng được cho là có khả năng bắn phá thiên hạ bằng các hạt năng lượng cao chết chóc. Thứ bảo vệ hệ mặt trời của chúng ta là ngôi sao của chúng ta. Mặt trời tạo ra một tấm khiên trải dài ra ngoài hành tinh cuối cùng trong quý đảo của nó. Nhưng những cơn gió mặt trời này cũng có thể nguy hiểm, đặc biệt là trong những đợt bùng phát được gọi là phóng xạ vành nhiệt hoa. Bạn có muốn hình sung về một trái đất đang đi sai hướng không? Hãy nhìn xem những cơn bão mặt trời gây ra điều gì cho hành tinh chị em của chúng ta. Chúng loại bỏ các nguyên tố nhẹ hơn trong bầu khí quyển phía trên, hyruro, oxy và phân tử mà chúng tạo thành là nước. Những gì còn lại là một loại hóa chất độc hại do phù thủy pha chế, bao gồm cả những đám mây lưu hình dày đặc. Ở dưới bề mặt, bầu khí quyển của sao kim bị bóp nghẹt bởi nồng độ canxi dioxit cao. CO2 là một loại khí nhà kính mạnh có khả năng giữ nhiệt của mặt trời. Nó đã biến sao kim thành một ảo ảnh. Với nhiệt độ bề mặt gần 500 độ C, đây là hình tinh nóng nhất trong hệ mặt trời. Còn trái đất đã tránh được số phận nghiệt ngã của sao kim như thế nào? Chúng ta có thể thấy câu trả lời khi cơn bão mặt trời tiến đến trái đất. Hành tinh của chúng ta có một lá chắn bảo vệ riêng. Một từ trường cược mạnh được tạo ra sâu bên trong lõi của nó. Trên thực tế, đó chỉ là tuyến phòng thủ đầu tiên của chúng ta. Phần lớn năng lượng mặt trời đi qua sẽ bị phản xạ trở lại không gian bởi mây, băng và tuyết. Năng lượng mà trái đất hấp thụ chỉ đủ để cung cấp năng lượng cho một động cơ hành tinh đáng chú ý, đó là khí học. Nó chuyển động do sự nóng lên không đều của mặt trời, một phần do chu kỳ ngày đêm và các mùa, khiến gió nhiệt đới ấm áp thổi về các cực và không khí lạnh từ vùng cực di truyền về phía xích đảo. Dòng gió điều khiển các dòng hải lưu trên bề mặt đại dương. Mô phỏng máy tính này cho thấy dòng hải lưu Wundtrem uốn luộn dọc theo bờ biển Bắc Mỹ. Dòng chảy đại dương vĩ đại này mang đủ năng lượng nhiệt để cung cấp năng lượng cho thế giới công nghiệp gấp trăm lần. Nó vỡ ra thành những xoáy nước khổng lồ lan rộng ra vùng nước nhiệt đới ấm áp trên các vùng biển phía Bắc. Bên dưới bề mặt, chúng hoa lẫn với các dòng hải lưu sâu lạnh xoáy quanh các cờ và núi dưới biển. Động cơ khí hậu của trái đất có vô số bộ phận chuyển động, thủy triều và địa hình. Gió và dòng chảy, tất cả đều hoạt động để cân bằng nhiệt độ trên toàn cầu. Nhưng khi nhiệt độ, nhiệt đới tăng lên đến mức cực đoan, nó có thể được giải phóng một cách dữ dội. Vào tháng 8 năm 2005, trong một phần vòng lập lớn của dòng hải lưu Wundtrem, đại dương đã giải phóng một con quái vật, cơn bão Katrina. Đây là mô hình siêu máy tính của Katrina, một công cụ để các nhà khoa học hiểu rõ hơn về động lực của hệ thống bão. Để hình dung luồng không khí đi vào cơn bão, họ tung ra một loạt bộ chuyển phát ảo. Nhưng cơn gió có màu nhạt hơn là gió ấm hơn. Khi chúng bay lên, chúng pha chạm với không khí lạnh hơn ở phía trên và tạo ra mây. Gió làm tăng sự bốc hơi của nước biển ấm, hút ngày càng nhiều nhiệt từ đại dương và khiến gió tăng tốc. Di chuyển xung quanh mắt bão, gió có thể đạt tốc độ lên tới 250 kmh. Một cơn bão mạnh như Katrina gần mỗi 20 phút có thể giải phóng nhiều năng lượng nhiệt tương tương với một quả bom hạt nhân 10 megaton. Trong khi các cơn bão giải phóng nhiệt lượng tích chữ trong đại dương, độ ẩm mà chúng ta khuấy đậu vào bầu khí quyền giúp giữ ấm cho phần còn lại của hành tinh. Hồi nước giữ lại năng lượng mặt trời cùng với carbon dioxide, loại khí nhà kính tương tự đã hủy hoại sao kim. Sự khác biệt là trái đất đã tìm ra cách kiểm soát CO2. Chúng ta có thể tự mình nhìn thấy nó bằng cách khám phá đại dương. Thành phần đặc biệt làm nên sự khác biệt của trái đất được gọi là sự sống. Các đại dương chứa đầy những thứ này. Quá nhỏ để mắt chúng ta có thể nhìn thấy. Thực vật vô du có thể là sinh vật sống quan trọng nhất trên hành tinh này. Chúng hấp thụ CO2 được đưa vào đại dương bởi sóng hoặc được dòng hải lưu hút lên từ vực sâu. Chúng giải phóng oxy trong khi hấp thụ carbon. Sau đó carbon bắt đầu hành trình đi lên chuỗi thức ăn. Động vật vô du ăn thực vật vô du. Có thể kể tên một số loài như Rayeo, Larian, con niên đại cách đây hơn 500 triệu năm khi sự sống bùng nổ trên khắp các đại dương trên trái đất. Copepod là loài côn trùng nhỏ như động vật giáp sát. Với hơn 20.000 loài, chúng là nguồn protein lớn nhất ở biển. Tiến lên quy mô lớn hơn là một loạt các sinh vật nhỏ hơn đầu ngón tay của bạn, bao gồm cả những ấu trùng bạch tuộc này. Chúng bị cá nhỏ ăn thịt và lần lượt bị những loài lớn hơn như cá lão ăn thịt. Chúng bị tiêu diệt bởi những kẻ săn mồi lớn nhất ở biển, cá kình, cá ngừ, cá mật. Ở mỗi bước trong chuỗi thức ăn, carbon bắt đầu là một phần của khí khuếch tán trong không khí được chuyên sang các động vật ngày càng lớn hơn. Cơ thể càng lớn thì có lượng carbon càng lớn. Một sinh vật sẽ chiến đấu hết mình. Một con cá voi lưng củ ăn tới 1 tấn rưỡi thức ăn mỗi ngày. Đó là rất nhiều carbon. Từ cá voi cho đến các sinh vật biển thực vật phủ ru nhỏ bé đều là một phần của hệ thống toàn cầu nhằm loại bỏ CO2 khỏi khí quyền rồi dần dần giải phóng nó trở lại. Chìa khóa của chu trình carbon này là khả năng lưu trữ lâu dài của trái đất. Một vệ tinh của NASA được điều chỉnh để đọc chất diệt lục, một chất đánh dấu hóa học cho sự phát triển của thực vật, cho thấy sinh quyền toàn cầu đang hoạt động. Đồng bộ với các mùa, thực vật hấp thụ một lượng lớn carbon dioxide và giải phóng oxy mà chúng ta thở. Trên đất liền, carbon có thể đi vào lòng đất khi thực vật và động vật chết và phân hủy. Trái đất cũng tham gia vào hành động này. Những tảng đá lộ thiên hấp thụ CO2 khi trời mưa, sự giói mòn sẽ đẩy nó vào đại dương. Nếu nó là một phần của chuỗi thức ăn biển, vật chất dầu carbon có thể chìm xuống đáy biển dưới dạng chất thải. Vô số sinh vật như shark, một sinh vật giống sứa, có kích thước bằng ngón tay cái của bạn, sống và chết mỗi năm. Tất cả sắc thải, tất cả những cơ thể chứa đầy carbon như mưa rơi xuống đáy đại dương. Chúng trồng chất lên nhau từng lớp, từng lớp một. Theo thời gian, những chầm tích dầu carbon này có thể biến thành dầu hoặc đá như đá vôi. Carbon có thể quay trở lại môi trường dưới dạng CO2 nếu đá lộ ra ngoài, hoặc sẽ bị đẩy sâu xuống lòng đất do chuyển động của lớp vào trái đất trong một quá trình được gọi là kiến tạo mạng. Áp suất và nhiệt độ dần dần tăng lên cho đến khi trái đất bắt đầu phun trào. Hàng năm, hơn 100 triệu tấn carbon dioxide được phun vào đại dương và bầu khí quyền bởi núi lửa. Hoạt động theo thang thời gian từ một ngày đến hàng triệu năm, chương trình Carbon đã giúp hành tinh của chúng ta có thể sinh sống được. Nhưng thành công của nó phụ thuộc vào chính sự sống. Chúng ta là cách trái đất hoạt động. Nếu bằng cách nào đó, chương trình Carbon gặp trục chặt, thì trái đất sẽ như thế nào? Câu trả lời nằm ở một thế giới khác, trên sao kim. Ở đây, khí CO2 phun ra từ núi lửa sẽ không đi đâu cả. Sao kim giống như một ngôi nhà đang cháy với những cánh cửa sổ vĩnh viễn đóng kín. Nguyên nhân có thể bắt nguồn một phần từ những cơn gió mặt trời thiêu đốt. Được che chắn khỏi những cơn gió đó, trái đất đã giữ mức CO2 ở mức cân bằng cách hấp thụ và giải phóng nó với lượng gần bằng nhau. Gần đây, sự cân bằng đó đã thay đổi. Lượng Carbon dioxide từ các hoạt động của con người, bao gồm ô tô, nhà máy điện và nhà máy hiện vượt qua núi lửa hơn 200 lần. Phần lớn trong số đó là từ việc đốt dầu và than được lưu trữ trong lòng đất hàng triệu năm. Kể từ cuộc cách mạng công nghiệp, lượng CO2 trong quý quyền đã tăng gần 40%. Phần lớn là trong 50 năm qua. Kết quả là nhiệt độ toàn cầu đã tăng gần 1 độ C. Điều đó hốt đủ để đẩy nhanh quá trình tan chảy của lượng băng khổng lồ trên những ngọn núi cao và ở các vùng cực. Kể từ những năm 1980, các nhà khoa học của NASA đã theo dõi một cách hệ thống những thay đổi theo mùa ở Bắc Cực. Họ phát hiện ra rằng nó đã mất đi một phần tư diện tích bị băng bao phủ vào mùa hè. Những gì còn lại cũng mỏng đi đáng kể. Đó chỉ là khởi đầu của những thay đổi có thể biến đổi thế giới của chúng ta. Với một số vùng có lượng mưa nhiều hơn, nhưng vùng khác lại bị hạn hán. Sa mạc mở rộng. Cháy rừng tự nhiên ngày càng phổ biến. Môi trường sống của động vật hoang dã bị thu hẹp. Các vùng cực trở thành rừng. Và khi băng tan, nó chảy vào đại dương. Vào cuối thế kỷ này, mực nước biển được dự đoán sẽ tăng tới 1 mét, làm ngập các bờ biển trên khắp thế giới. Khi tác động của chúng ta lên khí hậu ngày càng tăng, chúng ta cũng có được một góc nhìn mới về trái đất từ không gian. Công nghệ đang cho phép chúng ta nắm bắt các hệ thống khí hậu phức tạp được kết cấu với nhau để bảo vệ và duy trì thế giới của chúng ta. Trong vòng vây của gió và nước, của thời gian và kiến tạo, hành tinh của chúng ta đã nuôi dưỡng một thành phần phi thường khác. Đó là sự sống. Ngày nay, chúng ta là chủ nhân của một thế giới đang ngày càng trở nên kỳ diệu hơn chúng ta từng tưởng tượng. Ngay cả khi chúng ta tiếp tục khám phá cách thức hoạt động của nó, chúng ta vẫn tự hỏi mục tiêu của chúng ta là sử dụng trái đất hay cứu sối nó.