《Duy trì cân bằng năng lượng 维持能量的平衡》

【Duy trì cân bằng năng lượng - Phần dưới: Trái đất và sự sống 维持能量的平衡下编-地球生命编】

     Khoảng 4,6 tỷ năm trước, một đám mây phân tử khổng lồ (chủ yếu gồm hydro, heli và bụi liên sao) bắt đầu sụp đổ, có thể do sóng xung kích từ vụ nổ siêu tân tinh lân cận hoặc nhiễu loạn hấp dẫn từ các nhánh xoắn ốc của Ngân Hà, hình thành nên Hệ Mặt Trời. Trong quá trình sụp đổ, sự tự quay của đám mây tăng tốc, vật chất tụ về trung tâm, tạo thành cấu trúc dẹt hình đĩa quay (đĩa tiền hành tinh). Phần trung tâm có mật độ cực cao dần hình thành Mặt Trời nguyên thủy. Vật chất trung tâm co lại và nóng lên, tạo thành tiền sao trẻ (Mặt Trời nguyên thủy). Lúc này, gradient nhiệt độ trong đĩa rất rõ rệt: nhiệt độ cao ở bên trong (đá/kim loại ngưng tụ), nhiệt độ thấp ở bên ngoài (nơi băng và khí có thể tồn tại). Sự tiến hóa của vật chất trong đĩa: các hạt bụi tụ lại thông qua tĩnh điện và va chạm thành các vi thể hành tinh (thiên thể cỡ km), sau đó qua tích tụ hấp dẫn để hình thành các thiên thể lớn hơn. Đĩa tiền hành tinh còn sót lại sau khi Mặt Trời hình thành. Các vi thể hành tinh hợp nhất qua va chạm thường xuyên để tạo thành các hành tinh. Trái Đất cũng hình thành vào thời điểm này, chủ yếu bao gồm khí (H₂, He) và bụi (silicat, oxit kim loại, v.v.). Các hạt bụi va chạm và tụ lại thành vi thể hành tinh cỡ km, sau đó tiếp tục tích tụ vật chất xung quanh để hình thành Trái Đất nguyên thủy (phôi thai của Trái Đất). Động năng giải phóng trong quá trình tích tụ chuyển hóa thành nhiệt năng, khiến Trái Đất sơ khai ở trạng thái nóng chảy hoàn toàn. Sắt và niken có mật độ cao chìm xuống trung tâm, giải phóng thế năng hấp dẫn (khoảng 10³¹ joule), làm nóng thêm bên trong. Các silicat nhẹ hơn nổi lên và dần nguội đi hình thành vỏ Trái Đất nguyên thủy. Sự phân rã của các nguyên tố có chu kỳ bán rã dài như urani-238, thori-232, kali-40 cung cấp nguồn nhiệt lâu dài (cho đến nay vẫn đóng góp khoảng 50% nhiệt địa nhiệt). Đối lưu trong lớp phủ truyền nhiệt bên trong lên bề mặt, phun trào núi lửa giải phóng năng lượng dư thừa, tránh nóng chảy quá mức. Trái Đất đạt được cân bằng động giữa làm mát bức xạ (định luật Stefan-Boltzmann) và sinh nhiệt bên trong (phân rã phóng xạ), tránh trở thành một tảng đá chết. Phun trào núi lửa giải phóng H₂O, CO₂, N₂, CH₄, NH₃, v.v., hình thành khí quyển khử. Một phần nước có thể đến từ các thiên thạch giàu nước (như chondrit cacbon) va chạm và vận chuyển. Nồng độ CO₂ và CH₄ cao duy trì nhiệt độ bề mặt, ngăn đại dương đóng băng (độ sáng của Mặt Trời sơ khai chỉ bằng 70% hiện nay) và duy trì cân bằng hiệu ứng nhà kính. Nước biển hòa tan các ion từ đá núi lửa (như Na⁺, Cl⁻), khởi động các chu trình địa hóa.

     Có thể sự hình thành các thiên thể là ngẫu nhiên, hoặc có thể là sự sắp đặt tỉ mỉ của Đấng Tạo Hóa. Trái Đất nằm trong vùng ở được cho sự sống gốc carbon. Và có ánh sáng hạt nhân ổn định của Mặt Trời trong hàng tỷ năm, các nguồn tài nguyên vật chất cần thiết do siêu tân tinh cung cấp, cũng như sự bảo vệ của Sao Mộc và Mặt Trăng. Nhờ đó, sự sống có thể hình thành trên Trái Đất và nền văn minh tiếp tục phát triển. Nhìn vào vũ trụ có thể quan sát được hiện nay, đây là một sự tồn tại rất, rất đặc biệt. Những người đang sống trên Trái Đất hôm nay nên biết ơn vũ trụ. Mượn một câu nói phương Tây: Cảm ơn Chúa!