Phóng to

TTO - Như chúng ta đã thấy, các tế bào sống tồn tại trong mối quan hệ chặt chẽ với môi trường của chúng. Thực ra, các nhà sinh vật học không dễ dàng thống nhất với nhau để xác định rõ ràng một thực thể có sống hay không do mối liên quan sống còn giữa môi trường của Trái đất và các sinh vật của nó.

Sau khi vi khuẩn tế bào lam bắt đầu sự sống, từng nhóm vi khuẩn này quần tụ lại với nhau thành bầy. Chúng sống ở những nơi nước cạn và có nhiều ánh sáng. Trong một vài trường hợp khi nước khô cạn, một số loại vi khuẩn lam đã phát triển khả năng giữ ẩm ở bên trong và khô ở bên ngoài.

Với ưu thế tiến hoá này, chúng sống sót và sinh sôi nảy nở để rồi trở thành các loại thực vật tiền sử, có liên hệ với các loại rêu và địa tiền ngày nay. Đến khoảng 460 triệu năm về trước, những mầm mống của loài thực vật đầu tiên đã lên cạn.

Vào đất liền, các loài thực vật phát triển thêm về chiều cao và thân cây cứng cáp để chuyển nước từ rễ lên và chất dinh dưỡng từ những đầu cành dẹt xuống, đó chính là những cái lá đầu tiên. Chuyện này xảy ra cách đây khoảng 400 triệu năm. Tiếp đến, hạt xuất hiện, để bảo vệ mầm khỏi chết khô ở những nơi không có nước.

Hạt mầm cho phép phôi ngừng phát triển, nghe ngóng động tĩnh của môi trường, và chờ cho đến khi điều kiện thuận lợi để lại tiếp tục lớn lên. Sau đó, loài “cây” dương xỉ ra đời, khoảng từ 345 đến 225 triệu năm trước, che phủ toàn bộ diện tích đất liền của địa cầu.

Chính xác thì những lục địa trên Trái đất từng có hình dạng thế nào? Đã từng có một thời gian dài, người ta cho rằng các lục địa luôn đứng yên tại vị trí chúng ta biết ngày nay. Giờ thì chúng ta hiểu rằng không phải như vậy.

Trái đất là một máy phát điện từ khổng lồ. Ở giữa phần nhân của nó thì đặc, xung quanh có sắt và nickel lỏng bao bọc, vẫn còn được nung nóng do nhiệt lượng còn lại từ thời điểm Trái đất được hình thành. Từ trường của Trái đất do sắt lỏng quay xung quanh trung tâm Trái đất tạo ra. Đường kính phần nhân rắn tăng chậm với tốc độ 5 cm mỗi năm năm bởi vì cũng như mọi thứ trong vũ trụ, Trái đất đang nguội dần.

Từ độ sâu 1,6 km, một lớp đá bị nung chảy một phần, được gọi là magma, trào lên bề mặt cứng của Trái đất. Lớp vỏ đá cứng này của Trái đất có độ dày từ 6,4 đến 32 km. Nó bao bọc toàn bộ Trái đất; các lục địa là phần lồi trong khi các đại dương là phần lõm chứa đầy nước có độ sâu khoảng 3,2 km. Lớp vỏ phân thành các địa tầng khác nhau, và trong khi trượt trên magma thì chúng va chạm, trườn lên trên hay xuống phía dưới các địa tầng khác.

Nhiệt lượng trong magma đẩy chúng trào lên giữa đáy biển, qua miệng núi lửa lên bề mặt, và tràn vào trong các rãnh ở giữa các địa tầng, gây ra động đất khi chúng hình thành lớp vỏ mới và đẩy các lớp vỏ cũ ra chỗ khác. Bề mặt của Trái đất đã bị bào mòn và lắng xuống lòng đại dương, kết lại thành đá rồi lại trồi lên khoảng hai mươi lăm lần trong lịch sử.

Các lục địa trên Trái đất cũng dịch chuyển cùng với lớp magma với tốc độ tính bằng cm/năm. Có thể nghiên cứu sự di chuyển của các lục địa qua thời gian vì khi các lớp đá mới hình thành, từ trường của chúng được tự nhiên sắp đặt theo hướng từ cực bắc-nam từ khi lớp đá này ra đời. (Ngành nghiên cứu hiện tượng này có tên là cổ từ học – paleomagnetism). Do các từ cực di chuyển chút ít mỗi năm nên các nhà khoa học có thể xác định các lớp đá đã di chuyển bao xa và chúng được hình thành từ khi nào.

Bằng cách kết hợp thông tin về sự di chuyển của các địa tầng cùng với các dữ liệu về từ địa và khoáng vật, các nhà địa lý đã phục dựng lại được vị trí của lớp vỏ Trái đất theo thời gian. Tất nhiên, càng cách xa hiện tại thì mức độ chắc chắn càng kém đi và mức độ suy diễn và tranh luận sẽ tăng lên. Tuy nhiên, mọi người đều đồng ý rằng Trái đất không duy trì điều kiện ổn định và lâu dài cho bất cứ loài sinh vật nào.

Dường như đến khoảng cách đây 250 triệu năm, khi bào tử dương xỉ sinh sôi, hầu hết các lục địa hiện nay của chúng ta đã xích lại gần nhau, và chụm lại về phía Nam Cực thành một lục địa khổng lồ gọi là Pangaea (Toàn cầu). Trước đó, các dải đất lớn đã trôi dạt dưới dạng các hòn đảo phân tán, và hầu hết các vùng đất ngày nay lúc đó đang còn chìm dưới mặt nước; còn trước đó nữa, các dải đất lớn có lẽ đã gần như kết thành một khối.

Pangaea tồn tại trong khoảng 50 triệu năm, sau đó lại tách ra một lần nữa thành hai nửa – nửa trên gọi là Laurasia (gồm Bắc Mỹ, châu Âu và Siberia) và nửa dưới được gọi là Gondwana (gồm phần nam bán cầu). Gondwana sau đó lại tách thành Nam Mỹ, châu Phi, Madagascar, Ả Rập, Australia, Nam Cực và Ấn Độ. Chừng nào nhân Trái đất còn nóng do nhiệt năng sinh ra từ lúc nó hình thành và được duy trì bởi sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ, các khối lục địa sẽ còn tiếp tục trôi dạt.

Sau khi Pangaea bắt đầu chia tách, cây dương xỉ có hạt phát triển thành cây có quả hình nón, rồi tiếp theo thành cây có hoa và cây có thân cứng, chúng xuất hiện cách đây khoảng 100 triệu năm. Các loài cây hiện đại xuất hiện sớm nhất bao gồm sồi beach, cáng lò, sung, nhựa ruồi, sồi oak, sung dâu, mộc lan, cọ, óc chó, liễu. Vào thời đó, các loại tùng bách ngả bóng bên lũ khủng long.

Cây cối và các loài thực vật khác đã và vẫn đang đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cho Trái đất mát mẻ để các loài sinh vật khác có thể sinh sống. Mỗi ngày, Trái đất nhận được một khối năng lượng khổng lồ từ Mặt trời – tương đương với khoảng 100 triệu quả bom Hiroshima. Trái đất cũng nhận được năng lượng mới mỗi ngày từ trong nhân của nó. Hầu hết năng lượng từ Mặt trời bị phản xạ trở lại vào không gian.

Cây cối chuyển hoá một phần nhỏ năng lượng Mặt trời qua quá trình quang hợp, nhưng lợi ích to lớn nhất của nó là loại bỏ CO₂ có trong không khí. Điều này làm cho không khí mát mẻ, vì mặc dù CO₂ có thể hấp thu năng lượng Mặt trời nhưng nó không cho sức nóng thoát trở lại vào không gian. Bầu khí quyển chỉ chứa khoảng 0,035 phần trăm CO₂, nhưng tỉ lệ tí hon này rất quan trọng để ổn định nhiệt độ trên Trái đất. Quá trình quang hợp ở cây xanh cũng thải oxygen ra bầu khí quyển, giúp duy trì tỉ lệ oxygen khoảng 21 phần trăm, vô cùng quan trọng cho mọi tổ chức sống.