[FONT="]KHÍ QUYỂN NUÔI VÀ BẢO VỆ CON NGƯỜI NHƯNG CŨNG CẢN TRỞ CON NGƯỜI NGHIÊN CỨU VŨ TRỤ[/FONT]
Không khí tạo nên khí quyển bao quanh Trái đất, có chứa 78% là nitơ, 21% là ôxy, còn 1% là các khí khác như hiđrô, cacbonic, nêôn, agôn, kriptôn ôzôn…
Khi nhịn ăn, con người có thể sống được một tuần lễ hay mười ngày, nhưng không có không khí để thở sẽ chết ngay, vì ôxy từ trong không khí vào trong cơ thể, sẽ thực hiện các phản ứng hóa học với các chất dinh dưỡng, tạp ra năng lượng để hoạt động và duy trì thân nhiệt.
Đại bộ phận các thiên thể đều có khí quyển. Trái đất có khí quyển, nhưng cũng không thể chỉ rõ giới hạn trên của khí quyển vì mật độ không khí giảm liên tục theo độ cao và loãng dần đến mức như mật độ vật chất giữa các hành tinh. Khi khảo sát khí quyển từ mặt đất đến độ cao cỡ bán kính trái đất ( khoảng 6 350 km) người ta nhận thấy thành phần của khí quyển thay đổi theo độ cao rất ít. Khí quyển có cấu tạo theo các tầng lớp khá rõ ràng, các tầng lớp cơ bản của khí quyển là.
1> Tầng đối lưu, từ độ cao 8 – 17 km, tùy thuộc vào vĩ độ địa lý, trong đó có nhiều hơi nước, tất cả các hiện tượng thời tiết xấu đều xảy ra tầng đối lưu, riêng lớp dưới cùng có bề dày 30 – 50m chịu tác động trực tiếp của bề mặt trái đất.
2> Tầng bình lưu, ở ngay trên tầng đối lưu, ở độ cao khoảng 40 km. Đặc điểm của tầng này là nhiệt độ hầu như không thay đổi theo độ cao, trong tầng này không chuyển theo phương ngang nên được gọi là bình lưu. Phía trên tầng bình lưu có nhiều ôzôn là loại phân tử có 3 nguyên tử ôxy (O³) nên được gọi là tầng ôzôn
3> Tầng giữa hay tầng trung gian, từ độ cao 40 km đến 80km, ở nửa dưới của tầng nhiệt độ này có thể tăng từ 20 ºC lên 30ºC, phần trên nhiệt độ có thế giảm đến - 100ºC.
4> Tầng ion hay tầng nhiệt, từ độ cao 80 km đến 800 – 1 000km có sự ion hóa cao các phân tử chất khí dưới tác dụng liên tục của tia vũ trụ và các bức xạ Mặt trời, nhất là tia X và tia tử ngoại. Khi gió mặt trời mạnh, có nhiều gạt mang điện đi tới làm thay đổi trạng thái gây nên bão từ, làm nhiễu loạn sóng vô tuyến và cực quang. Tầng ion còn chia ra làm nhiều lớp theo mật độ các hạt tích điện.
5> Tầng ngoài hay ngoại quyển, ở độ cao từ 800 km đến 1 000km, từ tầng này các phân tử có thể khuếch tán vào không gian vũ trụ, nên mật độ không khí rất loãng, có thể xem như chân không. Tầng này cho 3/4 các bức xạ mặt trời đi qua các sóng dài của mặt đất. Người ta đã dùng các bóng thám không, các máy phát vô tuyến, tên lửa, vệ tinh nhân tạo và trạm vũ trụ bay quanh Trái đất để nghiên cứu và thu thập các số liệu về khí quyển.
Tại sao người ta thường nói: Khí quyển là cái áo giáp bảo vệ chúng ta? Vì, ngoài việc ngăn chặn tia tử ngoại như đã nói ở trên, khí quyển còn có các tác dụng hữu ích sau đây đối với con người và sinh quyển nói chung.
a> Giảm bớt cường độ bức xạ năng lượng của Mặt trời đến mặt đất. Mỗi mét vuông đặt vuông góc với tia mặt trời, nếu không có khí quyển thì trong 1 phút sẽ chịu một nhiệt lượng 20 000 calo, với nhiệt lượng này sẽ làm cho cây cối động vật chết khô.
b> Ngăn chặn các tia bức xạ có năng lượng lớn, rất nguy hiểm như tia X, tia gamma, các hạt mang điện có năng lượng lớn như êlectron, prôtôn…từ vũ trụ và từ Mặt trời bắn ra đi tới Trái đất.
c> Cản trở và làm bốc cháy các thiên thạch từ vũ trụ rơi xuống Trái đất. Hàng ngày có rất nhiều thiên thạch có kích thước rất nhỏ như hạt cát, hạt sỏi đi vào khí quyển, cọ xát với không khí bốc cháy và phát sáng tạo thành sao băng.
Các vật thể có khối lượng và kích thước lớn rơi từ mặt đất xuống được gọi là thiên thạch.
d> Sự hoàn lưu của khí quyển gây ra gió, bão có khi rất tai hại, nhưng cũng có khí có lợi như gió đẩy thuyền buồm đi, gió cung cấp năng lượng để chạy máy phát điện, để quay cối xay gió…
e> Khí quyển giữ hơi nước tạo thành mây, mới có mưa, những nơi chưa có hệ thống thủy lợi thì hiệu quả trồng trọt do mưa quyết định.
Bây giờ, ta sẽ xem xét khí quyển đã cản trở con người nghiên cứu vũ trụ như thế nào?
Khi nghiên cứu các thiên thể và các hệ thiên thể để biết sự chuyển động, cấu tạo hóa học, các trạng thái vật lý, người ta phải dựa vào các bức xạ của chúng, chủ yếu là bức xạ điện từ có tần số từ lớn đến bé, nghĩa là có năng lượng từ lớn đến bé hay có bước sóng từ bé đến lớn theo thứ tự: tia gamma, tia X, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, sóng vô tuyến điện. Nhưng khí quyển chỉ cho hai dải tần số đi tới mặt đất, đó là ánh sáng nhìn thấy với các tia hồng ngoại gần có bước sóng từ 0,4 micrômet đến 3 micrômet và dải thứ hai là sóng vô tuyến điện có bước sóng từ 1 mm đến 30 m, còn các dải tần số khác đều bị khí quyển hấp thụ hoặc phản xạ trở lại vào vũ trụ.
Nhờ ánh sáng nhìn thấy mà hàng ngàn năm trước, khi phát kiến kính viễn vọng vào năm 1609, con người đã biết được quy luật chuyển động biểu kiến của Mặt trời, Mặt trăng, các hành tinh và các sao. Nhờ kính thiên văn quang học và các phương pháp trắc quang, quang phổ…con người biết được cấu tạo hóa học, các đặc trưng vật lý như độ sáng, khối lượng, kích thước…của các thiên thể.
Đến giữa thế kỷ XX, kính thiên văn vô tuyến ra đời, đã phối hợp với kính thiên văn quang học để phát hiện nhiều hiện tượng kỳ thú trong vũ trụ.
Thế nhưng, các sóng điện từ như ánh sáng nhìn thấy khi đi đến mặt đất cũng bị hấp thụ một phần, nên với kính thiên văn quang học lớn nhất cũng không thể quan sát được nhiều chi tiết trong hệ mặt trời và các hệ thiên thể ở những nơi xa nhất của vũ trụ. Đầu thập kỷ 60 của thế kỷ XX nhờ các khoa học chinh phục vũ trụ phát triển, đưa được con người và các trạm vũ trụ bay quanh Trái đất ngoài khí quyển, với nhiều loại máy móc đo đạc, người ta đã thu được tất cả các dải tần số của sóng điện từ, do đó phát hiện nhiểu đối tượng kì lạ mới.
Trong hệ mặt trời, phát hiện được nhiều chi tiết mới: Ở trên Trái đất, chỉ thấy Hổ tinh có vành đai, nhưng từ trạm vũ trụ, đã phát hiện thấy rằng Mộc tinh, Thiên tinh, Hải tinh đều có vành đai mỏng hơn Thổ tinh nên ở trên Trái đất không thể phát triển được. Nhờ Trạm vũ trụ, còn phát hiện được nhiều vệ tinh nhỏ của các hành tinh.
Lỗ đen là một loại thiên thể trong các thiên hà, những ngôi sao có khối lượng gấp 3 khối lượng mặt trời, sau khi bị tiêu hao hiết nhiên liệu hiđrô để tổng hợp thành heli, sẽ bị suy sụp rồi lại bùng lên thành sao siêu mới, cuối cùng lực hấp dẫn sẽ nén nó lại thành một môi trường vật chất có mật độ rất cao, nên ở đó có phát ra ánh sáng nhưng các phôtôn của ánh sáng đó lại bị hút trở lại, do đó không thể quan sát được và được gọi là lỗ đen. Lỗ đen hút và nuốt chửng mọi thiên thể đi gần nó. Ngày 16 tháng 4 năm 2004, các phương tiện thông tin đại chúng đưa tin: “Hai tàu vũ trụ của Mỹ và châu Âu đã phát hiện một lỗ đen đang xé xác một ngôi sao..”. Hiện tượng này không thể phát hiện được từ các kính và máy đo đặt trên mặt đất. Khi lỗ đen hút rất mạnh, làm tan xác một ngôi sao, sẽ có hiện tượng bức xạ tia X, mà tia này chỉ thu được ở ngoài khí quyển trái đất.
Kính thiên văn vũ trụ có đường kính 2,5 mét được tàu con thoi “ Đixcôvơri” đưa lên không gian ngoài khí quyển vào năm 1990, được gọi là kính thiên văn vũ trụ Hop – bon, lúc đầu kính được lắp đặt không chính xác, nên ảnh chụp các thiên hà bị nhòe, trong chuyến bay tàu con thoi. “ Enđơvơ”, một nhóm các nhà du hành vũ trụ đã sữa chữa kính Hop –bon vào cuối năm 1993. Sau đó kính vũ trụ Hơp – bon đã tự động chụp được nhiều bức ảnh truyền về Trái đất, cung cấp nhiều thông tin rất quý giá. Năm 1995, lần đầu tiên kính Hop – bon phát hiện hành tinh chạy quanh các sao tương tự như Trái đất và các hành tinh chuyển động quanh Mặt trời, cho đến nay đã phát hiện trên một trăm hành tinh của các vì sao trong dải Ngân hà, có nhưng hành tinh có khí quyển mở ra khả năng phát hiện sự sống và các nền văn minh ngoài Trái đất.
Ngày nay, sự cản trở của khí quyển trong việc nghiên cứu vũ trụ đã được khắc phục.
Theo Nguồn NXBGD.
