Khí quyển là gì? Tần khí quyển có vai trò gì tới sự sống

Bầu khí quyển chứa không khí mà chúng ta hít thở và là một lớp khí bao quanh Trái đất. Nó được giữ gần bề mặt của hành tinh bởi lực hút hấp dẫn của Trái đất. Trong bài viết này, Trang tài liệu sẽ lý giải về khí quyển là gì và khí quyển có mấy tầng, mấy lớp để giúp bạn đọc hiểu rõ hơn. 

khí quyển là gì?

Khí quyển là gì? Khí quyển chính là lớp khí bao quanh Trái Đất và được giữ lại bởi lực hấp dẫn của Trái Đất. Nó bao gồm những chất khí như nitơ (chiếm 78,1% thể tích), là oxi khoảng 20,9%, ngoài ra nó còn là các chất khí khác như agon, cácbon điôxít, là hơi nước… Khí quyển Trái Đất có ý nghĩa vô cùng quan trọng, nó bảo vệ sự sống Trái Đất bằng cách hấp thụ các tia bức xạ cực tím độc hại của Mặt Trời và cân bằng sự thay đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm ở khắp mọi nơi trên bề mặt Trái Đất.

Áp suất của khí quyển bằng bao nhiêu? Áp suất khí quyển chính là trọng lượng của lớp vỏ không khí bao bọc xung quanh Trái Đất tác dụng lên vật để đặt trong nó. Đơn vị đo là át-mốt-phe (atm). Con số phổ biến nhất về áp suất khí quyển là 760 mmHg.

Các tầng khí quyển trái đất

Khí quyển có năm lớp riêng biệt được xác định bởi sự thay đổi nhiệt độ xảy ra khi độ cao tầng khí quyển tăng dần. Các lớp của khí quyển Trái đất được chia thành năm lớp khác nhau như:

• Exosphere
• Khí quyển
• Mesosphere
• Tầng bình lưu
• Tầng đối lưu

Theo Viện Nghiên cứu Nước và Khí quyển Quốc gia (NIWA), các lớp được phân tách dựa trên nhiệt độ. Khí áp giảm dần theo độ cao. Ở mực nước biển, áp suất không khí vào khoảng 14,7 pound trên inch vuông (1 kg trên centimet vuông), và bầu khí quyển tương đối dày đặc.

Ở độ cao 10.000 feet (3 km), áp suất không khí là 10 pound trên inch vuông (0,7 kg trên cm vuông), có nghĩa là các phân tử khí tạo nên bầu khí quyển ít đặc hơn. Điều đó khiến một người khó thở hơn và có đủ oxy để sống, mặc dù đã có bằng chứng về sự sống của vi sinh vật ở trên cao trong các đám mây .

Tầng đối lưu

Tầng đối lưu là tầng thấp nhất trong khí quyển. Nó kéo dài lên trên khoảng 10kms so với mực nước biển bắt đầu từ mặt đất. Phần thấp nhất của tầng đối lưu được gọi là lớp ranh giới và lớp trên cùng được gọi là tầng nhiệt đới. Tầng đối lưu chứa 75% không khí trong khí quyển. 

Hầu hết các đám mây xuất hiện trong lớp này vì 99% hơi nước trong khí quyển được tìm thấy ở đây. Nhiệt độ và áp suất không khí giảm khi bạn lên cao hơn trong tầng đối lưu. Khi một khối không khí chuyển động lên trên, nó sẽ nở ra. Khi không khí nở ra, nó nguội đi.

Vì lý do này, phần đáy của tầng đối lưu ấm hơn phần nền của nó vì không khí trên bề mặt Trái đất hấp thụ năng lượng của mặt trời, nóng lên và di chuyển lên trên do nó nguội đi.

Tầng bình lưu

Phía trên tầng đối lưu là tầng bình lưu kéo dài từ đỉnh của tầng đối lưu đến khoảng 50km (31 dặm) so với mặt đất. Tầng ozon nằm trong tầng bình lưu. Các phân tử ozon trong lớp này hấp thụ ánh sáng cực tím (UV) năng lượng cao từ Mặt trời và chuyển nó thành nhiệt. Bởi vì điều này, không giống như tầng đối lưu, tầng bình lưu sẽ ấm lên khi bạn lên cao hơn! 

Tầng trung lưu

Phía trên tầng bình lưu là tầng trung lưu và nó kéo dài đến độ cao khoảng 85 km (53 dặm) tính từ mặt đất. Ở đây, nhiệt độ trở nên lạnh hơn khi bạn tăng lên qua tầng trung lưu. Những phần lạnh nhất của bầu khí quyển của chúng ta nằm trong lớp này và có thể lên tới –90 ° C.

Tầng trung lưu rất khó phân tích vì máy bay phản lực và khí cầu không bay đủ cao nhưng vệ tinh bay quá cao để nghiên cứu trực tiếp lớp này. Tuy nhiên, chúng ta biết rằng hầu hết các thiên thạch bốc cháy trong lớp này, và các đám mây cao được gọi là mây dạ quang (còn được gọi là mây trung quyển địa cực) thỉnh thoảng hình thành trong tầng trung quyển. 

Khí quyển

Khí quyển nằm phía trên tầng trung lưu và đây là vùng có nhiệt độ tăng lên khi bạn lên cao hơn. Sự gia tăng nhiệt độ là do sự hấp thụ bức xạ tia cực tím và tia X có năng lượng từ mặt trời. 

Tuy nhiên, không khí trong lớp này quá mỏng nên chúng ta sẽ cảm thấy lạnh cóng. Vệ tinh quay quanh Trái đất trong khí quyển. Nhiệt độ trong khí quyển phía trên có thể dao động từ khoảng 500°C đến 2.000°C hoặc cao hơn.

Nhiệt khí quyển được coi là một phần của bầu khí quyển Trái đất, nhưng mật độ không khí thấp đến mức phần lớn lớp này thường được coi là không gian bên ngoài. Trên thực tế, đây là nơi các tàu con thoi bay tới và là nơi Trạm vũ trụ quốc tế quay quanh Trái đất. 

Exosphere ( Ngoại quyển)

Exosphere là biên giới cuối cùng của vỏ khí Trái đất. Không khí trong ngoại quyển không ngừng nhưng dần dần bị rò rỉ ra khỏi bầu khí quyển của Trái đất và đi ra ngoài vũ trụ. Không có ranh giới phía trên rõ ràng tại nơi mà ngoại quyển cuối cùng biến mất vào không gian.

Tầng điện ly

Tầng điện ly không phải là một lớp riêng biệt không giống như các lớp khác trong khí quyển. Tầng điện ly là một loạt các vùng trong các phần của tầng trung quyển và nhiệt khí quyển, nơi bức xạ năng lượng cao từ Mặt trời đã đánh bật các điện tử ra khỏi các nguyên tử và phân tử mẹ của chúng.

Vai trò tầng khí quyển

• Cung cấp oxi để thực hiện trao đổi hô hấp 

 Đây là một trong những nguy cơ hàng đầu nếu mất đi các tầng khí quyển, vì tầng khí quyển được bao gồm bởi Ni-tơ, oxy, agon hay hidro và he li.
Việc mất đi những khí cần thiết để người, động vật và thức vật thực hiện các hoạt động hô hấp khiến cho hành tinh mất đi sự sống và điều đó đồng nghĩa với việc những tầng khí quyển đóng vai trò quan trọng với sự sống của loài người và các sinh vật khác sinh sống trên trái đất.

• Đại dương sẽ hoàn toàn biến mất do nhiệt độ tăng cao

Như các bạn đã biết, các tầng khí quyển giống như một lớp vỏ trung gian và nếu như không có các lớp bảo vệ của tầng khí quyển, trái đất sẽ bị tấn công bởi sức nóng của nhiều tác động dẫn đến việc các đại dương hoàn toàn biến mất và khô hạn do nhiệt độ tăng cao một thời gian hoặc đột ngột.
Trái đất có thể bị tàn phá bởi những lớp thiên thạch bên ngoài hay những vật thể khác gây sức nóng, chính vì vậy mà sự có mặt của những tầng khí quyển giống như môt lớp ráp bảo vệ giúp đốt cháy và tạo lực cản với những vật thể từ ngoài vũ trụ tiến vào sâu bên trong trái đất.

• Giúp tránh được sự tàn phá nặng nề của các thiên thạch

Thiên thạch chính là một trong những tác nhân mang đến sức tàn phá khủng khiếp cho toàn bộ trái đất, sức công phá của thiên thạch là khó có thể quy ước về mặt không gian và thời gian, đã có những mô phỏng dự đoán những va chạm lớn giữa chúng với bề mặt trái đất gây nên những sức tàn phá nặng nề tương đương với một quả bom nguyên tử, sự có mặt của các tầng khí quyển giúp đẩy lùi những thiệt hại nghiêm trọng ở các phạm vị cục bộ hoặc tổng quát.

• Giữ ấm cho bề mặt Trái đất vào ban đêm 

Nếu không có khí quyển, ban đêm sẽ rất lạnh lẽo và khó có thể cân bằng được nhiệt độ của sự sống. Trong đó nhiệt độ của trái đất trung bình là 15 độ c được cân bằng và cố định nhờ vào vai trò của các tầng khí quyển với khả năng bao bọc và giữ nhiệt. Không có bầu khí quyển để giữ ấm vào ban đêm, nhiệt độ dự đoán sẽ là khoảng – 150 độ C hoặc hơn thế nữa.

• Giữ cân bằng nhiệt độ trái đất không tăng cao 

Tương đồng với nhiệt độ giảm cực thấp về ban đêm, nếu không có những tầng khí quyển, nhiệt độ trái đất cũng sẽ đột ngột tăng cao, gây nóng lên toàn cầu, cùng với đó như chúng ta đã biết là nhiệt độ trái đất được tạo nên bởi sự cân bằng năng lượng giữa mặt trời và trái đất, trong đó năng lượng của mặt trời chủ yếu là được hấp thụ từ các sóng ngắn dễ dàng đi qua các tầng khí quyển để đi xuống bề mặt trái đất, trong đó bức xạ ngược lại của khí quyển có sóng dài có năng lượng thấp và làm môt số chất trong khí quyển bị giữ lại.
Như vậy nếu như không có những tầng khí quyển thì nhiệt độ của trái đất sẽ tăng lên đến mức tối đa và không được cân bằng nhiệt, từ đó làm giảm những tia nắng gắt và cả sự khắc nghiệt của nhiệt độ giống như một lớp chăn có chức năng bảo vệ độc đáo được quán quanh hành tinh.

• Mang đến tầng ozone dồi dào 

Trong cấu tạo của những tầng khí quyển tại tầng bình lưu là nơi sở hữu tầng ozon, ozon cũng sở hữu những nguồn năng lượng dồi dào đóng vai trò quan trọng cho sự sống của trái đất như hấp thụ tất cả các tia cực tím từ bức xạ mặt trời và ngăn cản chúng chiếu xuống trái đất, nếu tầng ozon ở khí quyển bị suy giảm đồng nghĩa với việc tia uv chiếu xuống trái đất nhiều hơn gây nên những tổn thương bệnh tật nhiều hơn ở con người, đặc biệt là ung thư da.

• Gây những ảnh hưởng đến dòng hải lưu 

Một số những nguyên nhân trong sự hình thành của tầng khí quyển bao gồm các áp suất khí quyển hay tầng khí quyển có tác động trực tiếp tới dòng hải lưu với những vòng hoàn lưu khí quyển có khả năng dịch chuyển về hướng cực giai đoạn ấm hơn mang theo phần nhiệt năng.

• Tăng cường hệ thống quang hợp

Sự có mặt của các tầng khí quyển với hệ thống quang hợp phát triển biến các phân tử carbon dioxide và nước thành đường và khí oxy. Điều này giúp làm tằn cường đáng kể lượng oxy trên trái đất, tăng cường hệ thống hô hấp và quang hợp.

Ô nhiễm bầu khí quyển

Theo các nhà môi trường học, ô nhiễm khí quyển chủ yếu là do khói, bụi, hơi hoặc các khí lạ được đưa vào khí quyển thông qua các hoạt động của con người: nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt hằng ngày… Từ đó, nó lại tác động trở lại đối với con người, gây ra các loại bệnh tật lây lan. Chính vì vậy, ô nhiễm không khí đã và đang trở thành vấn cấp bách nhất toàn cầu hiện nay.