1 | P a g e
MỞ ĐẦU
Năng lượng Mặt trời đốt nóng không đều bề mặt Trái đất. Khu vực xích đạo nhận
được nhiều nhiệt hơn cả. Mỗi năm, khu vực này nhận được lượng nhiệt gấp 2.4 lần so
với vùng cực. Sự tự quay của Trái đất làm phân bố nhiệt vào Đại dương và Khí quyển.
Sau đó, trọng lực sẽ làm san bằng sự phân bố không đều của nhiệt lượng. Tất cả những
hiện tượng trên được coi như thuộc phạm vi của khí hậu và thời tiết. Giờ qua giờ, ngày
qua ngày và mùa qua mùa, chúng ta phải trải qua những thay đổi trong khí quyển. Khi
thời tiết được xét trong một khoảng thời gian dài như vài thập kỷ, vài thế kỷ hay hàng
triệu năm, ta gọi đó là khí hậu. Cũng giống như thời tiết, khí hậu được đặt trưng bởi
những thay đổi và sự đa dạng của nó.
Khi những điều kiện trên Trái đất thay đổi, mọi sự sống phải tự thích hợp với
những điều kiện mới đó. Mọi loài phát triển và sau đó thay đổi, chúng được thay thế bởi
những loài khác có khả năng thích ứng hơn với thời tiết. Trong khi đó có những loài
không thể tồn tại được và chúng đã bị tuyệt chủng.
I. KHÍ HẬU
Có hai nhân tố quyết định đến thời tiết. Đó là:
- Lượng bức xạ Mặt trời mà Trái đất nhận được,
- Lượng bức xạ Mặt trời được Trái đất giữ lại.
Mặc dù năng lượng Mặt trời nhận được tại mỗi thời điểm thì khác nhau nhưng nó
thường được xem như một hằng số. Những điều kiện trên Trái đất có thể làm phản xạ
2 | P a g e
hoặc giữ lại năng lượng Mặt trời, làm Trái đất ấm hoặc lạnh. Ví dụ: nếu có quá nhiều
mây, tuyết hoặc băng phủ thì sẽ khiến cho các tia bức xạ Mặt trời bị phản xạ trở lại
không gian, các tia này được gọi là Albedo và kết quả là làm cho không khí lạnh hơn.
Hình : Tia Albedo
3 | P a g e
Hoặc, nếu khí quyển chứa nhiều loại khí cho phép các tia có bước sóng ngắn từ
Mặt trời xuyên qua nhưng lại ngăn chặn và giữ lại các tia có bước sóng dài quay trở lại.
Với một lượng lớn các loại khí như vậy (CO
2

được luân chuyển trong tự nhiên. Sự tác động của con người là rất nhỏ so với sự thay
đổi liên tục của khí CO
2
giữa khí quyển với đại dương và giữa khí quyển với các lục địa.
Dự báo vào khoảng năm 2100 với lượng khí nhà kính do con người tạo ra, do một nền
kinh tế chậm phát triển thì nhiệt độ trung bình hằng năm sẽ tăng 2 - 3
o
C, còn nếu với
nền kinh tế phát triển nhanh thì nhiệt độ trung bình hằng năm có thể sẽ tăng 5 - 10
o
C.
Một so sánh: cách đây 11000 năm có 1 thời kỳ ấm lên toàn cầu khoảng 5
o
C đánh
dấu sự kết thúc kỉ băng hà cuối cùng bằng việc băng tan đã gây nên sự dâng lên của mực
nước biển thế giới. Ví dụ: Mực nước ở Đại Tây Dương và vùng biển Gulf (Mexico) đã
tiến vào đất liền khoảng 100 dặm và đã làm thay đổi các khu rừng trên pham vi toàn cầu.
Nếu như con người vẫn thải CO
2
vào bầu khí quyển thì nhiệt độ toàn cầu sẽ tăng
vài độ. Qua những hóa thạch và sự tính toán của máy tính dự báo sẽ có những vấn đề
nghiêm trọng sẽ xảy ra trong tương lai.
Sao Kim là hành tinh thứ hai trong hệ Mặt Trời, do đó nhận được bức xạ mặt trời
cường độ cao. Năng lượng mặt trời bị giữ lại do khí quyển dày đặc carbon dioxide của
nó, tạo nên nhiệt độ bề mặt là 477
o
C. Sự sống trên sao Kim là rất khó để tưởng tượng
khi nhiệt độ rất cao, bề mặt đá rực đỏ.
Sao Hỏa là hành tinh thứ tư trong hệ Mặt Trời, và do khoảng cách xa nên nó nhận
ít năng lượng mặt trời hơn. Tuy nhiên lớp khí quyển mỏng ở Sao hỏa tương đối giàu

rạn san hô và mô khoáng của các loài động vật không xương sống và các loại tảo . CO
2
trong khí quyển dễ dàng hòa tan trong nước. Trong thực tế, tồn tại một trạng thái cân
bằng giữa lượng khí CO
2
trong nước đại dương và khí quyển. Do đó, khí CO
2
có trong
khí quyển lại có trong bề mặt lớp nước của các đại dương, đây không phải là do ngẫu
nhiên.
Ví dụ: Một là, nó sẽ xảy ra những trận khô hạn nghiêm trong vào mùa hè ở những
vùng trồng ngũ cốc ở miền Trung nước Mỹ. Hai là, một vài vùng trên Trái Đất sẽ ẩm và
lạnh hơn, một số nơi khác lại nóng hơn. Ba là, rừng và đất nông nghiệp sẽ phải thay đổi
và di chuyển sang những vùng địa lý khác. Bốn là, mực nước biển sẽ dâng lên 1m trong
7 | P a g e
100 năm tới, làm ảnh hưởng tới các thành phố và hải cảng thấp. Năm là, việc chìm
xuống của nước mặn tại Bắc Đại Tây Dương tạo nên hệ thống hải lưu hiện nay ở đại
đương, hệ thống này sẽ bị thay đổi do sự hòa nhập của nước ngọt tan ra từ băng. Sự thay
đổi này sẽ có tác động lên khí hậu toàn cầu.
Dự báo những hậu quả thảm khốc do con người gây ra qua việc nóng lên của hiệu
ứng nhà kính thì không được chấp nhận. Do việc thải CO
2
của con người là quá nhỏ so
với tự nhiên. Kết quả từ các hoạt động của con người thì không đủ điều kiện để tiên
đoán hệ thống khí hậu của Trái Đất vốn đã rất phức tạp.
Nguyên nhân thứ 2 là do bức xạ của Mặt Trời, giữa 1978 - 1997 bức xạ thay đổi
0.14% và có thể thay đổi lớn hơn trong thời gian dài. Nguyên nhân thứ 3 là do núi lửa
phun trào, nó có tác động trực tiếp lên sự biến đổi khí hậu toàn cầu.
Chúng ta sẽ xem xét tác động đến khí hậu do phun trào gần đây của Tampora, El
Chichon, Pinatubo ("hiệu ứng khí hậu do núi lửa"). Thứ tư, thay đổi khí hậu là thay đổi

2
trong khí quyển làm giảm nồng độ. Qua các loài động vật có thành
phần xương là CaCO
3
, thì quá trình giảm nồng độ CO
2
lại giảm mạnh. Sinh vật sử dụng
khí CO
2
đã làm giảm đi hiệu ứng nhà kính, và tạo nhiệt độ giống với nhiệt độ hiện nay
trên Trái Đất.
Ngày nay, CO
2
chỉ chiếm 0,033% khí quyển Trái Đất, nhưng nó tạo hiệu ứng nhà
kính cường độ nhẹ và giữ nhiệt độ trung bình Trái Đất là 16
o
C, cao hơn nhiều lúc không
tồn tại khí CO
2
. Nếu không có mặt CO
2
trong khí quyển, nhiệt độ trung bình ở bề mặt
Trái Đất là khoảng -18
o
C, và sẽ có nhiều dạng sống khác nhau mà chúng ta đã biết.
III. LỊCH SỬ KHÍ HẬU TRÁI ĐẤT:
Nhiều loại đá trầm tích có chứa các thông tin về khí hậu tại thời điểm nó được
sinh ra. Khí hậu nóng được hiển thị qua: 1)Các rạn san hô và đá vôi (đá hóa thạch),
9 | P a g e
2)Các quặng bauxit nhôm, loại quặng chỉ hình thành ở đất nhiệt đới, 3)Trầm tích của các

• Kỷ băng hà hậu đại cổ sinh:
Một trong những kỷ băng hà chính trong lịch sử Trái Đất bắt đầu từ kỷ tiền
Carbon (360 triệu năm trước) và kéo dài hàng chục triệu năm cho đến kỷ Hậu Permi
(260 triệu năm trước) là 1 khoảng thời băng hà kéo dài. Một thời kỳ băng hà cần một
khoảng không gian rộng và thời gian lâu dài. Đó là yếu tố chính để xuất hiện, thay đổi
hình dạng, kích cỡ, định hướng của các châu lục và đại dương
1. Lúc đầu điều kiện tuyệt đối của một thời kì băng hà là có một hoặc nhiều đại
lục địa gần cực. Một đất rộng vùng cực là cần thiết để tích tụ lượng tuyết rơi, cho phép
sự tích tụ rộng lớn 3km lớp băng dày lục địa. Sông băng Massive không thể được hình
11 | P a g e
thành trên mặt nước biển. Trong thời Hậu Đại Cổ sinh, phần lớn các lục địa đã được tập
trung thành một vùng đất rộng duy nhất là Pangaea. Phần phía Nam của siêu lục địa
Pangaea được biết đến như Gondwanaland, nó hình thành nên Nam Mỹ, Châu Phi, Nam
Cực, Úc và Ấn Độ ngày nay. Trong thời gian Hậu Giới cổ sinh, Gondwanaland di
chuyển ngang qua vùng cực Nam, những lớp băng chính luôn luôn tồn tại gần cực nam.
Phía Nam Mỹ - Châu Phi có lẽ tạo nên lớp băng vĩ đại đầu tiên Antarctica Và Cuối cùng
Australia.
2. Một mặt quan trọng khác là sự tuần hoàn nước đại dương. Do bức xạ mặt trời
thay đổi, những lớp nước ở xích đạo sẽ nhận được nhiều năng lượng mặt trời hơn lớp ở
cực. Nếu hiện tại không có lục địa để ngăn chặn dòng hải lưu, thì lớp nước ở xích đạo sẽ
di chuyển theo vĩ độ (phương tây sang đông) vì sự quay tròn của Trái Đất
Dòng hải lưu ấm toàn cầu tại đường xích đạo sẽ tác động ra sao với các lớp băng
lớn? Trong chu trình thủy văn, nước đầu tiên phải được bốc hơi từ đại dương để tạo
thành mây và di chuyển tới vùng lạnh hơn để tạo nên tuyết. Nước lạnh rất khó khăn để
bốc hơi, nước ấm bốc hơi dễ hơn. Các hồ sơ địa chất cho thấy rằng ở kỉ băng hà, vòng
tuần hoàn đại dương theo hướng dọc (phía bắc và phía nam) chiếm ưu thế hơn theo
hướng vĩ độ (phía đông và phía tây) vì châu lục này là một liên kết theo phía bắc - nam,
nó ngăn cản việc di chuyển theo hướng vĩ độ của nước biển, do đó đẩy vùng biển ấm
hơn ở xích đạo về phía cực, nơi việc bốc hơi hình thành những đám mây tạo nên tuyết
rơi và cuối cùng tạo nên các tảng băng. Các lục địa đã có dạng bắc - nam trong thời Đại

3
. Vì vậy, đo tỷ lệ O
18
/O
16
trong lớp vỏ để ước tính nhiệt độ của biển
thời cổ đại.
Thế giới thì ra sao trong thời hậu Paleocen Torrid? Có ít sự khác biệt về nhiệt độ
giữa các vùng biển nhiệt đới và vùng cực; cái lạnh mất đi, nước chìm ở hai cực; có sự
13 | P a g e
chênh lệch nhỏ về nhiệt độ giữa nước bề mặt và dưới biển sâu,nghĩa là lực hút của lực
hấp dẫn sẽ ít hiệu quả và vòng tuần hoàn đại dương trở nên khó khăn.
Chênh lệch nhiệt độ trong khí quyển cũng sẽ giảm đi, dẫn đến thời tiết trên toàn
thế giới ôn hòa. Không có thời tiết khắc nhiệt, các mùa ít thay đổi, tần suất và lượng
mưa phân bố đều trong năm. Hầu hết các nơi trên Trái Đất thì ẩm ướt và ấm hơn.
Giáp ranh nước Mỹ được bao phủ bởi một trong hai vùng khí hậu nhiệt đới hoặc
cận nhiệt đới. Dọc theo vùng ven biển, khí hậu cận nhiệt đới tồn tại ở vành đai Bắc cực
bởi việc tìm thấy hóa thạch cá sấu và cây cọ. Lớp băng lục địa dường như không tồn tại
bất cứ nơi nào trên thế giới. Rừng thường xanh và thực vật rụng lá bao phủ nhiều vùng
đất. Sa mạc nóng và lãnh nguyên bắc cực chiếm tỷ lệ nhỏ trên mặt đất. Khí hậu thế giới
thiếu đi sự khắc nghiệt.
Làm thế nào mà khí hậu Trái Đất trở nên ấm áp? Một số yếu tố kết hợp làm gia
tăng nhiệt độ là:
- Khu vực xích đạo phần lớn được bao phủ bởi các đại dương, cho phép hấp thu
thêm nhiệt mặt trời.
- Đại dương nóng lên, các khu vực bao phủ bởi tuyết và băng giảm, do đó đất lộ
ra. Tuyết và băng phản xạ ánh mặt trời, đất hấp thụ nhiệt.
- Lượng lớn dung nham từ việc mở rộng Bắc Đại Tây Dương có thể thải ra một
lượng lớn các loại khí vào bầu khí quyển, làm ấm lên toàn cầu thông qua tăng
hiệu ứng nhà kính.

15 | P a g e
cacbon trong đá trầm tích hậu Paleocen cho thấy rằng một sự giải phóng mê tan xảy ra
khoảng 55.5 triệu năm trước. Việc giải phóng mê tan xảy ra khoảng 10.000 năm. Đây là
một thời gian rất ngắn cho khí quyển để nhận được một khối lượng lớn các khí nhà kính
(methane có hiệu suất gấp 24 lần trong việc hấp thụ nhiệt so với cacbon dioxide). Trong
khoảng 250.000 năm lượng metan dư thừa đã được loại bỏ, nhưng theo sau đó là sự thay
đổi về sự sống rất khác trên Trái Đất. Ví dụ, sự tuyệt chủng hàng loạt ở đáy biển cùng
với các đại di cư và xuất hiện của nhiều loài động vật có vú trên đất liền.
Trên thế giới đã thay đổi từ một ngôi nhà băng hậu Đại Cổ sinh đến một ngôi nhà
hậu Paleocen nóng.
• Kỷ băng hà cuối Tân sinh:
Bắt đầu từ đỉnh nhiệt độ tại 55.5 triệu năm trước, Trái Đất bắt đầu có xu hướng
mát đi trong 1 khoảng thời gian dài đưa chúng ta vào kỉ Băng hà. Chuỗi sự kiện bao
gồm:
- 40 triệu năm trước, Nam Cực được bao quanh bởi các dòng nước lạnh.
- 36 triệu năm trước, các băng hà nhỏ đã lan rộng ở Nam Cực.
- 5 triệu năm trước, những dải băng Nam Cực đã mở rộng
- 14 triệu năm trước, một dải băng lục địa tồn tại trên châu Nam Cực và băng hà
núi cao đã có ở Bắc bán cầu.
Tại sao có những thay đổi này xảy ra? Đó không phải là câu trả lời đơn giản. Vài
yếu tố ảnh hưởng phức tạp trong hình dạng mang đến khí hậu mát tại 55.5 triệu năm
16 | P a g e
trước. Tầm quan trọng tương đối của các yếu tố này là trọng tâm của việc nghiên cứu ở
hiện tại cho nhiều nhà khoa học trên thế giới. Các yếu tố chính xuất hiện liên quan đến
việc kiến tạo mảng thay đổi tức là sự thay đổi vị trí của châu lục và đại dương.
1. Sự thay đổi khí hậu gắn liền với việc tách rời đang diễn ra của Pangaea thành
những lục địa nhỏ.
2. Khi lục địa trôi dạt, đường bờ tạo ra và khép lại, do đó thay đổi các hòan lưu
trong các đại dương và sự phân bố về nhiệt toàn cầu.
3. Các khối lục địa đã di chuyển về vĩ độ ở vùng cực, với trung tâm Nam Cực

18 | P a g e
IV. BĂNG TIẾN VÀ BĂNG LÙI:
Trong suốt 2 triệu năm cuối, Trái đất đã trải qua khoảng 20 kỳ băng tiến. Khi một
kỉ Băng hà bắt đầu, bề mặt của Đại dương bốc hơi, và tạo tuyết rơi xuống các Lục địa.
Tuyết rơi xuống thành đống, bị nén dưới áp suất và thành băng. Những băng hà trên lục
địa dày khoảng 3 km, chôn sâu lớp đất mặt. Dưới sức nặng và sự chuyển động chậm của
những khối băng lớn, chúng là méo mó, gây nên những vết xước và tạo những hình dạng
mới cho bề mặt đất đai. Những vết tích trên lớp trầm tích cho ta biết về những kỳ băng
tiến và lùi lớn của lịch sử. Bắt đầu vào những năm 1970, những hiểu biết của chúng ta
về lịch sử băng lùi tăng lên một bước mới, chúng ta đã dựa vào những vết tích của trầm
tích dưới đáy Đại dương và những vết tích để lại do sự di chuyển của sông băng từ
Greenland. Mỗi vết tích là kết quả tích lũy của sự lắng đọng trầm tích và băng một cách
thường xuyên.
Hình : Những vết xước trên đá do sự di chuyển
của các dòng sông băng
19 | P a g e
Lịch sử của 1 triệu năm cuối là thời kỳ băng tiến trải qua khoảng 100,000 năm, và
theo sau đó là thời lỳ băng lùi đã diễn ra rất nhanh, khoảng vài thập kỷ đến 100 năm. Cái
tạo nên vòng tuần hoàn của sự hình thành một cách chậm chạp của băng hà chính là sự
co rút và lùi một cách nhanh chóng của nó? Câu trả lời dựa trên những tính chất đặc biệt
mang tính chu kỳ của vòng quay Trái đất và quỹ đạo của nó quanh Mặt trời, chúng ảnh
hưởng đến năng lượng Mặt trời mà Trái đất nhận được. Bằng chứng quan trọng của quỹ
đạo và sự luân phiên của vòng tuần hoàn được biết vào năm những năm 1980, khi máy
tính phân tích những dữ liệu từ trầm tích và vết tích băng hà được đưa ra để so sánh với
những lý thuyết thiên văn học đã được nhà địa chất học Milutin Milankovitch hợp nhất
trong những năm 1920 và 1930. Vòng tuần hoàn của băng tiến và lùi, bao gồm: sự dao
động đầu tiên, lần thứ hai và lần thứ ba, được giải thích rõ hơn bởi ba tính chất thiên văn
học.
1. Độ lệch tâm của quỹ đạo Trái đất quanh Mặt trời. Hình dạng của quỹ đạo thay đổi
mỗi 100,000 năm, từ quỹ đạo gần tròn đến hình dạng ellipse, thời gian dài gần bằng

18
có nghĩa là nhiệt có khả năng làm bốc hơi một lượng lớn hơn đồng
vị của oxi, sự tăng lên của CO
2
làm cho Trái đât nóng lên thông qua Hiệu ứng nhà kính,
và sự tăng lên của khí Methane là do sự tăng lên của số lượng đầm lầy. Đó đều là những
triệu chứng của sự nóng lên của Trái đất trong thời kỳ băng gian hiện tại của chúng ta,
thời kỳ mà những khối băng bị đẩy lùi một cách nhanh chóng.
21 | P a g e
Từ cách đây 18,000 đến 20,000 năm, khi những khối băng hà còn ở trên đỉnh,
Trái đất của chúng ta lúc đó như thế nào? Những dải băng trên lục địa chứa khoảng 70
triệu km
3
băng, và những khối băng lớn che phủ khoảng 27% bề mặt đất đai, bao gồm
toàn bộ Canada, một phần Đông bắc nước Mỹ. Mỗi dải băng đều có áp suất cao, áp suất
này thế chỗ cho hệ thống bão phía Nam. Sự thế chỗ của hệ thống bão làm gia tăng mưa
ở vĩ độ giữa, chuyển khu vực sa mạc của Tây nam nước Mỹ thành những hồ lớn và gây
lượng mưa lớn khắp vùng Mediterranean. Áp suất cao ở Châu Á đẩy những cơn mưa gió
mùa đi, vì vậy mà làm tăng sự khô cằn ở Ấn Độ.
Hình : Canada và Đông bắc nước Mỹ bị che phủ bởi băng hà
22 | P a g e
Một lượng lớn nước biển biến thành băng nên mực nước biển thấp hơn hiện tại,
chỉ khoảng 130 m. Sự mở rộng của những khối băng là mầm mống cho sự phá hoại lớn:
bề mặt Đại dương bị thu hẹp cộng với nước biển lạnh hơn đồng nghĩa với việc lượng
bốc hơi ít hơn, sự phản xạ năng lượng Mặt trời tăng, vì vậy mà năng lượng được hấp thụ
sẽ ít hơn. Lượng bốc hơi bị giảm cũng có nghĩa là giảm lượng tuyết rơi cần thiết để giữ
những khối băng, vì vậy mà chúng ngày càng thu nhỏ lại.
Thời kỳ băng hà của chúng ta không hề qua đi. Chúng ta đang sống trong một thời
kỳ ấm hơn của lịch sử Trái đất, vì đây là thời kỳ băng lùi. Khoảng 10% lục địa ngày nay
còn giữ 25 triệu km

chảy từ Mississppi, Lawrence, Columbia, và những con sông khác, tạo nên lớp nước bề
mặt lạnh và ngọt. Ở Bắc Đại Tây Dương, lớp nước lạnh ở bề mặt này làm thay đổi vòng
tuần hoàn đại dương(1.12)…
Khi nước biển lạnh và mặn ở Bắc Đại Tây Dương chìm xuống và di chuyển thành
dòng ở phía dưới Đại dương, chúng được thay thế lớp nước ấm hơn chảy từ vùng biển
Gulf của Mehico và Caribean. Cùng với lớp nước ấm ở vùng vĩ độ bắc, gió đưa thêm
một lượng nhiệt từ bề mặt nước và mặt đất có nhiệt độ ấm hơn ở lân cận Greenland và
Châu Âu. Tuy nhiên khi bề mặt nước của Đại Tây Dương lạnh đi, mật độ thấp của nó
ngăn cản việc chìm xuống và nhiệt độ lạnh của nó làm cho nhiệt độ không khí lạnh hơn.
Những gì xảy ra trong suốt thời kỳ Younger Dryas là một điều hiển nhiên. Những cơn lũ
do băng tan kéo dài từ cách đây 12,900 đến 12,700 năm đưa lớp nước lạnh lên phía trên
Bắc Đại Tây Dương, kết thúc một vòng tuần hoàn. Phải tốn thêm 1,100 năm khác để
năng lượng Mặt trời trở lại làm bề mặt Đại dương nóng lên và mặn hơn.
25 | P a g e
Mực nước biển thấp hơn 130m (425ft) và nước được giữ trên mặt đất dưới dạng
băng tuyết. Băng tan ra và làm mực nước biển tăng lên. Sự quay trở lại của một thể tích
nước lớn này ảnh hưởng đến sự phân phối nhiệt của Đại Dương; đây cũng là một quá
trình thay đổi khí hậu. Thời kỳ cuối của quá trình tan băng được thể hiện bằng một
đường cong đi lên của mực nước biển (9.21)
Khoảng cách đây 7,000 năm, nhiệt độ trung bình của Trái đất cao hơn và tổng
lượng mưa thì lớn hơn. Thời gian này được biết đến như “khí hậu tối ưu”, thậm chí Bắc
Phi cũng có đủ lượng mưa để cung cấp cho mùa vụ. Sau thời kỳ đó, nhiệt độ hạ xuống,
nhiệt độ trung bình là 2
0
C.
Kéo dài thang đo thời gian ra xa hơn, ta thấy rằng sự đa dạng của khí hậu vẫn rất
rõ ràng. Thời kỳ băng hà ngắn ảnh hưởng đến Châu Âu từ 1450 đến 1850 trước công
nguyên(?), nhiệt độ thấp hơn chỉ khoảng 1
0
C nhưng đủ để làm giảm năng suất mùa