Khoa học trái đất

Tương tác giữa các quyển

Nhóm thực hiện: F-Win

1


Khoa hc trỏi t

Tng tỏc gia cỏc quyn

Mc Lc
Li núi u03
Chng 1. GII THIU CHUNG V CC QUYN
1.1.

Thch Quyn
. ..04
1.2.
Thy Quyn
09
1.3.
Khớ Quyn
13
1.4.
Sinh Quyn
17

Chng 2: TNG TC GIA CC THNH PHN


Tương tác giữa các quyển

Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC QUYỂN
1.1. THẠCH QUYỂN (Lithosphere):
1.1.1. Cấu trúc của vỏ Trái Đất
Vỏ Trái đất hay thạch quyển, là một lớp vỏ cứng rất mỏng cấu tạo hình thái rất phức tạp,
có thành phần không đồng nhất, có độ dày thay đổi theo vị trí địa lý khác nhau. Theo các nhà địa
chất, vỏ Trái đất được chia làm hai kiểu: vỏ lục địa và vỏ đại dương. Vỏ đại dương có thành
phần chủ yếu là các đá giàu CaO, FeO, MgO, SiO2 (đá bazan) trải dài trên tất cả các đáy của các
đại dương với chiều dày trung bình 8km. Thực ra, vỏ đại dương có thể chia ra làm các phụ kiểu:
-

Vỏ miền nền đại dương đặc trưng cho phần lớn diện tích đáy đại dương và là loại vỏ đại
dương điển hình, có chiều dày 3-17km.
Vỏ đại dương mìên tạo núi, phát triển trên các cung đảo và núi ở giữa đáy đại dương, có
chiều dày 10-25km.

-

Vỏ đạic dương vùng đại máng đặc trưng cho các biển ven rìa có cung đảo chắn (biển
Nhật Bản, biển Java,…) với bề dày của lớp đá bazan 5-20km, đôi chỗ còn thấy di tích lớp
đá granit.

-

Vỏ đại dương trong các vực thẳm với bề dày trung bình 8-10km.

-

nền đại dương thành các đai địa máng hoạt động mạnh, và cuối cùng thành các địa máng
nội địa. Khi các đại dương này khép lại thì diện tích lục địa mở rộng, còn diện tích đại
dương thu hẹp. Trong quá trình biến chất và uốn nếp, xảy ra hiện tượng “granit hóa” lớp
vỏ bazan vốn có của vỏ đại dương thành lớp granit của vỏ lục địa. Khi chế độ địa máng
kết thúc thành các mìên nền thì quá trình granit hóa cũng kết thúc.
Theo lý thuyết kiến tạo mảng, thạch quyển gồm vỏ và tầng mantia trên, bị vỡ ra
thành 12 mảng di chuyển chậm theo phương nằm ngang trên bề mặt Trái đất. Sự di
chuyển các mảng thực hiện trên nền một quyển mềm (Asthenosphere) nằm ngay dưới
thạch quyển. Ranh giới giữa các mảng này có thể là phân kỳ, hội tụ hoặc biến đổi. Tại
ranh giới phân kì, ví dụ tại sống núi giữa Đại Tây Dương, nơi hai mảng tiếp xúc có xu
hướng tách giãn xa nhau thạch quyển mới sẽ được hình thành bằng dung nham của hoạt
động núi lửa. Tại ranh giới hội tụ, ví dụ vùng núi Hymalaya, hai mảng chuyển động
ngược chiều nhau làm cho một trong hai mảng chúi xuống dưới. Tại ranh giới biến đổi,
các mảng trượt qua nhau dọc theo ranh giới.

Hình Trái đất cắt ngang từ lõi đến khí quỷên

Các nguyên tố hóa học phổ bíên trong vỏ Trái Đất

Nguyên tố

% trọng lượng toàn vỏ

% thể tích so với toàn
vỏ

O

46,60


0,29

Ca

3,63

1,03

Na

2,83

1,32

K

2,59

1,83

Như vậy, 8 nguyên tố hóa học phổ biến trên chiếm 99% trọng lượng vỏ Trái đất..
Nếu cộng thêm với 4 nguyên tố hóa học nữa là H, Ti, C, Cl thì dãy 12 nguyên tố đó
chiếm 99,67% trọng lượng vỏ Trái đất. 80 nguyên tố hóa học tự nhiên còn lại của bảng
tuần hoàn chỉ, chỉ chiếm 0,33% trọng lượng vỏ Trái đất. Nói cách khác, con người hiện
đang sống trong một phần rất mỏng manh, có thành phần phức tạp và rất linh động của
Trái đất là vỏ Trái đất. Cấu trúc Trái đất và các quá trình hóa lý phức tạp xảy ra trong
lòng Trái đất vẫn đang chứa đựng nhiều điều bí ẩn với con người.

1.1.2. Sự hình thành đá, cấu trúc địa chất và khoáng sản
Đá là một thể địa chất, bao gồm tập hợp của 1 hay nhìêu khoáng vật được tạo thành

Phù hợp với các quá trình địa chất trên, các khoáng vật ở vỏ Trái đất cũng được tạo
thành trong các quá trình tương ứng: trầm tích, biến chất và macma. Hai quá trình sau
thường xảy ra trong lòng Trái đất được gọi là quá trình nội sinh.Khoáng vật hình thành
trên bề mặt Trái đất (trầm tích hoặc biến chất) thường gọi khoáng vật ngoại sinh. Tương
tự như vậy, các tích tụ khoáng vật hoặc nguyên liệu khoáng ở vỏ Trái đất dưới dạng các
khoáng sản, cũng được gọi tên theo các quá trình hình thành chúng như: Các mỏ nguồn
gốc macma, biến chất hoặc trầm tích. Ví dụ:
-

Các khoáng sản như kim cương, kim loại quý, quặng sunfur, các quặng thường gặp trong
đá macma.
Các khoáng sản nhiên liệu (như than, dầu khí), bauxit, kaolin, muối mỏ,…được tạo ra
nhờ các quá trình trầm tích và thường gặp trong các đá trầm tích.
Một số loại khác như apatit, quặng sắt, ngọc rubi và safia thường gặp trong đá biến chất.

T huật ngữ khoáng chất
Khoáng
chất
Đá
Quặng

Các nguyên tố, các hợp chất hình thành một cách tự nhiên trong vỏ Trái đất.
Khoáng chất có thể là kim loại hay á kim.
Hỗn hợp các khoáng có hàm lượng hóa học thay đổi.
Đá chứa hàm lượng cao một khoáng chất điển hình có lợi để khai thác hoặc tuỷên
khoáng. Các quặng giàu chứa hàm lựong cao những khoáng chất mong muốn, các
quặng nghèo thì ngược lại.

Kim loại


-

Tầng tích tụ, chứa các chất hòa tan và hạt sét bị rửa trôi từ tầng trên.

-

Tầng đá mẹ bị biến đổi ít nhiều nhưng vẫn giữa được cấu tạo của đá.

-

Tầng đá gốc chưa bị phân hóa hoặc biến đổi.

Các loại đất phát sinh trên cùng loại đá, trong điều kiện thời tiết và khí hậu tương tự
nhau, đều có cùng một kiểu cấu trúc, phẫu diện và độ dày.
Các nguyên tố hóa học trong đất tồn tại dưới dạng hợp chất vô cơ, hữu cơ, có nguồn
gốc chủ yếu từ đá mẹ. Hàm lượng các nguyên tố của đất không cố định, biến đổi phụ thuộc
vào quá trình hình thành đất. Thành phần hóa học của đất và đá mẹ ở giai đoạn đầu của quá
trình hình thành đất có quan hệ chặt chẽ với nhau. Về sau, thành phần hóa học của đất phụ
thuộc nhiều vào sự phát triển của các nhân tố khí hậu thời tiết; các quá trình hóa, lý, sinh học
xảy ra trong đất và sự tác động của con người. Theo hàm lượng và nhu cầu dinh dưỡng đối
với cây trồng, các nguyên tố hóa học của đất được chia thành 3 nhóm.
-

Nguyên tố đa lượng: O, Si, Al, Fe, Mg, K, P, S, N, C, H.
Nguyên tố vi lượng: Mn, Zn, Cu, B, Mo, Co, …

-

Nguyên tố hiếm và phóng xạ: Br, In, Ra, I, Hf, U, Th,…


trũng.

- Thấp
0-200
- Cao

Độ chia cắt sâu hoặc dao động độ cao dưới
10m.

200-500
- Trên núi
500-2500
Đồi

Dao động độ cao 10-100m

- Đồi ở vùng thấp

0-200

- Đồi thấp, tỷ cao 10-25m

- Đồi ở vùng cao

200-500

- Đồi trung bình thấp, tỷ cao 25-50m

- Đồi ở vùng núi



3000-5000

- Rất lớn 750-1000m

- Rất cao

>5000

Sưởn dốc, thung lũng sâu, đường sống núi
có thể sắc nét hoặc mềm mại, xếp thành
nhóm, dải hoặc hệ thống các dải núi

9


Khoa học trái đất

Tương tác giữa các quyển

1.2. Thủy quyển ( Hydrosphere)
Khoảng 71% với 361 triệu km2 bề mặt trái đất được bao phủ bởi mặt nước.Vì vậy, đã có
nhà khoa học đề nghị thay vì gọi Trái đất bằng trái nước. Nước được coi là dạng thức vật chất
cần cho tất cả các sinh vật sống trên Trái đất và là môi trường sống của rất nhiều loài.Nước tồn
tại trên Trái đất ở cả 3 dạng: rắn, lỏng, khí.Trong trạng thái chuyển động (sông suối) hoặc tương
đối tĩnh (hồ, ao, biển).Toàn bộ nước trên Trái đất tạo nên thủy quyển. Phần lớn lớp phủ nước trên
Trái đất là biển và đại dương.Hiện nay, người ta chia thủy quyển làm 4 đại dương, 4 vùng biển
và 1 vùng vịnh lớn.

1.2.1. Sự hình thành đại dương


Khoa học trái đất

Tương tác giữa các quyển

hình thành các khối băng. Khi trái đất nóng lên (do tăng khí nhà kính) thì khối băng, có thể tan
làm dâng mực nước biển dẫn đến làm ngập nhiều vùng địa hình thấp ven biển. Ngày nay, khi con
người tác động mạnh vào thiên nhiên, một số quá trình có khả năng xảy ra mạnh hơn và đây là
vấn đề nhân loại phải cân nhắc kỹ để tránh hậu quả.
Để có được hình dạng lục địa và đại dương như hiện nay, đã có nhiều giả thuyết về sự hình
thành.Có thể nêu ra một số học thuyết chính như: thuyết trôi dạt lục địa, thuyết nới rộng đáy biển
và thuyết kiến tạo mảng.
Theo học thuyết kiến tạo mảng, do hoạt động nội sinh trong lòng Trái đất, biểu hiện qua
những vành đai núi lửa, lớp vỏ cứng trên bề mặt trái đất, kể cả trên đất liền lẫn dưới đáy đại
dương được chia thành nhiều mảng. Ngay trong thời đại hiện nay, các mảng này đã được xác
định.
Nhà khoa học Đức Alfred Wegener đã dựa trên theo học thuyết này để giải thích sự phân
bố lục địa đại dương thời xa xưa. Thuyết của Alfred Wegener đã được đưa ra năm 1912 và bị
phê phán khá gay gắt. Theo ông, cách đây khoảng 200 triệu năm, toàn bộ lục địa còn là một khối,
được gọi là Pangaea vào khoảng 180 triệu năm trước đây, khối lục địa bắt đầu bị nạn rứt, tách
thành mảng và di chuyển. Quá trình di chuyển này rất chậm chạp và tồn tại đến ngày nay. Những
nhà khoa học sau này đã phát triển thêm và cố gắng chứng mình học thuyết này. Họ đã chỉ ra
những vết rạn nứt lớn tạo thành các châu lục như hiện nay.

1.2.2.Đới ven biển, cửa sông và thềm lục địa:
Đới ven biển là nơi gặp nhau giữa đất liền và biển, được đánh dấu bằng những nét chung
của hệ thống nhất lục địa- đại dương.
Đây được coi là hệ thống mở, luôn diễn ra các tương tác lý hóa với ảnh hưởng của văn
hóa. Đới ven biển còn là nơi diễn ra nhiều hoạt động mạnh mẽ như xói mòn, bão lũ, bất ổn định,
ngoài ra còn có tranh chấp lợi nhuận liên quan đến hoạt động của con người như gây ô nhiễm,

sự lấn biển của vùng cửa sông Hồng mạng hơn so với sông Cửu Long. Quá trình này diễn ra theo
quy luật và có chu kỳ. Lúc đầu là sự hình thành các cồn cát ngay trước cửa sông, buộc dòng chảy
phân tán ra hai ngách dọc bờ. Khi cồn cát này phát triển sẽ chắn dòng chính làm thay đổi dòng
chảy cửa sông cho đến khi dòng chính có động năng đủ mạn ( thường vào mùa lũ) sẽ tách cồn
này thành hai cồn riêng biệt, khi đó tốc độ hai dòng gần bờ chậm lại, phù sa bồi tụ sẽ nối đất liền
với cồn cát. Thảm thực vật cũng biến đổi tương ứng với quá trình lấn biển, đầu tiên là thảm rừng
ngập mặn phát triển ở vùng triều lầy, sau đó là quá trình ngọt hóa, vùng ven bờ sẽ phát triển các
cây cối , lau , sậy và cuối cùng con người có thể cải tạo để trồng lúa.

Hệ sinh thái vùng cửa sông là hệ sinh thái nhạy cảm và chịu nhiều ảnh hưởng của độ mặn
nước biển. Phần lớn hệ sinh thái cửa sông là sinh vật biển, năng suất sinh học thuộc diện cao
nhất tới 2000g/m2/năm do nguồn dinh dưỡng phong phú. Do đa dạng về môi trường sống và
nhiều chất dinh dưỡng nên vùng cửa sông khá đa dạng về loài động vật., chim , cá , thân mềm.
Hiện nay, việc khai thác vùng ven biển nói chung và vùng cửa sông nói riêng đã làm nảy
sinh nhiều vấn đề môi trường. Do đào bới đắp đầm nuôi tôm đã làm giảm diện tích rừng ngập
mặn, nơi sinh sống, cư trú, sinh nở của nhiều loài. Kết quả đa đạng loài bị suy giảm, các chức
năng hỗ trợ cuộc sống của rừng ngập mặn ( chắn sóng, bảo vệ đê, nơi cư trú loài…) cũng bị giảm
theo. Đây là vấn đề đã được các nhà khoa học cảnh báo nhưng vẫn diễn ra ở nhiều nơi, trong đó
có nước ta.
Nghiên cứu xa hơn về phía biển, các nhà khoa học đã đưa ra khái niệm thềm lục địa. Đây
có thể coi là vùng biển nóng gần bờ với đáy biển tương đối bằng phẳng. Thềm lục địa với phạm
vi rộng cỡ vài trăm kilomet tới 1.500 km. Độ dốc đáy biển ở đây rất nhỏ chỉ trong vòng vài độ.
Thềm lục địa được giới hạn xa bờ có độ dốc đáy biển tăng đột ngột. Việt Nam là nước có thềm
lục địa tương đối rộng lớn, ở vùng chứa đựng nhiều tài nguyên quý giá, đặc biệt là dầu khí.

1.2.3.Băng và gian băng:
Nước là dạng vật chất có nhiệt hóa hơi, đóng băng và nhiệt bốc hơi, ngưng kết tương đối
gần nhau. Vì vậy, nước tồn tại ở 3 dạng: rắn, lỏng, hơi. Việt Nam là nước nằm ở vùng nhiệt đới
12


phong phú với nhiều môn thể thao và trò chơi trên băng tuyết. Nơi đây cũng là địa bàn sinh sống
của các động thực vật ưu lanh, nơi tồn trữ nguồn tài nguyênn nước ngọt lớn.
Đã có nhiều công trình nghiên cứu về nguyên nhân xảy ra quá trình tăng băng và tan
băng trên phạm vi toàn cầu. Hiện nay, nhiều nhà khoa học cho rằng, sự tan băng hay gian băng
chủ yếu do nhiệt độ trái đất nóng lên hay lạnh đi. Những nhân tố đóng vai trò quan trọng đối với
sự lạnh đi của trái đất là những thay đổi trong bức xạ mặt trời, thay đổi quỹ đạo trái đất, thay đổi
albedo mặt đệm và khí quyển.

1.3. Khí quyển
1.3.1.Định nghĩa
Khí quyển là lớp vỏ ngoài của trái đất, với ranh giới dưới là bề mặt thủy quyển,thạch
quyển và ranh giới tên là khỏang không giữa các hành tinh.Khí quyển Trái đất được hình thành
do sự thoát hơi nước, các chất khí từ thủy quyển và thạch quyển. Thời kỳ đầu khí quyển chủ yếu
gồm hơi nước, amoniac, metan, các loại khí trơ và hidrô. Dưới tác dụng của ánh sáng, nước bị
phân hủy thành oxy và hydro.Ôxy tác động với amoniac và metan tạo ra N2 và CO2. Quá trình
tiếp diễn, một lượng H2 nhẹ mất vào khoảng không vũ trụ, khí quyển còn lại chủ yếu là hơi nước,
13


Khoa học trái đất

Tương tác giữa các quyển

N2, CO2, một ít O2..Thực vật xuất hiện trên Trái đất cùng với quá trình quang hợp, đã tạo nên một
lượng ôxy và làm giảm đáng kể nồng độ CO2 trong khí quyển.Sự phát triển mạnh mẽ của động
thực vật trên trái đất cùng với sự gia tăng bài tiết, phân hủy xác động thực vật, phân hủy yếm khí
của vi sinh vật đã làm cho nồng độ khí N2 trong khí quyển tăng lên nhanh chóng, để đạt tới thành
phần khí quyển hiện nay.

1.3.2.Thành phần không khí của khí quyển


0,93

1,28

6.550

CO2

0,035

0,005

Ne

0,0018

0,00012

6,36

He

0,0005

0,000007

0,37

CH4


O3

0,00006

0,000008

0,35

Xe

0,000009

0,00000036

0,18

233

1.3.3.Cấu trúc thẳng đứng của khí quyển
Khí quyển TĐ có cấu trúc phân lớp,với các tầng đặc trưng từ dưới lên như sau: tầng đối
lưu, tầng bình lưu, tầng trung quyển, tầng nhiệt quyển và tầng ngoại quyển.
14


Khoa học trái đất

Tương tác giữa các quyển
Khoảng không giữa các hành tinh


lượng của khí quyển,có nhiệt độ thay đổi giảm dần từ +400C ở lớp sát mặt đất tới -500C ở trên
cao.Tầng đối lưu là nơi tập trung nhiều nhất hơi nước,bụi và các hiện tượng thời tiết chính như
mây, mưa, bão…Đánh dấu cho ranh giới của tầng đối lưu và tầng bình lưu la một lớp có chiều
dài khoảng 1km.ở đó có sự chuyển đổi từ xu hướng giảm nhiệt theo chiều cao theo xun hướng
tăng nhiệt độ không khí lên cao. Lớp này gọi là lớp đối lưu hạn.
Tầng bình lưu (Tratosphere): nằm trên tầng đối lưu, với ranh giới trên dao động khoảng độ
cao 50km. Nhiệt độ không khí của tấng bình lưu có xu hướng tăng theo chiều cao,từ -560C ở phía
dưới len-20C ở trên cao. Không khí tầng bình lưu loãng hơn ít chứa bụi và các hiện tượng thời
tiết. Ở độ cao 25km trong tầng bìn lưu,tồn tại lớp không khí giàu ozôn thườn được gọi là tầng
ozôn.Tầng ozôn có chức năng như một lá chắn khí quyển,bảo vệ cho TĐ khỏi những ảnh hưởng
độc hại của tia tử ngoại từ mặt trời chiếu xuống.
Tầng trung quyển (mesosphere): nằm ở trên tầng bình lưu cho đến độ cao 80km. Nhiệt độ
tầng này gaỉm dần theo độ cao,từ -20C ở phìa dưới xuống -920C ở phía trên.Tầng trung quyển
ngăn cách với tầng bình lưu bằng một lớp không khí mỏng (khoảng 1km) ở đó sự biến thiên
nhiệt độ của khí quyển chuyển từ dương sang âm gọi là bình lưu hạn.
Tầng nhiệt quyển (thermosphere): có độ cao từ 80km toi 500km. Ở đây nhiệt độ không khí
có xu hứong tăng dần -92oC tới +12000C Tuy nhiên,nhiệt độ không khí cũng thay đổi theo thời
15


Khoa học trái đất

Tương tác giữa các quyển

gian này. Ban ngày thường rất cao ban đêm thấp. Lớp chuyển tiếp giửa trung quyển và nhiệt
quyển gọi là trung quyển hạn.
Tầng ngoại quyển (exosphere): bắt đầu từ độ cao 500km trở lên. Nhiệt độ của tầng ngoại
quyển nhìn chung có xu hướng cao và thay đổi theo thời gian trong ngày. Thành phần khí quyển
trong tầng có chứa nhiều các ion nhẹ như He+,H+,O2-. Giới hạn bên ngoài của khí quyển rất khó
xác định, thông thường người ta ước định vào khoảng 1000km tới 2000km.

O2 +O

Trong thực tế hiện nay, chiều dày và nồng độ ôzôn trong lớp ôzôn của Trái đất bởi các
nguyên nhân xuất phát từ hoạt động của con người. Một trong các tác nhân quan trọng đó là khí
clorofluorocacbon (CFC), metan (CH4), các khí oxit nitơ. Cơ chế tác động của CFC “dưới tác
động của tia tử ngoại”:
CFC +O3

O2

ClO +O3

2O2 +

Cl

Cl

ClO +

O2

+O3

+

ClO

Các phản ứng dây truyền trên diễn ra liên tục cho tới khi nguyên tử Cl hóa hợp được với
H2 có trong khí quyển thành HCl và gây mưa axit.

Khoa học trái đất

Tương tác giữa các quyển

của vỏ Trái đất, các quá trình tạo núi, băng hà… Các cơ chế xác định tính thống nhất và toàn
diện của sinh quyển là sự di chuyển và tiến hóa của thế giới sinh vật; vòng tuần hoàn sinh địa
hóa của các nguyên tố hóa học; vòng tuần hoàn nước tự nhiên. Tuy nhiên, trong thực tế không
phải bất kì nơi nào trênTrái đất cũng có những điều kiện sống như nhau đối với một cơ thể sống.
Ví dụ, ở vùng cận Bắc Cực, nơi có khí hậu băng hà khắc nghiệt quanh năm hoặc trên đỉnh các
dãy núi cao thường chỉ có một số các bào tử tồn tại ở dạng bào sinh, vi khuẩn hay nấm, đoi khi
cũng có một vài loài chim di trú tìm đến, song không có loài nào sống cố định. Những vùng này
có tên gọi là cận sinh quyển.
Nơi sinh sống của sinh vật trong sinh quyển bao gồm MT cạn (địa quyển), MT không khí
(khí quyển) hoặc MT nước ngọt hay nước mặn (thủy quyển). Đại bộ phận các sinh vật không
sinh sống ở những địa hình quá cao.

Các quá trình sống của sinh vật:
1.4.1.1.Hô hấp và quang hợp
Quá trình tổng hợp và phân hủy các chất bằng con đường hóa học có tên gọi là “vòng đại
tuần hoàn địa chất”. Bản chất của vòng tuần hoàn này là một quá trình phong hóa đá duới tác
động của nước, không khí và nhiệt độ. Quá trình này xảy ra trên quy mô lớn nhưng rất chậm
chạp, nên vật chất tạo ra không nhiều. Nhưng điều quan trọng,nó tạo tiền đề để sự sống ra đời
nhờ các khoáng, đá đã trở nên tơi xốp, giàu các chất dinh dưỡng ở các dạng dễ tiêu,sinh vật dễ
hấp thụ.
Vào thời kì tiền Cambri,những sinh vật đơn bào đầu tiên dã xuất hiện và song song với
vòng đại tuần hoàn địa chất là sự ra đời của “vòng tiểu tuần hoàn sinh học”. Sinh quyển ra đời và
tiến hóa dưới ảnh hưởng của 2 nhóm yếu tố:
Yếu tố bên ngoài: điều kiện MT thay đổi, các biến cố thiên nhiên và biến đổi địa lý.
Yếu tố bên trong: sự thay đổi của các thành phần sinh vật bên trong HST.
Bằng con đường chọn lọc tự nhiên và đột biến trong điều kiện MT thay đổi, nhiều loài bị

năng lượng mặt trời, diệp lục

C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Các hợp chất sinh học thường được sử dụng như là nhiên liệu cho hô hấp tế bào ở cây
xanh.

Như vậy, quang hợp đã chuyển hóa CO2 từ môi truờng không sống vào trong những hợp
chất sinh học của cây xanh và ở bất cứ đâu, nếu có cây xanh, có ánh sáng mặt trời, nước, CO2 và
các chất khoáng thì ở đó có quá trình quang hợp, có nguồn thức ăn sơ cấp dồi dào được tạo thành
lại trở lại khí quyển qua quá trình hô hấp tế bào.
Các hợp chất sinh học thường được sử dụng như là nhiên liệu cho hô hấp tế bào ở cây
xanh theo phương trình:
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

6CO2 + 12H2O + Năng lượng

Quang hợp của vi khuẩn
Những vi khuẩn có màu đều có khả năng tiếp nhận năng lượng ASMT để thực hiện quá
trình quang hợp.Vi khuẩn quang hợp chủ yếu sống trong môi trường nước.Chúng thường đóng
vai trò không đáng kể trong việc sản xuất nguồn thức ăn sơ cấp,song chúng lại có thể hoạt động
trong những điều kiện không thích hợp với các loài cây khác.
Trong quá trinh quang hợp, chất bị õi hóa không phải là nước mà là những hợp chất vô cơ
chứa lưu huỳnh như H2S với sự tham gia của lưu huỳnh xanh và đỏ (Chlorobacteriaceae và
Thiorhodaceae), hoặc các hợp chất vô cơ với sự tham gia của các nhóm vi khuẩn k chứa lưu
huỳnh đỏ và nâu (Athiorhodaceae) thì quá trình không giải phóng O2 phân tử.
CO2 + 2H2S

năng lượng mặt trời, khuẩn diệp lục


Phần lớn thực vật bậc cao (thực vật có hạt) và nhiều loài tảo chỉ sử dụng những hợp chất
vô cơ đơn giản đẻ sinh sống nên chúng là sinh vật hoàn toàn tựu dưỡng (Autotrophy), song một
số ít loài tảo lại cần chất hữu cơ tương đối phức tạp để tăng trưởng do chúng không có khả năng
tổng hợp. Những loài khác lại cần 2 hoặc 3 hoặc nhiều chất tăng trưởng như thế. Do đó, chúng là
những sinh vật dị dưỡng một phần (Heterotrophy). Những loài đứng ở giữa sinh vật tự dưỡng và
sinh vật dị đưỡng thường được gọi là sinh vật “nửa tự dưỡng”.

1.4.1.4.Năng lượng và sinh khối
Ánh sáng mặt trời là ngoài năng lượng vô tận. Nhờ năng lượng đó mà sinh vật đã xuất
hiện, giúp cho sinh quyển phong phú về các loài.
Với tổng năng lượng nhận được lục địa, thực vật xanh đã sử dụng 0,2-1% để quang hợp và
cung cấp khoảng 8,3*1010 tấn chất hữu cơ/năm và các sản phẩm phân hủy. Còn đại bộ phận năng
lượng còn lại được chuyển trực tiếp thành nhiệt năng và bức xạ nhiệt của các vật thể trên mặt
đất.
Trong sinh quyển, sinh khối (biomass) có ý nghĩa rất quan trọng. Đó là tổng khối lượng
của sinh vật sống trong sinh quyển hoặc số lượng sinh vật trên một đơn vị diện tích, thể tích của
vùng. Khối lượng sinh khối trong sinh quyển ước tính là 4.1014- 2.1016 tấn.Trong đó, riêng ở đại
dương hiện có 1,1*109 tấn sinh khối thực vật và 2,89*1010 tấn sinh khối động vật (Peter
H.Raven,1993).
Phần chủ yếu của sinh khối tập trung trên lục địa với ưu thé nghiêng về phía sinh khối thực
vật. Sinh khối của Trái đất hiện chiếm một tỷ lệ nhỏ so với khối lượng của toàn bộ Trái đất và rất
bé so với thạch quyển.Tuy nhiên, trong thời gian địa chất lâu dài, từ khi xuất hiện vào khoảng 3
tỷ năm trước đây, sinh khối Trái đất đã thực hiện một chu trình biến đổi mạnh mẽ một khối
lượng lớn vật chất trên Trái đất. Sinh khối có mặt trên hầu hết các loại đất, đá, trầm tích, biến
chất và các khoáng sản trầm tích của Trái đất dưới dạng hợp chất hữu cơ. Theo tính toán của các
nhà khoa học, tổng khối lượng vật chất hữu cơ trong toàn bộ các đá trầm tích vào khoảng
3,8*1015 tấn.

1.4.1.5.Tác động tương hỗ giữa các sinh vật
20

Quan hệ hợp tác: giống như cộng sinh nhưng hai loài không nhất thiết phải thường xuyên
sống chung với nhau,khi sống tách riêng chúng vẫn tồn tại được. ví dụ: quan hệ giữa chim sáo và
trâu giúp cho mỗi bên bảo vệ có hiệu quả hơn trước kẻ thù.
Quan hệ hội sinh: là quan hệ giữa hai loài nhưng chỉ một bên có lợi, còn bên kia không có
lợi cũng không có hại.
Sự cùng phát triển:hai loài khác nhau phát triển một quần hợp thân thiện sao cho quá trình
tiến hóa của mỗi loài đều được tác động tốt.Sự cùng tiến hóa là sự tiến hóa phụ thuộc lẫn nhau
của các loài,diễn ra nhờ sự tác động tương hỗ của chúng. Ví dụ: những thực vật ra hoa và động
vật thụ phấn

21


Khoa học trái đất

Tương tác giữa các quyển

22


Khoa học trái đất

Tương tác giữa các quyển

Chương 2

TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC THÀNH PHẦN THẠCH
QUYỂN, KHÍ QUYỂN, THỦY QUYỂN, SINH
QUYỂN
Tương tác này được thực hiện thông qua các chu trình sinh địa hóa, cũng như vòng tuần


Yếu tố mơi
trường
Vi sinh vật phân hủy

Hình. Sơ đồ chu trình sinh địa hóa tự nhiên của sinh quỷên

I. Mối quan hệ giữa thủy quyển với các quyển

1.Thủy quyển và sinh quyển :
Sự sống trên Trái đất chúng ta bắt đầu hình thành trong môi trường nước của biển và đại
dương. Nước là yếu tố cần thiết cho sự sống, là tài nguyên vô cùng quý giá
Nước giữ vai trò đặc biệt trong hệ sinh thái, nó là nhân tố quan trọng trong việc hình thành
sự đa dạng,phong phú của hệ sinh thái ở sinh vật. Nó chiếm hơn 70% trọng lượng của cơ
thể. Và trong biển ,đại dương có nhiều khoáng chất hòa tan, chúng còn có các chất khí như
O2 …tất cả những chất này đều rất quan trọng đối với đời sống của động thực vật dưới mặt
nước.Nước tham gia vào quá trình trao đổi chất và các phản ứng hóa học trong động vật. Và
tham gia vào quá trình quang hợp và trao đổi chất ở thực vật
Nước là thành phần chính cấu thành nên sự sống của trái đất
Biển và đại dương cung cấp cho chúng ta những nguồn thực phẩm phong phú
Hằng năm con người kiếm một khoảng lợi nhuận không nhỏ từ biển
Nhưng sự ảnh hưởng gián tiếp và trực tiếp của con người đã làm môi trường nước ô nhiễm
trầm trọng và đang tình trạng báo động. Tình trạng hạn hán, lũ lụt ngày càng gia tăng. Hiện
nay các nhà khoa học đã cảnh báo rằng nhân loại đang đứng trước nguy cơ thiếu nước để
dùng chưa nói đến nước sạch, đủ tiêu chuẩn vệ sinh
Ngoài những tác động tích cực thì thuỷ quyển cũng có những tác động tiêu cực như sóng
thần,lũ lụt hàng năm,ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của con người,gây thiệt hại hàng tỉ
USD mỗi năm...
Và song song đối các hệ sinh thái cũng góp phần vào việc ổn đònh hiện trạng của thủy
quyển. Ổn đònh các cơn mưa,cơn lũ lụt.

- Hàm lượng nước trong đất quyết đònh đến tính chất của đất,hàm lượng nước nhiều thì đất
tơi xốp màu mỡ,hàm lượng nước ít thì đất khô cằn(sa mạc)
- Nước dưới đất có mức độ khoáng khác nhau là môi trường cho nhiều phản ứng hóa học khả
năng hòa tan của nước dưới đất gây ra sự phá hoại đất đá,vận chuyển và tập trung đất đá để
tạo nên các mỏ khoáng sản có ích như sắt, đa kim, mangan, cacbonat….
- Nước dưới tham gia tích cực vào các phản ứng mácma và khí hóa xảy ra trong các phần sâu
của vỏ Trái đất cũng như tham gia vào sự tạo thành thủy nhiệt,sự biến chất và quá trình biến
chất trao đổi
- Sự phong hóa làm xảy ra “sự tán vụn” các tảng đá cứng kết hợp với sự xói mòn có thể làm
thay đổi hình dạng bề mặt của vỏ Trái đất
- Tính chất của đất tùy thuộc vào khí hậu,nhất là nhiệt độ và đổ ẩm
- Sóng biển đã hình thành bờ của các lục đòa,nước chảy tràn là tác nhân của xói mòn

25