🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Hãy Trả Lời Em Tại Sao? – Tập 06 Ebooks Nhóm Zalo Biểu ghi biên mục trước xuất bản được thực hiện bởi Thư viện KHTH TP.HCM Hãy trả lời em tại sao?. T.6 / Phạm Hồng Hải, Nguyễn Kim Lâm d. - T.P. Hồ Chí Minh: Trẻ, 2009. 180tr. ; 19cm. 1. Khoa học thường thức. 2. Hỏi và đáp. I. Phạm Hồng Hải, Nguyễn Kim Lâm d. 001 -- dc 22 H412 Phạm Hồng Hải - Nguyễn Kim Lân dịch 4 Chương 1 Trái đất, ngôi nhà của chúng ta Trái đất là một hành tinh rất nhỏ trong vũ trụ, và cái hành tinh nhỏ xíu đó chính là ngôi nhà của chúng ta. Con người nghiên cứu trái đất một cách toàn diện, lợi dụng nó để “cống hiến” ngày càng nhiều hơn cho con người. Có bao nhiêu thành viên trong 1 dòng tộc mặt trời? Trong không gian có vô số vì sao, những vì sao ấy đều chuyển động không ngừng. Những vì sao chuyển động hút nhau, quay quanh nhau, như thế sẽ hình thành hàng ngàn, hàng vạn dòng tộc độc lập, các nhà thiên văn gọi những dòng tộc đó là hệ thống thiên thể. Dòng tộc mặt trời là một trong số hàng ngàn hàng vạn dòng tộc trong bầu trời. Trong dòng tộc mặt trời lấy mặt trời làm trung tâm, thành viên chủ yếu còn có hành tinh, vệ tinh cùng với sao băng và sao chổi... 5 Mặt trời lớn vô cùng, tương đương với thể tích của một triệu ba trăm ngàn trái đất cộng lại. Mặt trời cũng rất nặng, theo tính toán của các nhà khoa học, khi trọng lượng chung của dòng tộc mặt trời là 1000, thì trọng lượng của bản thân mặt trời là 999; có nghĩa là tổng trọng lượng của tất cả các thành viên ngoài mặt trời ra mới chỉ là 1. Mặt trời lại là một quả cầu lửa khổng lồ, lúc nào cũng nóng cháy. Nhiệt độ bề mặt của nó vào khoảng 6000C, nhiệt độ trung tâm có thể đạt tới 15 triệu độ trở lên. Dòng khí bốc lên mãnh liệt làm cho ngọn lửa lớp vỏ mặt trời xuất hiện dạng răng cưa. Hành tinh là những ngôi sao chuyển động chung quanh mặt trời, thể tích rất nhỏ, nói chung không phát quang, được ánh sáng mặt trời chiếu sáng và cung cấp nhiệt lượng. Dòng tộc mặt trời ngoài mặt trời ra còn có 9 hành tinh lớn, theo thứ tự từ gần đến xa so với khoảng cách của mặt trời, đó là: sao Thủy, sao Kim, Trái đất, sao Hỏa, sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương, sao Hải Vương và sao Minh Vương (thường gọi là sao Diêm Vương - Pluto). Tuy vậy, các nhà thiên văn học sau một hồi nghiên cứu thì đến năm 2006 đã kết luận rằng sao Minh Vương chỉ là một “hành tinh lùn”. Trái đất là một trong những thành viên lớn của dòng tộc mặt trời, cách mặt trời tương đối gần, được mặt trời chiếu sáng, được mặt trời cung cấp nhiệt lượng cũng tương đối nhiều. Ở giữa quỹ đạo quay của sao Hỏa và sao Mộc còn có hàng ngàn hàng vạn tiểu hành tinh. Vệ tinh là những ngôi sao quay chung quanh các hành 6 tinh; mặt trăng là vệ tinh quay chung quanh trái đất, gọi là vệ tinh của trái đất. Mặt trăng tỏa sáng được là nhờ ánh sáng của mặt trời phản chiếu. Vệ tinh trong dòng tộc mặt trời có đến hơn 100 cái. Sao băng là những khối nhỏ thể rắn đi vào lớp khí quyển của trái đất, do ma sát bốc cháy phát ra ánh sáng. Những tinh thể không cháy hết rơi xuống mặt đất được gọi là vẫn thạch. Sao chổi là hành tinh càng nhỏ, nó kéo theo một cái đuôi lớn hình thù giống như cái chổi rất dài, rất dài, tục gọi là sao chổi. Sao chổi Halley nổi tiếng quay quanh mặt trời một vòng mất 76 năm. 7 2 Quả địa cầu có công dụng gì? Chúng ta có thể dùng giấy các tông làm một quả cầu tròn tiêu biểu cho trái đất, trên bề mặt của mô hình, các lục địa được tô màu vàng hoặc màu xanh nhạt và các đại dương tô màu xanh dương, rồi vẽ các quốc gia. Trên quả cầu tròn đó, ta xuyên vào một các trục, cố định hai đầu trục lên một cái giá đỡ có thể quay được, đó là quả địa cầu. Chúng ta quan sát thật cẩn thận các ký hiệu, vị trí tương đối trên quả địa cầu, nó có thể chỉ dạy cho ta rất nhiều tri thức. Bản thân địa cầu quay từ Tây sang Đông. Trong quá trình quay, luôn luôn có hai điểm cố định. Đó là hai điểm cực. Điểm chỉ về ngôi sao bắc cực là điểm Bắc cực, ngược lại điểm dưới Bắc cực là điểm Nam cực. Có thể làm một thí nghiệm nhỏ, đặt một quả cầu da nhỏ lên mặt bàn nhẵn bóng, cho quả cầu da quay tít, luôn luôn ta nhìn thấy có một điểm bất động. Cho nên trục quả địa cầu phải đi qua hai điểm cực Nam, Bắc, điểm Bắc cực quay lên trên. Trên quả địa cầu còn có tuyến ngang và tuyến dọc, tuyến dọc nối điểm hai cực gọi là kinh tuyến; kinh tuyến đi qua địa điểm đặt đài thiên văn Greenwich nước Anh là tuyến 0 độ, sang hướng Đông và hướng Tây mỗi bên 180 độ, trùng hợp với mặt sau tuyến 0 độ. Tuyến ngang vuông góc với kinh tuyến là vĩ tuyến, vòng vĩ tuyến lớn nhất là xích đạo, xác định là 0 độ. Vòng vĩ tuyến từ 0 độ xích đạo càng 8 hướng về hai cực càng nhỏ dần, điểm hai cực xác định là vĩ độ 90 độ. Trên quả địa cầu, kinh tuyến và vĩ tuyến giao nhau tạo thành tọa độ kinh vĩ tuyến. Căn cứ và tọa độ kinh vĩ có thể xác định được vị trí chính xác của bất cứ một điểm nào trên trái đất. Mặt xích đạo chia địa cầu thành Nam bán cầu và Bắc bán cầu. Về tập quán, căn cứ vào vòng kinh tuyến 20 độ kinh Tây và 160 độ kinh Đông chia địa cầu ra thành Đông, Tây bán cầu. Bạn có để ý thấy gì không? Trục trên quả địa cầu không phải thẳng đứng đâu nhé, nó nghiêng đấy. Vì rằng trái đất trong quá trình quay của mình, giữa mặt quỹ đạo của trái đất quay chung quanh mặt trời và địa trục có một góc chếch 66,5 độ, cho nên trục trái đất nghiêng. Chúng ta thường nhìn thấy địa đồ đều vẽ trên giấy, quả địa cầu tức là địa đồ vẽ trên cầu tròn. Quả địa cầu cũng quay như trái đất vậy, thầy cô giáo dùng quả địa cầu để dạy học, nhờ đó chúng ta hiểu được tương đối dễ dàng rất nhiều tri thức địa lí, như ngày và đêm, sự nóng lạnh trên các vĩ độ khác nhau, vị trí của các đại dương và lục địa v.v... 9 Trái đất có hình dáng 3 giống như thế nào? Nếu như chúng ta ngồi trên phi thuyền vũ trụ nhìn xuống trái đất ở độ cao mấy vạn, mấy chục vạn kilômét, sẽ thấy hình dáng trái đất như thế nào? Chỉ nhìn thấy dạng ngôi sao hình tròn treo lơ lửng trong không trung, bên trên có biển màu xanh dương và mây màu trắng. Trong trường hợp không bị áng mây nào che khuất, có thể nhìn thấy lằn ranh giữa biển và lục địa trên trái đất. Khi quỹ đạo vận hành của phi thuyền đi gần trái đất, giữa ban ngày quang đãng, có thể nhìn thấy rất rõ Kim Tự Tháp của Ai Cập cổ. Nhờ vệ tinh nhân tạo hay phi thuyền vũ trụ mà chúng ta có rất nhiều bức ảnh về trái đất. Nhìn qua các bức ảnh. Trái đất là một khối cầu. Qua kết quả tính toán của các nhà khoa học, trái đất không phải là một quả cầu tròn tròn 3 (a) 1. Địa tâm 2. Bắc cực 3. Nam cực 4. Xích đạo 5. 6378km (b) 1. Bắc cực 2. Nam cực 10 trịa, nó là một khối hơi tròn có hai cực hơi rút ngắn, bán kính xích đạo hơi dài ra. Nói cụ thể là bán kính xích đạo dài hơn bán kính cực 21 kilômét. Nhưng bán kính Nam Bắc cực cũng không phải là dài như nhau, bán kính Bắc cực dài hơn bán kính Nam cực là 40mét. Cho nên, trái đất là một khối tròn có hai cực hơi dẹt, xích đạo hơi gồ lên giống như một quả lê. Trái đất bao lớn? Nếu như đi vòng quanh trái đất một vòng lớn có 40 ngàn cây số. Nếu như một người mỗi ngày đi 50 kilômét, phải 800 ngày mới có thể đi hết một vòng lớn. Diện tích bề mặt trái đất cũng rất lớn: 510 triệu kilômét vuông. Bề mặt trái đất chủ yếu bị đại dương bao bọc, diện tích 361 triệu kilômét vuông, chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất. Diện tích lục địa của bề mặt trái đất là 149 triệu kilô mét vuông, chiếm 29% diện tích bề mặt trái đất. Lục địa chủ yếu phân bố ở Bắc bán cầu, ở phía Bắc xích đạo, đại dương chủ yếu phân bố ở Nam bán cầu, phía Nam xích đạo. 4 Trái đất quay như thế nào? Bạn có biết là trái đất đang quay không? Chỉ cần để tâm quan sát một số hiện tượng là sẽ chứng minh được trái đất thực sự đang quay. Hàng ngày chúng ta đều nhìn thấy mặt trời mọc từ hướng Đông và lặn về hướng Tây, 11 đó là kết quả sự quay của trái đất. Giả dụ trái đất không quay, mặt trời sẽ chiếu sáng mãi ở một mặt trái đất, mặt được chiếu sáng luôn luôn là ban ngày rất nóng, mặt kia là ban đêm rất lạnh. Tại sao chúng ta lại không cảm thấy trái đất quay? Bây giờ hãy thử làm một thí nghiệm nhỏ: Chúng ta ở trong một chiếc xe bịt kín hay trong tàu thủy, chỉ cần xe và tàu chạy rất êm, chúng ta sẽ cảm thấy không động đậy. Khi chúng ta mở toang cửa sổ xe hay tàu thủy ra, sẽ thấy cảnh vật ở bên ngoài cửa sổ chạy lui về phía sau, khi xe và tàu chạy càng nhanh, cảnh vật ngoài cửa sổ chạy lui về phía sau càng nhanh hơn. Chúng ta sống ở trên trái đất, vì trái đất có sức hút, trái đất hút chặt chúng ta trên mặt đất. Ngoài ra, trái đất là một 12 khối tròn rất lớn, chuyển động lại rất chậm, rất êm, lẽ tất nhiên chúng ta sẽ không cảm thấy trái đất quay. Do sức hút của trái đất rất lớn lại quay rất chậm và êm, ở trên nhà cao ta không cảm thấy lúc lắc; cũng vậy, những thứ như bàn, ghế, tủ lạnh ở trong phòng luôn luôn được đặt ổn định, không hề nhúc nhích gì cả. Vì những lí do như vậy mà con người mới có thể sản xuất và sinh hoạt bình thường, máy móc vận hành bình thường, máy cày cày đúng giờ giấc, cưỡi xe đạp đi làm bảo đảm thời gian, người đi đường không bị té ngã. 5 Tại sao có ban ngày và ban đêm? Để nói rõ tại sao có ban ngày và ban đêm, trước hết chúng ta hãy làm một thực nghiệm nho nhỏ. Bạn chuẩn bị cho một cái đèn pin làm mặt trời, một quả bóng da làm trái đất. Cho quả bóng da quay tít, mặt quả bóng da quay về phía ánh sáng đèn pin thì sáng, ấy là “ban ngày”, mặt bên kia ánh sáng đèn pin không rọi được là đêm tối. Quả cầu da tiếp tục quay, ở mặt ánh sáng đèn pin không rọi được lúc đầu sẽ quay về phía trước, trở thành ban ngày và được rọi sáng; còn bề mặt được rọi ánh sáng lúc đầu quay về phía sau trở thành “ban đêm” không được rọi ánh sáng. Vị trí của ánh sáng đèn pin không thay đổi, quả cầu da cứ tiếp tục quay, sẽ xuất hiện hiện tượng ban ngày và ban đêm không ngừng đan xen nhau. 13 Trái đất là một khối tròn rất lớn, quay không ngừng, tự nó không phát ra ánh sáng. Khi Đông bán cầu quay về phía mặt trời, được ánh sáng mặt trời chiếu sáng là ban ngày. Tây bán cầu do ở về phía sau mặt trời, không được ánh sáng mặt trời chiếu sáng, tức là ban đêm. Trái đất không ngừng quay, quay mãi nên ban ngày, ban đêm không ngừng thay thế cho nhau. Phía mặt trời mọc là hướng Đông, phía mặt trời lặn là hướng Tây, phía chỉ về phía sao Bắc Đẩu là hướng Bắc, phía đối diện với sao Bắc Đẩu là hướng Nam. Trái đất không ngừng quay quanh trục trái đất theo hướng từ Tây sang Đông, quay một vòng mất 24 tiếng đồng hồ, là một ngày. Thí dụ hôm nay mặt trời chiếu sáng đúng ngay chỗ chúng ta ở, là đúng 12 giờ trưa ban ngày, qua ngày hôm sau khi mặt trời chiếu sáng ngay đúng chúng ta, vẫn là 12 giờ trưa ban ngày, thời gian đi qua giữa khoảng thời gian đó là 24 tiếng đồng hồ. Bắc cực Ánh sáng mặt trời Nam cực 14 Do thời gian cần thiết cho sự thay đổi giữa ban ngày và ban đêm tương đối ngắn, nên mặt đất được tăng nhiệt ban ngày không nóng lắm và ban đêm cũng không đến nỗi lạnh lắm. Có vậy con người, muông thú, cỏ cây mới sống nổi. Bốn mùa trong năm phân chia 6 và thay đổi như thế nào? Trái đất là một trong những thành viên lớn của dòng tộc mặt trời, không những nó tự quay quanh mình nó, mà nó còn quay quanh mặt trời. Trái đất quanh quanh mặt trời một vòng mất 365 ngày 6 giờ, do đó, bình thường một năm là 365 ngày. Đến năm thứ tư vừa đúng 365 ngày hãy còn 24 tiếng đồng hồ, thực tế là năm thứ tư phải tăng thêm một ngày, là 366 ngày, năm đó là năm nhuận. Khi trái đất quay quanh mặt trời, hướng chếch của trục trái đất không thay đổi, cực Bắc của trục trái đất luôn luôn chỉ về hướng sao Bắc Đẩu. Trong một năm, tùy theo vị trí quay của trái đất khác nhau, vị trí của điểm chiếu sáng thẳng đứng của mặt trời cũng thay đổi một cách có quy luật, các nơi trên trái đất tiếp thu nhiệt của ánh sáng mặt trời cũng theo đó mà thay đổi nhiều ít khác nhau. Do đó, cũng một địa phương trên trái đất nhưng trong năm có hiện tượng lạnh và nóng thay đổi cho nhau. 15 Quỹ đạo của trái đất Xuân phân 21/3 Hướng quay Hạ chí 22/6 Đông chí 22/12 Hướng quay Quỹ đạo của trái đất Thu phân 23/9 Bốn mùa trong năm phân chia như thế nào và bốn mùa thay đổi như thế nào? Trước và sau ngày 22 tháng 6 hằng năm là tiết Hạ chí, mặt trời chiếu thẳng xuống Bắc bán cầu, Bắc bán cầu nhận nhiệt ánh sáng mặt trời nhiều, khí hậu oi bức, là mùa Hạ. Nam bán cầu nhận nhiệt ánh sáng mặt trời ít, khí hậu lạnh, là mùa Đông. Trước và sau ngày 21 tháng 3 hàng năm là tiết Xuân phân, mặt trời chiếu thẳng trên xích đạo, Nam bán cầu và Bắc bán cầu tiếp nhận nhiệt ánh sáng mặt trời như nhau, Bắc bán cầu là mùa Xuân ôn hòa, Nam bán cầu là mùa Thu mát dịu. Trước và sau 23 tháng 9 là tiết Thu phân, mặt trời cũng chiếu thẳng trên xích đạo, Bắc bán cầu là mùa Thu mát dịu, Nam bán cầu là mùa Xuân ôn hòa. 16 Tại sao có ngày cực 7 và đêm cực? Vì trái đất vừa quay chung quanh trục của bản thân nó, lại vừa quay chung quanh mặt trời theo một hướng chếch không thay đổi, do đó ngày và đêm của các vĩ độ trên trái đất cũng dài ngắn khác nhau tùy theo mùa. Hàng năm chỉ có hai ngày 21 tháng 3 (ngày Xuân phân) và ngày 23 tháng 9 (ngày Thu phân), mặt trời chiếu thẳng đứng trên xích đạo, nên ngày và đêm của tất cả các nơi trên toàn cầu đều dài ngắn như nhau, đúng 12 tiếng đồng hồ. Trong nửa năm từ ngày 21 tháng 3 đến ngày 23 tháng 9, mặt trời chiếu thẳng Bắc bán cầu, là nửa năm Hạ. Trong nửa năm Hạ đó, các vĩ độ Bắc bán cầu đều là ngày dài đêm ngắn. Do xích đạo hướng Bắc cực, thời gian ban ngày càng dài tùy theo sự tăng cao của vĩ độ, thời gian ban đêm ngắn dần. Ngày 22 tháng 6 (ngày Hạ chí), mặt trời chiếu thẳng tới giới hạn tận cùng phía Bắc là 23,5 độ vĩ Bắc, khu vực Bắc cực ở về phía Bắc 66,5 độ vĩ Bắc suốt ngày mặt trời không lặn, chỉ có ban ngày, không có ban đêm, hiện tượng này được gọi là ngày cực. Nam bán cầu thì ngược lại hoàn toàn, do xích đạo hướng Nam cực, tùy theo vĩ độ tăng cao, thời gian ban ngày ngắn lại, thời gian ban đêm dài ra. Ngày Hạ chí, khu vực Nam cực ở 66,5 độ vĩ Nam trở về phía Nam suốt ngày là ban đêm, không có ban ngày, 17 Ánh sáng Bắc cực Bắc cực mặt trời Nam cực 22/6 (ngày Hạ chí Bắc bán cầu) 22/12 (ngày Đông chí Bắc bán cầu) hiện tượng này được gọi là đêm cực. Nam bán cầu là nửa năm mùa Đông. Trong nửa năm từ 23 tháng 9 đến 23 tháng 3 năm sau, mặt trời chiếu thẳng Nam bán cầu, là nửa năm Hạ. Trong nửa năm này, các vĩ độ Nam bán cầu ngày đều dài và đêm ngắn lại. Ngày 22 tháng 12, mặt trời chiếu thẳng tới giới hạn tận cùng phía Nam là 23,5 độ vĩ Nam, phạm vi mặt trời không lặn ở khu vực phía Nam cực lớn nhất, ở về phía Nam 66,5 độ vĩ Nam xuất hiện hiện tượng ngày cực chỉ có ban ngày, không có ban đêm. Bắc bán cầu thì hoàn toàn ngược lại, khu vực Bắc cực ở 66,5 độ vĩ Bắc trở ra Bắc là đêm, suốt ngày không có mặt trời, xuất hiện hiện tượng đêm cực, không có ban ngày. Bắc bán cầu là nửa năm mùa Đông. 18 Năm vùng trên trái đất 8 được phân chia như thế nào? Năm vùng trên trái đất là: nhiệt đới, Bắc ôn đới, Nam ôn đới, Bắc hàn đới và Nam hàn đới. Người ta phân chia bằng cách căn cứ vào sự tiếp nhận nhiệt lượng mặt trời nhiều ít khác nhau ở các bộ phận trên trái đất. Ranh giới của năm vùng trên trái đất được phân định như thế nào? a. Nhiệt đới: ở giữa 23,5 độ vĩ Bắc là vùng duy nhất trên trái đất có thể tiếp nhận được ánh sáng mặt trời chiếu thẳng, được mặt trời cung cấp nhiệt lượng nhiều nhất, cũng là vùng nóng nhất toàn cầu, chúng ta gọi nó là vùng nhiệt đới. b. Hàn đới: ở về phía Bắc 66,5 độ vĩ Bắc đến điểm cực Bắc, ở phía Nam 66,5 độ vĩ Nam cho đến điểm cực Nam, hai vùng này hàng năm có một quãng thời gian là đêm dài triền miên, tức là ngày có mặt trời chiếu rọi nhưng do ánh sáng mặt trời chiếu chếch rất lớn, mặt đất tiếp nhận nhiệt lượng rất ít, hầu như không đáng kể, khí hậu suốt năm rét buốt, chúng ta gọi là vùng hàn đới. Vùng hàn đới của Bắc bán cầu gọi là Bắc hàn đới, vùng hàn đới của Nam bán cầu gọi là Nam hàn đới. c. Ôn đới: 23,5 độ đến 66,5 độ vĩ Bắc, 23,5 độ đến 66,5 độ vĩ Nam, hai vùng này tiếp nhận nhiệt lượng của mặt trời ít hơn so với vùng nhiệt đới, nhiều hơn vùng hàn đới, gọi chúng là ôn đới. Ôn đới của Bắc bán cầu gọi là Bắc ôn đới, ôn đới của Nam bán cầu gọi là Nam ôn đới. 19 Người ta quen gọi vĩ tuyến 23,5 độ vĩ độ Nam, Bắc là chí tuyến Nam, Bắc, khi mặt trời chiếu thẳng đến tuyến này thì đi trở về, cho nên còn gọi là tuyến hồi quy. Gọi vĩ tuyến 66,5 độ vĩ độ Nam, Bắc là vòng cực Nam, Bắc, là ranh giới xuất hiện ở phạm vi lớn nhất hiện tượng ngày cực và đêm cực, là vòng tròn lấy điểm cực làm trung tâm, cho nên gọi nó là vòng cực. Chúng ta cũng có thể khái quát ranh giới của năm vùng như sau: chí tuyến Nam, Bắc là tuyến phân ranh nhiệt đới và ôn đới; vòng cực Nam, Bắc là tuyến phân ranh hàn đới và ôn đới. 1. Ánh sáng mặt trời 5. Bắc cực 9. Nhiệt đới 2. Nhiệt đới 6. Nam cực 10. Nam hàn đới 3. Ôn đới 7. Ôn đới 11. Nam ôn đới 4. Hàn đới 8. Bắc hàn đới 12. Xích đạo 13. Chí tuyến bắc 14. Chí tuyến Nam 20 Lòng trái đất được 9 phân tầng như thế nào? Trái đất cũng giống như một quả trứng gà, có thể chia làm ba phần: “vỏ trứng”, “lòng trắng trứng” và “lòng đỏ”. Lớp mỏng ở bề mặt trái đất gọi là vỏ trái đất, lớp ở giữa gọi là lòng đất, lớp trong cùng là nhân trái đất. a. Vỏ trái đất: vỏ ngoài của lớp bề mặt trái đất có độ dày bình quân là 17 kilômét. Bề mặt trái đất có lục địa, đại dương, núi cao, bình nguyên... độ dày vỏ trái đất ở các nơi lại không giống nhau. Độ dày bình quân của lục địa là 33 kilômét; vỏ trái đất ở đại dương mỏng nhất, chỉ 6 kilômét; độ dày ở khu vực cao nguyên núi cao là dày nhất, có thể tới 60-70 kilômét. Vỏ trái đất chủ yếu là lớp vỏ ngoài rắn chắc cấu thành bởi nham thạch cứng. b. Lòng đất: lớp giữa của trái đất, còn gọi là tầng trung gian. Độ sâu của lòng đất từ vỏ trái đất trở xuống là 2.900 kilômét. Chủ yếu được cấu thành bởi nham thạch chứa sắt và manhê. Nhiệt độ của tầng này tăng cao, áp lực và mật độ tăng lớn, nham thạch tương đối mềm, bị chèn ép co bóp nên dễ dàng thay đổi hình dáng. c. Nhân trái đất: bộ phận trung tâm của trái đất giống như hạt của quả vậy. Do nhân trái đất cách bề mặt trái đất rất rất xa, nên không rõ hết mọi chi tiết của nó. Qua nghiên cứu rất nhiều năm, các nhà khoa học cho rằng bộ 21 Vỏ trái đất Lòng đất Nhân trái đất phận trung tâm của trái đất được cấu tạo bởi kim loại có trọng lượng nặng như sắt, niken và các chất khác. Do nhiệt độ rất cao, áp lực cực lớn nên các chất hợp thành nhân trái đất ở trạng thái lỏng. Nhân trái đất hiện nay vẫn còn là bí mật, trong tương lai nhất định các nhà khoa học sẽ khám phá ra điều bí mật ấy. Người ta có thể trực tiếp quan sát được đặc trưng của bộ phận ở ngoài của trái đất, còn không cách nào có thể trực tiếp nhìn thấy được bên trong của trái đất. giếng khoan sâu nhất của thế giới là 4.000-5.000 mét, so với trái đất thì quả là một lớp nhỏ rất rất mỏng mà thôi. Người ta sử dụng phương pháp gì để tìm hiểu kết cấu bên trong của trái đất? Phương pháp truyền sóng địa chấn nhân tạo. Tầng nham thạch, đặt trưng kết cấu khác nhau thì hình sin truyền dẫn khác nhau, rồi căn cứ vào đặc điểm hình sin để phán đoán đặc điểm bên trong của trái đất. Phương pháp này còn gián tiếp và tương đối sơ lược, muốn tìm hiểu tình hình cụ thể bên trong của trái đất, còn phải đợi các nhà khoa học “đi” sâu hơn nữa vào lòng trái đất. 22 10 Lớp vòng của bề mặt trái đất ra sao? Trái đất cũng giống như một món đồ quý giá, bên ngoài được bao gói mấy lớp. Lớp vòng bao quanh bề mặt trái đất lần lượt từ ngoài vào trong là: khí quyển, vòng sinh vật, vòng nước và vòng nham thạch. a. Khí quyển: bề mặt trái đất bị bao bọc bởi một lớp vật chất ở trạng thái khí rất dày, giới hạn phần dưới của nó là bề mặt trái đất, giới hạn bên trên không có độ cao rõ rệt. Vòng khí quyển giống như một lớp chắn che phủ trái đất, giữ cho môi trường trái đất có một nhiệt độ thích nghi. Khí quyển được tụ tập ở bề mặt trái đất bởi tác dụng sức hút của trái đất nên càng lên cao không khí càng loãng. Thành phần không khí chủ yếu là nitơ và oxy, những thành viên khác trong dòng tộc mặt trời như sao Kim, sao Hỏa thì chủ yếu là carbonic, hầu như không có oxy. b. Vòng nước: bao gồm nước biển, nước sông, nước hồ, nước đầm, nước băng hà của bề mặt lục địa, dưới mặt đất còn có nước ngầm. Những thứ nước đó cũng giống như máu trong cơ thể con người, thông qua mặt đất liền với nhau thành một chỉnh thể, tạo thành vòng nước bao bọc lấy trái đất. Xã hội loài người không tách khỏi nước được, động thực vật sinh sống và phát triển cũng không tách rời khỏi nước. Nước là một trong những nhân tố tích cực nhất làm thay đổi bộ mặt trái đất. 23 c. Vòng nham thạch: chỉ lớp vỏ cứng thể rắn của trái đất, vòng nham thạch nhô lên khỏi vòng nước là lục địa thế giới, vòng nham thạch bị nước biển nhấn chìm là đáy biển thế giới. Vòng nham thạch cũng là một chỉnh thể, giống như lớp vỏ ngoài cứng của hạt đào, bao bọc lấy trái đất. d. Vòng sinh vật: khí quyển, vòng nước và vòng nham thạch trên trái đất độc lập với nhau, mỗi loại thành hệ thống, nhưng lại là một chỉnh thể thẩm thấu nhau và tác dụng lẫn nhau. Như vậy trái đất tạo môi trường cho sinh vật có thể sinh tồn và phát triển, thay đổi, như ánh sáng mặt trời, không khí, nước, đất, v.v... Toàn bộ những dải sinh vật này tồn tại ở trên vòng nham thạch, ở dưới vòng khí quyển và vòng nước, hình thành nên lớp vòng sinh vật độc lập liên tục. Khí quyển Vòng sinh vật Vòng nước Vòng nham thạch Đại dương 24 11 Lục địa phân thành mấy khối? Khi chúng ta mở tấm bản đồ thế giới, trước hết chúng ta thấy diện tích đại dương rất lớn, diện tích lục địa nhỏ; nhìn kỹ ta thấy phần lớn lục địa phân bố ở Bắc bán cầu, Nam bán cầu rất nhỏ. Những lục địa ấy bị đại dương chia thành năm khối đại lục: khối đại lục Á-Âu, khối đại lục châu Phi, khối đại lục châu Mỹ, khối đại lục châu Đại dương và khối đại lục châu Nam cực. Khối đại lục Á-Âu ở Bắc bán cầu, là đại lục lớn nhất. Hình dáng của khối đại lục này giống như một cái quạt xòe, châu Á, châu Âu giống như một cái “góc” ở phần Tây Bắc trên cái quạt xòe. Khối đại lục châu Phi giống một cái lá cây đại thụ, trải bằng trên xích đạo, phía Bắc hơi rộng, phía Nam hẹp lại, tựa sát vào phía Tây Nam của đại lục châu Á-Âu, làm như Á-Âu không phải là một khối lục địa vậy. Khối đại lục châu Mỹ dài nhất, hai đầu đại lục lớn, ở giữa nối bằng một lục địa rất hẹp, rất giống một cái vòng lắc khổng lồ không quy tắc mấy. Khối đại lục phía Bắc là Bắc Mỹ châu, khối đại lục phía Nam là Nam Mỹ châu. Khối đại lục châu Đại dương ở Nam bán cầu, là lục địa nhỏ nhất, rất giống một hàng không mẫu hạm nổi trên đại dương, đang chạy về phía Bắc! Diện tích sa mạc trên lục địa rất lớn, người ở thưa thớt, khu vực dọc theo bờ biển rải rác vài điểm dân cư, thường gọi là đại lục cằn cỗi. 25 Khối đại lục Nam cực hầu hết ở trong vòng Nam cực, điểm cực Nam nằm ở chính giữa khối đại lục. Khối lục địa này do ở vĩ độ cao, suốt năm giá rét không có mùa Hạ, trên mặt đất hầu như bị một lớp băng tuyết dày che phủ, người ta gọi nó là “đại lục băng tuyết”. Có nhà khoa học cho rằng, thuở ngày xửa ngày xưa trên trái đất chỉ có một khối đại lục khổng lồ. Do trái đất quay và trên đất liền xuất hiện nhiều dải nứt nẻ, khối đại lục châu Mỹ tách rời khỏi khối lục địa Âu, Phi, châu Phi cũng tách rời khỏi châu Âu. Khối đại lục châu Đại dương chạy nhanh nhất nên cách xa hẳn châu Á và châu Phi. Khối đại lục châu Nam cực vốn nối liền với châu Phi, châu Nam Mỹ và châu Đại dương, về sau rồi chúng cũng tách rời nhau, chạy vào trong vòng Nam cực. Chúng ta gọi hiện tượng ấy là “lục địa trôi nổi”. Bắc Băng Dương Khối đại lục Bắc Mỹ Đại Tây Khối đại lục Á-Âu Thái Dương Khối đại lục Bình Khối đại lục Nam Mỹ châu Phi Dương Ấn Độ Dương Nam Đại Dương Khối đại lục Nam Cực Khối đại lục châu Đại dương 26 12 Bản đồ được vẽ như thế nào? Người ta thường xuyên sử dụng bản đồ, đến một chỗ lạ, việc trước tiên bạn cần làm là mua một tấm bản đồ hướng dẫn. Khi đọc báo bắt gặp một thông tin mới, thể nào bạn cũng phải giở bản đồ ra tra tìm vị trí cụ thể. Bạn thấy bản đồ gắn liền với cuộc sống của chúng ta không? Bản đồ được vẽ như thế nào? Trên trái đất có đại dương, lục địa, núi cao và bình nguyên, có thành thị và nông thôn, đường sắt và đường ôtô, có nhiều quốc gia... Những đại dương, lục địa, núi cao, quốc gia... mà ta vừa kể đó đều được gọi là vật thực, dựa vào tỷ lệ rút nhỏ lại rất rất nhiều lần, rồi dùng các ký hiệu khác nhau vẽ lên những vị trí tương ứng ở trên giấy, đó là bản đồ. Để cho người ta xem và hiểu được bản đồ, bên dưới bản đồ phải vẽ những ký hiệu khác nhau tiêu biểu cho vật thực trên mặt đất, những cái đó là chỉ dẫn bản đồ, chúng ta mở bản đồ ra, dựa vào chỉ dẫn là có thể xem được bản đồ. Bản đồ được người ta dùng máy móc đo đạc trên mặt đất, rồi thu nhỏ lại rất nhiều lần xong thì vẽ lên giấy. Đo đạc thực địa tương đối chậm, nhân viên đo đạc khổ lắm, ngày chịu nóng nực, đêm ở hoang dã, còn phải leo núi, vượt sông nữa. Hiện nay, người ta chụp hình từ trên máy bay và vệ tinh nhân tạo, căn cứ vào phim chụp cũng có thể vẽ bản đồ được. Đỡ khổ hơn nhiều. 27 Bản đồ có nhiều loại như bản đồ thế giới, bản đồ toàn quốc, bản đồ tỉnh, bản đồ thành phố; có bản đồ địa hình, bản đồ khoáng sản, bản đồ thủy văn, và bản đồ khí hậu; còn có bản đồ hàng hải, bản đồ chiến dịch, bản đồ vận hành vệ tinh... Bản đồ có rất nhiều công dụng lắm: địa lý, lịch sử, chính trị... nên ai ai cũng cần dùng đến bản đồ. Khảo sát khoa học, dã ngoại, đi du lịch xa, máy bay bay trên bầu trời, tàu thủy đi trên đại dương... đều cần có bản đồ; quy hoạch phát triển quốc gia, xây dựng hồ nước cỡ lớn, chọn tuyến đường sắt và đường xá mới... đều cần phải vẽ bản đồ. 28 Chương 2 Mặt đất trồi sụt không nhìn thấy Trái đất già ơi là già, cỡ 4 tỷ 600 ngàn năm tuổi, mà lúc nào nó cũng thay đổi và vận động. Nếu đem so lịch sử của loài người với lịch sử tiến triển của trái đất và lịch sử tiến hóa của sinh vật thì có thể nói chỉ như một nháy mắt. Bề mặt của trái đất thay đổi trồi sụt bởi động lực chủ yếu là từ trong lòng trái đất, bởi vì trong quá trình vận động, nội lực của trái đất phân bố đâu có đều, tạo nên hiện tượng trồi lên và sụp xuống ở bề mặt trái đất. Sự thay đổi trồi lên trên mặt trái đất diễn ra hết sức chậm chạp, phải tính bằng vạn năm, con người không cảm giác được và cũng không nhìn thấy được. Do nội lực của trái đất phân bố không đều, khi lực tập trung ở một chỗ nào đó, bề mặt trái đất mỏng không chịu đựng nổi, sẽ sinh ra sự biến động bề mặt có tính bộc phát như núi lửa phun, động đất và diện tích lớn nứt nẻ ra v.v... ấy là những hiện tượng đột biến, người ta có thể thấy được ở bề mặt trái đất. 29 13 Tại sao có núi lửa trên trái đất? Ít ai được tận mắt nhìn thấy núi lửa phun, nhưng thấy núi lửa phun “hoành tráng” qua tivi thì rất nhiều. Trước hết, từ miệng núi lửa hoặc từ trong kẽ nứt ở chân núi bùng lên khói trắng, sau đó là khối khổng lồ gồm khí, tro cát và đá sỏi từ trong miệng núi phun lên không trung, hình thành một cột khói khổng lồ, một hồi sau trời đất tối sầm, mặt trời đỏ hồng như trái quýt. Đồng thời, có tiếng sấm nổ trong lòng đất, mặt đất rung chuyển, liền sau đó là một khối lượng lớn dung nham trào ra mặt đất. Trong quá trình núi lửa phun, còn có hiện tượng gió lớn, sấm sét và mưa, tạo nên một kỳ quan hiếm có. Tại sao lại có núi lửa trên trái đất? Bề mặt trái đất có một lớp vỏ rất dày, bình thường magma ở trạng thái dịch thể bị bao bọc thật chặt trong đó. Nhiệt độ trong lòng trái đất đặc biệt cao, áp lực lớn, magma chảy qua chảy lại, như luôn luôn muốn tìm chỗ để chui tọt ra ngoài. Có một số nơi vỏ trái đất vận động tương đối mãnh liệt, làm nứt nẻ, vênh vẹo hoặc chèn ép mạnh, vỏ trái đất tương đối mỏng và yếu. Chỗ nào vỏ trái đất càng yếu mỏng thì tiếp nhận áp lực của nội lực càng mạnh, magma sẽ thừa thắng xông ra từ chỗ đó, tạo nên núi lửa phun. Một khi núi lửa đã phun, magma nóng chảy từ miệng núi lửa phun ra sẽ trào đi khắp bốn phía, tạo nên từng 30 dòng từng dòng “sông lửa”. Trong lúc chảy, magma sẽ dìm ngập làng mạc, nhà cửa; những dòng dung nham lớn có thể nuốt chửng thành phố, thị trấn, làm đổ sập cầu cống; dung nham chảy theo các dòng sông, làm vỡ đê đập, tạo thành tai nạn ngập lụt nghiêm trọng. Có núi lửa phun một lần, sau khi dung nham lạnh đông tạo thành ngọn núi nhỏ hình chóp, đó là núi lửa chết. Có núi lửa cách vài năm phun trở lại một lần, dung nham chồng chất rất cao, tạo thành đỉnh núi hình chóp rất cao, núi Phú Sĩ của Nhật Bản được hình thành như vậy đó, nên được gọi là núi lửa sống. Khu vực núi lửa phun có nhiều suối nước nóng, nhiệt độ suối nước nóng cao nhất có thể lên tới 1000C hoặc hơn. 31 14 Động đất là gì? Động đất là gì? Hiện tượng rung động của đất đai là động đất. Trên trái đất thường xảy ra động đất, có thể nói ngày nào cũng có động đất, lúc nào cũng xảy ra động đất. Số lần xảy ra động đất rất nhiều nhưng hầu hết các rung động nhẹ đó thì chúng ta lại không cảm nhận được. Sự rung chuyển nhẹ mặt đất như vậy bình quân cứ hai phút xảy ra một lần. Những trận động đất mạnh mà chúng ta cảm thấy được có sức tàn phá rất lớn, gây ra tổn thất về người và tài sản, động đất lớn như vậy trên thế giới mỗi năm xảy ra khoảng 20 lần. Tại sao lại xảy ra động đất? Loại thứ nhất là do vỏ trái đất bị nóng không đều, chỗ nóng chỗ nguội nên sẽ bị giãn nở và co rút, vỏ trái đất bị biến dạng thậm chí gãy đứt, dẫn tới mặt đất rung chuyển gây nên động đất, 90% động đất trên địa cầu là loại động đất nứt gãy. Loại thứ hai là khi núi lửa phun, do magma tạo áp lực vào vỏ trái đất, khí ở miệng núi lửa bùng nổ, magma dưới đất giảm bớt, v.v... đều dẫn đến hiện tượng làm rung chuyển vỏ trái đất, đó là động đất núi lửa. Trên trái đất, tổng số lần động đất do núi lửa bùng nổ chiếm 7%. Loại thứ ba là do nắp đỉnh của các hang nham thạch lớn trong lòng trái đất đột nhiên bị sập, cũng gây ra rung chuyển mặt đất ở phạm vi 32 hẹp, đó là động đất sập lở. Loại động đất này chiếm tổng số lần động đất trên toàn thế giới khoảng 3%. Căn cứ vào lực rung chuyển vỏ trái đất lớn hay nhỏ có thể phân chia cấp độ động đất, cấp độ động đất càng lớn thì sức phá hoại càng lớn. Cấp động đất lớn hay nhỏ có liên quan đến xảy ra động đất sâu hay cạn và lực rung chuyển lớn hay nhỏ. Khi nguồn phát sinh ra động đất cách mặt đất cạn, lực rung chuyển lại lớn, thì cấp động đất lớn. Cấp động đất được biểu thị bằng độ rích-te (Richter). Một lần động đất chỉ có một cấp động đất nhưng mức độ tàn phá đối với mặt đất chênh lệch rất lớn, nếu gần trung tâm động đất thì sức tàn phá lớn, độ rích-te cũng lớn, càng xa trung tâm động đất thì sức tàn phá nhỏ, độ rích-te cũng nhỏ. 33 15 Tại sao có vết nứt trên mặt đất? Những ai đã từng đi núi chỉ cần cẩn thận xem xét nham thạch biến hóa, sẽ phát hiện ra trên nham thạch có vệt nứt lớn, lần theo vệt nứt lớn mà đi xuống thì phải đi bao xa? Tại sao trên mặt đất lại có vệt nứt lớn? Nham thạch bị chịu lực khác nhau, có nơi lớn có nơi nhỏ; hoặc là hướng chịu lực khác nhau. Khi mặt đất chịu tác dụng của những lực thay đổi như vậy, sẽ phát sinh hiện tượng rạn nứt và gãy, những nhà địa chất gọi hiện tượng đó là gãy nứt. Các nhà khoa học hết sức chú trọng việc xuất hiện vệt nứt lớn, nó có quan hệ vô cùng mật thiết đến đời sống và sản xuất của con người, xây nhà cao tầng, làm hồ nước phải hết sức tránh các vệt nứt, đào hang núi và hầm lò phải đặc biệt chú ý đến sự sụp lở rất dễ gây tai nạn làm chết người. 34 Có khi tầng nham thạch xuất hiện sự nứt gãy có thể giúp chúng ta tìm được nước ngầm và các khoáng sản khác. Vệt nứt của nham thạch mặt đất có khi là hướng phẳng, nham thạch hai bên vệt nứt, một bên hướng về phía trước, bên kia hướng về phía sau; có khi vệt nứt nham thạch theo phương thẳng đứng hướng lên; một bên vệt nứt hướng lên, một bên khác hướng xuống. Căn cứ vào hiện tượng nứt gãy, chỉ cần quan sát “nham thạch hai bên vệt nứt khác nhau”, là chúng ta biết được tầng nham thạch ở đây đã xảy ra nứt gãy. Chúng ta còn có thể trông thấy một số đường vân trên bề mặt nham thạch như những đường ngang, đường dọc và đường xiên. Những đường ống hình thành bởi các nguyên nhân nham thạch chuyển động, gió thổi, mặt trời chiếu rọi và nước mặt đất tác động v.v... Nó khác gì với nứt gãy? Trước hết, nứt gãy là tầng nham thạch rất sâu và rất dài nứt hẳn ra, còn những đường vân bề mặt nham thạch là nham thạch rất cạn và rất ngắn nứt ra; tiếp đó, khi nứt gãy nham thạch xảy ra, nham thạch hai bên không ráp lại được, để lại các đường vân trên bề mặt nham thạch, khi nham thạch hai bên không xảy ra sự chuyển dịch nữa là vệt nứt trên một khối nham thạch hoàn chỉnh. Các nhà khoa học gọi loại vệt nứt này là vệt rạn. Cho nên, những vệt nứt bề mặt mà chúng ta nhìn thấy ở vùng núi, đó là một loại là nứt gãy, quy mô của nó lớn; 35 một loại khác là vệt rạn, loại này quy mô nhỏ. Vệt rạn ảnh hưởng không lớn lắm đến đời sống và sản xuất của con người, người ta cũng không coi trọng lắm vệt rạn này. 16 Tại sao địa tầng lại nghiêng lệch? Nếu đi dọc theo dòng sông để du ngoạn vùng núi, bạn sẽ được dịp nhìn thấy nham thạch ở dốc núi hai bên bờ sắp thành từng lớp từng lớp, có khi nham thạch sắp ngang, có khi nham thạch sắp xiên, thậm chí có thể sắp thẳng đứng. Những hiện tượng tự nhiên đó hình thành như thế nào? Người cẩn thận, tỉ mỉ, sẽ phát hiện ra trong nước ở biển, sông, ao, hồ v.v... có cát bùn, thời gian dài sẽ lắng đọng xuống đáy biển, đáy sông và đáy hồ. Có năm cát lắng hơi thô, cũng có năm cát lắng lại mịn hơn, cứ thế cát càng lắng càng dày, cát bên dưới cách mặt đất cũng sâu thêm, nhiệt độ chỗ sâu cao, cát chịu áp lực lớn, ngày tháng kéo dài ra nên biến thành đá rất cứng. Đá cứng ấy dưới tác động của áp lực tăng lên trong lòng trái đất, qua hàng ngàn năm bị đẩy lên mặt đất. Do cát lắng đọng từng tầng, từng lớp, cho nên nham thạch thấy ở mặt đất là loại nham thạch được sắp xếp thành lớp nằm ngang. Nếu như tầng nham thạch nằm ngang chịu tác động của lực ép (hai đầu đẩy vào giữa), nham thạch sẽ phát sinh 36 chuyển động sóng, xuất hiện độ nghiêng nhỏ; nếu lực đẩy hai đầu mạnh, tầng nham thạch sẽ thành hình răng cưa, bên phía răng cưa độ nghiêng tăng lớn, còn bên kia có khả năng tầng nham thạch thẳng đứng. Đó là tầng nham thạch nghiêng và tầng nham thạch thẳng đứng mà chúng ta nhìn thấy. Đi dọc theo sông còn nhìn thấy tầng nham thạch bên dưới hình gợn sóng, tầng nham thạch bên trên lại nằm ngang, thế là thế nào? Khi tầng nham thạch gợn sóng trồi lên, mặt của tầng nham thạch sẽ bị mưa, gió, ánh sáng tác động làm san bằng. Sau khi tầng nham thạch gợn sóng bị san bằng lún xuống, dưới tác dụng của nước và gió, 37 lại bị từng lớp từng lớp đất bùn và cát trầm tích dưới tác dụng của nhiệt độ cao và áp lực cao hình thành nên nham thạch nằm ngang. Nếu như sau đó nó bị tiếp tục đẩy trồi hẳn lên trên mặt đất, sẽ có hiện tượng thiên nhiên kỳ thú như chúng ta nhìn thấy, ấy là tầng nham thạch bên trên thì nằm ngang, còn tầng nham thạch bên dưới thì lại có hình gợn sóng. 17 Địa tầng có tuổi hay không? Địa tầng cũng có tuổi tác như người ta vậy. Người thường sống đến bảy tám mươi tuổi, người sống lâu nhất cũng chỉ khoảng một trăm tuổi. Còn tuổi của địa tầng thì lớn hơn người rất nhiều lần, lấy hàng ngàn năm hoặc thời gian dài hơn làm đơn vị để đo tuổi địa tầng, đó là năm địa chất. Trước khi hình thành ra trái đất, trong bầu trời bao la có vô số hạt vụn và bụi nhỏ, về sau những hạt vụn và bụi nhỏ tụ tập lại thành khối lớn, sau đó hình thành ra trái đất. Tuổi của trái khoảng 4 tỷ 6 trăm triệu năm. Tuổi của địa tầng so với tuổi của trái đất cũng rất trẻ, nhỏ hơn số tuổi của trái đất. So sánh tuổi tác giữa các địa tầng với nhau thì số tuổi chênh lệch cũng rất lớn. Trên trái đất xuất hiện tế bào nguyên thủy cách nay khoảng 3,6 tỷ năm. Địa tầng trẻ nhất trên trái đất cũng đã có cả hàng ngàn năm tuổi lịch sử. Loài người 38 xuất hiện cách nay bao lâu rồi? Loài người xuất hiện cách nay hơn 2 triệu 500 ngàn năm. Tuổi của địa tầng lại phân chia từng đoạn, đoạn ngắn nhất là hơn 2 triệu năm, đoạn dài nhất có thể tới hơn 2 tỷ năm. Người ta căn cứ vào đâu để phân đoạn tuổi địa chất? Một là sự chuyển động lên xuống của vỏ trái đất, mặt đất có diện tích lớn nâng lên hoặc sụp xuống để phân chia giai đoạn; hai là đặc trưng khí hậu thời kì đó: lấy khí hậu nóng lạnh và nước khô hạn mà chia giai đoạn; ba là đặc trưng động thực vật, lấy động thực vật nào làm chính để phân chia giai đoạn. Thanh niên Ông già Trẻ con 39 18 Do đâu nham thạch có màu sắc? Những ai đã tham quan bảo tàng địa chất hoặc những ai đi du ngoạn vùng núi có để ý quan sát, đều sẽ nêu lên câu hỏi: tại sao màu sắc của nham thạch có nhiều loại đỏ, vàng, đen, xám, trắng... như vậy? Qua nghiên cứu, các nhà khoa học cho rằng màu sắc của nham thạch chủ yếu quyết định bởi thành phần hợp thành của nó và đặc trưng khí hậu khi hình thành. Thí dụ, một loại là nham thạch đỏ, chủ yếu là chất oxy hóa chứa sắt, môi trường lúc đó nhiệt độ cao, khô hanh ít mưa, sắt oxy hóa rất mạnh, xuất hiện màu đỏ. Giống như ấm đun nước bằng sắt mà suốt mùa hè không dùng, đáy ấm biến thành màu đỏ. Loại thứ hai là nham thạch màu xanh, chủ yếu là chất oxy hóa có sắt, môi trường lúc đó nhiệt độ cao mưa nhiều, khí oxy cung cấp không đủ, tác dụng sắt oxy hóa không đầy đủ, xuất hiện màu xanh. Loại thứ ba là nham thạch vàng, chủ yếu là thành phần có chứa lưu hoàng, như quặng sắt vàng là hợp chất lưu hoàng và sắt. Ngoài ra, quặng vàng, quặng đồng thau, v.v... cũng 40 có màu vàng. Nham thạch hợp thành bởi những thành phần này cũng có màu vàng. Loại thứ tư là nham thạch đen, chủ yếu là thành phần than, hắc ín chứa màu đen, ngoài ra, than đá cũng là nham thạch màu đen. Loại thứ năm là nham thạch màu trắng và màu trắng xám, thành phần hợp thành đơn nhất, thuần chất, không chứa thành phần pha tạp như đá thạch anh thuần khiết để làm thủy tinh, bôxic nhôm thuần chất v.v... là màu trắng. Ngoài ra, còn có nham thạch khác màu lam, màu nâu, màu tím, màu huyết dụ v.v... 19 Than đá là đá ư? Ai cũng quá quen thuộc than đá, từng cục từng cục, đen nhánh và cứng như đá, trông hệt như đá màu đen. Các nhà địa chất cũng gọi than đá là đá, nhưng loại “nham thạch” này không phải do bùn và cát tạo nên, nó là do những cây đại thụ cổ đại tạo thành. Cách nay khoảng 300 triệu năm về trước, thời tiết oi ả, mưa nhiều trên trái đất mọc vô số cây to. Thân cây đại thụ bị gió xô đổ, bị nước xói đổ, thân cây bị nước đùa tới những trũng đất thấp chất đống lại, dưới ao hồ, biển cạn và khu vực ven biển đều có số lượng rất lớn thân cây cổ thụ chồng chất. Khi những trũng đất thấp ấy bị sụp lún, 41 lại có cát và đất phủ lấp lên trên, đè bẹp những thân cây cổ thụ ấy xuống dưới địa tầng, trải qua một thời gian dài với quá trình biến đổi phức tạp, hình thành nên lớp nham thạch có thể đốt cháy này. Trong quá trình hình thành nên than đá, do khoảng thời gian thành than đá dài ngắn khác nhau, hình thành nên chất lượng than đá khác nhau. Than đá với thời gian thành than ngắn là than nâu; nếu thời gian thành than đá được kéo dài, than nâu sẽ chuyển biến thành than andracid màu sắc đen hơn than nâu, sử dụng thuận tiện; than andracid kéo dài thời gian thành than nữa, sẽ biến thành than cốc, chất lượng loại than này tốt nhất, khi đốt cháy cho nhiệt lượng rất lớn. Than đá là nguồn năng lượng, được coi là “lương thực của công nghiệp”. Nói vậy đủ biết than đá quan trọng cỡ nào. Than đá còn là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp hóa chất. 42 Trữ lượng than đá trên thế giới có hạn, khai thác đi chút nào là vơi đi chút nấy. Các nhà khoa học tính toán rằng, chỉ 50 đến 80 năm nữa, lượng than đá trên trái đất sẽ bị khai thác hết. Do đó, từ bây giờ, tiết kiệm sử dụng than đá là hết sức quan trọng. 20 Dầu mỏ và khí tự nhiên được hình thành như thế nào? Dầu mỏ là một loại dịch thể chất dầu có thể đốt cháy, màu đen, có mùi hôi đặc biệt. Dầu mỏ là dịch thể có thể chảy, không thể hình thành nên một tầng nham thạch độc lập được, mà ở trong các khe trống của nham thạch. Khí thiên nhiên là loại khí có thể đốt cháy, có khi tự nó sinh ra một cách đơn độc và tàng trữ trong nham thạch nhiều lỗ hổng. Phần lớn khí thiên nhiên sinh ra cùng với dầu mỏ, khí thiên nhiên nhẹ hơn dầu mỏ, dầu mỏ ở bên dưới, khí thiên nhiên ở bên trên. Nguyên nhân hình thành dầu mỏ và khí thiên nhiên còn là một bí mật, các nhà khoa học đâu đã tìm ra hết bí mật đó, hầu hết các nhà khoa học đều cho rằng nó sinh ra bởi chất hữu cơ. Những 43 chất hữu cơ ấy chủ yếu là sinh vật phù du với lượng sinh sôi rất lớn, trầm tích ở trong biển cạn, các vịnh, ao hồ cùng với cát bùn hình thành nên bùn loãng chất hữu cơ. Vỏ trái đất lún xuống, chất trầm tích ở bên trên bùn loãng hữu cơ dày thêm hình thành môi trường khép kín cách ly với không khí. Bùn loãng hữu cơ này phải chịu áp lực và nhiệt độ không ngừng tăng lên, dần dần hình thành nên tầng nham khí dầu có chứa dầu mỏ và khí thiên nhiên. Những giọt dầu nhỏ li ti và bọt khí li ti ở trong tầng nham khí dầu dưới tác dụng chảy của nước sẽ tụ tập lại trong các lỗ hổng nham thạch hình thành nên những túi khí dầu mỏ trong tầng nham thạch uốn lượn lên phía trên. Dầu mỏ được ứng dụng rộng rãi trong các mặt công nghiệp giao thông, quốc phòng v.v... là tài nguyên vô cùng quan trọng. Bằng nguyên liệu dầu mỏ có thể chế tạo ra vô số sản phẩm như chế phẩm sợi hóa học, phân hóa học dùng cho nông nghiệp v.v... Dầu mỏ được người ta gọi là “máu của công nghiệp”. Khí thiên nhiên cũng là nhiên liệu quan trọng, thiết thực của công nghiệp và thành thị. 44 21 Lẽ nào núi cao biến thành biển rộng? Nếu bạn sống ở vùng núi cao mấy chục năm cũng không thấy được núi mọc cao lên hay là hạ thấp bớt đâu; người sống ven biển càng không thấy được biển sâu thêm hay là cạn bớt đi. Nhưng trong niên đại địa chất, núi cao có thể biến thành biển sâu, biển sâu có thể biến thành núi cao. Vậy sao chúng ta không thấy được vậy? Đó là bởi vì đem so sánh lịch sử nhân loại với niên đại địa chất thì nó chỉ như một tích tắc, còn thay đổi của núi và biển phải trải qua mấy trăm ngàn năm hoặc hàng mấy triệu năm, cuộc đời ngắn ngủi của con người làm sao đủ để quan sát được. Biển Dãy núi 45 Chương 3 Bề mặt lục địa có chỗ cao chỗ thấp Trên lục địa, đỉnh Everest là cao nhất (8.848m), trong đại dương hố Mariana là sâu nhất, chúng chênh lệch nhau gần hai chục ngàn mét. Sở dĩ có sự chênh lệch bề mặt trái đất lớn như vậy chủ yếu là do sự không cân bằng nội lực trái đất tạo nên. Trên lục địa cũng có sự thay đổi cao thấp không bằng phẳng như bình nguyên, thung lũng, hang động, sa mạc, thác, v.v... những thứ đó do tác dụng ngoại lực của trái đất tạo nên. Nhiệt độ cao thấp, gió thổi mưa sa, nước chảy trên mặt đất và nước ngầm v.v... đều là ngoại lực của trái đất. Kết quả của tác động ngoại lực ấy làm cho mặt bề ngoài của đất liền có xu hướng bằng phẳng dần, chỗ cao bị xâm thực, nước chảy, gió thổi bào mòn, cắt gọt, rồi đọng lại và tích tụ ở chỗ thấp. Ngoại lực cứ tác động như vậy dài dài thì hình thành nên hình thái diện mạo bề ngoài của lục địa cao thấp không đều như ngày nay. 46 22 Núi cao có cao thêm nữa không? Tuổi của trái đất là 4,6 tỷ năm. Vì trái đất là một khối tròn chuyển động, magma trong lòng trái đất chảy qua chảy lại dưới tác dụng của nhiệt độ cao và áp lực cao, nên vỏ ngoài của trái đất không ổn định, không ngừng thay đổi. Trong mấy tỷ năm đó, vỏ trái đất có sự thay đổi rất lớn. Khi khoan thăm dò dầu mỏ ở đáy biển, nơi sâu nhất của đại dương, người ta khám phá thấy có hóa thạch động thực vật trên cạn, chứng tỏ nơi đây xưa kia là lục địa, do vỏ trái đất sụp xuống hóa thành đại dương ngày nay. Trên núi cao ngày nay lại tìm thấy khá nhiều loài cá hóa thạch sinh sống ở biển, chứng tỏ thời kỳ địa chất xưa kia nơi này là đại dương, do vỏ trái đất trồi lên biến thành lục địa hoặc núi cao ngày nay. Cao nguyên Tây Tạng và dãy Hymalaya hiện nay, trước kia là nơi sâu nhất của đáy biển, về sau vỏ trái đất nâng lên nhô khỏi mặt biển trở thành lục địa, còn tiếp tục trồi 47 lên nữa thành cao nguyên Tây Tạng và dãy Hymalaya vậy đó. Theo sự nghiên cứu của các nhà khoa học, một triệu năm trở lại khu vực núi Hymalaya đã nâng lên khoảng 3000 mét, bình quân cứ mười ngàn năm nâng lên 300 mét. Hiện nay, dãy Hymalaya còn đang nâng lên cao, chứng tỏ núi cao còn đang nâng cao nữa. Trên lục địa có dãy núi đang ở vào thời kỳ ổn định, không nâng cao lên mà cũng không hạ xuống rõ rệt. Có một số dãy núi đang ở trong quá trình hạ xuống, thí dụ các dãy núi ở dọc theo bờ biển, bờ biển ở lân cận không ngừng kéo dài hướng về phía lục địa, nước biển thâm nhập lục địa ngày càng sâu, tuyến bờ biển khúc khuỷu có nhiều vịnh tốt, chứng tỏ khu vực đó đang hạ xuống; “núi cao cũng trở thành thấp”. Cũng với lý giải như vậy, khi lục địa ven biển đang cao lên, nước biển cách xa lục địa, tuyến bờ biển bằng và thẳng, vịnh ở biển dễ bị ách tắc, độ sâu nước biển giảm thiểu. Cho nên, căn cứ vào sự tiến thoái của nước biển có thể phán đoán được sự nâng lên hay hạ xuống của vỏ trái đất. 23 Tại sao thung lũng có cái rộng cái hẹp? Khe núi có sâu có cạn, có rộng có hẹp, khe núi thay đổi rất lớn, khi chúng ta đi vào khe núi rộng không tới một 48 mét, hai thành núi dựng đứng hơn trăm mét, nhìn ngước lên không trung giống như một đường chỉ trắng, người ta gọi “đường dây trời”. Chúng ta lại đi lên đỉnh núi nhìn xuống, thung lũng như bị một thanh kiếm sắc rạch một vệt to trên đá núi. “Đường dây trời” đó gọi là khe nứt. Nguyên nhân chủ yếu là nội lực trái đất phân bố không đều, khi lực tập trung tại một điểm nào đó của vỏ trái đất, sẽ đột nhiên xảy ra hiện tượng nứt gãy, giống như quả dưa hấu chín tới bỗng nứt ra, trở thành rãnh nứt vừa hẹp vừa sâu. Có thung lũng rộng mấy mét đến mấy chục mét, thành vách thung lũng thẳng đứng, đáy khe nước chảy liên tục, đó là “thung lũng hẹp”. Có thung lũng rất rộng, từ vài trăm mét đến mấy ngàn mét, hai bên bờ thung lũng trải nghiêng nghiêng, đáy thung lũng suốt năm nước chảy, đó là “thung lũng rộng”. Tại sao lại có thung lũng rộng và thung lũng hẹp? Ở những khu vực núi mọc cao, do tác dụng của nước Thung lũng hẹp Thung lũng rộng 49 chảy, sẽ có lực xâm thực cắt xuống mặt đất, dòng nước lớn lực cắt xuống lớn, dòng nước nhỏ, lực cắt xuống cũng nhỏ. Trong quá trình núi mọc cao, độ sâu của nước chảy cắt xuống càng lớn, do tác dụng của nước chảy hàng ngàn năm như vậy, hình thành nên những suối như ngày nay. “Thung lũng hẹp” hình thành bởi vỏ đất nâng lên hơi nhanh, tạo thành nham thạch mặt đất rất là cứng, dưới tác dụng của nước chảy cắt xuống, hình thành nên những khe vừa sâu vừa hẹp, nham thạch hai bờ dựng đứng. “Thung lũng rộng” hình thành bởi vỏ trái đất nâng lên chậm chạp, tạo thành nham thạch mặt đất tương đối xốp, dưới tác dụng của dòng nước, đáy sông cắt xuống lớn, sâu, hai bên sông sóng xâm thực vào bờ lớn và rộng, đó là thung lũng rộng dưới tác dụng của dòng sông. Một loại thung lũng rộng khác phát sinh trong thung lũng có sông băng lớn, quá trình khối băng trượt xuống lần theo thung lũng, có tác dụng cắt xuống đáy thung lũng, tạo tác dụng xâm thực bờ dốc thung lũng, cũng hình thành nên thung lũng rộng, đó là loại thung lũng rộng do tác dụng của sông băng. 24 Tại sao sông ngòi đồng bằng uốn khúc nhiều? Nếu như chúng ta đi bộ dọc theo bờ sông ở vùng đồng bằng rộng, lúc thì đi về hướng Tây, lúc thì đi về hướng 50 Nam, đi một hồi lại đi về hướng Đông. Khi ta trải bản đồ ra ta thấy sông ngòi miền núi tương đối thẳng, sông ngòi đồng bằng lại uốn khúc nhiều, có khi dòng nước sông trong một cự ly ngắn lại có hướng đi ngược lại. Tại sao lại có hiện tượng như vậy? Nước sông chảy có tác dụng chuyển động, sông ở đồng bằng độ dốc nhỏ, chảy chậm, càng làm tăng cao khả năng chuyển động của nước sông. Thế nào là năng lực chuyển động của dòng sông? Nước sông lưu chuyển trong sông không phải đi thẳng, luôn luôn xói quét một bên bờ sông, và khi chảy xuống lại xói quét bờ bên kia, hiện tượng nước sông cứ xói quét đan xen hai bờ bên trái, bên phải như vậy là sự chuyển động của dòng sông. Do các chất hợp thành ở mặt đất khu vực bình nguyên là cát mịn và đất sét, kết cấu xốp rời, rất dễ bị nước sông xói quét mang đi. Khi nước sông chuyển động xói quét bờ trái sông uốn khúc lớn ra, khi chảy xuống hạ lưu xói quét bờ phải, sông cũng uốn khúc lớn ra như vậy. Nếu như ta dòng sông dòng sông dòng sông Hồ dòng sông 51 nối toàn dòng sông lại thì giống như một con rắn đang bò, uốn lượn chồm tới. Khi sông tiếp tục chuyển động xói quét, mỗi khúc sông hình thành một cung tròn dài không khớp miệng, cứ tiếp tục chuyển động xói quét nữa, hai cửa cung tròn khúc sông nối lại thông nhau thành con sông hình tròn, lúc đó nước sông đi theo đường thẳng chảy xuống, lại hình thành đường sông tương đối thẳng và xuôi. Khúc sông không có nước chảy trải qua một thời gian, miệng hai đầu bị cát bùn làm tắc nghẽn, tạo thành ra ao hồ tích nước lòng chảo, những ao hồ như vậy phân bố một cách có quy luật ở hai bên bờ trái và bờ phải của dòng sông. Hình dạng của ao hồ rất giống một vành trăng khuyết nên người ta thường gọi là “hồ trăng khuyết”. 25 Tại sao bình nguyên lại nghiêng? Trên thế giới có rất nhiều bình nguyên lớn nhỏ, có rất nhiều bình nguyên nổi tiếng như bình nguyên Amazon; bình nguyên Missisippi của châu Mỹ; bình nguyên sông Hằng và bình nguyên sông Ấn của Nam Á; và bình nguyên hoàn chỉnh của Siberi; bình nguyên Đông - Tây Âu của Châu Âu. Những bình nguyên ấy bao la bát ngát, địa thế bằng phẳng, địa chất phì nhiêu, nguồn nước dồi dào, con người tập trung sinh sống ở đó. 52 Những bình nguyên lớn nổi tiếng ấy hình thành như thế nào? Tại sao nó lại nghiêng? Bình nguyên lớn trên thế giới đều phân bố ở khu vực trung hạ lưu của sông lớn, do sông tích thành. Thượng lưu của dòng sông đều bắt đầu từ cao nguyên hoặc vùng núi, độ dốc núi cao lớn, quá trình nước sông chảy mang theo số lượng lớn cát bùn xuống hạ lưu. Sau khi sông chảy ra khỏi núi, địa thế bằng phẳng, tốc độ nước sông chậm đi, khả năng cuốn theo bùn cát nhỏ hơn, cát bùn hạt thô bồi tích lại, cát bùn hạt mịn bị cuốn ra xa núi non rồi bồi tích lại, hạt đất sét mịn nhất bồi tích lại sau cùng. Cát bùn do sông Hoàng Hà hàng năm mang từ cao nguyên đất đỏ về là 1 tỷ 600 ngàn tấn, nếu như lấy cát bùn đó đắp thành một bức tường cao 1 mét và rộng cũng 1 mét, thì chiều dài của nó có thể kéo vòng quanh quả đất được 25 vòng. Điều đó cho thấy khả năng “chở” cát bùn của sông lớn tương đối lớn. 53 Hết năm này sang năm khác, sông cứ chuyển vận cát bùn tích tụ lại, ở trong vùng trung lưu và hạ lưu sẽ hình thành nên bình nguyên hết sức lớn. Do dòng sông bao giờ cũng tích chứa cát bùn hạt rất lớn và nặng ở khu vực vừa ra khỏi vùng núi đầu nguồn, chứa cát bùn hạt nhỏ và nhẹ ở khu vực hạ lưu cách rất xa núi, sự tích tụ lâu dài như vậy luôn luôn cho thấy ở đầu nguồn tích tụ rất nhanh và rất cao, càng xuống hạ lưu thì sự tích tụ càng chậm, càng thấp, hình thành một cách tự nhiên địa thế nghiêng của bình nguyên, phần trên cao phần dưới thấp, độ dốc tương đối nhỏ. 26 Lòng chảo là gì? Hình dáng chung quanh cao chính giữa thấp bằng gọi là lòng chảo. Lòng chảo do các đồi nhỏ bao bọc chung quanh, ở giữa là bình nguyên thấp, thường được gọi là lòng chảo bình nguyên. Lòng chảo chung quanh núi cao dựng đứng, chính giữa là cao nguyên, thường được gọi là lòng chảo cao nguyên. Hình thái lòng chảo chủ yếu chịu sự khống chế nứt gãy của vỏ trái đất. Nói chung do hai nhóm tuyết nứt gãy không cùng chiều phân bố xen kẽ nhau, cắt mặt đất thành hai khối hình lăng trụ ở giữa hơi hạ xuống, chung quanh hơi nâng lên, hình thành lòng chảo khuyết. Khuyết có nghĩa là bị cắt trước rồi lún sau. 54 Khu vực có đá vôi phân bố rộng, dưới điều kiện nhiệt độ cao mưa nhiều, nước mặt đất và nước ngầm chảy có tác dụng hòa tan và dòng sông xâm thực đối với đá vôi. Tác dụng hòa tan và xâm thực này trải qua thời gian rất dài hình thành nên vùng trũng chung quanh bị đồi núi đá vôi bao bọc, chính giữa bằng phẳng, nhiều chỗ trũng hình tròn, gọi là vùng trũng hòa tan xâm thực. Đường kính vùng trũng không đến 500-2000 mét phần đáy có lớp đất đỏ dày 2-3 mét phủ lên, đó là vùng nông nghiệp quan trọng, đây cũng là một loại địa hình lòng chảo. Ở khu vực khô cằn ít mưa, thường có sa mạc, do tác động của gió lớn trong thời gian dài đã xói mòn một số vùng đất trũng, gọi là đất trũng phong thực; có khi vùng trũng tích nước trở thành ao hồ theo mùa. 27 Tại sao lại có thác? Hễ nói đến thác ta lại liên tưởng đến thác Nigeria (Mỹ) nổi tiếng thế giới. Đó là một cảnh quan hoành tráng, hùng vĩ, nước lao thẳng đứng xuống từ trên cao tít. Xa trông dòng thác chẳng khác nào một vách đá cheo leo, hệt như một dải lụa trắng rộng hàng ngàn mét lấp lánh màu vàng kim dưới ánh nắng mặt trời. Do nước chảy thẳng đứng từ độ 55 cao mấy chục mét nên tiếng nước đổ vang đi cực kỳ lớn, nghe inh cả tai. Thác là một loại kỳ quan của giới tự nhiên. Sông trên núi đột nhiên xuất hiện một dốc lớn, trên và dưới chênh lệch nhau mấy chục mét, thậm chí trên trăm mét, vách đá thẳng đứng, nước cũng chảy thẳng đứng. Do nước sông thường xuyên đổ xuống hết năm này sang năm khác đào thành một vực sâu ở dưới vách đá. Đó gọi là thác. Loại kỳ quan của giới tự nhiên này hình thành như thế nào? Một loại do lớp đá vỏ trái đất nứt gãy, tuyến nứt gãy đó xuyên ngang qua sông, nham thạch ở thượng lưu của tuyến này trồi lên, dòng nước chảy chậm lại, nước sông bình ổn; nham thạch ở hạ lưu của tuyến này tụt thấp, qua mấy thế kỷ, nham thạch bên trên và bên dưới chênh lệch nhau rất lớn, hình thành nên dốc cao trên sông. Nước sông bằng lặng trên thượng lưu gặp phải dốc đứng đột ngột, ào xuống như “dải nước” vắt thẳng đứng trên vách đá, ấy là thác nước đứt gãy. Một loại khác do mặt đất sụp xuống tạo thành dốc đứng trên sông chảy, làm thành thác. Ở khu vực đá vôi phân bố rộng, dưới điều kiện nhiệt độ cao, mưa 56 nhiều, nước có tác dụng xâm thực hòa tan đá vôi. Sau một thời gian khá dài, có khả năng xâm thực hòa tan trong lòng đất thành các hang động lớn. Thời gian xâm thực càng dài thì các hang động sẽ càng lớn, đồng thời tầng nham thạch phần đỉnh sẽ mỏng đi, đến khi chống đỡ không nổi nữa, sẽ sụp xuống, tạo thành vách gãy rất dốc. 28 Do đâu có bùn đá chảy (lũ quét)? Rất ít người được tận mắt nhìn thấy bùn đá chảy. Bùn đá chảy phá hoại rất lớn, gây tổn thất về người và của hết sức nghiêm trọng cho con người, đó là một loại thiên tai thường thấy, cho nên ta cần biết về hiện tượng này. Bùn đá chảy là một loại lũ quét ở trên núi rất đột ngột. Khi xảy ra, nó mang theo một khối lượng lớn cát bùn và từng tảng đá dăm lớn nhỏ. Dòng bùn đá chảy rất mạnh, thời gian rất ngắn, sức phá hoại cực lớn. Khi dòng bùn đá chảy bùng ra như một con rồng màu nâu khổng lồ, vừa bò lượn, vừa gầm thét, với sức mạnh phá hoại ghê gớm, hủy diệt nhà cửa, dìm ngập làng mạc, đồng ruộng, rừng cây, làm tắc nghẽn sông ngòi, xô sập đập nước, cầu cống, nền đường, hầm ngầm... Trên thế giới có hơn 50 nước và khu vực đã xảy ra dòng bùn đá chảy. Do kết cấu của dòng bùn đá chảy khác nhau, 57 có thể chia làm ba loại là dòng đá chảy, dòng bùn chảy và dòng bùn đá chảy. Dòng đá chảy chủ yếu là khối đá dăm, cát thô trộn lẫn trong dòng lũ quét ở núi, trong thời gian ngắn, tích đống lại ở cửa thung lũng, đá dăm chất thành núi. Dòng bùn đá chảy, do cát mịn và bùn trộn trong dòng lũ quét, giống như vữa đựng trong chậu chảy ra, những tảng đá lớn như chiếc thuyền trôi nổi ở trên chảy xuống. Dòng đá chảy là đất bùn, sỏi sạn trộn lẫn trong dòng lũ quét ở núi, do dòng đá và dòng bùn hợp thành một khối, chỉ trong thời gian ngắn là đùa đẩy hết bùn, cát, đá trong khe suối ra ngoài miệng suối. Theo sự nghiên cứu của các nhà khoa học, thung lũng xảy ra dòng bùn đá chảy không ổn định, thường xảy ra sụt lở, dốc trượt, thực vật bị phá hoại nghiêm trọng, bùn, đá, cát chất đống tương đối dày, chuẩn bị điều kiện vật chất cho sự bạo phát dòng bùn đá chảy. Phần trên rộng phần 58 dưới hẹp, có điều kiện tích nước. Trước khi xảy ra dòng bùn đá chảy, lớp tơi xốp ở trạng thái bão hòa (toàn bộ khe hở đều chứa nước), cường độ mưa rất lớn đột ngột tăng lên rất to, lúc đó dễ xảy ra dòng chảy bùn đất nhất. Phương pháp phòng ngừa nói chung là áp dụng biện pháp trồng cây gây rừng, kết hợp với công trình quay đê đầu suối, đáy suối, miệng suối, là có thể gìn giữ được nước và đất không bị trôi mất, lại có thể đạt được mục đích giảm bớt dòng bùn cát trôi chảy. 29 Tại sao đá cuội dưới sông lại ở trên đỉnh núi? Những ai từng lên vùng núi, sẽ thấy trên sông phủ một lớp đá cục, giống như “dòng sông đá”. Nhìn thật kỹ, đá cục không có góc cạnh, mặt tương đối bóng. Chúng ta theo sông đi xuống, đá cục nhỏ dần, mặt đá càng bóng, rất nhiều đá cục có hình bầu dục hoặc gần như hình tròn. Khi chúng ta ra khỏi cửa núi, đá sông càng nhỏ, các cục đá gần bằng nhau, đều bóng nhẵn, tròn trịa, giống như trứng ngỗng, được gọi là đá cuội sông. Tại sao đá ở thượng lưu to, đá ở hạ lưu nhỏ? Mặt đá tại sao lại bóng nhẵn? Khả năng vận chuyển đá của dòng sông ở thượng lưu lớn. Hạ lưu nhỏ, cho nên khối đá lớn ở trên, khối đá nhỏ được chuyển xuống dưới; trong quá trình chuyển vận đá, 59 nước làm cho đá va đập vào nhau, các cạnh đá bị mài tà; khoảng cách dòng nước chuyển vận đá càng dài, đá càng va chạm nhiều nên càng bóng và đá càng nhỏ dần. Đá cuội dưới lòng sông tại sao lại chạy lên đỉnh núi? Dòng sông vốn là ở chỗ thấp, do vỏ trái đất dần dần trồi lên, sau khi trải qua thời gian dài, dòng sông ngày càng được nâng lên cao, sau cùng thì nâng lên đến chỗ cao nhất hình thành ngọn núi. Bởi sông nâng lên đỉnh núi, đá cuội sông cũng bị mang lên đỉnh núi. Các nhà khoa học sau khi nghiên cứu đá cuội trên sông, có thể tìm ra nhiều bí mật của thế giới tự nhiên. Thí dụ, căn cứ vào tính chất nham thạch của đá cuội sông, thông qua phương pháp so sánh, có thể xác định đá cuội từ đâu chuyển đến. Căn cứ vào độ to nhỏ và sự mài mòn của đá cuội, có thể trình bày rõ vị trí đoạn sông mà dòng sông 60 tồn tại lúc bấy giờ. Căn cứ vào sự hợp thành đá cuội sông to nhỏ, có thể phán đoán lũ quét bấy giờ to hay nhỏ; nói chung khi lũ quét rất lớn, đá tảng to nhỏ không đều nhau, khi lũ quét tương đối nhỏ, đá to nhỏ tương đối đều nhau. Căn cứ vào lũ quét lớn hay nhỏ và số lần xảy ra nhiều ít, có thể suy ra được lúc bấy giờ khí hậu ẩm ướt hay khô cằn. 30 Tại sao có hang động trong tầng nham thạch? Tháng 1 năm 1982, trong công viên ở Malaysia người ta phát hiện ra một động nham thạch ngầm lớn nhất thế giới, diện tích lớn bằng 16 sân bóng đá, do nhiều hang động nhỏ thông thương với nhau, làm thành một hệ thống động nham thạch, tổng chiều dài hơn 100 cây số, trong tầng nham thạch dưới đất tại sao lại hình thành hang động lớn như vậy? Khu vực có hang động dưới đất có thể bị đá vôi hòa tan phân bố rộng, độ dày lớn; nguồn nước đầy đủ, khí hậu cao; có những điều kiện đó mới có thể sinh ra hang động lớn. Khi bắt đầu, nước ngầm chảy theo các loại khe hở của đá vôi, do tác dụng nước chảy thời gian dài xâm thực hòa tan và di chuyển, những khe nứt ngang và khe nứt dọc trở thành những đường thông với nhau dưới lòng đất. Dòng nước chảy trong đường thông đó tăng nhanh, nó vừa có 61 tác dụng hòa tan lại vừa có tác dụng xói quét, do đó đường thông dưới đất mở rộng nhanh chóng. Vài chục ngàn năm hòa tan và xói quét như vậy khiến đường thông nhỏ hóa thành đường thông lớn, toàn bộ nham đá vôi thông thường bị hòa tan, trở thành động lớn. Do khe nứt nham thạch tương đối phức tạp, tình trạng chảy của các dòng nước ngầm lại không giống nhau nên hang động to nhỏ khác nhau, hình dáng mỗi cái một vẻ, có cái như hành lang và có cái dạng phòng khách v.v... Khe nứt nham thạch dưới đất càng nhiều và xen kẽ nhau càng bị xâm thực hòa tan nhanh, càng dễ bị hình thành hang động lớn. Khi vỏ trái đất nâng lên, nước ngầm lại chảy trở xuống, hang động, đường thông có khả năng nằm trên mặt nước ngầm, hình thành nên hang động lớn mà người ta phát hiện được như ngày nay. 62 31 Tại sao sa mạc lại di chuyển được? Phía bắc châu Phi và khu vực Tây Á có sa mạc mênh mông, khu vực Tây Bắc Trung Quốc cũng phân bố nhiều sa mạc. Rất nhiều người chưa đến sa mạc nhưng trong tưởng tượng của họ thì sa mạc đầy cuồng phong bao phủ, sóng cát cuồn cuộn che khuất mặt trời... Nhưng sa mạc là gì? Các sa mạc lớn mênh mông trên thế giới đều phân bố ở khu vực khô cằn, nóng bức, ít mưa, do không có nước nên cây cối rất khó sinh trưởng; nham thạch trên mặt đất bị gió thổi và mặt trời chiếu, nên dễ nát vụn. Với thời gian, khối đá dăm trở thành xỉ đá rồi biến thành hạt cát mịn. Khu vực khô cằn gió nhiều, thường thì đến trưa là nổi gió, mặt trời lặn thì gió dừng. Những hạt cát mịn đó nhờ gió chuyển dời, tích lại ở nơi nào địa thế thấp, càng tích càng nhiều, trở thành sa mạc rộng lớn. Cát tích tụ có nhiều dạng nhiều vẻ. Trên rìa sa mạc, hình dạng tích tụ giống như một vành trăng khuyết, có cái hình thành bởi nhiều vành trăng khuyết nối nhau như một dây xích. Đi vào trong sa mạc, cát dày lên, chất đống thật cao và dài như bức tường cát lớn, giống như con đê dài trên bờ sông. Càng đi sâu vào trung tâm sa mạc, cát càng nhiều, càng dày lên, dồn đống lại cao thấp khác nhau, trở thành những ngọn núi cát. Sa mạc trông giống như một đại dương màu vàng. 63 Bị gió thổi, sa mạc có thể di động về phía trước. Khu vực rìa sa mạc thực vật bị phá hoại tương đối nghiêm trọng, cồn cát hằng năm tiến về phía trước từ 3 đến 5 mét, lớn nhất có thể vượt qua 10 mét. Khi thảm thực vật được bảo vệ tương đối tốt, cồn cát rất khó lấn tới. Đôi khi trong sa mạc cũng có mỏ dầu với trữ lượng lớn. Muốn khống chế được sa mạc, cần bảo vệ thảm thực vật, trồng cây gây rừng ở sa mạc. 64 Chương 4 KHÍ QUYỂN BAO QUANH trái đất Trái đất bị một lớp khí quyển rất dày bao bọc, nó có tác dụng “bảo vệ” quan trọng với trái đất, làm cho trái đất trở thành một khối tròn ấm áp, cung cấp không khí “vô giá” cho sự sinh tồn và phát triển của sự sống. Do bề mặt của trái đất tiếp cận nhiệt của ánh sáng mặt trời không đồng đều, phân bố nóng lạnh không đều, nên xảy ra nhiều hiện tượng thời tiết như gió, mây, sương, mưa, tuyết v.v... Đừng tưởng hiện tượng thời tiết như vậy bạ đâu cũng có, nó phân bố trên bề mặt trái đất có quy luật đàng hoàng, ví như vùng nhiệt đới quanh năm có nhiệt độ cao, mưa nhiều; vùng hàn đới quanh năm giá rét; vùng ôn đới nhiệt độ và lượng mưa vừa phải. Mặt đất cao thấp nhấp nhô thay đổi và cách mặt biển ở những độ cao khác nhau, cũng hình thành nên các loại hình khí hậu rắc rối, phức tạp. 65 32 Khí quyển dày bao nhiêu? Nói đến “khí quyển”, không ít người cho nó là “không khí”. Không phải đâu, thực tế khí quyển và không khí không phải là một. Thành phần của khí quyển rất phức tạp, không khí chỉ là thành phần chủ yếu của khí quyển; ngoài ra, trong khí quyển còn có hơi nước và những hạt li ti, chất ô nhiễm v.v... Bạn có thể nhìn thấy khí quyển không? Thông thường người ta không nhìn thấy khí quyển, nhưng có thể cảm thấy khí quyển tồn tại, thí dụ lúc gió sẽ cảm thấy dòng khí lưu động, khi người ta chạy sẽ cảm thấy có dòng khí cản lại. Khí quyển mà người ta tiếp xúc chủ yếu là khí tầng bề mặt lục địa. Khí quyển dày bao nhiêu? Ở những độ cao khác nhau thay đổi như thế nào? Muốn biết độ dày của khí quyển, trước tiên phải xác định cho được giới hạn chiều cao của khí quyển, cho đến giờ chưa có cách nói thống nhất, căn cứ vào tính chất của khí quyển, nói chung giới hạn trên cao của khí quyển cách mặt đất một độ cao 1200 kilômét. Các nhà khoa học căn cứ vào thành phần nhiệt độ, hình thức vận động... của khí quyển, chia khí quyển ra làm năm tầng. Tầng đối lưu là chỉ tầng thấp nhất của khí quyển, bình quân dày độ 12 kilômét. Khí của tầng này vận động lên xuống mây, mù, mưa, tuyết đều phát sinh ở tầng đối lưu. 66 Tầng này có quan hệ rất lớn đến sinh hoạt và sản xuất của con người, cũng là tầng có ảnh hưởng lớn nhất đến sự sinh tồn, phát triển, biến hóa của động vật và thực vật. Bên trên tầng đối lưu là tầng bình lưu, bình quân dày độ 45 kilômét, giới hạn bên trên cách mặt đất một độ cao khoảng chừng 55 kilômét. Khí của tầng này vận động chính là nằm ngang, hàm lượng hơi nước rất ít, mây rất khó hình thành, cách mặt đất 20 đến 25 kilômét có tầng “ozon” hàm lượng rất cao. Tầng trung gian ở ngay bên trên tầng bình lưu, bình quân dày độ 30 kilômét, giới hạn bên trên cách mặt đất khoảng 85 kilômét, nhiệt độ trên cao này xuống tới 83 độ âm. Kilômét Tên lửa vũ trụ 800 Vệ tinh nhân tạo 100 80 60 Khinh khí cầu 40 Máy bay 20 Ngọn Everest Tầng di tản Tầng ấm Tầng trung gian Tầng bình lưu Tầng đối 0 Mây tích mưa lưu 67 Bên trên tầng trung gian là tầng ấm, giới hạn bên trên cách mặt đất 800 kilômét, không khí rất loãng, bức xạ mặt trời rất mạnh, nhiệt độ tăng nhanh theo sự thay đổi độ cao. Tầng di tản là tầng khí quyển ở độ cao cách mặt đất 800 kilômét trở lên. Không khí ở đây vô cùng ít ỏi, sức hút của trái đất cũng rất yếu ớt, phân tử khí quyển có thể di tản đến không gian của các tinh cầu khác. Cũng vậy, sức hút của trái đất có thể kéo phân tử vật chất trong không gian tinh cầu khác vào trong lớp khí quyển. 33 Trên không dư hay thiếu oxy? Người thiếu oxy sẽ khó thở, tức ngực, chân tay mỏi mệt, người không được cung cấp oxy sẽ chết. Thiết bị thông gió hầm lò chính là sự đảm bảo an toàn cho công nhân sản xuất trong điều kiện cung cấp oxy bình thường; công nhân vệ sinh trước khi xuống giếng nước làm sạch nước bẩn, phải đo hàm lượng khí oxy dưới giếng, đảm bảo cho công nhân không bị thiệt hại tính mạng. Cũng vậy, động vật và thực vật không thể không cần oxy, nếu thiếu oxy cũng không thể lớn lên một cách bình thường được. Khí oxy là điều kiện cần thiết cho sự sống của mọi sinh vật. Hàm lượng khí oxy trong tầng khí quyển thay đổi như thế nào? Phân tử không khí có trọng lượng, dưới tác dụng của sức hút của trái đất, cách mặt đất gần thì mật độ không 68 khí lớn, càng lên không trung không khí càng loãng ra. Nếu như tổng trọng lượng của không khí trong tầng khí quyển là 100 thì trọng lượng khí quyển cách mặt đất 5,5 kilômét chiếm một nửa tổng trọng lượng, cách mặt đất 36 kilômét trở xuống trọng lượng khí quyển là 99, cũng có nghĩa là cách mặt đất 36 kilômét đến đỉnh tầng khí quyển (1200 kilômét) trọng lựơng không khí mới là 1, không khí vô cùng ít. Thành phần khí thể trong không khí chủ yếu là nitơ và oxy theo tỷ lệ nhất định, ảnh hưởng lẫn nhau, ràng buộc với nhau, dù cho mật độ không khí lớn hay nhỏ, tỷ lệ nitơ và oxy vẫn không thay đổi. Cho nên dù độ cao có tăng bao nhiêu, không khí ít đi thế nào, thì hàm lượng khí oxy trong thực tế cũng giảm ít đi theo sự tăng lên của độ cao. Khi chúng ta leo núi, leo lên càng cao thì càng cảm thấy thở khó khăn, đó là biểu hiện của sự giảm oxy. Theo nghiên cứu, lượng khí oxy ở độ cao từ 2000 mét trở xuống có thể thỏa mãn hoạt động bình thường của con người mà không cảm thấy thiếu oxy. Đỉnh núi cao nhất thế giới là 8848 mét (đỉnh Ever est), mật độ không khí chóp 69 đỉnh không bằng một nửa lượng không khí cần cho sinh hoạt bình thường của một cơ thể người; cho nên muốn lên đến độ cao đó phải khắc phục hai khó khăn lớn: thiếu oxy và nguy hiểm trên đường đi, mà thiếu oxy là trở ngại đầu tiên. 34 Tại sao nhiệt độ nóng lạnh ở mặt đất chênh lệch lớn? Chúng ta nhìn thấy trong tivi, có một số vùng trên thế giới quanh năm bốn mùa xanh tươi, thực vật sinh trưởng rậm rạp, mùa màng có thể thu hoạch ba vụ, nhiệt độ cao suốt cả năm; cũng có vùng thì hoàn toàn ngược lại, suốt năm nhiệt độ rất thấp, vô cùng giá lạnh, mặt đất bị băng tuyết bao phủ đầy. Tại sao bề mặt trái đất lại chênh lệch nhau lớn như vậy? Nhiệt lượng bề mặt trái đất có được là do nhiệt lượng của mặt trời chiếu xuống. Vì trái đất là một khối tròn, nhiệt của ánh sáng mặt trời chiếu lên mặt đất cao; từ xích đạo hướng về phía hai cực, vĩ độ tăng lên, mức độ chiếu xiên của ánh sáng mặt trời lớn, tiếp thu nhiệt ánh sáng mặt trời càng ít, thì nhiệt độ bề mặt trái đất thấp. Nhiệt độ bề mặt trái đất chúng ta nói đây không phải là nhiệt độ bề mặt lục địa. Nhiệt độ bề mặt lục địa thay đổi như thế nào trên trái đất? Có quy luật nhất định không? 70 Bắc cực Nam cực Chúng ta chỉ nói Bắc bán cầu thôi vì qui luật thay đổi nhiệt độ của Nam bán cầu cũng y như Bắc bán cầu vậy. Ở gần xích đạo, nhiệt độ bình quân trong năm là 250C, tháng lạnh nhất và tháng nóng nhất chênh nhau không đến 10C. Khi ở 50 vĩ độ Bắc, nhiệt độ bình quân năm là 50C, tháng lạnh nhất và tháng nóng nhất chênh nhau đến 260C. Đến gần điểm cực Bắc, nhiệt độ bình quân năm là -190C, tháng lạnh nhất và tháng nóng nhất chênh nhau 360C. Khí hậu xích đạo và khí hậu điểm cực bắc chênh nhau 440C. Tỷ lệ trên cho thấy gần xích đạo nóng, đi về hai cực nhiệt độ càng lúc càng thấp, nhiệt độ xích đạo so với nhiệt độ hai cực chênh lệch nhau rất lớn. Nhiệt độ trong năm ở khu 71 vực vĩ độ thấp thay đổi nhỏ, vĩ độ tăng lên thì sự chênh lệch nhiệt độ trong năm cũng thay đổi lớn. 35 Tại sao nhiệt độ không khí trên đỉnh núi thấp hơn ở chân núi? Ai đã từng leo núi đều biết rõ, khi chưa leo thì cảm thấy rất nóng, khi chúng ta leo đến một độ cao nhất định thì cảm thấy không nóng mấy; tiếp tục leo lên cao nữa, khi lên đến đỉnh núi lâu ta sẽ cảm thấy lạnh. Tại sao vậy? Sự thay đổi nóng và lạnh mà chúng ta cảm giác được chính là do sự thay đổi nóng và lạnh của nhiệt độ tạo nên. Tại sao lại có sự thay đổi nóng lạnh của nhiệt độ? Nhiệt lượng của không khí do mặt đất truyền cho nó, mặt đất tiếp thu nhiệt lượng của mặt trời chiếu xuống, lấy một 72 phần nhiệt lượng cho không khí. mặt đất nhận được nhiệt lượng của mặt trời nhiều, nhiệt độ sẽ cao, khi không khí nhận được nhiệt lượng của mặt đất ít, thì nhiệt độ cũng sẽ thấp. Ban đêm nhiệt độ thấp là vì mặt trời không trực tiếp cung cấp nhiệt lượng cho mặt đất, mặt đất cung cấp nhiệt lượng ít; ban ngày nhiệt độ cao, là vì mặt đất cung cấp nhiệt lượng cho không khí nhiều. Cho nên, nhiệt độ không khí thay đổi phản ánh sự trao đổi nhiệt lượng nhiều hay ít giữa mặt đất và không khí. Tại sao nhiệt độ không khí lại thấp dần theo sự tăng lên của độ cao? Nhiệt lượng không khí có được là do nhiệt lượng mặt đất phát tán ra, khi gần mặt đất thì nhận được nhiệt lượng mặt đất phát tán nhiều, nhiệt độ không khí cao; khi cách mặt đất cao thì nhận được nhiệt lượng mặt đất phát tán ít, nhiệt độ không khí thấp. Cho nên hễ độ cao tăng dần lên thì nhiệt độ không khí thấp dần. Có một số nơi độ cao tăng lên thì nhiệt độ không khí hạ xuống nhanh, lại có một số nơi nhiệt độ không khí hạ xuống chậm; tại sao lại như vậy? Nhiệt lượng mặt đất cung cấp cho không khí nhiều hay ít ngoài quan hệ nhiệt lượng mặt trời chiếu xuống mặt lục địa nhiều hay ít, còn có liên quan đến tình huống khác như màu sắc mặt đất đậm hay nhạt, thảm thực vật nhiều hay ít, tình hình khô hay ẩm ra sao v.v... Do đó, nếu điều kiện khu vực khác nhau thì tùy theo độ tăng lên mà tốc độ hạ thấp của nhiệt độ không khí cũng khác nhau. Toàn 73 cầu bình quân cứ tăng cao lên 100 mét thì nhiệt độ không khí hạ xuống 0,650C. Thí dụ, nhiệt độ dưới chân núi là 250C, khi leo lên đến độ cao 1000 mét, nhiệt độ không khí hạ xuống 6,50C, tức là 18,50C; khi leo cao thêm 1000 mét nữa, nhiệt độ không khí xuống đến 120C. Cho nên, khi chúng ta leo lên cao luôn cảm thấy nhiệt độ không khí đỉnh núi thấp hơn dưới chân núi. 36 Tại sao không khí lưu chuyển? Chúng ta ở trong nhà, khi mở cửa sổ đàng sau đàng trước ra, sẽ thấy không khí lưu chuyển. Trong mùa hạ nóng bức, có khi người ta bị nóng không thở nổi, chỉ cần cảm thấy trong nhà không khí lưu thông, người ta dễ chịu hơn. Gió mà chúng ta nói đây tức là không khí lưu chuyển, thế thì tại sao không khí lưu chuyển? Lớp bề mặt địa cầu bị không khí bao bọc, chung quanh chúng ta đều là không khí, mỗi người trong chúng ta đều hít thở không khí. Do nhiệt lượng bề mặt địa cầu phân bố không đồng đều, cho nên không khí có nơi nóng nơi lạnh. Không khí nóng nhẹ hơn không khí lạnh, nó trôi nổi trên không trung. Không khí lạnh sẽ lập tức trôi đến rất nhanh bổ sung vào, đó là bão. Phạm vi không khí nóng rất lớn, lượng không khí bốc lên rất nhiều, như vậy, lượng không khí lạnh để bổ sung cũng phải nhiều, lúc đó phạm vi chuyển động của không 74 Lạnh Nóng khí cũng lớn, chuyển động cũng nhanh, làm thành gió lớn. Nếu như không khí nóng bốc lên chỉ ít thôi, lượng bổ sung không khí lạnh ít, chuyển động chậm, gió sẽ thổi nhẹ. Thí dụ, người ở ven bờ biển vào mùa hạ luôn luôn cảm thấy gió ban ngày từ biển thổi vào đất liền, gió về đêm từ đất liền thổi ra biển. Ban ngày nhiệt độ không khí ở đất liền cao, nhiệt độ không khí trên biển thấp, gió từ biển thổi vào đất liền; về đêm thì ngược lại, cho nên hướng gió thổi là từ đất liền ra biển. Gió đổi hướng giữa biển và đất liền có qui luật, ban ngày và ban đêm là loại gió nhỏ ở khu vực cục bộ. Mùa đông, không khí trên biển nóng hơn không khí trên đất liền, không khí phải bốc hơi lên, nhiệt độ không khí đất liền lạnh hơn nhiệt độ không khí trên đại dương. Mùa hạ, không khí đất liền nóng, nhiệt độ không khí trên biển mát hơn ở đất liền, sau khi không khí đất liền bốc lên, lượng không khí bổ sung vào, hướng gió sẽ từ biển thổi vào đất liền. 75 37 Tại sao phải phân cấp sức gió? Vô tuyến truyền hình và đài phát thanh hằng ngày có vài lần thông báo dự báo thời tiết, cho chúng ta biết trời âm u hay trời tạnh, có mưa hay tuyết rơi, sau cùng còn báo cho ta biết có gió hay không, gió cấp mấy. Gió được phân cấp như thế nào? Khi các bạn nhỏ còn đi học chia ra lớp một, lớp hai... gió cũng được phân thành cấp, con số to là gió to, con số nhỏ là gió nhỏ; cấp lớn nhất là 12, không có gió thổi quy định là cấp 0, cộng lại là 13 cấp. Cấp 0 là “gió lặng”, có nghĩa là không có gió thổi, khói trong ống khói bay thẳng lên trời; Gió cấp một, hai là gió nhẹ, khói trong ống khói bay ra có thể nhìn thấy hướng gió, ta không có cảm giác rõ ràng về sự chuyển động của không khí; gió cấp ba, bốn có thể thổi lay động lá ở trên cây, phát ra tiếng kêu “xào xạc”; gió cấp năm thổi mặt sông có sóng nước rõ rệt; gió cấp sáu, bảy là gió lớn, thổi rung cả cây lớn, cành cây nhỏ có thể gãy; gió cấp tám, chín đặc biệt lớn, thổi đến mức người đi không vững nữa, nhà cửa bị hư hại; gió cấp mười đến cấp mười hai gọi là cuồng phong; ít thấy trên lục địa, cây lớn có thể bật gốc, nhà cửa sập đổ nghiêm trọng. Dự báo về cấp gió rất quan trọng. Những người đi biển cần được thông báo chính xác gió bão hình thành, hướng đi, sức gió lớn nhất tại tâm bão để có thể tránh tuyến gió bão hoặc kịp thời lái tàu vào cảng an toàn; dàn khoan dầu 76 Cấp 0, khói lên thẳng Cấp 5, cây nhỏ đu đưa, mặt nước trong đất liền gợn sóng Cấp 1, khói có thể cho thấy hướng gió Cấp 7, rung cây lớn, đi lại khó khăn Cấp 3, lá cây lay động nhẹ, cờ bay Cấp 10, cây to trốc gốc mỏ trên biển có thể chuẩn bị trước kịp phòng ngừa gió lớn tập kích. Cũng vậy bão thường xuyên đổ bộ vào vùng ven biển, cần phải thông báo có gió lớn trước 24 tiếng đồng hồ để mọi người có đầy đủ thời gian chuẩn bị, hạn chế đến mức thấp nhất thiệt hại do bão to gió lớn gây ra. 38 Tại sao mây lại không rơi? Mây trong không trung có cao có thấp, có dày có mỏng, màu sắc mây tầng dày rất đậm, màu sắc mây tầng mỏng rất nhạt; mây có nhiều hình trạng, có lúc nhìn lên thấy không động đậy, có khi lại bay trôi không đứng yên. Thế là thế nào? Trời mà người ta thường nói đây chỉ là tầng khí quyển. Không khí trong tầng khí quyển không ngừng chuyển động, 77 không khí nóng đi lên, không khí lạnh đi xuống. Trong khí quyển có chứa hơi nước, ngoài ra nước dưới sông ngòi biển cả bốc hơi, hơi nước bay lên, tăng nhiều thêm hơi nước cho khí quyển. Khi hơi nước trong khí quyển tăng lên một lượng nhất định, nhiệt độ không khí ở trên cao lại thấp, hơi nước sẽ kết hợp với những hạt bụi li ti, hình thành lên vô số hạt nước nhỏ và hạt băng nhỏ, đó là mây. Mây bị dòng khí đi lên đẩy, nổi lơ lửng trong không trung, hình thành nên muôn hình vạn trạng. Khi hơi nước trong khí quyển rất ít, chỉ có trên cao tít nhiệt độ không khí rất thấp mới hình thành mây. Mây trên tầng cao nói chung tương đối mỏng, có loại từng dải nhỏ, màu sắc rất nhạt, có khi ánh mặt trời xuyên qua được. Khi hàm lựơng hơi nước trong khí quyển tương đối nhiều; ở độ cao tương đối thấp cũng có thể hình thành mây, thường thì mây ở tầng này tương đối dày, màu sắc khá đậm, có thể che khuất ánh sáng mặt trời, có cảm giác trời đất tối mù. Không khí chung quanh chúng ta vận động không ngừng, có loại vận động lên xuống, có loại vận động tới lui, sang trái sang phải. Mây bị không khí đưa đẩy theo dòng khí cũng vận động không ngừng. Khi dòng khí vận động nhanh, sang phải, sang trái, mây trôi nổi rất nhanh, lúc đó chúng ta nhìn thấy mây bay. Nếu như dòng khí vận động lên xuống hay là tới lui trái phải tương đối chậm, người ta cảm thấy mây đứng im. 78 Khi trời râm, mây dày, màu sắc cũng đậm, mây cách mặt đất khá gần, bầu trời xám xịt, mây giống như sắp rơi xuống mặt đất. Thế nhưng mây không bao giờ rơi xuống mặt đất. Tại sao vậy? Vì mây là một bộ phận của khí quyển, tuy mây là một số hạt nước nhỏ và hạt băng nhỏ, nhưng thể tích nhỏ, trọng lượng nhẹ, dòng không khí lưu động hoàn toàn có thể đẩy nó trong không khí, mây không bao giờ rơi được. 39 Tại sao có mây và mưa đá? Mây bay tới bay lui trong không trung, có khi mây rất dày rất đặc, khi lượng mây trên không rất dày, lại rất thấp, trời sẽ mưa. Vì sao vậy? Mây trong không trung hình thành bởi những giọt nước rất nhỏ, hạt băng li ti. Khi nước sông hồ bốc hơi, hơi nước bốc lên chung quanh, giọt nước li ti sẽ biến thành giọt nước lớn; giọt nước càng nặng, không khí không thể nào giữ được những giọt nước to nặng đó, nó sẽ rơi từ trên trời xuống đất, đó là mưa. Tại sao có lúc mưa lại xen đá? Mưa đá thường xảy ra vào hai ba giờ sau 12 giờ trưa. 79