Giáo trình đa dạng sinh học võ văn phú

Sự phát triển mạnh mẽ của sinh vật trên Trái ñất, cùng với sự gia tăng bài tiết, phân hủy các xác chết ñộng thực vật, phân hủy yếm khí của vi sinh vật ñã tạo cho nồng ñộ khí N2 trong Khí

Chương 1:

MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

1.1 KHÁI NIỆM VỀ MÔI TRƯỜNG

1.1.1 Khái niệm chung

Ngày nay, thuật ngữ môi trường - Environment, ñược dùng rất rộng rãi trong khoa học, trong quản lý, trong các phương tiện thông tin ñại chúng và trong nhân dân ðiều ñó thể hiện ñược tầm quan trọng và mối quan tâm của tất cả nhân loại về Môi trường

Theo nghĩa rộng thì Môi trường là tất cả những gì bao quanh chúng ta (Hội ñồng Quốc tế, 1970; Sharma, 1988) Nó là tập hợp các ñiều kiện và hiện tượng bên ngoài có ảnh hưởng ñến một vật thể hoặc sự kiện

Cho ñến nay ñã có hàng chục ñịnh nghĩa về môi trường theo nhiều khía cạnh khác nhau của các tổ chức Quốc tế, các nhà khoa học trên Thế giới

Chúng ta sử dụng ñịnh nghĩa ñã ghi trong Luật bảo vệ Môi trường Việt Nam, ñược Quốc hội khoá IX Nước Cộng hoà Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam thông qua ngày 27 tháng 12 năm 1993

và ñã sữa ñổi thành Luật bảo vệ Môi trường mới ñược Quốc hội khoá XI kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 29/11/2005 và Chủ tịch Nước Trần ðức Lương công bố sắc lệnh thi hành ngày 12 tháng 12

năm 2005: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người,

có ảnh hưởng ñến ñời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”

Như vậy, môi trường sống của con người là tổng hợp các ñiều kiện vật lý, hoá học, sinh học, xã hội bao quanh con người và ảnh hưởng ñến ñời sống hoạt ñộng của cá nhân, cộng ñồng

và sinh vật Môi trường xung quanh của con người là Vũ trụ bao la, trong ñó Mặt trời là trung tâm của các hành tinh trong hệ Còn Trái ñất - Quả cầu xanh, ngôi nhà chung của chúng ta là một thành tố của môi trường này

1.1.2 Cấu trúc và phân loại môi trường

1.1.2.1 Cấu trúc môi trường

Theo ñịnh nghĩa về môi trường, các thành phần của môi trường bao gồm: Sinh quyển, Khí quyển, Thuỷ quyển và Thạch quyển Trong ñó 3 loại quyển sau chỉ là thành phần của môi trường khi và chỉ khi trong chúng có sự tồn tại và phát triển của sinh vật Vì vậy, nhiều nhà khoa học cho rằng Sinh quyển là thành phần quan trọng của môi trường, quyết ñịnh ñến chất lượng và phạm vi môi trường Cấu trúc cơ bản của hệ thống môi trường tự nhiên ñược tổng quát hoá như hình 1.1

1.1.2.1.1 Khí quyển

Khí quyển là lớp vỏ bao bọc bên ngoài Trái ñất, với ranh giới phía dưới là bề mặt Thạch quyển, Thủy quyển và phía trên là khoảng không giữa các hành tinh Cho ñến nay, các nhà khoa học cũng chưa thể ñưa ra ñược một ñịnh nghĩa rõ ràng Phần không gian bao quanh Trái ñất, có

ñộ cao ñến 80km tính từ mặt biển là Khí quyển của Trái ñất (hình 1.2)

Khí quyển Trái ñất ñược hình thành do thoát hơi nước, các chất khí từ Thủy quyển và Thạch quyển Thời kỳ ñầu Khí quyển chủ yếu các khí khử như: hydro, hơi nước, metan, carbon oxit, amoniac, và các loại khí trơ khác, ñược hình thành nhờ hiện tượng núi lửa ñốt cháy nham thạch phun trào Sau ñó dưới tác dụng phân hủy của tia sáng Mặt trời, hơi nước tiếp tục phân hủy thành hydro và oxy

Hình 1.1 Sơ ñồ cấu trúc cơ bản của hệ thống môi trường

Ôxy tác dụng với amoniac và metan tạo nên khí N2 và CO2 Quá trình tiếp diễn là một lượng H2 nhẹ mất vào khoảng không Vũ trụ, khí quyển còn lại là hơi nước, nitơ, CO2, một ít Ôxy Thời kỳ này, do thiếu oxy và do chưa có Ôzôn (O3) mà các tia cực tím dễ dàng ñi qua khí quyển là ñiều kiện thuận lợi lúc bấy giờ ñể tạo thành các hợp chất hữu cơ như axit amin, bazơ Piridin Các hợp chất hữu cơ ñược tích tụ dần dần ở các ñiểm thuận lợi trong các vùng của Thủy quyển (bờ biển, ñại dương, ), rồi từ ñó sự sống dần xuất hiện Sinh vật ñầu tiên có thể là các vi khuẩn yếm khí vì sự trao ñổi chất không cần ñến ôxy (khoảng 3 tỷ năm trước ñây)

Sau ñó thực vật xuất hiện trên Trái ñất cùng với quá trình quang hợp ñã tạo nên một lượng lớn ôxy và làm giảm ñáng kể nồng ñộ CO2 trong khí quyển Ôxy có mặt với nồng ñộ cao trong Khí quyển của Trái ñất vào khoảng 500 triệu năm trước ñây ðiều này ñược minh chứng bằng sự phát hiện hàng loạt các mỏ ñá trầm tích biến chất trên các nền lục ñịa cổ (ở Nga, Nam Phi, )

Sự phát triển mạnh mẽ của sinh vật trên Trái ñất, cùng với sự gia tăng bài tiết, phân hủy các xác chết ñộng thực vật, phân hủy yếm khí của vi sinh vật ñã tạo cho nồng ñộ khí N2 trong Khí quyển tăng lên nhanh chóng, ñạt tới thành phần Khí quyển hiện nay

Sự tích lũy oxy trong Khí quyển tạo ñiều kiện cho sự xuất hiện tầng ôzon (O3) và do ñó tạo ñiều kiện bảo vệ tốt các loài sinh vật trên mặt ñất khỏi tác ñộng hủy diệt của các tia cực tím và sóng cực ngắn (tia tử ngoại) ðây cũng là ñiều kiện tốt cho các sinh vật tiến hóa nhanh hơn và có thể chuyển từ môi trường nước lên môi trường ở cạn (không khí)

Theo ñánh giá hiện nay, tổng khối lượng của Khí quyển vào khoảng 5,15.1018 tấn Thành phần của Khí quyển thay ñổi theo ñộ cao và có cấu trúc phân lớp với các tầng ñặc trưng từ dưới

lên trên là: tầng ñối lưu, tầng bình lưu, tầng trung gian, tầng nhiệt và tầng ñiện ly (hình 1.2.) + Tầng ñối lưu: là tầng thấp nhất của Khí quyển có ñộ cao trung bình khoảng 12 - 15 km, ở

ñó luôn có chuyển ñộng ñối lưu của không khí bị nung nóng từ mặt ñất Vì vậy, thành phần Khí quyển khá ñồng nhất và nồng ñộ các khí cao nhất hiện nay theo tỷ lệ về thể tích là: Nitơ: 78,08%, Oxy: 20,91%, Ar: 0,93%, CO2: 0,033%, NO2: 0,018, He: 0,0005%, CH4: 0,00017%, H2: 0,0005%,

ða dạng Sinh học (yếu tố hữu sinh)

Tầng ñối lưu ở vùng xích ñạo (16 – 18 km) cao hơn ở hai vùng cực (7 – 8 km) ðây là tầng rất quan trọng của hiện tượng thời tiết ðặc biệt các khí N2, O2, CO2, hơi nước có khả năng tạo thành các hợp chất khí ñể giữ lại những tia phản xạ ánh sáng từ bề mặt Trái ñất có bước sóng dài (tia hồng ngoại) cung cấp nhiệt cho bầu không khí ở tầng ñối lưu Nhờ ñó mà tránh ñược sự nguội lạnh của không khí trên Trái ñất từ trước ñến nay - theo kiểu hiệu ứng nhà kính ðặc ñiểm này là tính ưu việt mà không có Hành tinh nào có ñược Vì vậy, ở ñây sự sống ñã ñược hình thành, tồn tại và phát triển Các hiện tượng thời tiết, khí hậu xảy ra trong tầng này cũng do biến ñộng các khí, nhất là CO2 và hơi nước gây ra những ảnh hưởng ñến sinh vật theo hai mặt (lợi và hại)

Ngoài khí, tầng ñối lưu còn chứa bụi và các loại vi khuẩn, hơi nước,

Ở tầng ñối lưu nhiệt ñộ giảm dần theo ñộ cao Tùy theo ñịa hình và các vị trí không gian trên mặt ñất, bình quân cứ lên cao 100m nhiệt ñộ giảm xuống 0,6 0C Do biến ñộng nhiệt ñộ theo chiều thuận như vậy mà tầng ñối lưu là vùng không khí chuyển ñộng theo chiều ngang và chiều thẳng ñứng gây hiện tượng thời tiết phức tạp ðồng thời tầng này cũng là tầng biến ñộng của hơi nước và khí CO2 do hoạt ñộng tự nhiên và con người nên rất nhạy cảm với tính ô nhiễm, biến ñổi khí hậu của môi trường hiện nay

+ Tầng bình lưu: Tầng bình lưu nằm phía trên tầng ñối lưu với ranh giới tận cùng phía trên

dao ñộng trong ñộ cao 54km so với mặt biển Không khí ở tầng bình lưu loảng hơn, ít chứa bụi

và ít xẩy ra các hiện tượng thời tiết Ở ranh giới bên dưới tầng bình lưu, nằm trong khoảng ñộ cao 25km tồn tại một lớp không khí giàu khí O3 thường ñược gọi là lớp/tầng Ôzôn (O3) ðộ dày của lớp ôzôn có thể ñạt tới 10km! Vai trò của lớp ôzôn ñặc biệt quan trọng, vì nó hấp thụ hầu như hoàn toàn các tia cực tím (tia tử ngoại) và các tia bước sóng dài (tia hồng ngoại) Lớp này chỉ cho các tia bức xạ ánh sáng thường thấy ñược, trong ñó có các tia sáng mà thực vật hấp thụ ñể quang hợp tạo chất hữu cơ, có bước sóng trong khoảng từ 3800 A0 ñến 7800A0 (hình 1.3) Theo ñó, tầng

ôzôn tạo thành một lớp áo có chức năng bảo vệ cho sự sống trên Trái ñất khỏi bị hủy diệt bởi bức

xạ mặt trời và tia tử ngoại nói chung

Tầng bình lưu có nhiệt ñộ tăng dần theo ñộ cao ðồng thời tồn tại một quá trình hình thành

và phân hủy khí O3 làm biến ñổi tầng ôzôn theo xu thế xấu ñi

+ Tầng trung gian: Tầng trung gian nằm ở phía trên tầng bình lưu cho ñến ñộ cao khoảng

80km so với mặt biển Nhiệt ñộ ở tầng này lại giảm dần theo ñộ cao, không khí rất loảng

+ Tầng nhiệt quyển: Tầng nhiệt quyển nằm trong khoảng ñộ cao từ khoảng 80 km ñến

500km so với mặt biển Tầng này không khí cũng rất loảng, nhiệt ñộ tăng theo ñộ cao nhưng có

sự biến ñộng lớn giữa ban ngày và ban ñêm Nhiệt ñộ ban ngày thường rất cao nhưng ban ñêm hạ xuống thấp

+ Tầng ñiện ly: Tầng ñiện ly là tầng có ñộ cao từ 500 km trở lên Do tác ñộng của tia tử

ngoại, các phần tử không khí loảng trong tầng bị phân hủy thành các ion dẫn ñiện Tầng ñiện ly là nơi xuất cực quang và phản xạ các sóng ngắn vô tuyến

Cấu trúc và sự phân tầng khí quyển ñược hình thành do kết quả của lực hấp dẫn và nguồn phát sinh khí từ bề mặt Trái ñất có tác ñộng to lớn trong việc bảo vệ và duy trì sự sống trên toàn cầu

* Vài nét về lớp ôzôn của Khí quyển

Bức xạ Mặt trời là nguồn năng lượng chủ yếu ñể duy trì sự sống trên Trái ñất Bức xạ ñó khi truyền xuống Trái ñất với một phổ sóng rất rộng Bầu khí quyển Trái ñất có tác dụng khuếch tán, hấp thụ và lọc một phần các tia bức xạ Mặt trời, không cho chúng chiếu toàn bộ xuống bề mặt Trái ñất Vì vậy, Khí quyển không chỉ là nơi cung cấp không khí cho các hoạt ñộng sống của sinh vật mà còn là màn chắn với các tác ñộng có hại của tia sáng Mặt trời Cơ chế hoạt ñộng của

màn chắn khí quyển cho phép ngăn cản các tia sóng có năng lượng, bước sóng hoặc tần số nhất

ñịnh Những khoảng bước sóng cho phép tia sáng lọt qua ñược gọi là cửa sổ khí quyển (hình 1.3)

Hình 1.3 Cấu trúc phổ bức xạ Mặt Trời và màn chắn Khí quyển

Như vậy Khí quyển chỉ ñể lọt xuống bề mặt Trái ñất các tia sóng vô tuyến có bước sóng từ

104 ñến 106µm và ánh sáng nhìn thấy trong phạm vi 10-1 ñến 10µm Các tia tử ngoại có bước

sóng ngắn và cực ngắn (nhỏ hơn 0,099µm) sẽ ñược cản lại, hấp thụ hoặc phản xạ ra ngoài Vũ trụ

Những tia này rất nguy hiểm ñối với ñời sống sinh vật và sức khỏe của con người

Cơ chế hấp thụ và phản xạ các tia tử ngoại ñó là nhờ tầng ôzôn, lớp vỏ (lớp áo) bảo vệ Trái

ñất chúng ta Khí ôzôn ñược hình thành nhờ các tia tử ngoại chiếu vào các phần tử ôxy (O2) sẽ

phân tích chúng thành các nguyên tử ôxy (O), các nguyên tử ôxy này sẽ tiếp tục hòa hợp với phần

Lớp ôzôn có bề dày khoảng 10 km, nhưng rất ñậm ñặc, nhất là ở ñộ cao 25 km so với mặt

biển, ngay giới hạn phần dưới của tầng bình lưu khí quyển Thực tế chiều dày và nồng ñộ ôzôn

trong tầng Ôzôn liên tục bị suy thoái bởi nhiều nguyên nhân xuất phát từ hoạt ñộng của con

người Một trong các tác nhân quan trọng nhất là các khí CFC – Cloro fluoro carbon, Metan

(CH4), các oxít Nitơ (NO, NO2), Halon,

Các khí trên có khả năng tác dụng với ôzôn biến thành O2

* Các khí nhà kính và hiệu ứng nhà kính

- Các chất khí nhà kính:

Các khí nhà kính là những chất khí có khả năng hấp thụ tia sáng có bước sóng dài ñược phản xạ từ bề mặt Trái ñất vào bầu không khí ở tầng ñối lưu và tạo thành nhiệt làm cho bầu không khí trong tầng ñối lưu nóng lên gây ảnh hưởng ñến biến ñổi khí hậu

Các khí nhà kính chính có thể kể như:

+ Khí Carbonic (CO2) Nó là một thành phần thường xuyên của không khí, thường trơ và không ñộc, nhưng cũng ñược xem như là một chất ô nhiễm môi trường Nó ñược thải vào khí quyển do nhiều nguồn: ðốt cháy các hợp chất carbon, sự phân hủy phế thải của các vi sinh vật, chuyển ñổi từ các hợp chất chứa carbon trong môi trường nước rồi ñi vào không khí, hiện tượng cháy nham thạch trong núi lửa phun, hô hấp của các sinh vật,

CO2 thải vào khí quyển ngày một tăng do hoạt ñộng sống của loài người Nếu những năm ñầu của thập niên 50, hàng năm con người thải vào Khí quyển chỉ mới 12 triệu tấn CO2/năm, thì ñầu những năm 80 là 150 triệu tấn CO2/năm ðến ñầu những năm 90 là 3000 triệu tấn/năm và cuối các năm 90 của thế kỷ XX ñạt tới 5.600 triệu tấn/năm và ñỉnh cao là năm 2000 ở mức hơn 6.500 triệu tấn/năm Hội nghị Thượng ñỉnh của Liên Hợp Quốc ñặt ra nhiệm vụ phải giảm thải ðioxytcarbon và cam kết phấn ñấu ñến những năm 2010, giảm mức thải xuống chỉ còn bằng những năm ñầu của thập niên 90 Do khối lượng tăng như vậy mà từ chỗ tỷ lệ CO2 thấp ở 0,028% những năm 1950 tăng lên ñến 0,035% vào năm 2000

Sự tăng nồng ñộ CO2 ñã tăng khả năng hấp thu các tia hồng ngoại (tia nhiệt) và giữ lại nhiệt cho Trái ñất làm khí hậu nóng lên ðiều này sẽ tác hại ñến quá trình trao ñổi nước, băng tan, nước

nở dâng và mất cân bằng trong các chu trình sinh thái khác

Theo tài liệu về khí hậu Quốc tế, từ năm 1885 ñến năm 1960 nhiệt ñộ trung bình của mặt ñất tăng lên khoảng 0,50C Nhưng từ nửa thế kỷ nay ñã tăng 0,40C Những dự báo gần ñây cho thấy Trái ñất sẽ nóng dần lên và sẽ tăng từ 1,50C ñến 4,50C vào năm 2050 (Phạm Ngọc ðăng, 1997) nếu không có biện pháp gì khắc phục hiệu ứng nhà kính

+ Ngoài khí CO2, còn một số chất khí thải khác do các hoạt ñộng của con người thải ra cùng tham gia vào khí nhà kính: CFC (chloro fluoro carbon), CH4 (mê tan), O3 (ôzôn), NO2(ñiôxytnitơ), hơi nước, và các chất hữu cơ ngoài Metan

Một số khí còn có tác hại ñến việc suy giảm tầng ôzôn, như CFC, Halon, hợp chất chứa Brôm

- Hiệu ứng nhà kính (The green house effect)

Nhiệt ñộ bề mặt Trái ñất ñược tạo nên nhờ sự cân bằng giữa năng lượng Mặt Trời ñến bề mặt và năng lượng bức xạ của Trái ñất vào khoảng không Vũ trụ giữa các hành tinh Vì vậy, một vật có nhiệt ñộ là T> 00K sẽ phát ra bức xạ nhiệt có bước sóng tương ứng với phổ năng lượng bức xạ cực ñại của nó theo công thức:

Trong ñó: + λmax là bước sóng bức xạ cực ñại chủ yếu của vật (µm)

+ T(0 K) là nhiệt ñộ bề mặt vật bức xạ (nhiệt ñộ Kenvin)

Mặt Trời có nhiệt ñộ vào khoảng 6.0000K, vì vậy năng lượng bức xạ Mặt Trời chủ yếu là các tia sóng ngắn khoảng 0,5µm (tính theo công thức trên) và nó dễ dàng xuyên qua cửa sổ khí quyển Trong khi ñó với nhiệt ñộ bề mặt 2880K (nhiệt ñộ nền 150C), Trái ñất có bức xạ bước sóng dài (hồng ngoại) ñi vào trong khí quyển lần lượt ñược các khí nhà kính hấp thụ với các bước

2898 T(0K) λmax =

sóng tương ứng là: CO2 (Hấp thụ tia 13 - 18ộm và 2,7 - 4,3ộm), hơi nước (tia λ > 18ộm), khắ Mêtan (khoảng 9,5 và 3,8ộm), khắ CFC, Sự hấp thụ này tạo thành nhiệt Kết quả của sự trao ựổi không cân bằng về năng lượng nhiệt giữa khắ quyển của Trái ựất với không gian bên ngoài tầng ôzôn làm nhiệt ựộ không khắ trong tầng ựối lưu gia tăng và nóng lên Hiện tượng này diễn ra trong cơ chế tương tự như nhà kắnh trồng cây trong mùa đông, nên ựược gọi là hiệu ứng nhà kắnh

(The green house effect) Sự gia tăng lượng thải CO2 và các khắ nhà kắnh khác vào không khắ ựã làm gia tăng nhiệt ựộ Trái ựất theo hướng ngày càng bất lợi cho sự cân bằng sinh thái tự nhiên Theo tắnh toán của các nhà khoa học, nồng ựộ CO2 trong Khắ quyển tăng lên gấp ựôi, thì nhiệt ựộ bề mặt Trái ựất sẽ tăng lên 30C Các số liệu quan trắc ựã cho thấy nhiệt ựộ Trái ựất từ năm 1885 - 1940 ựã tăng lên 0,50C do thay ựổi nồng ựộ khắ CO2 từ 0,026% ựến 0,028% Các năm cuối của thế kỷ XX nhiệt ựộ không khắ ựã tăng lên khá cao, mức tăng gần ựạt 0,60C Mức ựộ hoạt ựộng của con người ngày một tăng ựã làm gia tăng khắ nhà kắnh ựáng kể và làm tăng nhanh nhiệt

ựộ trên Trái ựất Nếu Trái ựất không có tác ựộng của các khắ nhà kắnh thì nhiệt ựộ bề mặt của nó ựược ước tắnh là 2550K, tương ựương là -180C, giống như nhiệt ựộ mặt ngoài tầng ôzôn Nhưng nhờ hấp thụ tia hồng ngoại của các khắ, hơi nước và các khắ khác mà nhiệt ựộ nền của bề mặt Trái ựất tăng 150C (hay 2880K) mà chưa kể ựến nhiệt ựộ bức xạ Trái ựất gây hiệu ứng nhà kắnh

Hiệu ứng nhà kắnh ( T0C của Trái ựất) = Ts - T0 = 150C - (-180C) = 330C

Như vậy, chúng ta có thể nói rằng do hiệu ứng nhà kắnh ựã làm cho nhiệt ựộ bề mặt của Trái ựất tăng lên trung bình ựạt tới 330C

- Sự gia tăng nhiệt ựộ Trái ựất do hiệu ứng nhà kắnh có thể tác ựộng mạnh mẽ nhiều mặt tới môi trường Trái ựất Nhiệt ựộ Trái ựất tăng sẽ làm tan các biển núi Băng ở hai cực, khối nước tầng mặt sẽ nở thêm, Khối lượng băng tan và nước đại dương nở ra sẽ làm cho nước biển dâng cao, làm tràn ngập nhiều vùng ựồng bằng rộng lớn ven biển và gây những tác ựộng môi trường khôn lường

1.1.2.1.2 Thủy quyển

- Khái niệm chung về Thủy quyển

Thủy quyển là một bộ phận của môi trường sống trong thiên nhiên và là môi trường có diện tắch lớn nhất trên hành tinh chúng ta Tổng diện tắch của Thủy quyển là 363 triệu km2 so với 515 triệu km2 diện tắch Trái ựất, chiếm tới 71,18% và chúng phân bố không ựều, trong khi Nam Bán cầu có diện tắch chiếm tới 80,9% thì ở Bắc Bán cầu chỉ chiếm 60,7% diện tắch bề mặt Trái ựất Trong số này, diện tắch Hải dương 361,3 triệu km2, bằng 70,84% bề mặt Trái ựất, chiếm tới 99,53% Thủy quyển, còn diện tắch nước ngọt trên mặt Lục ựịa chỉ có 1,75 - 2,50 triệu km2, chiếm 0,47%

Về thể tắch, Thủy quyển trên vỏ Trái ựất chiếm khoảng 1,4 tỷ km3, trong ựó nước mặn (Hải dương) có khoảng 1,375 tỷ km3 (chiểm 98,0%), còn nước ngọt nội ựịa (nước mặt và nước ngầm) chỉ vào khoảng 8 triệu km3 (0,5%), các khối băng ở hai cực khoảng 21 triệu km3 (1,5%) Khối lượng nước này so với Thạch quyển lớn hơn rất nhiều Lớp vỏ Trái ựất (Thạch quyển - phần có sinh vật sống) chỉ là 100.000 km3, chỉ bằng 1/13.700 thể tắch Hải dương Nhưng khối lượng nước mặt trên Trái ựất chỉ chiếm 1/800 khối lượng của toàn bộ Trái ựất

- Thủy quyển rất thuận lợi cho cho sự sống thể hiện qua 6 ựặc tắnh vật lý cơ bản sau ựây:

+ Khối lượng riêng cao và ựộ nhớt thấp: Ở 40C nước tinh khiết có khối lượng riêng là 1g/1cm3, trong thiên nhiên có thêm các chất hòa tan, khối lượng riêng của nước có thể lên tới 1,347g/cm3 độ nhớt của nước thấp hơn so với nhiều chất lỏng khác Chẳng hạn, nước tự nhiên ở

100C là 1,31 ựơn vị, trong khi ựó ựộ nhớt của Glyxêrin là 3.950 ựơn vị

Khối lượng riêng cao và ựộ nhớt thấp ảnh hưởng rất quan trọng tới sự di ựộng của các sinh vật ở trong môi trường nước: sức nâng ựỡ sẽ lớn hơn làm vật dễ nổi, sức cản nhỏ vật sẽ bơi nhanh hơn và tốn ắt năng lượng

+ Khối nước luôn luôn chuyển ựộng: Do nhiều nguyên nhân, khối nước trong một thủy vực luôn luôn chuyển ựộng, kể cả trong các thủy vực ựược xem như nước ựứng (nước tĩnh) Khối nước chuyển ựộng theo chiều ngang và thẳng ựứng, ựồng thời thay ựổi theo không gian và thời gian

Nước chuyển ựộng giúp cho di chuyển của thủy sinh vật, cung cấp oxy, thức ăn, phát tán chất thải, ựiều hòa nhiệt ựộ, ựộ mặn, các khắ hòa tan và nhiều thuận lợi khác

Những dòng chảy đại dương lớn trên Thế giới gồm:

* Hệ thống dòng chảy Gulfstream ở đại Tây Dương có ựộ sâu 700 m, rộng vài trăm km, dài 8.000 km với tốc ựộ chuyển ựộng 2,5 m/s và khối nước chuyển dịch 70m3/s đây là dòng chảy nóng xuất phát từ xắch ựạo chảy lên phắa Bắc giáp rìa Châu Âu Chảy ngược chiều với dòng này từ vùng cận cực về vùng biển Bắc Mỹ là dòng chảy lạnh Labơrado

* Hệ thống dòng chảy nóng Kuroshivo ở Bắc Thái Bình Dương rộng 800 km, dài 4.000 km

và khối nước dịch chuyển 45 m3/s từ Xắch ựạo về Nhật Bản sưởi ấm cho vùng Alatska Chảy ngược với dòng này ở bờ phắa Tây Thái Bình Dương là dòng nước lạnh Oiasio

* Hệ thống dòng chảy lạnh Peru xuất phát từ Nam cực, tạo nên những vựa cá và chợ chim cho các Quốc gia vùng biển này

Các hệ thống dòng chảy biển có tác ựộng rất quan trọng tới khắ hậu, thời tiết, giao thông và sinh vật biển Một vắ dụ chứng tỏ ựiều này là hiện tượng El nino El nino là hiện tượng thời tiết

và khắ hậu ựặc biệt thường xuất hiện vào dịp lễ Giáng sinh, liên quan ựến sự nóng lên của nước biển vùng xắch ựạo phắa đông Thái Bình Dương Khi El nino xuất hiện thì hạn hán xẩy ra ở rìa Tây của Thái Bình Dương ựi kèm với mưa lớn ở rìa đông (Peru, Equado, ) đối nghịch với hiện tượng El nino là hiện tượng La nina, liên quan ựến việc lạnh ựi của khối nước biển vùng gần xắch ựạo tại rìa đông Thái Bình Dương Khi xuất hiện La nina, các vùng rìa Tây Thái Bình Dương bị mưa lũ nhiều, còn ở rìa đông thì bị hạn hán kéo dài

+ Nhiệt lượng riêng cao và ựộ dẫn nhiệt kém: Nhiệt lượng riêng của nước bằng 1, trong khi alcol là 0,5 độ dẫn nhiệt kém so với kim loại và các chất rắn khác, tuy rằng so với các chất lỏng

độ thu nhiệt của nước là 538,9 calo/g, lượng nhiệt này làm mát khối nước xung quanh một cách ựáng kể đặc ựiểm này rất quan trọng ựối với các thủy vực xứ nóng: khi mùa nóng ựến (mùa hè) nước bề mặt bốc hơi dưới ánh sáng bức xạ Mặt trời, ựộ thu nhiệt lớn của nước giữ cho lớp nước tầng dưới trong thủy vực không quá nóng mà ở mức ựộ ổn ựịnh không ảnh hưởng xấu ựến ựới sống các sinh vật ở trong vùng

+ độ hòa tan lớn: Nước hòa tan ựược một số lớn hợp chất vô cơ, hữu cơ và các chất khắ Khả năng hòa tan và ựiện ly lớn của nước ựã làm cho Thủy quyển trở thành môi trường dinh dưỡng, cung cấp dưỡng khắ cho các sinh vật, ựồng thời phân tán dễ dàng các chất do chúng thải

ra, các chất ô nhiễm bảo ựảm ựời sống bình thường của các sinh vật ở nước

+ Sức căng bề mặt lớn: Nước có sức căng bề mặt lớn So với các chất lỏng khác thì sức căng bề mặt của nước chỉ kém thủy ngân đặc tắnh này của nước tạo ựiều kiện cho một số thủy

sinh vật sống ñược quanh bề mặt nước, sống ñồng thời cả hai môi trường nước và khí, tạo ñiều kiện cho sự nổi, trôi trên bề mặt của nhiều giá thể giúp các sinh vật bám vào

Chính nhờ những ñặc tính thuận lợi ñó mà sự sống ñược phát sinh phát triển từ môi trường nước Các giả thuyết ñáng tin cậy về nguồn gốc sự sống cho rằng các dạng sống ñầu tiên ñược hình thành trong các vùng biển nóng xuất hiện trên Trái ñất khoảng 1,5 tỷ năm về trước

- Sự phân chia Thủy quyển và các vùng sinh thái biển

Nếu tính các thủy vực nước mặt của Thủy quyển, người ta chia ra hai nhóm lớn là: Hải dương và các thủy vực nội ñịa Chúng sai khác nhau theo 4 ñặc ñiểm cơ bản sau:

+ Về lịch sử hình thành: Hải dương hình thành từ giai ñoạn ñầu của lịch sử ñịa chất Trong

khi các thủy vực nội ñiạ chỉ mới hình thành từ kỷ ðệ tứ, ðệ tam,… và ñang hình thành

Bảng 1.1 Các ñặc trưng cơ bản về ñộ lớn của các ðại Dương Thế giới

Diện tích Các ðại Dương

Triệu km 2 %

Thể tích triệu km 2

ðộ sâu trung bình (m)

49,5 21,0 25,4 4,1

707,1 284,6 330,1 16,7

3.957 3.736 3.602 1.131

Vùng nước ven bờ

Vùng khơi ñại dương

200-5000m

100C ðảo Tầng nước sâu ngầm

+ Về diện tắch: Hải dương rất lớn chiếm 70,84% diện tắch Trái ựất, trong khi các thủy vực

nội ựịa chỉ chiếm 0,5%

+ Về nồng ựộ muối: Hải dương là thủy vực nước mặn, phần lớn khối nước có nồng ựộ muối

cao trên 30Ẹ, trong khi thủy vực nội ựịa nồng ựộ muối chỉ dao ựộng từ 0 - 25Ẹ

+ Ảnh hưởng của các yếu tố lục ựịa: Do ựộ lớn về thể tắch và diện tắch, Hải dương ắt chịu

ảnh hưởng của các yếu tố lục ựịa, trong khi các thủy vực nội ựịa do kắch thước nhỏ, mang tắnh nhạy cảm cao với môi trường nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của các quá trình ựịa chất và khắ hậu lục ựịa

* Hải dương và biển ven bờ chiếm phần diện tắch quan trọng của Trái ựất ựược chia thành Thái Bình Dương, đại Tây Dương, Ấn độ Dương và Bắc Băng Dương với các ựặc trưng cơ bản

về ựộ lớn khác nhau (bảng 1.1)

Về mặt sinh thái, người ta chia đại dương làm ba vùng sinh thái biển (hình 1.4) ựặc trưng

là vùng Thềm lục ựịa (Littoral), vùng khơi đại dương (Oceanic) và vùng Biển sâu (Deep sea) Trong ựó vùng sinh thái thềm lục ựịa và biển khơi, giới hạn phắa trên khối nước có ựộ sâu 200m,

là vùng sản xuất của Thủy quyển vì nơi này có ánh sáng xâm nhập ựể các loài thực vật quang hợp

và sản xuất các hợp chất hữu cơ

Về phân chia nền ựáy đại dương và biển, người ta chia ra làm bốn tầng phụ thuộc ựộ sâu

và hình thái của nền ựáy ựại dương: Thềm lục ựịa (có ựộ sâu từ 0 ựến 200 - 500m), dốc lục ựịa (200m Ờ 5000 ựến 3000m), ựáy đại dương hay lòng chảo (từ 3.000 Ờ 6.000m) và rãnh đại dương (dưới 6000 m), nơi sâu nhất ựã biết ựược có thể tới 11.034 m tại rãnh biển của Thái Bình Dương

* Vùng nước nội ựịa là một thành phần nhỏ của Thủy quyển trên lục ựịa Chúng có khối lượng chỉ khoảng 33,5 x 1015m3, chiếm 2,3% khối lượng của Thủy quyển, nhưng có vai trò cực

kỳ to lớn ựối với ựời sống của sinh vật trên Trái ựất và con người Trước hết, ựây là nguồn cung cấp nước ngọt chủ yếu của cả Trái ựất, giữ vai trò ựiều hòa khắ hậu của lục ựịa, tạo ra nguồn dự trữ năng lượng sạch của con người đồng thời chúng còn là nơi phân giải các chất phế thải ựể trả lại môi trường những yếu tố sinh thái vô sinh

Nước ngọt lục ựịa bao gồm các dòng chảy, nước ngầm, ao hồ, hơi nước, tuyết đó là nguồn nước có vai trò ựặc biệt quan trọng trong ựời sống sinh vật và cân bằng sinh thái nguồn nước tự nhiên

1.1.2.1.3 Thạch quyển

- Sự hình thành và cấu trúc của Trái ựất

Theo các tư liệu về Thiên văn học, Vũ trụ có lẽ ựã có khoảng 20 tỷ năm, Mặt trời và một số hành tinh trong hệ ựược hình thành vào khoảng 4,5 ựến 5 tỷ năm Trái ựất là một hành tinh nằm trong hệ Mặt Trời của Thái Dương hệ và là một trong hàng triệu hệ thống tương tự thuộc một Thiên Hà có tên là Ngân Hà Trong Vũ trụ bao la và không có biên giới, có hàng triệu triệu các Thiên Hà như vậy Vũ trụ luôn tồn tại, luôn biến ựộng và chứa nhiều hệ Mặt trời Trong Thiên Hà của chúng ta có chừng 100 tỷ Mặt trời Khối lượng toàn bộ Thiên Hà lớn gấp 270 tỷ lần khối lượng Mặt trời

Mặt trời trong hệ này nằm ở rìa của thấu kắnh Thiên Hà, có khối lượng 1,985x1030 gam, nhiệt ựộ bề mặt cao tới 6.000oC, có khoảng 65 nguyên tố hóa học và nhiều khắ Tuổi của Mặt trời khoảng 5 tỷ năm (V.I.Perenman, 1972) Mặt trời quay quanh trung tâm của Thiên Hà một vòng hết 200 triệu năm đó là năm Thiên Hà Tuổi của Thiên Hà ước khoảng 12 - 20 tỷ năm Khi một

hệ Mặt trời mới ở nơi này ựang ựược hình thành thì ở ựâu ựó, nơi khác có thể có một hệ Mặt trời hoặc Thiên Hà khác ựang ựi tới diệt vong

Trái ựất của chúng ta ựược xem như là một Ộhạt bụiỢ của Vũ trụ, có diện tắch bề mặt là 5,20.108 km2, thể tắch là 1.083.1012 km3 và trọng lượng là 5,974.1027gam Trái ựất có tốc ựộ trung

bình trên qũy ựạo 29,76km/s, tốc ựộ tự quay là 460m/s, có hơn 87 nguyên tố hóa học và tuổi của

nó khoảng 4,7 tỷ năm

Cho ựến nay, các nhà khoa học trên Trái ựất vẫn chưa trả lời ựược rõ ràng câu hỏi: Vũ trụ bắt ựầu như thế nào? và sẽ kết thúc ra làm sao? Một lý thuyết ựược nhiều người ủng hộ nhất hiện nay là có một vụ nổ lớn (Big bang) ựã hình thành nên Vũ trụ, mà các hành tinh trong chúng là những hạt bụi

để giải thắch sự hình thành và cấu trúc Trái ựất, chúng ta sẽ bắt ựầu từ sự kiện có thể tìm thấy bằng chứng, chứng minh ựược ựám mây bụi của Thái Dương hệ Từ ựám mây bụi tồn tại cách ựây khoảng 4,7 ựến 5,0 tỷ năm ựã hình thành nên hệ Mặt Trời bao gồm các hành tinh, trong

ựó có Trái ựất

Vào thời ựiểm sau khi hình thành, Trái ựất là một quả cầu lạnh, không có khắ quyển, tự quay xung quanh Mặt trời Sự phân hủy của các chất phóng xạ làm cho quả cầu Trái ựất nóng dần lên, dẫn ựến sự phân ựộ về hợp chất bên trong và thải khắ, hơi nước tạo nên Khắ quyển nguyên sinh gồm CH4,NH3 và hơi nước Do chế ựộ bức xạ Mặt trời, các ựiều kiện tự nhiên và ựặc tắnh vận ựộng của Trái ựất, các chất rắn trong lòng Trái ựất tiếp tục phân dị thành hai phần cơ bản: Phần nặng gồm Fe, Ni tập trung tạo thành nhân Trái ựất có ựộ sâu từ 1.000 - 6.200km Phần nhẹ hơn gồm các hợp chất kim loại Al, Si, MgO, FeO, SiO2, tạo nên lớp vỏ Trái ựất bên ngoài có ựộ sâu từ 0 Ờ 80 km và lớp Mantia có ựộ sâu khoảng từ 80 - 1.000 km

Vỏ Trái ựất hay Thạch quyển là lớp vỏ khá cứng, rất mỏng có cấu tạo hình thái rất phức tạp, có thành phần không ựồng nhất, có ựộ dày thay ựổi theo vị trắ ựịa lý khác nhau Theo các nhà địa chất, vỏ Trái ựất ựược chia làm hai kiểu: vỏ Lục địa và vỏ đại Dương

+ Vỏ Lục địa gồm hai loại vật chất chắnh là Basalt dày từ 1 - 2km ở dưới và các loại ựá khác: Granit, Sienit, giàu SiO2, Al2O3 ở trên Vỏ Lục địa thường dày trung bình khoảng 35 km,

có nơi tới 80km (vùng núi cao Hymalaya) Vùng thềm Lục địa, nơi tiếp giáp với đại Dương vỏ Trái ựất mỏng, chỉ còn 5 Ờ 10 km

+ Vỏ đại Dương có thành phần chủ yếu là các ựá giàu SiO2, FeO, MgO (ựá Basalt) trải dài trên tất cả các ựáy đại Dương với chiều dày trung bình 8km

Do biến ựổi phức tạp dưới tác ựộng của các yếu tố sinh thái (nhiệt ựộ, hơi nước, núi lửa, nham thạch, ) mà vỏ Trái ựất tạo ựược sự phong hóa, tắch tụ các vùng hữu cơ bổ sung tạo nên một lớp ựất bề mặt không vững chắc ở ngay nơi ựá mẹ sinh ra hoặc do các sông suối bồi tụ nên thành các châu thổ Như vậy, khắ hậu ựã quyết ựịnh ựến sự hình thành ựất, quyết ựịnh hình thành thảm thực vật và do ựó quyết ựịnh các loại chất hữu cơ ựược ựồng hóa vào ựất

Thành phần hóa học của vỏ Trái ựất bao gồm các nguyên tố hóa học có thứ tự từ 1 - 92 trong bảng hệ thống tuần hoàn của Mendeleep Trong ựó có 8 nguyên tố phổ biến nhất là: O, Si,

Al, Fe, Mg, Ca, Na và K chiếm 99% trọng lượng của Thạch quyển Nếu cộng thêm 4 nguyên tố quan trọng nữa như H, Ti, C và Cl thì dãy 12 nguyên tố này chiếm 99,67% trọng lượng Thạch quyển

- Sự hình thành ựá và tạo khoáng tự nhiên

đất ựá và các khoáng vật tự nhiên ựược tạo ra trên Trái ựất nhờ ba quá trình ựịa chất: Macma, trầm tắch và biến chất

đá Macma là loại ựá cứng tạo nên nền lục ựịa, chiếm khoảng 65%; đá Trầm tắch là các loại

ựá ựược hình thành trên bề mặt ựất hoặc lắng ựọng trong ựáy Biển, đại Dương, các thủy vực do quá trình phong hóa, kết hợp với bào mòn rửa trôi, chiếm khoảng 10%; Còn ựá Biến chất chiếm 25%, ựược hình thành do ựá Macma hoặc ựá Trầm tắch bị biến ựổi dưới áp suất và nhiệt ựộ cao

Ba loại ựá Macma, Trầm tắch, Biến chất có quan hệ nhân quả chặt chẽ với nhau trong vỏ Trái ựất Quá trình hình thành, tạo ựá Macma và Biến chất thường xảy ra trong lòng Trái ựất ựược gọi là quá trình nội sinh Tương tự như vậy, các tắch tụ khoáng vật hay nguyên liệu khoáng ựược

hình thành trên vỏ Trái ựất nhờ trầm tắch hoặc phong hóa thường ựược gọi là khoáng vật ngoại sinh Theo ựó, các khoáng sản như kim cương, kim loại quý, quặng sunfua, các quặng phóng xạ thường gặp trong ựá Macma và một số loại khác như Apatit, quặng sắt, ngọc ruby, saphia thường gặp trong ựá biến chất là những khoáng vật nội sinh Còn các khoáng sản nguyên liệu như: than, dầu khắ, bauxit, kaolin thường ựược tạo ra nhờ quá trình trầm tắch gọi là khoáng vật ngoại sinh

- Những tai biến ựịa chất, xói mòn, trượt lở ựất ựá

Tai biến ựịa chất, xói mòn, trượt lở ựất ựá là các hiện tượng tự nhiên tham gia tắch cực vào quá trình biến ựổi ựịa hình bề mặt Thạch quyển

Các dạng tai biến ựịa chất gồm phun núi lửa, ựộng ựất, nứt ựất, lún ựất, chúng thường xảy

ra liên quan ựến các quá trình ựịa chất phát sinh trong lòng Trái ựất Do lớp vỏ Trái ựất rất mỏng,

nó lại ựược tác ựộng liên tục làm biến ựộng và cả chuyển ựộng theo chiều ựứng, chiều ngang Nhiều vùng của vỏ Trái ựất ựược nâng cao như dãy Hymalaya hoặc vùng khác như Thềm lục ựịa lại bị sụt lún có ựộ dày rất mỏng Thêm vào ựó các hoạt ựộng phát triển của con người cũng tác ựộng mạnh mẽ ựến phần mềm yếu của vỏ Trái ựất này làm tai biến ựịa chất ngày một gia tăng và cường ựộ ngày một lớn Các ựiểm xuất hiện những phun trào ựất ựá nóng chảy hoặc bụi, hơi nước ựược gọi là núi lửa Các vùng như vậy phân bố có quy luật trên Trái ựất, tạo thành ựai núi lửa Hiện ựã phát hiện hai ựai núi lửa trên Trái ựất đó là ựai núi lửa địa Trung Hải và ựai núi lửa Thái Bình Dương Sự phun trào dung nham hoặc sự dịch chuyển của khối ựất ựá trong vỏ Trái ựất, thông thường xảy ra một cách từ từ Tuy nhiên, ựôi khi sự phun trào cũng xảy ra một cách ựột ngột tạo nên hiện tượng ựộng ựất có mức ựộ phá hoại mạnh mẽ bề mặt và các công trình xây dựng trên các bề mặt Thạch quyển Kèm theo các hiện tượng trên là sự xuất hiện các vết nứt, khe nứt trên bề mặt Thạch quyển Các hoạt ựộng của con người như: khai thác khoáng sản trong lòng ựất, xây dựng các hồ chứa nước lớn ựôi khi cũng gây ra các dạng ựộng ựất, tạo các khe nứt cho Thạch quyển

Trên bề mặt Trái ựất, các chuyển ựộng của nước thường gây ra sự xói mòn hay gọi là xâm thực Xói mòn do nước mưa là dạng xói mòn phổ biến nhất Lượng ựất xói mòn do mưa hàng năm tắnh trên một ựơn vị diện tắch khá lớn phụ thuộc vào thảm thực vật, ựộ dốc, mức ựộ mưa và các yếu tố khác Ở Việt Nam lượng ựất xói mòn do mưa hàng năm tắnh bình quân trên một ha ựất vùng núi và trung du có thể ựến vài trăm tấn Xói mòn do gió có phạm vi phân bố hẹp, thường gặp những nơi có tốc ựộ gió thường xuyên lớn, trong các vùng có lớp phủ thực vật kém phát triển

Trượt lở ựất là một dạng khác của biến ựổi bề mặt Trái ựất Tại nơi trượt là do một khối lượng ựất ựá khác theo các bề mặt ựặc biệt, bị trọng lực kéo trượt xuống các ựịa hình thấp Bề mặt trượt có thể là các bề mặt khe nứt hoặc các lớp ựất ựá có tắnh chất cơ lý hóa yếu Hiện tượng trượt lở ựất thường xuất hiện một cách tự nhiên trong các vùng núi, hoặc bờ sông vào các thời kỳ mưa nhiều hàng năm Hoạt ựộng của con người như mở ựường, khai thác khoáng sản cũng tạo nên hiện tượng lở ựất nhân tạo Các hiện tượng hoạt ựộng tự nhiên của dòng chảy, sóng biển cũng gây sự xâm thực ven bờ làm sạt lở nghiêm trọng Trong vòng năm năm gần ựây (2001 - 2006) các vùng biển Thuận An (Thừa Thiên Huế), Tuy Hòa (Phú Yên), Quảng Ngãi, ựã có những sạt

lở ven bờ với tần số cao do sóng biển

1.1.2.1.4 Sinh quyển

- Khái niệm chung

Sinh quyển (Biosphere) là một thành phần cơ bản của môi trường mà ở ựó tồn tại sự sống Sinh quyển chiếm không gian của toàn bộ Thủy quyển, tầng ựối lưu của Khắ quyển, lớp vỏ của Thạch quyển ở nhiệt ựộ dưới 1000C

- Sự hình thành và cấu trúc sự sống

Theo Oparin, không khắ trên Trái ựất ban ựầu rất ắt ỏi, chủ yếu là H2, một ắt Nitơ ở dưới dạng NH3, ôxy còn ở dạng hơi nước và Carbonic còn ở dạng CH4 Lúc này trên mặt ựất ựang bị nguội lạnh và không có sự sống Sau ựó, Trái ựất có những biến ựổi về ựịa chất rất quan trọng Những hiện tượng trôi dạt lục ựịa, núi lửa thường xẩy ra và biến ựộng phức tạp Quá trình phun nham thạch ựã tạo thêm các khắ CO, CO2, N2, H2S, H2 và hơi nước (H2O) Hổn hợp các khắ ựó ựã hình thành nên HCN (Hydro cyanit) Lúc này chưa có ôxy tự do

Những phóng xạ tia cực tắm, chớp và nhiệt ựã cung cấp năng lượng ựể liên kết tổng hợp nên các chất hữu cơ ựơn giản dưới dạng các hạt Coacervat Thực nghiệm của Stanley L Miller ựã xác ựịnh giã thuyết phát sinh sự sống như Oparin nêu trên là chắnh xác Sự tồn tại và tắch lũy ựược thực hiện hàng triệu năm, các phần tử hữu cơ lúc này mà không bị phân hủy có thể là do thiếu các vi sinh vật và các sinh vật khác điều này cũng liên quan ựến việc không có ôxy tự do trong Khắ quyển

Một số nhà nghiên cứu cho rằng sự phong phú của các hợp chất hữu cơ trong Biển là quá

ựủ ựể thay ựổi các liên kết giữa các phần tử ựơn giản tồn tại qua hàng triệu năm ựã hình thành ựược những lượng tương ựối lớn các ựại phần tử Quá trình ựó ựã hình thành các tổ hợp phần tử hữu cơ và các tế bào nguyên thủy

Những giọt Coacervat là các phần tử lớn có cấu trúc xác ựịnh ựược bao quanh bởi một vỏ bọc các phần tử nước và có thể hấp thụ vật chất một cách chọn lọc Những giọt ựó với các ựặc tắnh riêng ựã phát triển thành những Axit Nucleic trong các tế bào ựầu tiên Những tế bào này thoạt ựầu tự do và có khả năng tự sao chép đó là những tế bào Prokaryota Chúng rất nguyên thủy và không có nhân Có lẽ nhóm sinh vật này là những vi khuẩn hay virus, gồm các cơ thể chưa có cấu tạo nhân ựiển hình, không có màng nhân, các vật liệu di truyền ựược tập trung trong dạng nhân (nucleoit) ADN của chúng tạo thành một sợi khép lại thành vòng hay genophore, chứ chưa phải là nhiễm sắc thể Hóa thạch cổ xưa nhất của nhóm vi khuẩn này ựã ựược biết tại vùng miền Tây Autralia với tuổi chừng 3,5 tỷ năm Còn những tế bào ựầu tiên của vi khuẩn lam (Cyanobacteria) mà mọi quá trình dinh dưỡng là bằng hóa tổng hợp, khởi sinh cuộc cách mạng Oxygen (O2) ước tắnh cách ựây khoảng hơn 2,3 tỷ năm Những vi khuẩn lam này giống với thực vật ỘthậtỢ, nhưng lại không giống với vi khuẩn quang hợp khác Chúng dùng nước làm nguồn electron trong quá trình quang photphoryl hóa không vòng và từ ựó giải phóng ôxy phân tử Những tế bào có nhân thực (Eukariota) ựã tìm thấy hóa thạch ắt nhất cách ựây khoảng 1,5 tỷ năm Nhưng hóa thạch phong phú hơn của các dạng sống khá cao ựược phát hiện vào thời Cambi, cách ựây khoảng 600 triệu năm

Theo các tư liệu khoa học thì Trái ựất là nơi duy nhất có sự sống phát triển cao và con người là ựối tượng sinh vật ựặc thù, ựạt tới tuỵêt ựỉnh của tiến hóa hữu cơ

Trong quá trình phát sinh và phát triển, sự sống ựã hình thành ựược năm ựặc thù cơ bản: + Khả năng tái sinh - tạo ra các vật thể giống mình

+ Khả năng trao ựổi chất - tiếp nhận, phân giải và tổng hợp vật chất mới, tạo nguồn năng lượng cần thiết cho sự sống

+ Khả năng tăng trưởng theo thời gian

+ Khả năng thắch nghi ựể phù hợp với môi trường sống

+ Khả năng tiến hóa ngày càng cao của từng tổ chức sống từ phân tử, cá thể ựến xã hội sinh vật Khả năng tiến hóa này thể hiện ở tắnh biến dị, di truyền và chọn lọc tự nhiên

Sự tiến hóa của sinh giới trên Trái ựất rất ựa dạng Theo dự ựoán của các nhà khoa học tắnh ựến nay có thể có tới gần 30 triệu loài hiện sống, nhưng mới chỉ mô tả ựược hơn 1,7 triệu loài, còn số loài chết ựi ựể lại hóa thạch trong các ựại ựịa tầng ước tắnh 100 lần lớn hơn các loài hiện sống