title
stringlengths 1
250
| url
stringlengths 37
44
| text
stringlengths 1
4.81k
|
|---|---|---|
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Tác phẩm đã định hình nên một giản đồ đặt tên hai phần hoặc danh pháp hai phần chuẩn hóa, gồm phần đầu là tên chi còn phần thứ hai xác định các loài trong chi. Với mục đích nhận dạng, cuốn "Systema Sexuale" của Linnaeus đã phân thực vật thành 24 nhóm dựa theo số lượng cơ quan sinh dục đực của chúng. Nhóm thứ 24 tên là "Cryptogamia" gồm có tất cả các loài thực vật mang những bộ phận sinh sản bị ẩn giấu, rêu, cỏ biển, dương xỉ, tảo và nấm.
Nhờ nâng cao kiến thức về giải phẫu, hình thái và các vòng đời của thực vật, các nhà thực vật học nhận ra rằng có nhiều điểm tương đồng tự nhiên giữa các loài thực vật hơn hệ giới tính nhân tạo của Linnaeus. Adanson (1763), de Jussieu (1789) và Candolle (1819) đều công bố nhiều hệ thống phân loại tự nhiên thay thế, theo đó các nhóm thực vật được phân loại dựa trên nhiều nhóm tính trạng hơn và được nhiều người ủng hộ hơn. Hệ thống Candolle phản ánh những hiểu biết của ông về sự phát triển hình thái phức tạp và hệ thống Bentham & Hooker sau này (giàu ảnh hưởng tới giữa thế giữa thế kỉ 19) chịu ảnh hưởng từ phương pháp của Candolle. Sự kiện Darwin cho ra đời cuốn "Nguồn gốc các loài" vào năm 1859 và quan niệm của ông về tổ tiên chung đã đòi hỏi những thay đổi với hệ thống của Candolle để phản ánh các mối quan hệ tiến hóa có điểm khác biệt so với nét tương đồng về hình thái.
Thực vật học có một bước tiến lớn nhờ sự xuất hiện của cuốn sách giáo khoa "hiện đại" đầu tiên, quyển "" của Matthias Schleiden, được xuất bản bằng tiếng Anh với nhan đề "Principles of Scientific Botany" ("Nguồn gốc của khoa học thực vật") vào năm 1849. Schleiden là một người sử dụng kính hiển vi và nhà giải phẫu thực vật đầu tiên, ngoài ra ông còn là đồng tác giả học thuyết tế bào (với Theodor Schwann và Rudolf Virchow) và một trong những người đầu tiên nắm được tầm quan trọng của nhân tế bào mà Robert Brown từng mô tả vào năm 1831. Năm 1855, Adolf Fick đã xây dựng các định luật của riêng ông nhằm tính toán tốc độ khuếch tán phân tử trong các hệ sinh học.
Thực vật học hậu cận đại. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Thực vật học hậu cận đại.
Dựa trên thuyết di truyền gen-nhiễm sắc thể bắt nguồn từ Gregor Mendel (1822–1884), August Weismann (1834–1914) đã chứng minh rằng di truyền chỉ xảy ra thông qua các giao tử. Không có loại tế bào nào khác có thể truyền đạt các thông tin di truyền. Công trình về giải phẫu thực vật của Katherine Esau (1898–1997) vẫn là nền tảng chính của thực vật học hiện đại. Các quyển "Plant Anatomy" (Giải phẫu thực vật) và "Anatomy of Seed Plants" (Giải phẫu thực vật có hạt) của bà là những cuốn sinh học cấu trúc thực vật quan trọng trong hơn nửa thế kỷ.
Những người tiên phong cho môn sinh thái học thực vật ở cuối thế kỷ 19 là các nhà thực vật học như Eugenius Warming (chủ nhân giả thuyết rằng thực vật tạo nên các quần xã) và Christen C. Raunkiær (cố vấn và người kế nhiệm Warming), tác giả hệ thống miêu tả những dạng sống của thực vật vẫn được sử dụng ngày nay. Quan niệm cho rằng thành phần của các quần xã thực vật như rừng lá rộng ôn đới thay đổi bởi quá trình diễn thế sinh thái là do Henry Chandler Cowles, Arthur Tansley và Frederic Clements phát triển. Clements được ghi công với ý kiến cho rằng quần xã đỉnh cực là quần xã phức tạp nhất mà một môi trường có thể nuôi dưỡng, còn Tansley giới thiệu khái nhiệm của những hệ sinh thái tới sinh quyển. Dựa trên công trình mở rộng trước đó của Alphonse de Candolle, Nikolai Vavilov (1887–1943) đã cho ra đời các tài liệu về địa lý sinh học, các trung tâm nguồn gốc và lịch sử tiến hóa của các loài thực vật có giá trị kinh tế.
Đặc biệt kể từ giữa thập niên 1960, thế giới đã có những bước tiến bộ trong vốn hiểu biết về bản chấy vật lý, hoá học của các quá trình sinh lý thực vật như thoát hơi nước (vận chuyển nước trong các mô thực vật), tốc độ bay hơi từ bề mặt lá phụ thuộc vào nhiệt độ và sự khuếch tán phân tử hơi nước và khí cacbonic thông qua những lỗ hở khí khổng. Những bước tiến kể trên, cộng với các phương pháp mới nhằm đo kích thước lỗ khí khổng và tốc độ quang hợp đã giúp miêu tả chính xác tốc độ trao đổi khí giữa thực vật và không khí. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Những phát kiến mới trong phép phân tích thống kê của Ronald Fisher, Frank Yates và những nhà khoa học khác tại Trạm thí nghiệm Rothamsted đã tạo điều kiện thuận lợi cho thiết kế thí nghiệm hợp lý và phân tích dữ liệu trong nghiên cứu thực vật. Việc Kenneth V. Thimann phát hiện và nhận dạng hormone thực vật auxin vào năm 1948 đã giúp giới khoa học có thể điều chỉnh sự phát triển của thực vật bằng chất hóa học ngoại sinh. Frederick Campion Steward là người tiên phong trong kĩ thuật vi nhân giống và nuôi cấy mô thực vật được điều hoà bởi hormone thực vật. Auxin nhân tạo 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid hay 2,4-D là một trong những thuốc diệt cỏ tổng hợp thương mại đầu tiên.
Ở thế kỷ 20, các kĩ thuật phân tích hóa hữu cơ hiện đại đã điều khiển những bước phát triển trong ngành hóa sinh thực vật, chẳng hạn như quang phổ, sắc ký và điện di. Với việc tăng số lượng các phương pháp tiếp cận sinh học liên quan ở quy mô phân tử của sinh học phân tử, gen học, protein học và chuyển hóa học, mối quan hệ giữa bộ gen của thực vật và hầu hết những khía cạnh của hóa sinh, sinh lý, hình thái và tập tính của thực vật là đối tượng được phân tích thực nghiệm chi tiết. Khái niệm lần đầu do Gottlieb Haberlandt chỉ ra vào năm 1902 rằng tất cả tế bào thực vật là "toàn năng" (nguyên văn "totipotency") và sau cùng có thể được nuôi cấy "in-vitro" ("trong ống nghiệm") nhằm sử dụng kỹ thuật di truyền trong thực nghiệm để loại bỏ một hoặc nhiều gen chịu trách nhiệm cho một đặc tính cụ thể, hoặc để bổ sung gen như GFP chỉ thị khi một gen quan tâm đang được biểu lộ. Những công nghệ này có thể cho sử dụng công nghệ sinh học lên toàn bộ thực vật hoặc những tế bào thực vật nuôi cấy trong các lò phản ứng sinh học để tổng hợp thuốc trừ sâu sinh học, dược chất sinh học hoặc các thuốc khác, cũng như ứng dụng thực tế vào cây trồng biến đổi gen được thiết kế cho các đặc tính như cải thiện năng suất.
Hình thái học hiện đại ghi nhận sự thống nhất giữa các loại hình thái chính của rễ, thân (caulome), lá (phyllome) và trichome. Ngoài ra, hình thái chú trọng vào chức năng cấu trúc. Phương pháp phân loại hiện đại nhằm phản ánh và phát hiện quan hệ phát sinh giữa các loài thực vật. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Phát sinh chủng loại phân tử hiện đại phần lớn bỏ qua những đặc điểm hình thái, lấy các chuỗi trình tự DNA làm dữ liệu. Phép phân tích phân tử trình tự DNA từ phần lớn họ thực vật có hoa đã góp phần ra đời Nhóm phát sinh thực vật hạt kín (Angiosperm Phylogeny Group - APG, xuất bản vào năm 1998) nói về việc phát sinh các loài thực vật có hoa, giải đáp nhiều câu hỏi về mối quan hệ giữa các họ và loài của nhánh thực vật này. Khả năng trên lý thuyết của một phương pháp thực tế để xác định các loài thực vật và giống thương mại bằng mã vạch DNA là chủ đề của nghiên cứu hiện đại.
Phạm vi và tầm quan trọng.
Nghiên cứu thực vật rất quan trọng bởi chúng là nền tảng cho sự sống của hầu hết sinh vật trên Trái Đất bằng cách sản sinh ra một lượng lớn khí oxy và cung cấp thức ăn cho con người và các sinh vật khác, thông qua quá trình quang hợp và tổng hợp hữu cơ khác của thực vật. Thực vật, tảo và vi khuẩn lam là những nhóm sinh vật chính tiến hành quang hợp, quá trình sử dụng năng lượng của ánh mặt trời để biến nước và carbon dioxide thành đường – có thể dùng làm nguồn năng lượng hóa học và các phân tử hữu cơ được sử dụng trong thành phần cấu trúc của tế bào. Hiệu ứng phụ của quang hợp là thực vật phát tán oxy vào khí quyển, một loại khí mà hầu hết mọi sinh vật sống cần để thực hiện quá trình hô hấp. Ngoài ra, chúng có tác động tới các chu trình carbon và nước khắp địa cầu, làm liên kết rễ cây và ổn định đất, chống xói mòn. Thực vật có vai trò tối quan trọng với tương lai của xã hội loài người vì chúng cung cấp thức ăn, khí oxy, thuốc và các sản phẩm cho con người, cũng như tạo ra và giữ gìn đất.
Trong lịch sử, mọi sinh vật sống từng được phân làm động vật hoặc thực vật, và ngành thực vật học chuyên nghiên cứu về tất cả các sinh vật sống không phải động vật. Các nhà thực vật học nghiên cứu cả chức năng lẫn những quá trình bên trong bào quan, tế bào, mô, cá thể thực vật, quần thể thực vật và quần xã thực vật. Ở mỗi mức độ trong số này, một nhà thực vật có thể quan tâm đến phân loại, phát sinh chủng loài và tiến hóa, cấu trúc (giải phẫu và hình thái), hoặc chức năng (sinh lý học) của đời sống thực vật. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Định nghĩa chính xác nhất của "thực vật" chỉ gồm có "thực vật trên cạn" hay thực vật có phôi, tức tính cả thực vật có hạt (gồm cả ngành hạt trần và thực vật có hoa) và thực vật không hoa gồm các ngành dương xỉ, thạch tùng, rêu tản, rêu sừng và rêu. Toàn bộ giới Thực vật, trong đó có thực vật có phôi hiện nay có tổ tiên là tảo lục đa bào nguyên thủy. Vòng đời của chúng là sự xen kẽ thế hệ giữa các thể lưỡng bội và đơn bội. Thể lưỡng bội hữu tính của thực vật có phôi (còn gọi là thể giao tử) nuôi dưỡng bào tử phôi đơn bội đang phát triển trong các mô của nó trong ít nhất một phần vòng đời, thậm chí ở cả thực vật có hạt (giao tử được nuôi bởi bào tử cha mẹ của nó). Các nhà thực vật học còn nghiên cứu những nhóm sinh vật khác gồm có vi khuẩn (hiện nằm trong ngành vi khuẩn học), nấm (nấm học) – bao gồm nấm tạo hình địa y, tảo không chứa diệp lục (tảo học) và virus (virus học). Tuy nhiên, các nhà khoa học thực vật vẫn dành sự chú ý cho những nhóm này; nấm (tính cả địa y) và sinh vật đơn bào quang hợp thường được nhắc đến trong các khóa học nhập môn thực vật học.
Những chuyên gia cổ thực vật học đã nghiên cứu thực vật cổ trong mẫu hóa thạch để mang lại thông tin về lịch sử tiến hóa của thực vật. Vi khuẩn lam (sinh vật quang hợp thải ra oxy đầu tiên trên Trái Đất) được xem là đã sinh ra tổ tiên của thực vật bằng cách tham gia quan hệ nội cộng sinh với một sinh vật nhân thực sơ khai, sau cùng trở thành lục lạp trong tế bào thực vật. Thực vật quang hợp mới (bên cạnh họ hàng tảo của chúng) làm tăng tốc quá trình phát tán oxy trong khí quyển mà vi khuẩn lam từng bắt đầu, thay đổi bầu khí quyển cổ đại chưa có oxy, oxy hóa khử rồi tạo nên bầu khí quyển dồi dào oxy tự do trong hơn 2 tỷ năm. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Những câu hỏi quan trọng của thực vật học ở thế kỉ 21 là vai trò sản xuất chính của thực vật trong chu trình chuyển hóa các thành phần cơ bản của sự sống địa cầu: năng lượng, carbon, oxy, nitơ và nước, bên cạnh đó là cách chúng ta quản lý thực vật có thể giúp giải quyết những vấn đề môi trường của toàn cầu như quản lý tài nguyên, bảo tồn, an ninh lương thực nhân loại, các loài sinh vật xâm lấn, cô lập carbon, biến đổi khí hậu và bền vững.
Dinh dưỡng cho con người.
Hầu như mọi loại thực phẩm thiết yếu đều bắt nguồn từ sản lượng sơ cấp của thực vật, hoặc gián tiếp nhờ động vật ăn chúng. Thực vật và các sinh vật quang hợp khác là cơ sở của hầu hết các chuỗi thức ăn vì chúng sử dụng nguồn năng lượng từ mặt trời và dinh dưỡng từ đất và không khí, biến chúng thành dạng mà động vật có thể tiêu thụ. Đây là thứ mà các nhà sinh thái học gọi là bậc dinh dưỡng đầu tiên. Các dạng thực phẩm thiết yếu chính thời hiện đại, chẳng hạn như hạt tef, ngô, gạo, lúa mì và những loại ngũ cốc khác, cũng như gai dầu, lanh và sợi bông được trồng để lấy sợi là kết quả chọn lọc nhân tạo qua hàng nghìn năm từ những cây trồng tổ tiên hoang dã kèm theo những đặc tính con người mong muốn nhất.
Những nhà thực vật là người nghiên cứu cách mà thực vật cho ra thực phẩm và cách tăng sản lượng, ví dụ thông qua nhân giống cây trồng, họ giữ vai trò quan trọng trong khả năng cung cấp thức ăn cho thế giới và đảm bảo an ninh lương thực cho thế hệ tương lai. Các nhà thực vật còn nghiên cứu cỏ dại (một vấn đề nổi cộm trong nông nghiệp), bệnh học thực vật trong nông nghiệp và hệ sinh thái tự nhiên. Thực vật dân tộc học là ngành nghiên cứu mối quan hệ giữa thực vật và con người. Khi được dùng để nghiên cứu về quan hệ lịch sử của người–thực vật, thực vật dân tộc học có thể xem là khảo cổ thực vật học. Một trong những mối quan hệ của người-thực vật ra đời sớm nhất phát sinh ở cộng đồng thổ dân Canada nhằm xác định thực vật ăn được và không ăn được. Các nhà thực vật dân tộc học cũng ghi chép lại mối quan hệ này của thổ dân với thực vật.
Hóa sinh thực vật. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Hóa sinh thực vật.
Hóa sinh thực vật là ngành nghiên cứu các quá trình hóa học do thực vật sử dụng. Một vài trong số những quá trình này được dùng trong chuyển hóa sơ cấp như chu trình Calvin ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM. Những quá trình khác tạo ra những chất liệu chuyên dụng như cellulose và lignin dùng để cấu trúc cơ thể chúng và các sản phẩm thứ cấp như nhựa cây và chất thơm.
box-shadow: 1px 1px 3px rgba(0,0,0,0.2);">
Thực vật tạo nên nhiều sắc tố quang hợp, một vài sắc tố có thể thấy thông qua phương pháp sắc ký giấy
Xanthophyll
Diệp lục "a"
Diệp lục "b"
Thực vật và nhiều nhóm sinh vật nhân thực quang hợp khác có các bào quan độc nhất gọi là lục lạp. Lục lạp được xem là có nguồn gốc từ vi khuẩn lam, thứ tạo nên mối quan hệ nội cộng sinh với tổ tiên của thực vật và tảo cổ. Lục lạp và vi khuẩn lam chứa sắc tố diệp lục "a" màu xanh dương. Diệp lục "a" (cũng như sắc tố họ hàng diệp lục "b" trong thực vật và tảo màu xanh lá) hấp thụ ánh sáng ở các dải màu xanh dương-tím và cam/đỏ của quang phổ, đồng thời phản xạ và truyền đi ánh sáng xanh lá mà chúng ta thấy là màu đặc trưng của các sinh vật này. Năng lượng trong ánh sáng đỏ và xanh dương mà những sắc tố này hấp thụ (do lục lạp sử dụng) nhằm tạo nên các chất carbon giàu năng lượng từ carbon dioxide và nước bằng quang hợp tạo oxy, quá trình sản sinh oxy phân tử (O2) làm sản phẩm phụ.
Ở pha sáng, năng lượng ánh sáng mà các sắc tố hấp thụ, đặc biệt là diệp lục "a" được truyền đi ở dạng các electron (và sau đó là gradient proton), qua hàng loạt các chất nhận điện tử đến cuối cùng dùng để tạo nên các phân tử ATP và NADPH – chúng tạm thời lưu trữ và vận chuyển năng lượng. Năng lượng của chúng được sử dụng trong pha tối của quang hợp, chủ yếu là trong chu trình Calvin bởi enzyme RuBisCo nhằm tạo ra các phân tử đường 3-carbon glyceraldehyde 3-phosphat (G3P). Glyceraldehyde 3-phosphat là sản phẩm đầu tiên của quang hợp và nguyên liệu thô để tổng hợp glucose và hầu hết những phân tử hữu cơ có nguồn gốc sinh học khác. Một vài glucose chuyển hóa thành tinh bột và được lưu trữ trong lục lạp. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Tinh bột là nguồn dự trữ năng lượng đặc trưng của hầu hết thực vật trên cạn và tảo, trong khi inulin (một polyme của fructose) được dùng với mục đích tương tự trong họ Cúc (Asteraceae). Một số glucose bị chuyển thành saccharose (đường ăn thông thường) và vận chuyển đi các phần còn lại của cây.
Không giống động vật (thiếu lục lạp), thực vật và các họ hàng sinh vật nhân thực của chúng đã giao nhiều vai trò sinh học cho lục lạp, bao gồm tổng hợp tất cả acid béo, và đa số amino acid. Những acid béo mà lục lạp tạo ra được sử dụng cho nhiều mục đích, chẳng hạn như cung cấp nguyên liệu để xây dựng màng tế bào và tạo ra polyme cutin được tìm thấy trong lớp cutin thực vật giúp bảo vệ thực vật trên cạn khỏi mất nước.
Thực vật tổng hợp nên một số polymer độc đáo như các phân tử cellulose, pectin và xyloglucan mà từ đấy cấu thành nên vách tế bào thực vật.
Thực vật có mạch trên cạn tạo ra lignin, một loại polyme dùng để tăng cường vách tế bào thứ cấp của các quản bào và mạch gỗ, giữ chúng không bị đổ dưới áp lực của nước khi cây hút nước qua chúng. Lignin còn được sử dụng trong các loại tế bào khác như mô cứng, sợi gỗ, hỗ trợ cấu trúc cho cây và là thành phần chính của gỗ. Sporopollenin là một polyme kháng hóa mà giới khoa học tìm thấy trong vách tế bào ngoài của bào tử và phấn hoa, chịu trách nhiệm cho sự sinh tồn của bào tử thực vật trên cạn sơ khai và phấn hoa của thực vật có hạt trong mẫu hóa thạch. Nó được nhiều nhà nghiên cứu xem là dấu mốc khởi đầu của tiến hóa thực vật trên cạn trong kỷ Ordovic. Nồng độ carbon dioxide trong khí quyển ngày nay thấp hơn nhiều so với khi thực vật mọc lấn lên đất liền trong các kỷ Ordovic và Silur. Kể từ đấy, nhiều cây một lá mầm như ngô, dứa và một số cây hai lá mầm như họ Cúc đã tiến hóa thêm các con đường quang hợp độc lập như thực vật CAM và thực vật, nhằm tránh thất thoát sản phẩm quang hợp bởi hô hấp sáng trong con đường cố định carbon phổ biến hơn.
Thuốc và nguyên vật liệu.
Hóa thực vật là một phân ngành của hóa sinh thực vật chủ yếu liên quan đến các chất hóa học mà thực vật tạo ra trong quá trình trao đổi chất thứ cấp. Một số thành phần dạng này là chất độc như alkaloid coniin từ cây độc cần. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Những chất khác chẳng hạn như tinh dầu bạc hà và tinh dầu chanh đều có ích với mùi thơm của chúng để chế thành hương liệu và gia vị (ví dụ capsaicin), và làm dược phẩm trong y học như trong nha phiến từ cây anh túc. Nhiều dược phẩm và thuốc tiêu khiển, như tetrahydrocannabinol (thành phần trong cần sa), caffein, morphin và nicotin đều bắt nguồn trực tiếp từ thực vật. Một số loại khác là dẫn xuất đơn giản từ các sản phẩm thực vật tự nhiên. Ví dụ, chất giảm đau aspirin là hợp chất ester acetyl của acid salicylic, lúc đầu tách ra từ vỏ cây liễu, và một lượng lớn thuốc giảm đau có thuốc phiện như heroin có được nhờ biến đổi hóa học của morphin lấy từ anh túc. Những chất kích thích phổ biến bắt nguồn từ thực vật, chẳng hạn như caffein từ cà phê, trà và sôcôla, và nicotin từ thuốc lá. Hầu hết đồ uống có cồn bắt nguồn từ quá trình lên men của các sản phẩm thực vật giàu carbohydrat như đại mạch (bia), gạo (rượu sake) và nho (rượu vang). Những người Mỹ bản địa đã sử dụng nhiều thực vật như một phương pháp chữa trị bệnh tật trong hàng nghìn năm. Những kiến thức về thực vật của người Mỹ bản địa đã được các nhà thực vật dân tộc học ghi chép lại và chúng được chuyển qua các công ty dược phẩm dùng để khám phá thuốc.
Thực vật có thể tổng hợp nên những sắc tố và thuốc nhuộm hữu ích như anthocyanin có tác dụng tạo màu đỏ của rượu vang đỏ, chất tạo màu vàng và chất nhuộm tùng lam cùng được dùng để chế màu xanh lá Lincoln, indoxyl – nguồn thuốc nhuộm chàm mà theo truyền thống để nhuộm vải denim, những sắc tố gamboge và cây thiên thảo cho màu vẽ của nghệ sĩ. Đường, tinh bột, sợi bông, vải lanh, gai dầu công nghiệp, một vài loại dây thừng, gỗ và ván dăm, giấy cói và giấy thường, dầu thực vật, sáp và cao su tự nhiên là những ví dụ về những chất liệu thương mại quan trọng được làm từ mô thực vật hoặc các sản phẩm thứ cấp của chúng. Than củi (một dạng carbon nguyên chất làm từ gỗ chưng khô) có một lịch sử lâu đời như một nhiên liệu nấu chảy kim loại, là chất liệu lọc và hấp phụ, chất liệu vẽ của nghệ sĩ và một trong ba thành phần của thuốc súng. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Cellulose (hợp chất polymer hữu cơ dồi dào nhất thế giới) có thể được chuyển đổi thành năng lượng, nhiên liệu, vật liệu và nguyên liệu hóa học. Những sản phẩm chế từ cellulose gồm có tơ nhân tạo và giấy bóng kính, giấy dán tường, xăng butanol và đạn súng. Mía, cải dầu và đậu tương là một số loại thực vật có hàm lượng đường hoặc dầu dễ lên men, dùng làm các nguồn nhiên liệu sinh học, nguồn thay thế quan trọng cho nhiên liệu hóa thạch như diesel sinh học. Người Mỹ bản địa đã sử dụng cây cỏ ngọt để xua đuổi côn trùng như muỗi. Hội hóa học Mỹ về sau đã phát hiện những đặc tính xua đuổi bọ của cỏ ngọt trong các phân tử phytol và coumarin.
Sinh thái học thực vật.
Sinh thái học thực vật là bộ môn khoa học về các mối quan hệ chức năng giữa thực vật và sinh cảnh của chúng – môi trường nơi chúng hoàn thành vòng đời của mình. Những nhà sinh thái học thực vật nghiên cứu thành phần hệ thực vật bản địa và khu vực, tính đa dạng sinh học, đa dạng di truyền và xác suất, sự thích nghi với môi trường sống của thực vật, tính cạnh tranh hoặc tương tác hỗ sinh với các loài khác. Thậm chí một vài nhà sinh thái học còn dựa vào dữ liệu thực nghiệm từ người bản địa mà các nhà thực vật dân tộc học thu thập được. Thông tin này có thể chuyển giao một lượng lớn thông tin về cách vùng đất tồn tại từ hàng nghìn năm trước và nó đã thay đổi ra sao trong suốt thời gian đó. Mục tiêu của sinh thái học thực vật là nắm được nguyên nhân của các mẫu phân bố, năng suất, tác động tới môi trường, tiến hóa và phản ứng của thực vật trước biến đổi môi trường.
Thực vật phụ thuộc vào các yếu tố khí hậu và thổ nhưỡng (đất) nhất định ở môi trường của chúng, song cũng có thể điều chỉnh những yếu tố này. Ví dụ, chúng có thể thay đổi suất phản chiếu của môi trường, làm tăng khả năng chặn dòng chảy mặt, làm ổn định đất khoáng, phát triển hàm lượng hữu cơ của đất và tác động tới nhiệt độ môi trường xung quanh. Thực vật cạnh tranh với các sinh vật khác để giành lấy tài nguyên trong hệ sinh thái của chúng. Chúng tương tác với đồng loại theo nhiều quy mô không gian trong các nhóm cá thể, quần thể và quần xã, cùng tạo nên thảm thực vật chung. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Những vùng mang thảm thực vật đặc trưng và các cây chiếm ưu thế cũng như những thành phần vô sinh và hữu sinh, khí hậu và địa lý tạo nên các khu sinh học như đài nguyên hoặc rừng mưa nhiệt đới.
Động vật ăn cỏ thì ăn thực vật, song thực vật có thể tự phòng vệ, một số loài là ký sinh hay thậm chí ăn thịt. Những sinh vật khác tạo nên mối quan hệ cộng sinh có lợi với thực vật. Ví dụ, nấm rễ và rhizobia cung cấp chất dinh dưỡng cho thực vật để đổi lấy thức ăn, kiến bị cây kiến (Myrmecophyte) thu hút để giúp bảo vệ cây, ong mật, dơi và các động vật khác thụ phấn cho hoa con người và những động vật khác là vật trung gian phát tán các bào tử và hạt.
Thực vật, biến đổi khí hậu và môi trường.
Những phản ứng của thực vật với những biến đổi khí hậu và môi trường khác có thể giúp ta hiểu về cách những biến đổi này tác động lên chức năng và năng suất của hệ sinh thái. Ví dụ, hiện tượng học thực vật có thể là một biến đo nhiệt độ hữu ích trong lịch sử khí tượng, tác động sinh học của biến đổi khí hậu và ấm lên toàn cầu. Phấn hoa học, phép phân tích mỏ phấn hoa hóa thạch trong các trầm tích từ hàng nghìn hoặc hàng triệu năm trước cho phép tái tạo khí hậu của quá khứ. Những ước tính về nồng độ trong khí quyển kể từ Đại Cổ sinh có được từ mật độ khí khổng, hình dạng lá và kích thước của thực vật trên cạn cổ. Suy giảm ozon có thể làm thực vật tiếp xúc với tia bức xạ cực tím-B (UV-B), làm cho
tốc độ phát triển thấp hơn. Ngoài ra, thông tin từ các nghiên cứu về quần xã sinh học, hệ thống hóa và phân loại thực vật là rất cần thiết để nắm rõ thay đổi của thảm thực vật, hủy hoại môi trường sống và những loài bị tuyệt chủng.
Di truyền học.
Sự di truyền ở thực vật tuân theo những nguyên tắc cơ bản của di truyền giống như ở các sinh vật đa bào khác. Gregor Mendel khám phá ra các luật di truyền bằng việc nghiên cứu đặc điểm di truyền của kiểu hình cây "Pisum sativum" (đậu Hà Lan). Những gì Mendel rút ra từ nghiên cứu thực vật đã mang lại những lợi ích ảnh hưởng sâu rộng bên ngoài thực vật học. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Tương tự, "gen nhảy" được Barbara McClintock phát hiện trong lúc bà nghiên cứu ngô. Tuy nhiên, có một vài nét khác biệt về mặt di truyền để phân biệt giữa thực vật và những sinh vật khác.
Ranh giới loài ở thực vật có thể kém hơn ở động vật, và phép lai khác loài thường dễ xảy ra. Một ví dụ điển hình là bạc hà Âu, "Mentha" × "piperita", một phép lai bất thụ giữa bạc hà nước và bạc hà "Mentha spicata". Nhiều giống lúa mì trồng trọt là kết quả của nhiều phép lai giữa và trong loài, giữa loài hoang dã và các giống lai của chúng. Thực vật có hoa lưỡng tính thường có cơ chế tự tương khắc hoạt động giữa phấn hoa và đầu nhụy để cho hạt phấn không rơi vào đầu nhụy hoặc không thể nảy mầm và tạo giao tử đực. Đây là một trong nhiều cách mà thực vật sử dụng để thúc đẩy giao phấn. Ở nhiều thực vật trên cạn, giao tử đực và cái được tạo ra bởi những cá thể riêng biệt. Những loài này được xem là phân tính khi nhắc tới thể bào tử của thực vật có mạch, và lưỡng tính khi nhắc đến thể giao tử rêu.
Không giống động vật bậc cao (hiếm trinh sản), sinh sản vô tính có thể xảy ra ở thực vật theo nhiều cơ chế khác nhau. Sự hình thành thân củ ở khoai tây là một ví dụ. Đặc biệt ở những môi trường sống Bắc Cực hoặc núi cao (hiếm cơ hội để động vật thụ tinh cho hoa), cây non hoặc thân hành có thể phát triển thay cho hoa, thay thế sinh sản hữu tính bằng sinh sản vô tính và làm phát sinh những quần thể vô tính giống với bố mẹ về mặt di truyền. Đây là một trong nhiều loại sinh sản vô phối xảy ra ở thực vật. Sinh sản vô phối cũng có thể xảy ra trong hạt, tạo ra một hạt chứa phôi giống bố mẹ về mặt di truyền.
Hầu hết sinh vật sinh sản hữu tính là lưỡng bội với những chiếc nhiễm sắc thể tồn tại thành cặp tương đồng. Bộ nhiễm sắc thể có thể sai sót trong quá trình phân bào. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Tình trạng này có thể xảy ra sớm trong quá trình phát triển phôi tạo ra cơ thể tự đa bội hoàn toàn hoặc một phần, hoặc trong các quá trình biệt hóa tế bào thông thường nhằm tạo ra một số loại tế bào đa bội (thể nội đa bội), hoặc trong lúc hình thành giao tử. Một thực vật thể dị đa bội có thể ra đời từ một phép lai giữa hai loài khác nhau và sau đó được đa bội hóa. Cả thực vật tự đa bội và dị đa bội đều có thể sinh sản bình thường, song không thể phối chéo thành công với quần thể bố mẹ vì có sự không tương thích trong bộ nhiễm sắc thể. Những thực vật này bị cách li sinh sản khỏi loài bố mẹ dù sống trong cùng khu vực địa lý, có thể đủ thành công để hình thành một loài mới. Một số thể đa bội bất thụ khác ở thực vật có thể vẫn sinh sản sinh dưỡng hoặc hình thành những quần thể vô tính gồm các cá thể giống hệt nhau nhờ hình thức sinh sản vô phối ở hạt. Lúa mì cứng là một thể dị tứ bội bất thụ, trong khi lúa mì thông thường là một thể dị lục bội. Chuối thương mại là một ví dụ về thể tam bội bất thụ không hạt. Cây bồ công anh thông thường là thể tam bội tạo các hạt vô tính. Giống như ở các sinh vật nhân thực khác, di truyền ở các bào quan ty thể và lục lạp ở thực vật không theo quy luật di truyền Mendel. Lục lạp được di truyền thông qua cây đực ở thực vật hạt trần song thường qua cây mẹ ở thực vật có hoa.
Di truyền phân tử.
Một lượng kiến thức mới đáng kể về chức năng của thực vật đến từ những nghiên cứu về di truyền phân tử của thực vật mô hình như cây cải xoong "Arabidopsis thaliana", một loài cỏ dại nằm trong họ Cải (Brassicaceae). Bộ gen hoặc thông tin di truyền chứa trong các gen của loài này được mã hóa bởi khoảng 135 triệu cặp base DNA, tạo nên một trong những bộ gen nhỏ nhất của nhóm thực vật có hoa. "Arabidopsis" là thực vật đầu tiên được giải trình bộ gen vào năm 2000. Trình tự của một vài bộ gen tương đối nhỏ khác là của lúa ("Oryza sativa") và "Brachypodium distachyon" đã biến chúng thành những loài mô hình quan trọng để nghiên cứu di truyền, sinh học tế bào và phân tử của ngũ cốc, họ Lúa và thực vật một lá mầm nói chung.
Thực vật mô hình như "Arabidopsis thaliana" được dùng để nghiên cứu sinh học phân tử của tế bào thực vật và lục lạp. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Lý tưởng hơn cả, những sinh vật này mang bộ gen nhỏ mà giới khoa học biết rõ hoặc giải trình tự hoàn toàn, phát triển nhanh và thời gian thế hệ ngắn. Ngô đã được dùng để nghiên cứu các cơ chế của quang hợp và vận chuyển đường qua mạch rây ở thực vật. Sinh vật đơn bào tảo lục "Chlamydomonas reinhardtii" (dù bản thân nó không phải thực vật có phôi) chứa diệp lục b trong lục lạp, sắc tố này liên quan đến diệp lục a ở thực vật trên cạn, trở thành một đề tài nghiên cứu hữu ích. Loài tảo đỏ "Cyanidioschyzon merolae" còn được dùng để nghiên cứu một vài chức năng cơ bản của lục lạp. Rau chân vịt, đậu Hà Lan, đậu tương và rêu "Physcomitrella patens" thường được dùng để nghiên cứu sinh học tế bào thực vật.
"Agrobacterium tumefaciens" (một vi khuẩn sống ở nốt sần rễ cây họ Đậu (Fabaceae) trong đất) có thể gắn vào tế bào thực vật và lây nhiễm cho chúng bằng plasmid Ti mô sẹo (callus) nhờ chuyển gen ngang, gây dạng nhiễm thể sần (còn gọi là bệnh nốt sần). Schell và Van Montagu (1977) đưa ra giả thuyết rằng plasmid Ti có thể là một vector tự nhiên để đưa tới gen nif, thứ chịu trách nhiệm cho khả năng cố định đạm ở nốt sần rễ của cây họ Đậu và những loài thực vật khác. Ngày nay, biến đổi gen ở Ti plasmid là một trong những kĩ thuật chính để đưa gen chuyển vào thực vật và tạo ra cây trồng biến đổi gen.
Di truyền học biểu sinh.
Di truyền học biểu sinh là chuyên ngành nghiên cứu những thay đổi về mặt di truyền trong biểu hiện gen mà không thể giải thích bằng những thay đổi trong trình tự DNA cơ bản nhưng làm các gen của sinh vật hoạt động (hoặc "tự biểu hiện") khác nhau. Một ví dụ về sự thay đổi biểu sinh là đánh dấu gen bằng methyl hóa DNA, xác định xem liệu chúng sẽ được biểu hiện hay không. Biểu hiển gen còn có thể được kiểm soát bằng những protein ức chế gắn vào trình tự tắt của DNA và ngăn vùng ấy biểu hiện gen. Những chỉ thị của biểu sinh có thể bị xóa đi hoặc thêm vào DNA trong các giai đoạn của vòng đời phát triển thực vật, và chịu trách nhiệm cho những khác biệt giữa bao phấn, cánh hoa và lá thông thường, mặc cho thực tế rằng chúng đều mang mã di truyền cơ bản. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Những thay đổi biểu sinh có thể là tạm thời hoặc có thể duy trì qua những lần phân bào liên tiếp trong phần đời còn lại của tế bào. Một vài thay đổi biểu sinh có thể xem là hệ số di truyền.
Những thay đổi biểu sinh trong sinh vật nhân thực có vai trò điều chỉnh quá trình biệt hóa tế bào. Trong quá trình phát sinh hình thái, các tế bào gốc toàn năng trở thành nhiều tế bào bất tử phôi, từ đó trở thành các tế bào đã biệt hóa hoàn toàn. Một noãn được thụ tinh duy nhất là hợp tử cho ra đời nhiều loại tế bào thực vật khác nhau, gồm có mô mềm, mạch ống của mạch gỗ, ống rây của mạch rây, tế bào bảo vệ của biểu bì... rồi tiếp tục nguyên phân. Quá trình bắt nguồn từ hoạt hóa biểu sinh của một số gen và ức chế các gen khác.
Không như động vật, nhiều tế bào thực vật, đặc biệt là tế bào của mô mềm không biệt hóa đến cuối mà vẫn toàn năng với khả năng phát sinh một cây cá thể mới. Những trường hợp ngoại lệ gồm có tế bào hóa gỗ cao, mô cứng và xylem chết lúc trưởng thành, và tế bào kèm mạch rây thiếu nhân. Trong khi thực vật sử dụng nhiều cơ chế biểu sinh tương tự động vật (chẳng hạn như tái mô hình hóa chất nhiễm sắc), một giả thuyết khác là những thực vật ấy thiết lập kiểu biểu hiệu gen nhờ sử dụng thông tin vị trí từ môi trường và các tế bào xung quanh để xác định số phận phát triển của chúng.
Những thay đổi biểu sinh có thể dẫn tới cận đột biến (không tuân theo quy luật di truyền Mendel). Những dấu hiệu biểu sinh này được truyền từ thế hệ này sang thế hệ kế tiếp, một alen lại gây ra sự thay đổi lên alen khác.
Tiến hóa thực vật.
Lục lạp của thực vật có một số điểm tương đồng về hóa sinh, cấu trúc và di truyền so với vi khuẩn lam (có tên thông dụng nhưng không chuẩn là "tảo lam") và được cho là bắt nguồn từ mối quan hệ nội cộng sinh giữa một tế bào nhân thực cổ đại và một một dòng vi khuẩn lam.
Tảo là một nhóm sinh vật đa ngành và được xếp vào giới Khởi sinh trong hệ thống Whitaker - Margulis, một số loài có quan hệ mật thiết với thực vật hơn những loài khác. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Có nhiều đặc điểm khác biệt giữa chúng như thành phần vách tế bào, hóa sinh, sắc tố, cấu trúc lục lạp và dự trữ chất dinh dưỡng. Ngành Luân tảo (có quan hệ chị em với ngành tảo lục Chlorophyta) được xem là ngành có tổ tiên của thực vật thật sự. Lớp Charophyceae của ngành Luân tảo và phân giới thực vật có phôi của thực vật trên cạn cùng hình thành nên nhóm đơn ngành hay nhóm thực vật Streptophytina.
Thực vật không mạch trên cạn là những thực vật có phôi thiếu mô mạch xylem và phloem. Chúng gồm có rêu, rêu tản và rêu sừng. Thực vật có mạch Pteridophyte mang xylem và phloem sinh sản bằng bào tử, nảy mầm thành giao tử sống độc lập, tiến hóa trong kỷ Silur và phân thành nhiều nhánh ở cuối kỷ Silur và đầu kỷ Devon. Những đại diện của cây thạch tùng vẫn tồn tại cho tới ngày nay. Cho đến cuối kỷ Devon, nhiều nhóm thực vật (tính cả thạch tùng, lá nêm và tiền hạt trần) đã tiến hóa độc lập thành "đại bào tử" – bào tử của chúng có hai kích thước riêng biệt, đại bào tử lớn hơn và vi bào tử bé hơn. Vi bào tử thường tiêu giảm, đại bào tử nguyên phân tạo giao tử và được giữ lại trong nang bào tử (megasporangia), còn có tên là nội bào tử. Hạt giống gồm có một nang nội bào tử được bao quanh bởi một hoặc hai lớp bọc ngoài (vỏ bọc). Bào tử non phát triển bên trong hạt giống, rồi khi hạt nảy mầm sẽ tách ra sẽ giải phóng bào tử. Những hạt giống thực vật ra đời sớm nhất có niên đại từ tầng Famenne của kỷ Devon gần nhất. Sau khi quá trình tiến hóa của hạt, thực vật có hạt phân thành nhiều dạng, phát sinh một số nhóm nay đã tuyệt chủng (gồm có dương xỉ hạt) cũng như thực vật hạt trần và thực vật có hoa hiện đại. Thực vật hạt trần sinh ra "hạt trần" không hoàn toàn bọc trong bầu; những đại diện hiện đại gồm có các ngành Thông, lớp Tuế, "Bạch quả" và lớp Dây gắm. Thực vật hạt kín sinh hạt bọc trong một bộ phận của nhụy (bầu nhụy). Hiện giới khoa học đang tiến hành nghiên cứu về việc phát sinh phân tử của thực vật sống, dường như là dấu hiệu cho thấy thực vật hạt kín là một nhóm chị em với thực vật hạt trần. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Sinh lý học thực vật.
Sinh lý học thực vật bao hàm toàn bộ hoạt động nội hóa học và vật lý của thực vật gắn liền với sự sống. Những hóa chất tổng hợp được nguyên liệu không khí, đất và nước hình thành nên trao đổi chất ở thực vật. Năng lượng của ánh mặt trời được thu nhận bởi quá trình quang hợp oxy và được giải phóng bởi hô hấp tế bào là nền tảng của hầu hết mọi sự sống. Sinh vật quang tự dưỡng, gồm có mọi thực vật có sắc tố xanh, tảo và vi khuẩn lam thu nhận năng lượng trực tiếp từ ánh mặt trời bằng quang hợp. Sinh vật dị dưỡng gồm có mọi động vật, mọi loài nấm, mọi thực vật ký sinh hoàn toàn và vi khuẩn không quang hợp thu nhận các phân tử hữu cơ do sinh vật quang tự dưỡng tạo ra rồi hô hấp hoặc sử dụng chúng trong việc xây dựng các tế bào và mô. Hô hấp là quá trình oxy hóa các hợp chất carbon bằng cách phân giải chúng thành những phân tử đơn giản hơn để giải phóng năng lượng mà chúng tích lũy, cơ bản là ngược lại với quang hợp.
Các phân tử di chuyển trong thực vật theo quá trình vận chuyển chủ động và bị động ở nhiều quy mô không gian khác nhau. Các ion, electron và phân tử được vận chuyển dưới tế bào như nước và enzym diễn ra trên toàn bộ màng tế bào. Chất khoáng và nước được vận chuyển từ rễ lên các bộ phận khác của thực vật trong dòng thoát hơi nước. Khuếch tán, thẩm thấu, vận chuyển chủ động và dòng chảy khối lượng là toàn bộ những cách để vận chuyển. Ví dụ về dinh dưỡng khoáng thực vật cần là nitơ, phosphor, kali, calci, magnesi và lưu huỳnh. Ở thực vật có mạch, những yếu tố này được rễ hấp thu từ đất dưới dạng các ion hòa tan và vận chuyển khắp cơ thể thực vật trong mạch gỗ và mạch rây. Hầu hết những yếu tố ấy cần thiết cho dinh dưỡng thực vật xuất phát từ phân hủy hóa học của khoáng chất trong đất.
Hormone thực vật.
Thực vật không thụ động, song phản ứng chậm với các tín hiệu bên ngoài như ánh sáng, tiếp xúc và thương tổn bằng cách di chuyển hoặc phát triển hướng về phía hoặc tránh tác nhân kích thích tùy theo trường hợp. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Bằng chứng hiển nhiên về tính nhạy cảm khi tiếp xúc là sự đổ gục gần như tức thời của lá chét cây trinh nữ, bẫy côn trùng của cây bẫy kẹp, chi Nhĩ cán và các hạt phấn của hoa lan.
Giả thuyết cho rằng sự phát triển và sinh trưởng của thực vât được điều phối bởi hormone thực vật hoặc các chất điều hòa sinh trưởng thực vật lần đầu nổi lên vào cuối thế kỷ 19. Darwin đã thí nghiệm về chuyển động của chồi và rễ cây hướng về ánh sáng và trọng lực, ông kết luận: "Hầu như không hề phóng đại khi cho rằng đầu của rễ mầm hoạt động như bộ não của một trong những loài động vật bậc thấp điều khiển nhiều chuyển động". Cùng lúc ấy, vai trò của auxin (từ tiếng Hy Lạp , tức là mọc lên) trong việc kiểm soát sinh trưởng của thực vật lần đầu do nhà khoa học người Hà Lan Frits Went chỉ ra một cách khái quát. Auxin đầu tiên được biết tới là acid indole-3-acetic (IAA), có tác dụng kích thích tăng trưởng tế bào, được cô lập từ thực vật khoảng 50 năm về sau. Hợp chất này có vai trò là trung gian cho những phản ứng của rễ và chồi, định hướng các cơ quan này hướng về phía ánh sáng hoặc trọng lực. Giới khoa học phát hiện vào năm 1939 rằng mô sẹo của thực vật có thể phát triển trong môi trường nuôi cấy chứa IAA, kế đến là quan sát vào năm 1947 cho thấy nó có thể bị kích thích tạo nên rễ và chồi bằng cách kiểm soát tương quan giữa các nồng độ hormone tăng trưởng, đó là những bước tiến quan trọng trong sự phát triển của công nghệ sinh học và biến đổi gen ở thực vật.
Cytokinin là một loại hormone của thực vật có khả năng kiểm soát phân bào (đặc biệt là phân chia tế bào chất). Cytokinin tự nhiên zeatin được phát hiện trong ngô và là một dẫn xuất của purin adenin. Zeatin được tạo ra trong rễ rồi vận chuyển lên chồi qua mạch gỗ, nơi nó kích thích phân bào, phát triển chồi và nhuộm xanh cho lục lạp. Những gibberellin, chẳng hạn như acid gibberellic là những diterpen được tổng hợp từ acetyl CoA qua con đường mevalonat. Chúng có liên quan tới việc kích thích nảy mầm và phá vỡ sự ngủ ở hạt, điều chỉnh chiều cao của cây bằng cách kiểm soát kéo dài chuỗi polypeptit của thân và kiểm soát sự ra hoa. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Acid abscisic (ABA) có mặt ở mọi thực vật trên cạn ngoại trừ ngành rêu tản và tổng hợp từ carotenoid trong lục lạp và các lạp thể khác. Nó ức chế phân bào, kích thích hạt trưởng thành, tình trạng ngủ và kích thích đóng khí khổng. Nó có tên như vậy vì là vì ban đầu ABA được cho là kiểm soát sự rụng (abscission). Ethylen là một hormone thể khí được tạo ra ở tất các mô thực vật bậc cao từ methionin. Ngày nay nó được biết tới là hormone nội sinh kích thích hoặc điều chỉnh quá trình chín và rụng của trái cây.
Một loại hormone thực vật nữa là jasmonat, lần đầu được cô lập ra từ dầu của cây "Jasminum grandiflorum" có tác dụng điều chỉnh phản ứng với vết thương ở thực bằng cách kích hoạt biểu hiện gen cần có trong phản ứng tính kháng tập nhiễm có hệ thống trước sự tấn công của mầm bệnh. Ngoài vai trò là nguồn năng lượng chính của thực vật, ánh sáng còn có chức năng truyền tín hiệu, cung cấp thông tin cho cây, ví dụ như cây nhận được bao nhiêu ánh sáng mặt trời mỗi ngày. Từ đó có thể dẫn tới những thay đổi thích nghi trong một quá trình tên là phát sinh quang hình thái. Sắc tố thực vật là cơ quan cảm quang ở thực vật nhạy cảm với ánh sáng.
Hình thái và giải phẫu học thực vật.
Giải phẫu học thực vật là chuyên ngành nghiên cứu cấu trúc của tế bào và mô ở thực vật, trong khi hình thái học thực vật là chuyên ngành nghiên cứu hình dạng bên ngoài của chúng. Tất cả thực vật là sinh vật nhân thực đa bào, DNA của chúng được bảo vệ trong nhân. Những đặc điểm của tế bào thực vật phân biệt chúng với tế bào của động vật và nấm gồm có vách tế bào sơ cấp được cấu tạo từ các polysaccharide là cellulose, hemicellulose và pectin, không bào lớn hơn so với không bào ở tế bào động vật nguyên sinh và sự hiện diện của lạp thể với những chức năng quang hợp và sinh tổng hợp độc đáo (ví dụ lục lạp). Các lạp thể khác chứa sản phẩm lưu trữ như tinh bột (lạp bột) hoặc lipid (lạp dầu). |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Đặc biệt, tế bào của ngành streptophyta và tế bào thuộc phân ngành tảo lục Trentepohliales phân chia bằng cách thiết kế thể vách ngăn giống như một mẫu để xây dựng tấm phân bào muộn trong quá trình phân bào.
Những phân ngành của thực vật có mạch gồm có lớp Thạch tùng, ngành Dương xỉ và thực vật có hạt (thực vật hạt trần và thực vật có hoa) nói chung có các tiểu hệ thống dưới lòng đất và trên mặt đất. Hệ chồi bao gồm thân mang lá màu xanh lục quang hợp và cấu trúc sinh sản. Hệ rễ chứa mạch ngầm dưới lòng đất có lông rễ ở đầu của chúng và thường thiếu diệp lục tố. Thực vật không mạch, rêu tản, rêu sừng và rêu không có rễ thật sự và các ngành thực vật này đều tham gia quang hợp. Sự hình thành thể bào tử không trải qua quang hợp ở rêu tản nhưng có thể quang hợp ở rêu sừng và rêu.
Hệ rễ và hệ chồi phụ thuộc nhau – hệ rễ thường không quang hợp, phụ thuộc sự cung cấp chất hữu cơ của hệ chồi, còn hệ chồi thường quang hợp và phụ thuộc vào nước và chất khoáng từ hệ rễ. Các tế bào ở mỗi hệ có thể tạo ra các tế bào ở bên còn lại và tạo ra rễ hoặc chồi bất định. Thân bồ và củ là những ví dụ cho thấy chồi có thể mọc rễ. Rễ có thể mọc lan tới gần bề mặt đất (như rễ của cây liễu), có thể tạo ra chồi và sau cùng là cây mới. Trong trường hợp một bên hệ thống bị mất, bên còn lại có thể tái mọc bên còn thiếu. Thực tế cả một cây có thể mọc từ chỉ một lá, giống như trường hợp của cây tử linh lan, hay thậm chí chỉ một tế bào – có thể phân hóa thành mô sẹo (một khối lượng tế bào không chuyên biệt) có thể phát triển thành một cây hoàn chỉnh. Ở thực vật có mạch, mạch gỗ và mạch rây là những mô dẫn vận chuyển tài nguyên giữa rễ và chồi. Rễ thường thích nghi để lưu trữ thức ăn như đường hoặc tinh bột, như ở củ cải đường và cà rốt.
Thân chủ yếu cung cấp dinh dưỡng và nước cho lá và các cấu trúc sinh sản, song có thể lưu trữ nước ở các thực vật mọng nước như ở xương rồng, thức ăn như ở củ khoai tây, hay sinh sản sinh dưỡng như ở thân bồ của cây dâu tây hay trong chiết cành. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Lá thu nhận ánh mặt trời và tiến hành quang hợp. Những chiếc lá lớn, dẹt, dễ uốn và màu xanh được gọi là tán lá. Thực vật hạt trần, như thông, tuế, bạch quả và dây gắm là những thực vật cho ra đời hạt không được bọc trong quả, nên gọi là hạt trần. Thực vật có hoa là những thực vật có hạt tạo hoa và hạt được bọc trong quả, nên gọi là hạt kín. Những cây gỗ, chẳng hạn như đỗ quyên khô và sồi thì trải qua một giai đoạn sinh trưởng thứ cấp dẫn tới tăng thêm hai mô: gỗ (mạch gỗ thứ cấp) và vỏ cây (mạch rây và bần). Tất cả thực vật hạt trần và nhiều thực vật hạt kín là cây gỗ. Một số cây sinh sản hữu tính, một số lại sinh sản vô tính, và một số khác lại sinh sản bằng cả hai hình thức trên. Mặc dù những quan hệ tới các loại hình thái chính như rễ, thân, lá và túm lông đều hữu ích, nhưng cần lưu ý rằng những loại này được liên kết thông qua dạng trung gian để giúp cả cơ thể hoạt động liên tục. Ngoài ra, vì cấu trúc thực vật vận hành bằng những quá trình, có thể xem cấu trúc là quá trình hay là các tổ hợp quá trình.
Phân loại học thực vật.
Phân loại học thực vật học là phân ngành của phân loại sinh học, liên quan đến phạm vi và tính đa dạng của sinh vật và mối quan hệ của chúng, cụ thể như được xác định bởi lịch sử tiến hóa của chúng. Chuyên ngành này có liên quan tới phân loại sinh học, phân loại khoa học và phát sinh chủng loại học. Phân loại sinh học là phương pháp mà các nhà khoa học thực vật dùng để chia nhóm thực vật vào các bậc phân loại như chi và loài. Phân loại sinh học là một hình thức phân loại khoa học. Phân loại hiện đại khởi nguồn từ công trình của Carl Linnaeus, người đã phân nhóm các loài dựa theo đặc tính vật lý chung. Kể từ đấy những nhóm này đã được điều chỉnh để phù hợp hơn với quy tắc tổ tiên chung của Darwin – tức chia nhóm sinh vật theo tổ tiên thay cho đặc điểm ngoại hình. Trong khi các nhà khoa học không phải lúc nào cũng nhất trí về cách phân loại sinh vật, phát sinh chủng loại phân tử (lấy trình tự DNA làm dữ liệu), đã thúc đẩy nhiều sửa đổi phân loại học gần đây dọc theo các dòng tiến hóa và dường như tiếp tục hoạt động như vậy. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Hệ thống phân loại chính có tên là phân loại Linnaeus, gồm có các bậc phân loại và danh pháp hai phần. Danh pháp của các sinh vật là thực vật được ghi hệ thống hóa trong Luật danh pháp quốc tế của tảo, nấm và thực vật quốc tế (ICN) và do Hội nghị khoa học thực vật quốc tế quản lý.
Giới thực vật thuộc vực sinh vật nhân thực và được chia nhỏ theo kiểu đệ quy trước khi mỗi loài được phân chia riêng biệt. Trật tự phân loại là: Ngành; Giới; Lớp; Bộ; Họ; Chi; Loài. Tên khoa học của một cây đại diện cho chi và các loài của chi ấy, dẫn tới chỉ có một tên khoa học cho mỗi loài sinh vật trên toàn thế giới. Ví dụ, cây hoa huệ hổ có tên khoa học là "Lilium columbianum". "Lilium" là tên chi, còn "columbianum" là tên loài. Sự kết hợp tên chi và tên loài tạo ra tên khoa học của loài. Khi viết tên khoa học của một sinh vật, phải viết hoa chữ cái đầu tiên trong tên chi và viết thường tên loài. Ngoài ra, toàn bộ thuật ngữ thường được in nghiêng (hoặc được gạch chân nếu không in nghiêng).
Lịch sử tiến hóa và di truyền của một nhóm sinh vật được gọi là phát sinh chủng loại học. Phát sinh chủng loại học là chuyên ngành nghiên cứu phát hiện ra các dạng phát sinh chủng loài. Cách tiếp cận cơ bản là sử dụng những điểm tương đồng dựa trên trên di truyền chung để xác định các mối quan hệ. Lấy ví dụ, loài "Pereskia" là cây hoặc bụi cây và có lá rõ ràng. Hiển nhiên là chúng không hề giống một cây họ Xương rồng trụi lá như "Echinocactus". Tuy nhiên, cả "Pereskia" và "Echinocactus" có gai mọc ra từ các quầng gai (những cấu trúc chuyên biệt) cho thấy rằng hai chi thực sự có quan hệ tới nhau.
Đánh giá các mối quan hệ dựa trên các đặc tính chung đòi hỏi sự cẩn trọng, vì thực vật có thể giống nhau thông qua tiến hóa hội tụ, trong đó các đặc tính phát sinh độc lập. Một số cây đại kích ít lá, thân tròn thích nghi với môi trường nước tương tự như cây xương rồng hình quả cầu, song các đặc tính như cấu trúc của hoa là minh chứng rõ rằng hai nhóm này không có quan hệ gần với nhau. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Phương pháp miêu tả theo nhánh học lấy một cách tiếp cận phân loại với các đặc tính, phân biệt giữa những đặc tính không mang thông tin về lịch sử tiến hóa chung – chẳng hạn như những loài được tiến hóa riêng biệt trong các nhóm khác nhau (homoplasy - tương đồng) hoặc những loài được truyền lại đặc điểm từ tổ tiên (plesiomorphies - phân nhánh) - và những loài có nguồn gốc, được truyền lại đặc điểm đổi mới trong một tổ tiên chung (apomorphies). Chỉ những đặc tính có nguồn gốc, chẳng hạn như các quầng mọc gai của cây xương rồng, mới mang bằng chứng về một tổ tiên chung. Kết quả của phân tích miêu tả theo nhánh học được trình bày dưới dạng biểu đồ phân nhánh: những biểu đồ hình cây thể hiện mô hình phân nhánh và gốc rễ tiến hóa.
Từ thập niên 1990 trở đi, các tiếp cận chính để thiết kế phát sinh chủng loại học cho thực vật sống đã trở thành phát sinh chủng loại phân tử, tức sử dụng các đặc điểm phân tử, cụ thể là trình tự DNA, thay vì các đặc điểm hình thái như sự có mặt hoặc không có gai và quầng. Sự khác biệt là chính mã di truyền được dùng để quyết định những mối quan hệ tiến hóa, thay vì sử dụng gián tiếp thông qua các đặc điểm hình thái do di truyền tạo ra. Clive Stace miêu tả phương pháp này mang "quyền tiếp cận trực tiếp với cơ sở di truyền của tiến hóa." Lấy một ví dụ đơn giản, trước khi sử dụng bằng chứng di truyền, nấm chưa được xem là thực vật hay có quan hệ gần với thực vật hơn động vật không. Bằng chứng tiến hóa cho thấy quan hệ tiến hóa chính xác của sinh vật đa bào như thể hiện trong biểu đồ dưới đây – nấm có quan hệ gần với động vật hơn thực vật.
Năm 1998, Nhóm phát sinh loài thực vật hạt kín đã xuất bản công trình phát sinh chủng loài học với thực vật có hoa dựa trên phép phân tích trình từ DNA từ hầu hết họ của thực vật có hoa. Nhờ có công trình này, nhiều câu hỏi, ví dụ như họ nào đại diện cho phân nhánh sớm nhất của thực vật hạt kín giờ đây đã có đáp án. Việc tra cứu thực vật có liên hệ ra sao với các loài khác cho phép các nhà khoa học thực vật nắm rõ hơn về quá trình tiến hóa ở thực vật. |
Thực vật học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1561 | Mặc cho nghiên cứu thực vật mô hình và tăng cường sử dụng bằng chứng DNA, các nhà phân loại học vẫn đang tiến hành nghiên cứu thảo luận về phương pháp phân loại thực vật thành các đơn vị chính xác nhất. Sự phát triển công nghệ như máy tính và kính hiển vi điện tử đã tăng cường đáng kể mức độ nghiên cứu chi tiết và tốc độ dữ liệu được phân tích.
Ký hiệu thực vật.
Một số ít ký hiệu hiện đang được dùng trong ngành thực vật học, trong đó có bao gồm hoa thức và hoa đồ. Số khác đã lỗi thời; ví dụ, Linnaeus đã sử dụng các ký hiệu tròn để chỉ thực vật thân thảo, gỗ và thực vật lâu năm. Dưới đây là các ký hiệu hiện hành: |
Phân loại học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1563 | Phân loại học nghiên cứu về phân loại mọi vật – vật sống, vật vô sinh, chỗ và sự kiện – tất cả được phân loại theo giản đồ phân loại ("taxonomic scheme?").
Nói theo ngôn ngữ toán học, một phân loại có cấu trúc phả hệ là một cấu trúc cây gồm các phân loại cho một nhóm đối tượng cho trước. Trên đỉnh cấu trúc là một phân loại duy nhất, nút gốc, áp dụng cho tất cả các đối tượng. Các nút bên dưới gốc là các phân loại cụ thể hơn, áp dụng cho các tập con của tập chứa tất cả các đối tượng đang được phân loại.
Một ví dụ là phân loại khoa học dùng trong Sinh học (do Carolus Linnaeus xây dựng). Trong đó, nút gốc là Sinh vật ("Organism"), với ý nghĩa rằng phân loại này áp dụng cho tất cả các sinh vật sống. Bên dưới là các đơn vị phân loại ("taxon") như: giới ("kingdom"), ngành ("phylum"), lớp ("class"), bộ ("order"), họ ("family"), chi ("genus") và loài ("species").
Ngày nay, với sự phát triển của sinh học phân tử và tin sinh học, một lĩnh vực mới gọi là phân loại học phân tử ra đời dựa trên sự đa dạng và đặc trưng về DNA và protein (enzyme). Nó đang đóng vai trò hỗ trợ tích cực cho các phương pháp phân loại học truyền thống chủ yếu dựa vào các đặc điểm hình thái và tập tính.
Một số người cho rằng tư duy của con người tự động phân loại những gì đã biết theo những hệ thống vậy. Cách nhìn này thường dựa theo nhận thức luận của Immanuel Kant. Các nhà nhân loại học đã quan sát rằng các hệ phân loại thường được nhúng trong văn hóa địa phương và các hệ thống xã hội, và đáp ứng các chức năng xã hội đa dạng. Có lẽ là bài nghiên cứu nổi tiếng và có giá trị nhất về hệ phân loại dân tộc là "The Elementary Forms of Religious Life" (Những loại hình cơ bản của đời sống tôn giáo) của Emile Durkheim. Các triết lý của Kant và Durkheim cũng ảnh hưởng tới Claude Levi-Strauss, người sáng lập ra thuyết kết cấu nhân loại học. Levi-Strauss viết hai bộ sách quan trọng về hệ phân loại: Totemism ("Tín ngưỡng tôtem") và The Savage Mind ("Tâm thức thô sơ").
Những kiểu phân loại như đã được phân tích bởi Durkheim và Levi-Strauss đôi khi còn được gọi là phân loại dân gian để phân biệt với phân loại khoa học, dạng phân loại sau được tách ra khỏi các liên kết xã hội để có tính khách quan và phổ quát. |
Phân loại học | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1563 | Hệ phân loại khoa học nổi tiếng và được sử dụng nhiều nhất là phân loại Linnaeus (xem ở trên), đó là phân loại sinh vật và được bắt đầu bởi Carolus Linnaeus. "Xem bài Cây phát sinh loài." |
Công nghệ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1568 | Công nghệ (tiếng Anh: "technology") là sự phát minh, sự thay đổi, việc sử dụng, và kiến thức về các công cụ, máy móc, kỹ thuật, kỹ năng nghề nghiệp, hệ thống, và phương pháp tổ chức, nhằm giải quyết một vấn đề, cải tiến một giải pháp đã tồn tại, đạt một mục đích, hay thực hiện một chức năng cụ thể đòi hỏi hàm lượng chất xám cao. Công nghệ ảnh hưởng đáng kể lên khả năng kiểm soát và thích nghi của con người cũng như của những động vật khác vào môi trường tự nhiên của mình. Nói một cách đơn giản, công nghệ là sự ứng dụng những phát minh khoa học vào những mục tiêu hoặc sản phẩm thực tiễn và cụ thể phục vụ đời sống con người, đặc biệt trong lĩnh vực công nghiệp hoặc thương mại. Thuật ngữ công nghệ có thể được dùng theo nghĩa chung hay cho những lĩnh vực cụ thể, ví dụ như "công nghệ xây dựng", "công nghệ thông tin".
Trong tiếng Việt, các từ "khoa học", "kỹ thuật", và "công nghệ" đôi khi được dùng với nghĩa tương tự nhau hay được ghép lại với nhau (chẳng hạn "khoa học kỹ thuật", "khoa học công nghệ", và "kỹ thuật công nghệ"). Tuy vậy, công nghệ khác với khoa học và kỹ thuật. Khoa học là hệ thống kiến thức về những định luật, cấu trúc, và cách vận hành của thế giới tự nhiên, được đúc kết thông qua việc quan sát, mô tả, đo đạc, thực nghiệm, phát triển lý thuyết bằng các phương pháp khoa học. Còn kỹ thuật là việc ứng dụng kiến thức khoa học để mang lại giá trị thực tiễn như việc thiết kế, chế tạo, và vận hành những công trình, máy móc, quy trình, và hệ thống một cách hiệu quả và kinh tế nhất.
Tổng quan.
Lịch sử của loài người là lịch sử của đổi mới và sáng tạo. Văn minh loài người được xây dựng và duy trì dựa trên rất nhiều các phát minh về khoa học và công nghệ. Đóng góp rất lớn cho quá trình phát minh, đổi mới, và sáng tạo đấy là serendipity - một loại năng lực xử lý thông tin, thúc đẩy thay đổi nhận thức và hành động, xuất phát từ (và có tính chất của) đòi hỏi phát triển kỹ năng sinh tồn .
Từ rất lâu trước đây, loài người đã bắt đầu sử dụng công nghệ khi chuyển đổi tài nguyên thiên nhiên thành những công cụ đơn giản. |
Công nghệ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1568 | Việc khám phá ra khả năng kiểm soát lửa thời tiền sử đã làm tăng nguồn thực phẩm và việc phát minh ra bánh xe giúp con người đi lại và kiểm soát môi trường sống của mình. Những phát triển công nghệ gần đây, bao gồm công nghệ in ấn, máy điện thoại, và Internet, đã làm giảm những trở ngại về mặt vật lý trong truyền thông và cho phép con người tương tác với nhau tự do ở cấp độ toàn cầu. Tuy nhiên, không phải công nghệ nào cũng được sử dụng cho mục đích hòa bình. Từ gốc độ sinh tồn xã hội, chiến tranh là một trong những động lực mạnh mẽ cho sự đổi mới . Priya Satia, một chuyên gia về lịch sử hiện đại của Anh từ Đại học Standford, cho rằng cuộc Cách mạng Công nghiệp ở Anh bắt đầu với nhu cầu cung cấp vũ khí cho chiến tranh . Do đó sự phát triển của vũ khí với sức tàn phá không ngừng tăng lên đã diễn ra trong suốt chiều dài lịch sử, từ cái dùi cui cho đến vũ khí hạt nhân.
Công nghệ tác động lên xã hội và những gì chung quanh nó trên một số phương diện. Ở nhiều xã hội, công nghệ đã giúp tạo ra những nền kinh tế phát triển cao (bao gồm nền kinh tế toàn cầu ngày nay) và một tầng lớp giàu có từ đó nổi lên. Nhiều quá trình công nghệ sản sinh ra những sản phẩm phụ không ai mong muốn, như sự ô nhiễm, và làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, tàn phá môi trường tự nhiên của Trái Đất. Những ứng dụng công nghệ khác nhau tác động đến những giá trị của xã hội và công nghệ mới thường kéo theo những vấn đề đạo đức mới.
Định nghĩa của từ công nghệ.
Công nghệ (có nguồn gốc từ "technologia", hay τεχνολογια, trong tiếng Hy Lạp; "techno" có nghĩa là thủ công và "logia" có nghĩa là "châm ngôn") là một thuật ngữ rộng ám chỉ đến các công cụ và mưu mẹo của con người. Tùy vào từng ngữ cảnh mà thuật ngữ công nghệ có thể được hiểu:
Định nghĩa công nghệ do Ủy ban Kinh tế Xã hội châu Á Thái Bình Dương Liên Hợp Quốc (ESCAP): Công nghệ là kiến thức có hệ thống về quy trình và kỹ thuật dùng để chế biến vật liệu và thông tin. Nó bao gồm kiến thức, thiết bị, phương pháp và các hệ thống dùng trong việc tạo ra hàng hóa và cung cấp dịch vụ.
Lịch sử công nghệ. |
Công nghệ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1568 | Lịch sử công nghệ.
Thời kì đồ đá cũ (2,5 triệu năm – 10.000 TCN).
Con người sử dụng các công cụ là một phần trong quá trình khám phá và sự tiến hóa. Con người thuở ban đầu tiến hóa từ một loài hominidae biết tìm tòi, đi bằng 2 chân, có bộ não bằng khoảng 1/3 bộ não người hiện đại. Việc sử dụng công cụ đã không có thay đổi đáng kể trong hầu hết giai đoạn ban đầu của lịch sử loài người, nhưng vào khoảng thời gian cách đây 50.000 năm, những hành vi phức tạp và sử dụng các công cụ xuất hiện, làm nhiều nhà khảo cổ học kết nối với sự xuất hiện các ngôn ngữ hiện đại một cách đầy đủ.
Đồ đá.
Những tổ tiên của con người đã từ sử dụng các công cụ bằng đá và các công cụ khác từ rất lâu trước khi xuất hiện "Homo sapiens" cách đây khoảng 200.000 năm. Các phương pháp chế tạo đồ đá sớm nhất được xem là "công nghệ" Oldowan, được xác định xuất hiện cách đây ít nhất 2,3 triệu năm, với bằng chứng trực tiếp sớm nhất về việc sử dụng đồ đá được tìm thấy ở Ethiopia trong thung lũng tách giãn lớn thuộc Kenya, có tuổi cách đây 2,5 triệu năm. Thời kỳ sử dụng công cụ đồ đá này được gọi là "thời kỳ đồ đá cũ", và kéo dài trong suốt lịch sử con người cho đến khi nông nghiệp phát triển vào khoảng thời gian cách đây khoảng 12.000 năm.
Phát hiện ra lửa.
Việc phát hiện và sử dụng lửa đã đánh dấu mốc quan trọng trong sự phát triển công nghệ của loài người. Thời điểm phát hiện ra lửa không được biết rõ; tuy nhiên bằng chứng về xương thú bị đốt cháy ở Cradle of Humankind cho thấy việc kiểm soát lửa đã xuất hiện vào khoảng thời gian trước năm 1.000.000 TCN; các học giải đều thống nhất rằng Homo erectus đã kiểm soát được lửa trong khoảng thời gian 500.000 TCN và 400.000 TCN. Lửa, cùng với gỗ và charcoal, đã cho phép con người thời kỳ đầu này nấu thực phẩm của họ để làm tăng khả năng tiêu hóa, cải thiện giá trị dinh dưỡng và mở rộng số lượng thực phẩm có thể ăn được.
Quần áo và chỗ ở.
Những tiến bộ công nghệ khác đã được phát triển trong suôt thời kỳ đồ đá cũ là quần áo và chỗ ở; việc phát hiện ra hai loại hình công nghệ này có thể chưa xác định được thời gian chính xác, nhưng đó là chìa khóa để con người phát triển. |
Công nghệ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1568 | Trong suốt thời kỳ đồ đá cũ, nhà ở đã trở nên tinh vi và phức tạp hơn; sớm nhất vào khoảng năm 380.000 TCN, con người đã xây các túp liều gỗ tạm. Quần áo được làm từ da và lông của các động vật mà họ săn bắt được, những thứ này đã giúp con người sinh sống được trong những vùng có khí hậu lạnh hơn; con người bắt đầu di cư ra khỏi châu Phi vào khoảng năm 200.000 TCN và đến các lục địa khác, như Á-Âu.
Thời kỳ đồ đá mới đến thời kỳ cổ đại (10.000 TCN – 300 CN).
Sự phát triển công nghệ của loài người bắt đầu nhanh trong thời kỳ đồ đá mới. Sự phát minh ra các lưỡi rìu đá được đánh bóng là một tiến bộ quan trọng do nó cho phép chặt rừng trên diện rộng để trồng trọt. Việc phát hiện ra nông nghiệp cho phép cung cấp thức ăn cho số lượng người nhiều hơn, và sự chuyển tiếp sang lối sống định canh định cư đã làm tăng số lượng trẻ con, vì trẻ nhỏ không cần thiết phải bế như lối sống du canh du cư. Thêm vào đó, trẻ con có thể góp sức lao động để tàm tăng số lượng cây trồng dễ dàng hơn việc họ chỉ sống theo phương thức hái lượm-săn bắt.
Với sự gia tăng dân số và sức lao động này đã dẫn đến sự gia tăng chuyên môn hóa lao động. Điều gì đã thúc đẩy sự tiến triển từ các ngôi làng thời kỳ đồ đá mới sớm thành các thành phố đầu tiên như Uruk, và các nền văn minh đầu tiên như Sumer, thì không được biết rõ; tuy nhiên, sự xuất hiện các cấu trúc xã hội có thứ bậc ngày càng gia tăng, đặc biệt là chuyên môn hóa về lao động, thương mại và chiến tranh giữa các nền văn hóa lân cận, và sự cần thiết phải hành động tập thể để vượt qua những thách thức môi trường, như việc xây dựng Đê và hồ chứa, tất cả chúng có vai trò rất quan trọng.
Dụng cụ bằng kim loại.
Tiếp tục cải tiến dẫn đến lò và ống thổi và cung cấp, lần đầu tiên, khả năng nấu chảy và rèn kim loại vàng, đồng, bạc, và chì - tìm thấy ở dạng tương đối tinh khiết trong tự nhiên. Những lợi thế của các công cụ bằng đồng so với đá, xương, hay các công cụ bằng gỗ đã được con người nhanh chóng nhận ra, và đồng bản địa có thể được sử dụng từ đầu thời kỳ đồ đá mới (khoảng 10.000 năm TCN). |
Công nghệ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1568 | Đồng bản địa không tự nhiên xảy ra với số lượng lớn, nhưng quặng đồng là khá phổ biến và một số trong chúng tạo ra kim loại dễ dàng khi đốt cháy trong gỗ hoặc than. Cuối cùng, xử lý kim loại đã dẫn đến việc phát hiện ra các hợp kim như đồng và đồng thau (khoảng 4000 năm TCN). Việc sử dụng hợp kim sắt đầu tiên như thép có niên đại khoảng 1800 năm TCN.
Năng lượng và vận tải.
.Trong khi đó, con người đang học cách khai thác các dạng năng lượng khác. Việc sử dụng năng lượng gió sớm nhất được biết là tàu thuyền; hồ sơ đầu tiên của một con tàu dưới cánh buồm là của một chiếc thuyền Nile có niên đại vào thiên niên kỷ thứ 8 TCN. Từ thời tiền sử, người Ai Cập có thể sử dụng sức mạnh của lũ lụt hàng năm của sông Nile để tưới cho vùng đất của họ, dần dần học cách điều chỉnh phần lớn thông qua các kênh thủy lợi được xây dựng cố ý và các lưu vực "bắt nước". Người Sumer cổ đại ở Mesopotamia đã sử dụng một hệ thống kênh và đê phức tạp để chuyển nước từ sông Tigris và sông Euphrates để tưới tiêu.
Theo các nhà khảo cổ, bánh xe được phát minh khoảng 4000 TCN có thể độc lập và gần như đồng thời ở Lưỡng Hà (ở Iraq ngày nay), Bắc Caucasus (văn hóa Maykop) và Trung Âu. Ước tính thời điểm điều này có thể xảy ra trong khoảng từ 5500 đến 3000 năm TCN với hầu hết các chuyên gia đưa nó đến gần 4000 năm BCE. Các đồ tạo tác lâu đời nhất với các bản vẽ mô tả những chiếc xe có bánh xe có niên đại từ khoảng 3500 TCN, tuy nhiên, bánh xe có thể đã được sử dụng trong hàng thiên niên kỷ trước khi các bản vẽ này được chế tạo. Gần đây, bánh xe bằng gỗ được biết đến lâu đời nhất trên thế giới đã được tìm thấy trong đầm lầy Ljubljana của Slovenia.
Việc phát minh ra bánh xe đã cách mạng hóa thương mại và chiến tranh. Nó đã không mất nhiều thời gian để khám phá ra rằng toa xe có bánh xe có thể được sử dụng để mang tải nặng. Người Sumer cổ đại sử dụng bánh xe của thợ gốm và có thể đã phát minh ra nó. Một chiếc bánh xe bằng gốm được tìm thấy ở thành phố Ur-bang có niên đại khoảng 3.429 TCN, và thậm chí cả những mảnh gốm bánh xe cũ đã được tìm thấy trong cùng một khu vực. |
Công nghệ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1568 | Các bánh xe quay nhanh đã cho phép sản xuất đồ gốm sớm, nhưng đó là việc sử dụng bánh xe làm biến thế năng lượng (thông qua bánh xe nước, cối xay gió và thậm chí cả cối xay tay) đã cách mạng hóa việc ứng dụng các nguồn năng lượng tự nhiên. Những chiếc xe hai bánh đầu tiên có nguồn gốc từ travois và lần đầu tiên được sử dụng ở Mesopotamia và Iran vào khoảng 3000 năm TCN.
Những con đường được xây dựng lâu đời nhất là những con đường lát đá của thành phố Ur, có niên đại 4000 BCE và những con đường gỗ dẫn qua đầm lầy Glastonbury, Anh, có niên đại cùng khoảng thời gian. Đầu tiên đường dài, mà đưa vào sử dụng khoảng 3500 TCN, kéo dài 1.500 dặm từ Vịnh Ba Tư tới Biển Địa Trung Hải, nhưng đã không trải nhựa và chỉ được duy trì một phần. Vào khoảng năm 2000 TCN, người Minoans trên đảo Crete của Hy Lạp đã xây dựng một con đường dài năm mươi kilômet (hàng chục dặm) từ cung điện Gortyn ở phía nam của hòn đảo, qua những ngọn núi, đến cung điện Knossos ở phía bắc bên của hòn đảo. Không giống như con đường trước đó, con đường Minoan đã được lát đá hoàn toàn.
Nước sinh hoạt.
Các ngôi nhà tư nhân Minoan cổ đại đã có nước sinh hoạt. Một bồn tắm hầu như giống hệt với những cái hiện đại được khai quật tại Cung điện Knossos. Một số nhà riêng ở Minoan cũng có nhà vệ sinh, có thể xả nước bằng cách đổ nước xuống cống. Người La Mã cổ đại có nhiều nhà vệ sinh công cộng, đổ vào một hệ thống thoát nước lớn. Hệ thống thoát nước chính ở Rome là Cloaca Maxima, công trình bắt đầu được xây dựng vào thế kỷ thứ 6 trước Công nguyên và hiện vẫn đang được sử dụng.
Người La Mã cổ đại cũng có một hệ thống dẫn nước phức tạp, được sử dụng để vận chuyển nước trên một khoảng cách dài. Hệ thống dẫn nước La Mã đầu tiên được xây dựng năm 312 TCN. Hệ thống dẫn nước La Mã cổ đại thứ 11 và cuối cùng được xây dựng vào năm 226 sau Công nguyên. Đặt lại với nhau, các cống dẫn nước La Mã kéo dài hơn 450 km, nhưng chưa đến bảy mươi kilômét trên mặt đất này và được hỗ trợ bởi các vòm.
Thời kỳ Trung cổ đến thời kỳ hiện đại (300 CN đến nay). |
Công nghệ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1568 | Những đổi mới công nghệ tiếp tục phát triển trong suốt thời kỳ Trung cổ như phát minh ra tơ lụa, cương ngựa và móng ngựa trong chỉ vài trăm năm đầu sau khi đế quốc La Mã sụp đổ. Công nghệ Trung Cổ thể hiện qua việc sử dụng các máy đơn giản (như đòn bẩy, đinh vít, và ròng rọc) được kết hợp với nhau để tạo ra các công cụ phức tạp (như xe cút kít, cối xay gió và đồng hồ).
Thời Phục Hưng đã có nhiều phát minh như máy in (cho phép trao đổi tri thức rộng rãi hơn), và công nghệ phát ngày càng trở nên liên kết với khoa học, bắt đầu cho một vòng tròn tiến bộ cùng nhau. Sự tiến bộ về công nghệ trong thời kỳ này cho phép cung cấp nguồn thực phẩm ổn định hơn, theo sau là khả năng tiêu thụ hàng hóa rộng hơn.
Bắt đầu từ vương quốc Anh vào thế kỷ 18, cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất với nhiều sáng chế trong các lĩnh vực nông nghiệp, chế tạo, khai thác mỏ, luyện kim và giao thông đi sau sự chế tạo ra động cơ hơi nước.
Cách mạng công nghệ lần thứ hai là một bước ngoặt khác với việc khai thác và sử dụng điện đã tạo ra những phát minh như động cơ điện, bóng đèn dây tóc và nhiều thứ khác.
Tiến bộ khoa học và phát hiện ra các khái niệm mới sau đó được phép cho các chuyến bay và tiến bộ được hỗ trợ trong y học, hóa học, vật lý và kỹ thuật. Sự gia tăng công nghệ đã dẫn đến các tòa nhà chọc trời và khu vực đô thị rộng lớn mà người dân dựa vào động cơ để di chuyển và vận chuyển thực phẩm của họ. Truyền thông cũng được cải thiện rất nhiều với sự phát minh của điện báo, điện thoại, radio và truyền hình. Cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 đã chứng kiến một cuộc cách mạng trong giao thông vận tải với sự phát minh ra máy bay và ô tô.
Thế kỷ 20 mang đến một loạt các sáng chế. Trong vật lý, phát hiện về phân hạch hạt nhân đã mang đến cả vũ khí hạt nhân và năng lượng hạt nhân. Máy tính cũng được phát minh và sau đó được thu nhỏ bằng cách sử dụng các bóng bán dẫn và mạch tích hợp. Công nghệ thông tin sau đó dẫn đến việc tạo ra Internet, mà mở ra kỷ nguyên thông tin hiện tại. |
Công nghệ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1568 | Con người cũng đã có thể khám phá không gian với vệ tinh (sau này được sử dụng cho viễn thông) và trong các nhiệm vụ có người lái đi tất cả các con đường đến mặt trăng. Trong y học, thời đại này mang lại những đổi mới như phẫu thuật tim hở và liệu pháp tế bào gốc sau cùng với các loại thuốc và phương pháp điều trị mới.
Các kỹ thuật và tổ chức sản xuất và xây dựng phức tạp là cần thiết để tạo ra và duy trì các công nghệ mới này, và toàn bộ các ngành công nghiệp đã phát triển để hỗ trợ và phát triển các thế hệ tiếp theo của các công cụ ngày càng phức tạp hơn. Công nghệ hiện đại ngày càng phụ thuộc vào đào tạo và giáo dục - nhà thiết kế, nhà xây dựng, người bảo trì và người dùng thường đều được yêu cầu đào tạo tổng quát và chuyên biệt. Hơn nữa, các công nghệ này trở nên phức tạp đến nỗi toàn bộ các lĩnh vực đã được tạo ra để hỗ trợ chúng, bao gồm kỹ thuật, y học, khoa học máy tính và các lĩnh vực khác đã được thực hiện phức tạp hơn, chẳng hạn như xây dựng, giao thông và kiến trúc.
Các thành phần của công nghệ.
Mỗi công nghệ đều bao gồm 4 thành phần chính:
Khoa học, kỹ nghệ và công nghệ.
Khoa học nghiên cứu các sự kiện tự nhiên. Kỹ nghệ là ứng dụng của các kiến thức khoa học để phát triển sản phẩm. Công nghệ là việc sử dụng các sản phẩm đã kỹ nghệ hóa.
Ví dụ: Chuyển động của các electron sinh ra dòng điện, đây là một yếu tố hay khái niệm trong khoa học vật lý. Khi dòng điện truyền qua một chất bán dẫn như silic (Si) hay germani (Ge) thì cơ chế này được biết như là điện tử học. Việc sản xuất các thiết bị điện tử sử dụng các khái niệm của điện tử học được hiểu như là kỹ nghệ điện tử. Máy tính được phát triển sử dụng công nghệ điện tử. Việc sử dụng máy tính để lưu trữ thông tin số hóa cũng như việc biến đổi và gửi các thông tin này từ một điểm đến một điểm khác bằng các thiết bị liên lạc viễn thông một cách an toàn là công nghệ thông tin.
Thuật ngữ công nghệ vì vậy thông thường được đặc trưng bởi các phát minh và cải tiến sử dụng các nguyên lý và quy trình đã được khoa học phát hiện ra gần đây nhất. Tuy nhiên, thậm chí cả phát minh cổ nhất như bánh xe cũng là một minh họa cho công nghệ. |
Công nghệ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1568 | Một định nghĩa khác, được sử dụng trong kinh tế học, xem công nghệ như là trạng thái hiện tại của các kiến thức của chúng ta trong việc kết hợp các nguồn lực để sản xuất các sản phẩm mong muốn (và kiến thức của chúng ta về việc sản xuất như thế nào). Như vậy chúng ta có thể thấy các thay đổi công nghệ khi kiến thức kỹ thuật của chúng ta tăng lên.
Triết học về công nghệ.
Thuyết kỹ nghệ.
Nhìn chung, thuyết kỹ nghệ là niềm tin vào sự ích lợi của công nghệ trong việc cải thiện các xã hội con người. Nói một cách cực đoan, thuyết kỹ nghệ "phản ánh một niềm tin căn bản về việc kiểm soát thực tại và giải quyết tất cả các vấn đề với phương pháp và công cụ của khoa học công nghệ ." Nói cách khác, nhân loại một ngày nào đó sẽ có khả năng làm chủ tất cả các vấn đề và thậm chí có thể điều khiển cả tương lai bằng sử dụng công nghệ. Một vài người, như Stephen V. Monsma, kết nối những ý tưởng này tới sự thoái vị của tôn giáo như một thẩm quyền về luân lý cao hơn.
Thuyết lạc quan công nghệ.
Các giả định lạc quan là những nhân tố cấu thành của các hệ tư tưởng như thuyết xuyên nhân loại và thuyết kỳ dị, trong đó xem sự phát triển công nghệ nhìn chung là có lợi ích tới xã hội và điều kiện sống của con người. Theo những hệ tư tưởng này, sự phát triển công nghệ là tốt về mặt đạo đức. |
Chia cắt Ấn Độ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1577 | Sự chia cắt Ấn Độ là quá trình chia cắt Đế quốc Ấn Độ thuộc Anh dẫn đến sự hình thành của các quốc gia có chủ quyền là Pakistan tự trị (sau này phân chia thành Cộng hòa Hồi giáo Pakistan và Cộng hòa Nhân dân Bangladesh) và Liên hiệp Ấn Độ (sau này là Cộng hòa Ấn Độ) vào ngày 15 tháng 8 năm 1947. "Sự chia cắt" ở đây không chỉ nói về sự phân tách tỉnh Bengal của Ấn Độ thuộc Anh thành Đông Pakistan và Tây Bengal (Ấn Độ), và các cuộc chia cắt tương tự khác của tỉnh Punjab thành Punjab (Tây Pakistan) và Punjab, Ấn Độ, mà còn nói đến sự phân chia trong các vấn đề khác, như Quân đội Ấn Độ thuộc Anh, dịch vụ công và các cơ quan hành chính, đường sắt, và ngân quỹ trung ương.
Trong những cuộc bạo loạn xảy ra trước việc phân chia khu vực Punjab, khoảng 200.000 đến 500.000 người đã bị chết trong những cuộc tàn sát mang tính chất báo thù. UNHCR ước tính có 14 triệu người Hindu, Sikh, và Hồi giáo phải di chuyển khỏi nơi sinh sống; khiến nó trở thành cuộc di dân lớn nhất trong lịch sử loài người. </onlyinclude>
Quá trình tách Bangladesh ra khỏi Pakistan vào năm 1971 không được tính trong thuật ngữ "Sự chia cắt Ấn Độ", tương tự như vậy đối với sự phân tách trước đó của Miến Điện (nay là Myanmar) khỏi sự quản lý của Ấn Độ thuộc Anh, và ngay cả sự phân tách xảy ra còn sớm hơn của Tích Lan (Sri Lanka ngày nay). Tích Lan từng là một phần của Bang Madras của Ấn Độ thuộc Anh từ năm 1795 đến năm 1798 cho đến khi nó trở thành một nước Thuộc địa Hoàng gia của Đế quốc. Miến Điện, bị người Anh sáp nhập dần dần trong thời gian từ 1826 đến 1868 và trở thành một bộ phận của Ấn Độ thuộc Anh cho đến năm 1937, sau đó được quản lý trực tiếp bởi người Anh. Miến Điện được trao trả độc lập vào ngày 4 tháng 1 năm 1948 còn Tích Lan là vào ngày 4 tháng 2 năm 1948. (Xem Lịch sử Sri Lanka và Lịch sử Miến Điện.)
Bhutan, Nepal và Maldives, những quốc gia còn lại của khu vực Nam Á ngày nay, hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi sự chia chắt này. |
Chia cắt Ấn Độ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1577 | Hai nước Nepal và Bhutan đã ký hiệp ước với người Anh để trở thành "quốc gia độc lập", và chưa bao giờ là một phần của Đế quốc Ấn Độ thuộc Anh, do đó biên giới của họ không bị ảnh hưởng của cuộc chia cắt. Quần đảo Maldives, trở thành đất bảo hộ của Hoàng gia Anh vào năm 1887 và sau đó giành được độc lập vào năm 1965, cũng không bị ảnh hưởng bởi cuộc chia cắt.
Bối cảnh.
Chia cắt Bengal (1905).
Năm 1905, Toàn quyền Curzon, được một số người công nhận là một người thông minh và hăng hái, người đã có một kỷ lục ấn tượng về việc bảo tồn khảo cổ và tạo ra một nền hành chính hiệu quả trong nhiệm kỳ đầu, đến nhiệm kỳ thứ hai, chính ông là người đã chia khu vực hành chính lớn nhất của Ấn Độ thuộc Anh, Bang Bengal, thành hai tỉnh "Đông Bengal và Assam" với đa số dân là người Hồi giáo và "tỉnh Bengal" với đa số dân theo đạo Hindu (tỉnh này ngày nay bao gồm Tây Bengal, Bihār, Jharkhand và Odisha của Ấn Độ). Quyết định Chia cắt Bengal của Curzon—một hành động được xem là cực kỳ tài tình về mặt hành chính, và được nhiều toàn quyền trước dự tính từ thời Toàn quyền William Bentinck, nhưng chưa bao giờ thực hiện—đã lật nền chính trị dân tộc chủ nghĩa sang một trang mới chưa từng có trước đó. Thành phần quý tộc Hindu tại Bengal, nhiều người trong số họ sở hữu đất đai ở Đông Bengal và sau đó cho những nông dân đạo Hồi thuê lại, đã phản đối quyết định này một cách kịch liệt. Tầng lớp trung lưu Hindu tại Bengal chiếm số đông ("Bhadralok"), thì cảm thấy thất vọng với viễn cảnh dân Bengal sẽ dần dần bị áp đảo trong tỉnh Bengal mới bởi người đến từ Bihar và Oriya, cảm thấy hành động của Curzon là một sự trừng phạt đối với các quyết định chính trị của mình. Nhiều cuộc phản đối mạnh mẽ quyết định của Curzon đã diễn ra dưới hình thức chủ yếu là chiến dịch "Swadeshi" ("dùng hàng Ấn") do người từng hai lần làm chủ tịch Quốc hội Surendranath Banerjee dẫn đầu và tẩy chay hàng hóa Anh. Một vài lần những người phản đối đã có những hành động bạo lực lộ liễu nhằm vào thường dân. |
Chia cắt Ấn Độ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1577 | Tuy vậy, những hành động bạo lực không có hiệu quả, vì đa số những kế hoạch tấn công bị người Anh ngăn chặn từ đầu hoặc bị thất bại. Những khẩu hiệu được sử dụng cho cả hai loại biểu tình là "Bande Mataram" (tiếng Bengal, nghĩa là: "Hoan hô Mẹ"), tựa đề của bài hát do Bankim Chandra Chatterjee sáng tác, nhắc đến hình tượng một thánh mẫu, người đứng lên vì Bengal, Ấn Độ, và vì thánh Kali (nữ thần) của Hindu. Những cuộc biểu tình lan từ Calcutta đến các khu vực lân cận của Bengal khi các sinh viên được thụ hưởng nền giáo dục Anh trở về nhà ở các làng mạc và thị trấn. Màu sắc tôn giáo trong câu khẩu hiệu và sự nổi giận chính trị xuất phát từ quyết định chia tách bắt đầu pha trộn khi những nhóm thanh niên, như Jugantar, tiến hành các vụ đánh bom tòa nhà chính quyền, và thực hiện những vụ cướp có vũ khí, và ám sát các quan chức người Anh. Vì Calcutta là thủ đô của đế quốc, cả sự nổi loạn lẫn câu khẩu hiệu đều nhanh chóng được cả nước biết đến.
Những cuộc biểu tình chống chia cắt Bengal với thành phần tham gia đa số là người theo đạo Hindu đã khiến cho thành phần quý tộc theo đạo Hồi ở Ấn Độ lo ngại sẽ diễn ra một cuộc cải cách có lợi cho người Hindu chiếm đa số. Vào năm 1906, những người này diện kiến ông Toàn quyền mới Bá tước Minto và yêu cầu một khu vực riêng dành cho người Hồi giáo. Đồng thời, họ đòi hỏi một cơ quan đại diện lập pháp tương xứng, phản ánh địa vị thống trị cũ của họ cũng như lịch sử trung thành của họ với người Anh. Việc này dẫn tới việc thành lập Liên đoàn Hồi giáo Toàn Ấn vào tháng 12 năm 1906 tại Dacca. Mặc dù Curzon khi đó đã từ chức vì có mâu thuẫn với người điều hành quân đội Kitchener và đã trở về nước Anh, Liên đoàn này vẫn ủng hộ kế hoạch phân tách của ông. Vị trí của giới quý tộc Hồi giáo, thể hiện bằng các vị trí khác nhau trong Liên đoàn, đã được hình thành trong ba thập kỷ trước đó, bắt đầu từ cuộc Tổng điều tra dân số Ấn Độ thuộc Anh năm 1871, lần đầu tiên ước tính được dân số của những vùng có đa số dân theo đạo Hồi. |
Chia cắt Ấn Độ | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1577 | (Về phần mình, ý muốn ve vãn người Hồi giáo ở Đông Bengal của Curzon xuất phát từ sự lo lắng của người Anh kể từ cuộc điều tra năm 1871—do lịch sử đấu tranh chống người Anh của người Hồi giáo trong Cuộc binh biến 1857 và Chiến tranh Anh-Afghanistan lần hai.) Trong ba thập niên kể từ cuộc tổng điều tra, các lãnh đạo Hồi giáo ở các khu vực phía bắc Ấn Độ đã vài lần chứng kiến sự thù địch của một số tổ chức xã hội và chính trị mới của người Hindu. Ví dụ như nhóm Arya Samaj không chỉ ủng hộ các Nhóm Bảo vệ Bò mang tính kích động, mà còn do số lượng người Hồi giáo được biết đến qua cuộc Điều tra 1871, tổ chức các sự kiện "hoàn đạo" với mục đích đón chào người Hồi giáo trở về lại với đạo Hindu. Tại Uttar Pradesh, những người Hồi giáo trở nên lo lắng, khi vào cuối thế kỷ 19, các đại diện chính trị dần tăng lên, trao cho người Hindu nhiều quyền lực hơn, và người Hindu trở nên tích cực hơn về chính trị trong cuộc tranh cãi Hindu-Urdu và những cuộc bạo lực chống giết bò vào năm 1893. Năm 1905, khi Tilak và Lajpat Rai nỗ lực chạy đua vào vị trí lãnh đạo trong Quốc hội, và chính Quốc hội cũng biểu tình dưới biểu tượng Kali, nỗi lo sợ của người Hồi giáo càng tăng lên. Nhiều người Hồi giáo vẫn chưa quên rằng câu khẩu hiệu trong các cuộc biểu tình, "Bande Mataram," xuất hiện lần đầu trong tiểu thuyết "Anand Math" trong đó người Hindu đã chiến đấu chống lại những kẻ xâm lăng theo đạo Hồi. Cuối cùng, nhóm quý tộc người Hồi, trong số đó có Dacca Nawab, Khwaja Salimullah, người tổ chức cuộc họp đầu tiên của Liên đoàn tại tư dinh ở Shahbag, nhận ra rằng việc ra đời một tỉnh mới với đa số người Hồi giáo sẽ có lợi trực tiếp cho những người Hồi giáo đang có tham vọng chính trị. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Sao Kim hay Kim Tinh (chữ Hán: 金星), còn gọi là sao Thái Bạch (太白), Thái Bạch Kim Tinh (太白金星) (tiếng Anh: Venus) là hành tinh thứ 2 trong hệ Mặt Trời, tự quay quanh nó với chu kỳ khoảng -243 ngày Trái Đất. Xếp sau Mặt Trăng, nó là thiên thể tự nhiên sáng nhất trong bầu trời tối, với cấp sao biểu kiến bằng −4.6, đủ sáng để tạo nên bóng trên mặt nước. Bởi vì Sao Kim là hành tinh phía trong tính từ Trái Đất, nó không bao giờ xuất hiện trên bầu trời mà quá xa Mặt Trời: góc ly giác đạt cực đại bằng 47,8°. Sao Kim đạt độ sáng lớn nhất ngay sát thời điểm hoàng hôn hoặc bình minh, do vậy mà dân gian còn gọi là sao Hôm, khi hành tinh này hiện lên lúc hoàng hôn, và sao Mai, khi hành tinh này hiện lên lúc bình minh.
Sao Kim được xếp vào nhóm hành tinh đất đá và đôi khi người ta còn coi nó là "hành tinh chị em" với Trái Đất do kích cỡ, gia tốc hấp dẫn, tham số quỹ đạo gần giống với Trái Đất. Tuy nhiên, người ta đã chỉ ra rằng nó rất khác Trái Đất trên những mặt khác. Sao Kim bị bao bọc bởi lớp mây dày có tính phản xạ cao chứa axít sunfuric, và khiến chúng ta không thể quan sát bề mặt của nó dưới bước sóng ánh sáng khả kiến. Mật độ không khí trong khí quyển của nó lớn nhất trong số bốn hành tinh đất đá, thành phần chủ yếu là cacbon dioxide. Áp suất khí quyển tại bề mặt hành tinh cao gấp 92 lần so với của Trái Đất. Với nhiệt độ bề mặt trung bình bằng 735 K (462 °C), Sao Kim là hành tinh nóng nhất trong hệ Mặt Trời. Nó không có chu trình cacbon để đưa cacbon trở lại đá và đất trên bề mặt, do vậy không thể có một tổ chức sống hữu cơ nào có thể hấp thụ nó trong sinh khối. Một số nhà khoa học từng cho rằng Sao Kim đã có những đại dương trong quá khứ, nhưng đã bốc hơi khi nhiệt độ hành tinh tăng lên do hiệu ứng nhà kính mất kiểm soát. Nước có thể đã bị quang ly, và bởi vì không có từ quyển hành tinh, hydro tự do có thể thoát vào vũ trụ bởi tác động của gió Mặt Trời. Toàn bộ bề mặt của Sao Kim là một hoang mạc khô cằn với đá và bụi và có lẽ vẫn còn núi lửa hoạt động trên hành tinh này.
Đặc trưng. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Đặc trưng.
Sao Kim là một trong bốn hành tinh đất đá trong hệ Mặt Trời. Theo khối lượng và kích thước, nó gần giống với Trái Đất và có lúc gọi là "hành tinh chị em" hoặc "hành tinh sinh đôi" với Trái Đất. Đường kính của Sao Kim bằng 12.092 km (chỉ nhỏ hơn 650 km của Trái Đất) và khối lượng của nó bằng 81,5% khối lượng Trái Đất. Địa mạo trên bề mặt hành tinh khác xa so với địa hình trên Trái Đất, do hành tinh có một bầu khí quyển cacbon dioxide rất dày. Tổng khối lượng của cacbon dioxide chiếm tới 96,5% khối lượng khí quyển, và đa số khối lượng còn lại là 3,5% của nitơ.
Địa lý.
Nghiên cứu bề mặt Sao Kim vẫn còn có nhiều vấn đề mang tính phỏng đoán cho đến khi một số bí mật của nó được khám phá trong ngành khoa học hành tinh ở thế kỷ XX. Các tàu đổ bộ trong sứ mệnh Venera vào các năm 1975 và 1982 đã chụp lại bức ảnh bề mặt được bao phủ bởi đá trầm tích và những tảng đá góc cạnh tương đối. Bề mặt hành tinh đã được vẽ chi tiết từ tàu Magellan năm 1990–91. Trên bản đồ hành tinh hiện lên những chi tiết cho thấy khả năng có hoạt động của núi lửa, và sự có mặt của lưu huỳnh trong khí quyển còn cho thấy khả năng có một số vụ phun trào gần đây.
Khoảng 80% diện tích bề mặt Sao Kim bao phủ bởi những đồng bằng núi lửa phẳng, hay 70% đồng bằng có những rặng núi và 10% đồng bằng có thùy. Hai "lục địa" cao nguyên chiếm phần còn lại của diện tích bề mặt, một lục địa nằm ở bán cầu bắc và lục kia nằm ở ngay phía nam xích đạo hành tinh. Các nhà khoa học đặt tên lục địa phía bắc là Ishtar Terra, dựa theo tên của nữ thần tình yêu Ishtar của người Babylon, có diện tích xấp xỉ bằng Úc. Maxwell Montes, ngọn núi cao nhất trên Sao Kim, nằm ở lục địa Ishtar Terra. Nó cao xấp xỉ 11 km tính từ mốc trung bình của bề mặt hành tinh. Lục địa bán cầu nam được đặt tên là Aphrodite Terra, theo tên nữ thần tình yêu trong thần thoại Hy Lạp, và là lục địa cao nguyên lớn nhất với diện tích xấp xỉ lục địa Nam Mỹ. Rất nhiều dấu vết đứt gãy địa chất đã được phát hiện trên lục địa này. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Sự thiếu sót bằng chứng về các dòng chảy dung nham và các miệng núi lửa (caldera) vẫn còn là một bí ẩn đối với giới khoa học. Hành tinh này có một vài hố va chạm, và do đó bề mặt hành tinh còn tương đối trẻ, xấp xỉ khoảng 300–600 triệu năm tuổi. Ngoài các hố va chạm, núi và thung lũng thường gặp trên các hành tinh đất đá, Sao Kim cũng có những nét đặc trưng riêng. Một trong số đó là những địa hình dạng núi lửa phẳng gọi là "farra", nhìn giống như bánh đa với đường kính 20–50 km, và cao 100–1.000 m; hệ thống những vết nứt hướng về tâm hình cánh sao gọi là "novae"; những vết nứt gãy đặc trưng hướng về tâm và bao bởi những vết nứt đồng tâm giống như mạng nhện hay gọi là "arachnoids"; và "coronae", những đường nứt gãy vòng tròn đôi khi bao quanh chỗ lõm. Những đặc trưng riêng này có nguồn gốc liên quan đến núi lửa.
Đa số các đặc điểm trên bề mặt Sao Kim được đặt tên theo phụ nữ trong lịch sử và thần thoại. Ngoại trừ ngọn Maxwell Montes, theo tên của James Clerk Maxwell, và những vùng cao nguyên Alpha Regio, Beta Regio và Ovda Regio. Ba tên gọi sau được đặt trước khi hệ thống tên gọi hiện tại do Hiệp hội Thiên văn Quốc tế áp dụng, cơ quan ban hành quy định và chứng nhận tên gọi cho các thiên thể và vật thể trong thiên văn học.
Kinh độ địa lý của các đặc điểm trên bề mặt Sao Kim được lấy theo kinh tuyến gốc của nó. Ban đầu các nhà khoa học lấy kinh tuyến gốc đi qua một điểm sáng trên ảnh radar tại tâm của đặc điểm Eve hình oval, nằm ở phía nam của Alpha Regio. Sau khi phi vụ Venera hoàn thành, kinh tuyến gốc được định nghĩa lại khi nó đi qua đỉnh trung tâm của hố va chạm Ariadne.
Địa chất bề mặt.
Địa mạo Sao Kim hiện lên cho thấy có sự ảnh hưởng của hoạt động núi lửa. Sao Kim từng có số núi lửa nhiều như của Trái Đất, và có 167 núi lửa có đường kính trên 100 km. Vùng chứa nhiều núi lửa như thế duy nhất trên Trái Đất tại đảo Lớn của Hawaii. Đây không phải vì Sao Kim có nhiều hoạt động núi lửa hơn Trái Đất mà bởi vì lớp vỏ của nó già hơn. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Vỏ đại dương của Trái Đất liên tục được tái tạo thông qua sự hút chìm tại biên giới giữa các mảng kiến tạo, và có tuổi trung bình bằng 100 triệu năm, trong khi các nhà khoa học tính toán bề mặt Sao Kim có tuổi 300–600 triệu năm.
Có một số manh mối thể hiện vẫn còn hoạt động núi lửa trên Sao Kim. Trong chương trình Venera của Liên Xô, các tàu Venera 11 và Venera 12 đã ghi nhận được các luồng tia sét, và Venera 12 còn ghi được tiếng sét nổ mạnh ngay sau khi nó đổ bộ. Tàu Venus Express của Cơ quan vũ trụ châu Âu cũng chụp được hình ảnh tia sét trong lớp khí quyển trên cao. Có thể tro bay ra từ núi lửa đã gây ra sét trong bầu khí quyển hành tinh. Một dữ liệu khác đến từ mật độ tập trung của lưu huỳnh dioxide trong khí quyển, mà các nhà khoa học nhận thấy đã giảm đi 10 lần trong giai đoạn 1978 đến 1986. Hiện tượng này có thể giải thích bằng núi lửa hoạt động trước đó đã phun lưu huỳnh dioxide ra khí quyển. Trong năm 2008 và 2009, bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho quá trình hoạt động núi lửa đang diễn ra đã được Venus Express quan sát, dưới dạng bốn điểm nóng hồng ngoại được định vị tạm thời bên trong vùng kẻ nứt Ganis Chasma, nằm gần ngọn núi Maat Mons. Ba trong số các điểm đã được quan sát nhiều hơn một quỹ đạo liên tục. Những điểm này được cho là đại diện cho dòng dung nham vừa mới được giải phóng bởi các vụ phun trào núi lửa. Thực tế nhiệt độ không được xác định, vì không thể đo được kích thước của các điểm nóng, nhưng có khả năng nằm trong khoảng 800–1.100 K (527–827 °C), so với mức nhiệt độ thông thường 740 K (467 °C). Tháng 1 năm 2020, các nhà thiên văn học công bố bằng chứng dự đoán rằng Sao Kim có sự hoạt động núi lựa trong hiện tại, đặc biệt là họ phát hiện khoáng vật olivin, một sản phẩm từ quá trình hoạt động núi lửa sẽ làm thay đổi nhanh chóng trên bề mặt hành tinh.
Có khoảng 1.000 hố va chạm phân bố khắp bề mặt Sao Kim. Trên những thiên thể khác như Trái Đất hay Mặt Trăng, các hố va chạm thể hiện quá trình biến mất dần của chúng. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Trên Mặt Trăng, sự biến mất là do những thiên thạch theo thời gian rơi xuống làm mờ đi hố già tuổi hơn, trong khi trên Trái Đất, miệng hố bị phong hóa bởi mưa và gió. Trên Sao Kim, khoảng 85% hố va chạm vẫn còn ở trạng thái nguyên thủy. Số lượng hố va chạm, cùng với điều kiện được "bảo tồn" tốt của chúng, cho thấy hành tinh trải qua lần tái tạo bề mặt gần đây nhất cách khoảng 300–600 triệu năm trước, đi kèm với sự tắt dần của các núi lửa. Trong khi lớp vỏ Trái Đất liên tục chuyển động, các nhà khoa học nghĩ rằng trên Sao Kim các vỏ không có sự di chuyển này. Không có hoạt động kiến tạo mảng để tiêu tán nhiệt ra khỏi lớp phủ, thay vào đó Sao Kim trải qua chu trình tuần hoàn trong đó nhiệt độ lớp phủ tăng cao cho đến khi đạt nhiệt độ tới hạn làm yếu/tan chảy lớp vỏ. Do vậy trong chu kỳ trên 100 triệu năm, sự hút chìm xuất hiện trên hầu như toàn bộ hành tinh, làm tái tạo mới hoàn toàn bề mặt lớp vỏ.
Các hố va chạm trên Sao Kim có đường kính từ 3 km đến 280 km. Không có hố nào với đường kính nhỏ hơn 3 km, bởi vì do khí quyển dày đặc cản trở các vật thể rơi từ ngoài vũ trụ. Các vật với động năng nhỏ hơn một giá trị xác định bị hãm chậm lại khi nó rơi vào bầu khí quyển, và nếu động năng hoặc kích cỡ nhỏ chúng không tạo ra một hố va chạm được. Mưa axit: Thành phần khí quyển chủ yếu của sao Kim là cacbonic và những lớp mây nóng bỏng dày đặc chứa sunfuric đã hình thành các trận mưa axit sunfuric tàn phá bề mặt hành tinh. Ngoài ra địa hình của Sao Kim Khoảng 80% diện tích bề mặt Sao Kim bao phủ bởi những đống bằng núi lửa phẳng, hay 70% đồng bằng có những rặng núi và 10% đồng bằng có thùy. Do áp lực khí quyển đè lên hành tinh này khá lớn nên ngay cả khi các thiên thạch rơi vào hành tinh cũng không tạo ra nhiêu biến dạng vì đất đá bị không khí ném chặt xuống khiến chúng không thể rơi vãi lung tung.
Cấu trúc bên trong.
Không có những dữ liệu địa chấn hoặc về mô men quán tính hành tinh, các nhà khoa học có ít thông tin trực tiếp liên quan đến cấu trúc bên trong và địa hóa học của Sao Kim. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Sự gần giống về đường kính và khối lượng riêng giữa Sao Kim và Trái Đất gợi ra khả năng chúng có cấu trúc bên trong cũng tương tự nhau: gồm lõi hành tinh, lớp phủ, và lớp vỏ. Giống như Trái Đất, lõi Sao Kim ít nhất ở trạng thái lỏng một phần bởi vì hai hành tinh có quá trình lạnh/tiêu tán nhiệt bên trong với cùng một tốc độ. Đường kính nhỏ hơn của Sao Kim cho thấy những phần sâu bên trong hành tinh chịu áp suất nhỏ hơn so với của Trái Đất. Sự khác nhau chính yếu giữa hai hành tinh đó là các nhà khoa học chưa có chứng cứ về hoạt động kiến tạo mảng trên Sao Kim, có thể bởi vì lớp vỏ quá cứng để có thể xảy ra hút chìm mảng lục địa, mà không có nước lỏng để chúng có thể trượt lên nhau. Kết quả này dẫn đến giảm sự mất mát nội nhiệt hành tinh, kéo dài thời gian hành tinh bị lạnh đi và có thể là một phần giải thích cho hành tinh không có một từ trường toàn cầu.
Thay vì vậy, nội nhiệt của Sao Kim bị mất trong quá trình tái tạo bề mặt tuần hoàn theo chu kỳ hàng trăm triệu năm.
Khí quyển và khí hậu.
Sao Kim có khí quyển rất dày, chứa chủ yếu CO2 và lượng nhỏ N2. Khối lượng khí quyển của hành tinh này lớn gấp 93 lần so với khối lượng khí quyển của Trái Đất, trong khi áp suất bề mặt cao gấp 92 so với của Trái Đất—áp này tương đương với độ sâu gần bằng 1 kilômét tính từ bề mặt đại dương trên Trái Đất. Khối lượng riêng/mật độ của không khí tại nơi gần bề mặt bằng 65 kg/m³ (bằng 6,5% của nước). Khí quyển giàu CO2, cùng với đám mây dày SO2, tạo ra hiệu ứng nhà kính mạnh nhất trong các hành tinh trong hệ Mặt Trời, với nhiệt độ tại bề mặt ít nhất bằng 462 °C. Điều này khiến cho bề mặt của Sao Kim nóng hơn so với của Sao Thủy, với nhiệt độ bề mặt cực tiểu −220 °C và cực đại bằng 420 °C, ngay cả khi khoảng cách từ Sao Kim đến Mặt Trời gần bằng hai lần khoảng cách đó đến Sao Thủy và do vậy hành tinh này chỉ nhận được khoảng 25% năng lượng bức xạ Mặt Trời so với năng lượng Sao Thủy nhận được. Do vậy người ta thường miêu tả bề mặt Sao Kim là địa ngục nóng rực. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Nhiệt độ này thậm chí còn cao hơn nhiệt độ cần thiết trong một số quá trình khử trùng.
Nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy hàng tỷ năm trước khí quyển của Sao Kim từng khá giống với khí quyển Trái Đất hơn so với ngày nay, và một số người giả thuyết đã tồn tại nước lỏng trên bề mặt hành tinh, nhưng sau chu kỳ từ 600 triệu đến vài tỷ năm, hiệu ứng nhà kính mất kiểm soát khiến bốc hơi hoàn toàn lượng nước này, và sinh ra lượng khí nhà kính tới mức giới hạn trong bầu khí quyển của nó. Mặc dù những điều kiện vật lý trên hành tinh không còn thích hợp để duy trì những dạng sống nguyên thủy như của Trái Đất nhưng có thể trước đây chúng đã từng tồn tại, và khả năng có những dạng sống bậc thấp tồn tại trong trung tầng và thượng tầng khí quyển vẫn chưa bị bác bỏ.
Quán tính nhiệt (thermal inertia) và sự truyền nhiệt bởi gió trong khí quyển gần bề mặt cho thấy nhiệt độ bề mặt Sao Kim không biến đổi lớn giữa phía ngày và đêm, cho dù hành tinh có tốc độ tự quay cực thấp. Tốc độ gió gần bề mặt là thấp, thổi với vận tốc vài kilômét trên giờ, nhưng do mật độ khí quyển gần bề mặt cao, luồng gió tác động một lực lớn lên những chướng ngại vật nó thổi qua, và vận chuyển bụi và đá nhỏ đi khắp bề mặt hành tinh. Chỉ riêng điều này cũng khiến cho con người đi bộ trên bề mặt hành tinh này cũng rất khó khăn, ngay cả khi nhiệt độ, áp suất và sự thiếu hụt oxy không còn là một vấn đề.
Bên trên tầng khí quyển CO2 đậm đặc là những lớp mây chứa chủ yếu SO2 và những giọt axít sunfuric. Những đám mây này phản xạ và tán xạ khoảng 90% ánh sáng Mặt Trời đẩy ngược chúng vào không gian vũ trụ, và ngăn cản các nhà khoa học quan sát bề mặt hành tinh này. Các đám mây vĩnh cửu bao phủ toàn bộ Sao Kim có nghĩa rằng mặc dù Sao Kim gần Mặt Trời hơn so với Trái Đất, bề mặt hành tinh không được chiếu sáng nhiều. Những cơn gió mạnh ở những đám mây trên cao với vận tốc 300 km/h có thể thổi đi vòng quanh hành tinh trong thời gian từ bốn đến năm ngày. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Những cơn gió trong khí quyển Sao Kim có tốc độ cao gấp 60 lần tốc độ tự quay của hành tinh này, trong khi đó những cơn gió mạnh nhất trên Trái Đất có tốc độ chỉ bằng 10% đến 20% tốc độ tự quay của nó.
Quá trình đẳng nhiệt trong khí quyển Sao Kim rất hữu hiệu; nó duy trì sự không đổi của nhiệt độ khí quyển không những giữa phía ngày và đêm mà còn giữa vùng xích đạo và hai vùng cực. Độ nghiêng trục quay của Sao Kim nhỏ (ít hơn 3 độ, so với 23 độ của Trái Đất) cũng là một nguyên nhân làm sự biến đổi nhiệt độ theo mùa của hành tinh là rất nhỏ. Sự biến đổi rõ rệt của nhiệt độ chỉ xảy ra theo độ cao. Năm 1995, tàu Magellan chụp được ảnh những vùng có độ phản xạ cao tại đỉnh của các ngọn núi cao nhất mà tại những vùng này có phân bố những chất có tính phản xạ như tuyết ở trên Trái Đất. Các nhà khoa học lập luận rằng chất này hình thành trong quá trình tương tự như tuyết, mặc dù trong điều kiện nhiệt độ rất cao. Quá nhiều chất bay hơi ngưng tụ trên gần bề mặt sẽ đẩy khí bay lên và bị lạnh đi hình thành tại những nơi cao hơn, và tại đây chúng lại rơi xuống như mưa. Các nhà khoa học vẫn chưa biết chính xác chất này là gì, nhưng có thể là teluride cho tới chì sunfit (galena).
Các đám mây trên Sao Kim cũng phóng tia sét nhiều như trên Trái Đất. Sự tồn tại của sét đã gây tranh cãi khi lần đầu tiên tàu Venera của Liên Xô phát hiện ra những chớp sáng này. Năm 2006–07 tàu Venus Express chụp được rõ ràng sóng electron điện từ, dấu hiệu cho thấy có tia sét. Hình ảnh xuất hiện rời rạc của chúng cho thấy những tia sét này đi kèm với hoạt động của thời tiết. Tốc độ tia sét bằng ít nhất một nửa của nó trên Trái Đất. Năm 2007, tàu Venus Express phát hiện ra hai xoáy khí quyển khổng lồ tồn tại ở cực nam hành tinh.
Một khám phá khác từ tàu Venus Express trong năm 2011 đó là có một tầng ozone ở trên cao khí quyển của Sao Kim.
Ngày 29 tháng 1 năm 2013, các nhà khoa học ESA thông báo tầng điện li của Sao Kim thổi hướng ra ngoài theo cách tương tự như "đuôi các hạt ion phóng ra từ một sao chổi dưới những điều kiện tương tụ." |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Tháng 12 năm 2015, và ở mức độ thấp hơn vào tháng 4 và tháng 5 năm 2016, các nhà nghiên cứu làm việc trong sứ mệnh Akatsuki của Nhật Bản đã quan sát thấy những gợn sóng hình cánh cung trong bầu khí quyển Sao Kim. Đây được coi là bằng chứng trực tiếp về sự tồn tại có khả năng của sóng trọng lực ("gravity waves" - không được nhầm lẫn với sóng hấp dẫn (gravitational waves)) cố định lớn nhất trong hệ Mặt Trời.
Tuy Sao Kim không có các mùa, nhưng vào năm 2019, các nhà thiên văn đã xác định được sự biến đổi theo chu kỳ trong việc hấp thụ ánh sáng mặt trời của khí quyển hành tinh này, có thể là do các hạt hấp thụ bay lơ lửng trên các đám mây phía bên trên. Sự biến đổi này gây ra những thay đổi khả quan về tốc độ gió trên Sao Kim và chúng dường như có chuyển biến tăng giảm theo thời gian, với chu kỳ 11 năm của vết đen trên Mặt Trời.
Từ trường và lõi hành tinh.
Năm 1967, tàu Venera-4 phát hiện ra từ trường Sao Kim yếu hơn nhiều so với của Trái Đất. Từ trường này cảm ứng bởi tương tác giữa tầng điện ly và gió Mặt Trời, hơn là bởi chu trình dynamo trong lõi hành tinh giống như từ trường của Trái Đất. Từ quyển cảm ứng nhỏ của Sao Kim không thể bảo vệ bầu khí quyển của nó tránh khỏi sự bắn phá của các tia vũ trụ. Bức xạ này cũng là một trong các nguyên nhân gây ra sự phóng điện tia sét giữa các đám mây.
Các nhà khoa học đã ngạc nhiên khi Sao Kim không có từ trường mạnh (từ trường Sao Kim gần như bằng 0) khi nó có cùng kích cỡ với Trái Đất, và họ cũng đã nghĩ nó cũng có một lõi nóng chảy-yếu tố quan trọng trong lý thuyết dynamo. Lý thuyết dynamo có ba yếu tố chính: Đó là phải có một chất lỏng dẫn điện, quay, và chuyển động đối lưu. Lõi hành tinh có khả năng dẫn điện và trong khi hành tinh tự quay rất chậm, các mô phỏng trên máy tính cho thấy nó vẫn đủ để tạo ra sự quay cần thiết trong thuyết dynamo. Từ đây chúng ta có thể thấy dynamo không hoạt động bởi vì không có sự đối lưu trong lõi hành tinh. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Trên Trái Đất, sự đối lưu xuất hiện trong lớp vật liệu dạng lỏng phủ bên ngoài lõi có tính đối lưu bởi vì đáy của lớp phủ nóng hơn phía bên trên gần bề mặt. Trên Sao Kim, sự kiện tái tạo bề mặt toàn cầu có thể làm tắt sự kiến tạo mảng và dẫn đến giảm thông lượng nhiệt truyền qua lớp vỏ. Điều này làm nhiệt độ lớp phủ tăng, do đó làm giảm thông lượng nhiệt qua lõi hành tinh. Kết quả là, không có quá trình dynamo địa hành tinh để sinh ra từ trường. Thay vào đó, năng lượng nhiệt từ lõi làm nóng lại lớp vỏ.
Các nhà khoa học nêu ra có một khả năng Sao Kim không có lõi cứng bên trong, hoặc hiện tại lõi của nó không còn quá trình tiêu tán nhiệt, do vậy toàn bộ phần vật chất lỏng quay lõi có nhiệt độ xấp xỉ bằng nhau. Một khả năng khác đó là lõi của nó đã hoàn toàn hóa rắn. Trạng thái của lõi phụ thuộc cao vào độ tập trung của lưu huỳnh, mà cho tới nay các nhà khoa học chưa biết được giá trị này.
Từ quyển rất yếu bao quanh Sao Kim có nghĩa là gió Mặt Trời tương tác trực tiếp với tầng thượng quyển của hành tinh. Tại đây, các ion hydro và oxy liên tục được sinh ra từ sự phân ly các phân tử trung hòa do tác động của tia tử ngoại. Tiếp đó gió Mặt Trời cung cấp năng lượng đủ lớn giúp cho những ion này có vận tốc đủ để thoát ra khỏi trường hấp dẫn của hành tinh. Sự mất mát này dẫn đến kết quả lượng ion các nguyên tố nhẹ như hydro, heli, và oxy liên tục giảm đi, trong khi các phân tử khối lượng lớn hơn như cacbon dioxide vẫn nằm lại trong khí quyển hành tinh. Sự xói mòn khí quyển hành tinh bởi gió Mặt Trời dẫn đến khí quyển mất đa số lượng nước trong suốt lịch sử hàng tỷ năm của hành tinh này. Quá trình này cũng làm tăng tỷ lệ deuteri so với hydro trong tầng thượng quyển cao gấp 150 lần của tỷ số này ở tầng dưới của khí quyển.
Quỹ đạo và sự tự quay.
Quỹ đạo Sao Kim quanh Mặt Trời có khoảng cách trung bình bằng , và hoàn thành một chu kỳ quỹ đạo khoảng 224,65 ngày. Mặc dù mọi hành tinh có quỹ đạo hình elip, quỹ đạo Sao Kim có dạng gần tròn nhất, với độ lệch tâm quỹ đạo nhỏ hơn 0,01. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Các mô phỏng động lực học về quỹ đạo sơ khai của hệ Mặt Trời đã chỉ ra rằng trong quá khứ độ lệch tâm quỹ đạo của Sao Kim có thể đã lớn hơn đáng kể, đạt giá trị cao tới 0,31 và có thể gây tác động đến quá trình phát sinh khí hậu ban đầu. Do Sao Kim nằm giữa Trái Đất và Mặt Trời, có một vị trí của hành tinh đó là giao hội trong, khi đó khoảng cách giữa nó với Trái Đất là khoảng cách ngắn nhất từ Trái Đất đến các hành tinh khác với giá trị 41 triệu km. Trung bình, hai hành tinh đạt đến vị trí giao hội trong khoảng thời gian cách nhau 584 ngày. Do hiện nay độ lệch tâm quỹ đạo của Trái Đất đang giảm dần, khoảng cách cực tiểu này sẽ tăng nhiều hơn trong hàng chục nghìn năm tới. Từ năm 1 tới 5383, đã và sẽ có tổng cộng 526 lần tiếp cận với khoảng cách nhỏ hơn 40 triệu km; sau đó không có một lần nào với khoảng cách nhỏ hơn 40 triệu km trong vòng 60.158 năm. Trong thời gian có độ lệch tâm quỹ đạo lớn hơn, Sao Kim có thể đến gần Trái Đất với khoảng cách bằng 38,2 triệu km.
Mọi hành tinh trong hệ Mặt Trời quay trên quỹ đạo theo chiều ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn từ trên cực bắc của Mặt Trời. Hầu hết các hành tinh có chiều tự quay quanh trục của nó theo chiều ngược chiều kim đồng hồ, nhưng Sao Kim lại quay quanh trục cùng chiều kim đồng hồ (gọi là sự quay nghịch hành) với khoảng thời gian 243 ngày Trái Đất—tốc độ tự quay chậm nhất của mọi hành tinh trong hệ Mặt Trời. Do vậy một "ngày" (thời gian sao-sidereal day) trên Sao Kim dài hơn một "năm" của Sao Kim (243 ngày so với 224,7 ngày Trái Đất). Tại đường xích đạo Sao Kim, tốc độ tự quay của nó bằng 6,5 km/h, trong khi tốc độ quay tại xích đạo của Trái Đất bằng 1.670 km/h. Các nhà khoa học cũng nhận thấy tốc độ tự quay của Sao Kim đã chậm đi 6,5 phút trên một "ngày" Sao Kim kể từ khi tàu Magellan tới hành tinh tháng 10 năm 1990. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Bởi vì sự quay nghịch hành, độ dài một ngày Mặt Trời (solar day) trên Sao Kim ngắn hơn nhiều ngày sao (sidereal day), bằng 116,75 ngày Trái Đất (ngày mặt trời của Sao Kim ngắn hơn ngày mặt trời của Sao Thủy bằng 176 ngày Trái Đất); một năm Sao Kim bằng 1,92 ngày mặt trời Sao Kim. Nếu một người có thể đứng trên Sao Kim và bầu khí quyển khá loãng, anh/chị ta sẽ thấy Mặt Trời mọc ở đằng tây và lặn ở đằng đông.
Sao Kim có thể đã hình thành từ một đám mây phân tử với chu kỳ quay và độ nghiêng trục quay khác, và nó đạt đến trạng thái hiện tại bởi vì sự thay đổi tốc độ sự tự quay một cách hỗn loạn do nhiễu loạn giữa các hành tinh và hiệu ứng thủy triều tác dụng lên khí quyển dày đặc của nó, sự thay đổi trở thành đáng kể sau thời gian hàng tỷ năm lịch sử. Chu kỳ tự quay của Sao Kim thể hiện trạng thái cân bằng giữa hiện tượng khóa thủy triều do ảnh hưởng hấp dẫn của Mặt Trời, có xu hướng làm chậm sự tự quay của hành tinh, và bởi hiện tượng thủy triều trong khí quyển hành tinh do tác động nhiệt của bức xạ năng lượng Mặt Trời làm nóng bầu khí quyền dày của hành tinh trong quá khứ. Một điểm kỳ lạ giữa chu kỳ quỹ đạo và chu kỳ tự quay của Sao Kim đó là khoảng thời gian trung bình 584 ngày giữa hai lần tiếp cận gần nhau với Trái Đất bằng gần như chính xác 5 ngày mặt trời Sao Kim. Tuy nhiên, giả thuyết cộng hưởng quỹ đạo và sự tự quay của Sao Kim với Trái Đất đã bị bác bỏ.
Sao Kim không có vệ tinh tự nhiên, mặc dù tiểu hành tinh 2002 VE68 hiện tại đang có mối liên hệ giả quỹ đạo với hành tinh này. Bên cạnh giả vệ tinh này, nó cũng có hai vật thể cùng quay trên quỹ đạo, 2001 CK32 và 2012 XE133. Trong thế kỷ XVII, nhà thiên văn Giovanni Cassini công bố ông đã phát hiện ra một vệ tinh quay quanh Sao Kim, mà ông đặt tên là Neith và đã có nhiều cố gắng quan sát và công bố trong suốt 200 năm sau đó, nhưng đa số những phát hiện kiểu này là do nhầm lẫn vệ tinh giả thuyết với một ngôi sao ở xa khi Sao Kim đến gần nó. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Trong một mô hình nghiên cứu của Alex Alemi David Stevenson năm 2006 về hệ Mặt Trời sơ khai tại Học viện công nghệ California cho thấy Sao Kim có thể đã từng có ít nhất một Mặt Trăng hình thành từ sự va chạm giữa nó và một thiên thể khác hàng tỷ năm trước. Khoảng thời gian 10 triệu năm sau cú va chạm, theo nghiên cứu của họ, một vụ va chạm khác xảy ra làm đảo ngược hướng tự quay của hành tinh và làm cho vệ tinh tự nhiên của Sao Kim dần dần theo thời gian tiến về phía hành tinh và cuối cùng va chạm vào Sao Kim. Nếu cú va chạm sau sinh ra một Mặt Trăng khác, nó cũng sẽ bị rơi và hấp thụ theo như cách của vệ tinh trước. Một phương án giải thích khác, do ảnh hưởng hấp dẫn thủy triều rất mạnh của Mặt Trời dẫn đến sự mất ổn định trong quỹ đạo của vệ tinh quay quanh Sao Kim hoặc Sao Thủy, nên theo thời gian hai hành tinh này hoặc hút và va chạm với vệ tinh hoặc vệ tinh bay thoát khỏi lực hút hấp dẫn của chúng.
Quan sát.
Sao Kim luôn luôn sáng hơn bất kỳ một ngôi sao nào ngoài Mặt Trời. Độ sáng lớn nhất của nó, cấp sao biểu kiến có giá trị −4,9, xuất hiện ở pha hình lưỡi liềm khi nó ở gần Trái Đất. Sao Kim mờ dần về cấp sao −3 khi nó ngược sáng so với Mặt Trời. Hành tinh này đủ sáng để có thể nhìn thấy vào buổi trưa khi trời quang đãng vào thời điểm thích hợp, và nó có thể dễ dàng nhìn thấy khi Mặt Trời ở dưới đường chân trời. Là một hành tinh ở phía trong, góc ly giác của nó luôn luôn nằm dưới góc 47° khi nhìn về phía Mặt Trời.
Sao Kim "vượt qua" Trái Đất cứ mỗi 584 ngày Trái Đất trên quỹ đạo quanh Mặt Trời. Trong mỗi chu kỳ này, nó thay đổi từ "Sao Hôm", hiện lên sao khi Mặt Trời lặn, thành "Sao Mai", nhìn thấy được trước khi Mặt Trời mọc. Trong khi Sao Thủy, một hành tinh phía trong khác, có góc ly giác cực đại bằng 28° và thường khó quan sát duói ánh sáng lúc chạng vạng, Sao Kim rất dễ nhận ra khi nó ở thời điểm sáng nhất. Góc ly giác của nó lớn hơn có nghĩa là nó ở trên bầu trời tối lâu hơn sau khi Mặt Trời lặn. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Là một điểm sáng nhất trên bầu trời đêm, đôi khi người ta nhầm lẫn Sao Kim với những "vật thể bay không xác định". Tổng thống Hoa Kỳ Jimmy Carter đã từng nói ông đã trông thấy một UFO năm 1969, mà sau khi phân tích thì khả năng đó là hình ảnh của Sao Kim. Và vô số những báo cáo kỳ lạ khác liên quan đến Sao Kim.
Khi Sao Kim chuyển động trên quỹ đạo, hình ảnh của nó hiện lên qua kính thiên văn với những pha khác nhau giống như pha Mặt Trăng: Trong pha Sao Kim, hành tinh có hình ảnh tròn "đầy" nhỏ khi Mặt Trời ở giữa tương đối Sao Kim và Trái Đất. Nó có pha phần tư lớn dần khi tiến đến vị trí có góc ly giác lớn nhất tính từ Mặt Trời, và chính là vị trí nó có độ sáng lớn nhất, và hiện lên với hình lưỡi liềm mỏng dần khi quan sát qua thấu kính khi nó tiến về phía gần Trái Đất. Hình ảnh của Sao Kim lớn nhất khi nó ở "pha mới", lúc hành tinh ở giữa Trái Đất và Mặt Trời. Khí quyển của nó có thể nhìn qua kính thiên văn và chúng ta sẽ nhận thấy một vành sáng phản xạ của ánh sáng Mặt Trời trên khí quyển hành tinh.
Sự đi qua của Sao Kim.
Mặt phẳng quỹ đạo Sao Kim hơi nghiêng so với của Trái Đất; do vậy khi hành tinh vượt qua giữa Trái Đất và Mặt Trời, nó thường không đi qua đĩa Mặt Trời. Hiện tượng Sao Kim đi qua Mặt Trời xuất hiện khi thời điểm giao hội trong của hành tinh trùng với vị trí có mặt của nó trên mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất. Sự đi qua này có chu kỳ 243 năm trong đó có cặp hiện tượng đi qua cách nhau 8 năm, mỗi cặp hiện tượng này cách nhau khoảng 105,5 năm hoặc 121,5 năm—hiện tượng Sao Kim đi qua Mặt Trời do nhà thiên văn học Jeremiah Horrocks tính toán và phát hiện đầu tiên vào năm 1639.
Cặp hiện tượng đi qua gần đây nhất là vào ngày 8 tháng 6 năm 2004 và 5–6 tháng 6 năm 2012. Sự kiện này đã được cộng đồng những người yêu thích thiên văn nghiệp dư cũng như các nhà thiên văn đón nhận và tận dụng cơ hội để quan sát.
Cặp trước đó xảy ra vào tháng 12 năm 1874 và tháng 12 năm 1882; trong khi cặp hiện tượng tiếp theo sẽ diễn ra vào tháng 12 năm 2117 và tháng 12 năm 2125. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Về mặt lịch sử, sự kiện Sao Kim đi qua Mặt Trời là một hiện tượng hiếm có cho phép các nhà thiên văn học xác định được trực tiếp giá trị của 1 đơn vị thiên văn, và từ đó xác định được kích cỡ của hệ Mặt Trời như được chỉ ra bởi Horrocks năm 1639. Chuyến thám hiểm của thuyền trưởng Cook đến bờ đông của Úc sau khi ông đã đến Tahiti năm 1768 nhằm quan sát hiện tượng này.
"Ngôi sao năm cánh" của Sao Kim.
"Ngôi sao năm cánh" của Sao Kim là đường đi mà Sao Kim tạo ra khi quan sát từ Trái Đất. Những lần giao hội trong của Sao Kim liên tục lặp lại rất gần với tỷ lệ 13:8 (Trái Đất quay 8 vòng trên quỹ đạo, trong khi Sao Kim thực hiện 13 vòng quỹ đạo), dịch chuyển 144° theo những lần giao hội liên tiếp. Và 0,615138 là con số gần đúng cho tỷ lệ đó (8/13 = 0,615138), trong khi Sao Kim quay quanh Mặt Trời trong 0,61519 năm.
Sự hiện diện vào ban ngày.
Dễ dàng quan sát Sao Kim nhất vào giữa lúc ban ngày (broad daylight) là vào khoảng thời gian giữa lúc nó sáng rực nhất trên bầu trời buổi tối hoặc buổi sáng, khoảng 37 ngày trước và sau khi nó đi vào giao hội trong, và khi nó đạt ly giác cực đại phía đông hoặc phía tây của Mặt Trời, diễn ra khoảng 70 ngày trước và sau khi ly giác của nó đạt giá trị cực đại. Có lẽ cách dễ nhất để xem Sao Kim vào ban ngày là theo dõi nó vào chạng vạng, trong trường hợp này vẫn sẽ quan sát sau khi mặt trời mọc.
Các quan sát Sao Kim bằng mắt thường trong thời điểm ban ngày tồn tại trong một số giai thoại và đã ghi chép lại. Vào năm 1776, nhà thiên văn học Edmund Halley đã tính toán độ sáng tối đa của nó khi nhìn bằng mắt thường, khi nhiều người dân London hoảng hốt vì sự xuất hiện của nó vào ban ngày. Hoàng đế Napoléon Bonaparte của Pháp từng chứng kiến sự xuất hiện của Sao Kim vào ban ngày khi đang dự tiệc long trọng ở Luxembourg. Một cuộc quan sát mang tính lịch sử của hành tinh vào ban ngày được diễn ra trong lễ nhậm chức của tổng thống Hoa Kỳ Abraham Lincoln tại Washington, D.C. vào ngày 4 tháng 3 năm 1865. Mặc dù khả năng quan sát các pha của Sao Kim bằng mắt thường vẫn còn bị tranh cãi, nhưng vẫn còn tồn tại những ghi chép quan sát về các pha lưỡi liềm của Sao Kim.
Ánh sáng xám. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Ánh sáng xám.
Có một bí ẩn từ lâu trong khi quan sát Sao Kim đó là hiện tượng ánh sáng xám - một hình ảnh được chiếu sáng yếu của mặt tối hành tinh, khi hành tinh ở pha lưỡi liềm. Lần đầu tiên hiện tượng này được phát hiện đó là vào năm 1643, nhưng sự tồn tại của ánh sáng xanh vẫn chưa được xác nhận một cách tin cậy. Những người quan sát nghĩ rằng hiện tượng này là do những hoạt động có sự tham gia của luồng điện tích trong khí quyển Sao Kim, hoặc nó cũng có thể là một ảo ảnh, một hiệu ứng liên quan đến thị giác khi người quan sát nhìn vào hình ảnh lưỡi liềm của nó.
Nghiên cứu.
Nghiên cứu ban đầu.
Người cổ đại đã biết đến Sao Kim với những tên gọi "sao hôm" và "sao mai", phản ánh những hiểu biết ban đầu của họ về sự xuất hiện của hai thiên thể khác nhau. Bản quan sát Sao Kim của Ammisaduqa, từ năm 1581 trước Công nguyên, cho thấy người Babylon đã hiểu được hai vật thể tách biệt này thực ra là một, và họ coi nó là "nữ hoàng ánh sáng của bầu trời" khi ghi trên bảng, và cho phép hỗ trợ cũng như tiên đoán trong các quan sát sau. Người Hy Lạp cũng từng nghĩ đây là hai thiên thể riêng biệt, sao Phosphorus và sao Hesperus, cho đến khi Pythagoras mới phát hiện ra điều này ở thế kỷ thứ VI trước Công nguyên. Người La Mã coi sao hôm là Lucifer, hay "Người mang lại ánh sáng", và sao hôm là Vesper.
Hiện tượng Sao Kim đi qua Mặt Trời lần đầu tiên được quan sát và ghi chép lại bởi nhà thiên văn Jeremiah Horrocks ngày 4 tháng 12 năm 1639 (24 tháng 11 theo lịch Julius thời đó), cùng với người bạn của ông là William Crabtree, mỗi người quan sát tại nhà riêng của họ.
Khi nhà bác học Galileo Galilei lần đầu tiên hướng ống kính quan sát Sao Kim vào năm 1610, ông đã nhận ra hành tinh này cũng có các pha giống như pha Mặt Trăng, hình ảnh của nó biến đổi từ gần tròn cho đến hình lưỡi liềm và ngược lại. Khi Sao Kim ở cách xa Mặt Trời nhất, nó hiện lên là hình nửa hình tròn, và khi nó tiến gần đến Mặt Trời trên nền bầu trời, nó có hình lưỡi liềm và tròn. Điều này chỉ có thể xảy ra khi Sao Kim quay quanh Mặt Trời trên quỹ đạo, và là một trong những quan sát đầu tiên mâu thuẫn với mô hình địa tâm của Ptolemy. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Nhà khoa học Mikhail Lomonosov là người đầu tiên phát hiện Sao Kim có khí quyển vào năm 1761. Cho tới năm 1790, khí quyển của hành tinh mới được quan sát rõ ràng bởi nhà thiên văn Johann Schröter. Schröter phát hiện thấy khi hành tinh ở pha lưỡi liềm, hai đỉnh nhọn của cung lưỡi liềm kéo dài hơn 180°. Ông đoán chính xác điều này là do ánh sáng Mặt Trời tán xạ từ khí quyển dày đặc. Sau đó, nhà thiên văn Chester Smith Lyman quan sát thấy một vòng sáng đầy đủ trong pha tối Sao Kim khi nó ở vị trí giao hội trong, cung cấp thêm bằng chứng nữa cho khẳng định trên Sao Kim có khí quyển. Do khí quyển dày đặc nên nhiều nhà thiên văn đã nỗ lực để xác định chu kỳ tự quay của hành tinh, như Giovanni Cassini và Schröter đã tính sai chu kỳ tự quay của nó bằng khoảng 24 giờ khi hai ông dựa trên những đặc điểm sáng từ hình ảnh quan sát hành tinh.
Nghiên cứu thời hiện đại dưới mặt đất.
Ít có thêm khám phá về Sao Kim cho đến tận thế kỷ XX. Do khí quyển quá dày nên nó chỉ hiện ra là một cái đĩa tròn hoặc hình lưỡi liềm, và người ta vẫn không biết hình ảnh bề mặt của nó như thế nào. Chỉ đến khi các thiết bị như phổ kế, radar và quan sát qua tia tử ngoại thì các nhà thiên văn mới phát hiện thêm nhiều đặc điểm của hành tinh. Quan sát bằng UV đầu tiên được thực hiện trong thập niên 1920, khi Frank Ross phát hiện thấy sử dụng tia UV các hình ảnh cho nhiều chi tiết hơn khi quan sát bằng ánh sáng khả kiến và hồng ngoại. Ông nêu ra là điều này do khí quyển của hành tinh rất dày đặc, tầng thấp khí quyển màu vàng với những đám mây ti ở trên cao.
Quan sát qua phổ kế từ thập niên 1900 đưa ra manh mối đầu tiên về sự tự quay của hành tinh. Vesto Slipher cố gắng đo dịch chuyển Doppler từ ánh sáng phản xạ từ Sao Kim, nhưng ông đã không thể tìm ra hành tinh tự quay. Do vậy ông đoán rằng hành tinh phải có tốc độ tự quay rất chậm so với trước đây người ta từng nghĩ. Những nghiên cứu về sau trong những năm 1950 chỉ ra Sao Kim tự quay nghịch hành. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Những quan sát bằng ra đa thực hiện đầu tiên trong những năm 1960 cho những kết quả đầu tiên về tốc độ tự quay của hành tinh và đã rất gần với giá trị chính xác ngày nay.
Kết quả từ quan trắc ra đa những năm 1970 lần đầu tiên còn cho những hình ảnh chi tiết về bề mặt Sao Kim. Những xung của sóng vô tuyến được phát lên hành tinh và đo tín hiệu phản hồi lại thu tại kính thiên văn vô tuyến đường kính 300 m ở đài quan sát Arecibo, và các nhà khoa học nhận thấy tiếng vọng ra đa thể hiện khá mạnh ở hai vùng, mà họ đặt là các vùng Alpha và Beta. Sau các phân tích thì những vùng sáng trên ảnh ra đa là các rặng núi, mà họ đặt tên là ngọn Maxwell Montes. Ba đặc điểm duy nhất này trên Sao Kim được đặt tên không thuộc về phái nữ.
Thám hiểm.
Những nỗ lực ban đầu.
Phi vụ tàu không gian robot đầu tiên gửi đến Sao Kim và cũng là hành tinh đầu tiên một tàu của con người đến thăm dò, bắt đầu vào ngày 12 tháng 2 năm 1961, với tàu Venera 1 được phóng lên. Con tàu phóng lên thành công trong chương trình Venera theo quỹ đạo trực tiếp nhưng đã mất liên lạc với mặt đất khoảng bảy ngày sau khi phóng, khi con tàu ở cách Trái Đất 2 triệu km. Các nhà khoa học Nga dự tính nó đi qua Sao Kim ở khoảng cách 100.000 km vào trung tuần tháng 5 năm 1961.
Chương trình thám hiểm Sao Kim của Hoa Kỳ cũng khởi đầu bằng thất bại của tàu Mariner một trong lúc phóng. Tàu Mariner 2 thành công hơn khi nó tồn tại được 109 ngày sau khi phóng lên quỹ đạo và ngày 14 tháng 12 năm 1962 nó trở thành phi vụ thám hiểm hành tinh đầu tiên thành công, khi tiếp cận đến Sao Kim ở khoảng cách 34.833 km. Các thiết bị đo bức xạ vi ba và hồng ngoại cho thấy trong khí các đám mây trên cao của khí quyển Sao Kim rất lạnh thì nhiệt độ bề mặt dưới hành tinh rất nóng ít nhất 425 °C, xác nhận những kết quả quan sát trước đó trên Trái Đất và cuối cùng kết thúc mọi hi vọng của nhiều người về tồn tại một sự sống trên hành tinh này. Tàu Mariner 2 cũng gửi về các số liệu khối lượng hành tinh và đơn vị hành tinh, nhưng nó đã không phát hiện thấy bất kỳ sự tồn tại nào của từ trường hành tinh hay vành đai bức xạ.
Rơi vào khí quyển. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Rơi vào khí quyển.
Tàu Venera 3 của Liên Xô đổ bộ xuống Sao Kim ngày 1 tháng 3 năm 1966. Nó là thiết bị nhân tạo đầu tiên đi vào khí quyển và va chạm xuống bề mặt hành tinh khác, mặc dù hệ thống liên lạc của nó đã bị hỏng và người ta không nhận được một dữ liệu gì của nó gửi về. Ngày 18 tháng 10 năm 1967, Venera 4 đã đi vào khí quyển thành công và thực hiện một số thí nghiệm khoa học. Venera 4 cho thấy tại vị trí nó đi vào khí quyển nhiệt độ đo được cao hơn giá trị mà tàu Mariner 2 trước đo gửi về và Venera 4 đo được 500 °C, bầu khí quyển hành tinh chứa 90 đến 95% cacbon dioxide. Khí quyển Sao Kim dày hơn đáng kể so với giá trị mà những kĩ sư thiết kế Venera 4 sử dụng để tính toán, và nó rơi xuống chậm hơn với dù bung hay lượng điện trong pin tích trữ hết sớm hơn trước khi nó có thể rơi chạm mặt đất. Sau khi gửi dữ liệu trong 93 phút hành trình, giá trị áp suất cuối cùng mà Venera 4 đo được bằng 18 bar tại độ cao 24,96 km so với bề mặt.
Đúng 1 ngày sau, 19 tháng 10 năm 1967, Mariner 5 bay qua hành tinh ở khoảng cách 4000 km bên trên các đám mây. Tàu Mariner 5 ban được chế tạo để phóng lên Sao Hỏa - cùng Mariner 4, nhưng khi phi vụ này thành công, những người đứng đầu NASA quyết định sử dụng nó nhằm thám hiểm Sao Kim. Với những thiết bị nhạy hơn tàu Mariner 2, dặc biệt là thiết bị khảo sát sự che khuất tín hiệu vô tuyến, đã gửi dữ liệu về thành phần, áp suất và mật độ khí quyển Sao Kim. Dữ liệu từ sự hợp tác giữa Venera 4 – Mariner 5 đã được phân tích bởi một đội các nhà khoa học Liên Xô và Hoa Kỳ trong những năm sau đó, và thể hiện sự hợp tác nghiên cứu khoa học đa quốc gia trong những năm đầu của kỷ nguyên vũ trụ.
Rút kinh nghiệm từ tàu Venera 4, Liên Xô đã phóng hai tàu giống nhau Venera 5 và Venera 6 cách nhau năm ngày trong tháng 1 năm 1969; chúng đi vào khí quyển sao Kim các ngày 16 và 17 tháng 5 trong cùng năm. Lớp bảo vệ tàu và thiết bị khoa học đã được gia cường để tăng khả năng chịu áp suất lên tới 25 bar và hai tàu được trang bị dù nhỏ hơn cho phép chúng rơi nhanh hơn. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Do ngày nay chúng ta ước tính khí quyển Sao Kim có áp suất bề mặt từ 75 đến 100 bar, cho nên hai tàu đã không còn hoạt động khi tiếp đất. Sau khi gửi về 50 phút dữ liệu khí quyển, cả hai đã bị bẹp nát ở độ cao xấp xỉ 20 km trước khi kịp chạm đất ở phía mặt tối của Sao Kim.
Nghiên cứu bề mặt và khí quyển.
Các kĩ sư Liên Xô tiếp tục tham vọng đổ bộ thành công lên bề mặt với Venera 7 và thu được dữ liệu từ bề mặt. Con tàu được lắp ráp với mô đun kiên cố có khả năng chịu được áp suất tới 180 bar. Mô đun này được làm lạnh trước khi con tàu Venera 7 đi vào khí quyển và nó được trang bị dù cánh buồm cho phép thời gian rơi dự kiến của tàu là 35 phút. Trong khi đi vào khí quyển ngày 15 tháng 12 năm 1970, các kĩ sư tin rằng dù này đã bị rách một phần, và con tàu đã va chạm mạnh xuống bề mặt, tuy không bị phá hủy hoàn toàn. Nó vẫn gửi được tín hiệu yếu về Trái Đất và tồn tại trong khoảng 23 phút, và đây là lần đầu tiên tín hiệu vô tuyến nhận được từ bề mặt một hành tinh khác.
Chương trình Venera tiếp tục với phi vụ Venera 8 khi nó gửi được dữ liệu từ thời điểm chạm đất trong khoảng 50 phút, sau khi đi vào khí quyển ngày 22 tháng 7 năm 1972. Venera 9, đi vào khí quyển ngày 22 tháng 10 năm 1975, và ba ngày sau 25 tháng 10 tàu Venera 10, gửi những hình ảnh đầu tiên về quang cảnh Sao Kim. Hai vị trí đổ bộ có địa hình khác nhau xung quanh hai tàu: Venera 9 rơi xuống một sườn dốc 20 độ với những tảng đá đường kính 30–40 cm nằm rải rác xung quanh; Venera 10 rơi trên phiến đá phẳng kiểu bazan bao quanh bởi đất đá bị phong hóa.
Trong thời gian này, Hoa Kỳ đã gửi tàu Mariner 10 có quỹ đạo bay qua Sao Kim nhằm lợi dụng hỗ trợ hấp dẫn để đến Sao Thủy. Ngày 5 tháng 2 năm 1974, Mariner 10 đi qua hành tinh ở khoảng cách 5790 km, và gửi về trung tâm điều khiển hơn 4.000 bức ảnh. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Các bức ảnh với chất lượng tốt nhất từ trước đó, cho thấy hành tinh hiện lên không có gì nổi bật dưới ánh sáng khả kiến, nhưng qua bước sóng tử ngoại các nhà khoa học có thể nhận ra các đám mây mà chưa từng được quan sát từ các đài quan trắc trên Trái Đất.
Dự án Pioneer Venus bao gồm hai phi vụ riêng. Tàu quỹ đạo Pioneer Venus Orbiter (cũng được gọi là "Pioneer 12" hay "Pioneer Venus 1") đi vào quỹ đạo elip quanh Sao Kim ngày 4 tháng 12 năm 1978, và tồn tại ở đó trong 13 năm, nó nghiên cứu khí quyển và chụp ảnh bề mặt bằng sóng ra đa. Tàu Pioneer Venus Multiprobe ("Pioneer 13" hay "Pioneer Venus 2") thả ra tổng cộng 4 thiết bị thăm dò đi xuống khí quyển Sao Kim ngày 9 tháng 12 năm 1978, và chúng đã gửi dữ liệu về thành phần, sức gió và thông lượng nhiệt trong khí quyển hành tinh.
Có thêm bốn phi vụ đổ bộ nữa diễn ra trong bốn năm tiếp theo, mà các tàu Venera 11 và Venera 12 phát hiện ra những cơn bão điện tích trong khí quyển; và Venera 13 và Venera 14, đổ bộ cách nhau bốn ngày 1 và 5 tháng 3 năm 1982, gửi về những bức ảnh màu đầu tiên về bề mặt hành tinh. Cả bốn phi vụ đều sử dụng dù bung để hãm tàu rơi trong khí quyển, nhưng sau đó thả chúng ra tại độ cao 50 km, nơi khí quyển có mật độ dày đặc hơn và cho phép các tàu chạm đất nhẹ nhàng dựa vào ma sát với không khí mà không cần sự hỗ trợ của dù. Cả Venera 13 và 14 đều thực hiện nhiệm vụ phân tích mẫu đất bằng phổ kế huỳnh quang tia X gắn trên tàu, cũng như đo tính nén của đất nơi chúng đổ bộ bằng một thiết bị va chạm. Venera 14 bị hỏng lắp chụp camera và thiết bị của nó không thể tiếp xúc với đất được. Chương trình Venera kết thúc vào tháng 10 năm 1983, khi Venera 15 và Venera 16 đi vào quỹ đạo quanh Sao Kim nhằm vẽ bản đồ địa hình hành tinh thông qua phương pháp tổng hợp tín hiệu ra đa.
Năm 1985, Liên Xô đã kết hợp nhiệm vụ thám hiểm Sao Kim với thăm dò sao chổi Halley, sao chổi đi vào vùng bên trong hệ Mặt Trời năm đó. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Trên đường đến sao chổi Halley, ngày 11 và 15 tháng 6 năm 1985, hai tàu không gian của chương trình Vega mỗi tàu đã thả một thiết bị thăm dò từng thiết kế trong chương trình Venera và giải phóng một robot bay trong khí quyển nhờ khí cầu. Robot khí cầu này hoạt động trên độ cao khoảng 53 km, nơi áp suất và nhiệt độ tương đương trên bề mặt Trái Đất. Hai robot đã hoạt động trong khoảng 46 giờ, và khám phá ra khí quyển Sao Kim hỗn loạn hơn rất nhiều so với trước đó từng nghĩ, với những luồng gió mạnh và những ô đối lưu khí quyển mạnh.
Vẽ bản đồ bằng ra đa.
Những nghiên cứu bằng tín hiệu ra đa từ Trái Đất đã cung cấp những hình ảnh cơ bản về bề mặt hành tinh này. Các tàu Pioneer Venus và Venera cũng đã gửi về những bức ảnh có độ phân giải cao hơn.
Tàu không gian Magellan của Hoa Kỳ phóng lên ngày 4 tháng 5 năm 1989, với mục đích thu được hình ảnh bề mặt Sao Kim bằng phương pháp ảnh ra đa. Con tàu đã gửi những bức ảnh phân giải cao trong suốt 4,5 năm hoạt động với lượng dữ liệu gửi về vượt qua tất cả các phi vụ thám hiểm hành tinh này trước đó. Magellan chụp được hơn 98% diện tích bề mặt bằng ra đa, và vẽ ra 95% bản đồ phân bố khối lượng trong hành tinh bằng cách đo tác dụng của trường hấp dẫn lên con tàu. Năm 1994, thời điểm kết thúc của phi vụ, các kĩ sư đã gửi Magellan rơi vào khí quyển Sao Kim nhằm đánh giá mật độ khí quyển hành tinh. Sao Kim cũng đã được chụp ảnh từ các tàu Galileo và Cassini trong thời gian chúng bay qua hành tinh để đến lần lượt Sao Mộc và Sao Thổ, nhưng tàu Magellan là phi vụ cuối cùng của thể kỷ nhằm để nghiên cứu riêng Sao Kim.
Những phi vụ hiện tại và tương lai.
Tàu không gian MESSENGER của NASA trên đường đến Sao Thủy đã hai lần thực hiện bay qua Sao Kim vào tháng 10 năm 2006 và tháng 6 năm 2007, nhằm giảm vận tốc trên quỹ đạo để nó có thể bị bắt bởi Sao Thủy khi đi vào quỹ đạo hành tinh này tháng 3 năm 2011. MESSENGER cũng đã thu thập và gửi về một số dữ liệu. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Tàu Venus Express được thiết kế và chế tạo bởi ESA, phóng lên ngày 9 tháng 11 năm 2005 bằng tên lửa Soyuz-Fregat của Nga thông qua công ty sở hữu chung của Nga và ESA là "Starsem", nó đã đi vào quỹ đạo cực quanh Sao Kim ngày 11 tháng 4 năm 2006. Nhiệm vụ của con tàu là nghiên cứu chi tiết khí quyển cũng như các đám mây, bao gồm lập ra bản đồ môi trường plasma bao quanh và các đặc điểm bề mặt hành tinh, đặc biệt là nhiệt độ. Một trong những khám phá của Venus Express hai xoáy khí quyển khổng lồ tồn tại trong khí quyển ở cực nam Sao Kim.
Cơ quan nghiên cứu và phát triển hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) đã thiết kế và chế tạo một tàu quỹ đạo, Akatsuki (tên gọi cũ "Hành tinh-C"), phóng lên ngày 20 tháng 5 năm 2010, nhưng nó đã thất bại khi không đi vào quỹ đạo Sao Kim tháng 12 năm 2010. Hy vọng vẫn còn khi các kĩ sư đặt con tàu vào chế độ đóng băng và họ cố gắng thử đưa tàu vào quỹ đạo một lần nữa vào năm 2016. Nhiệm vụ nghiên cứu của nó bao gồm chụp ảnh bề mặt bằng một camera hồng ngoại và phát hiện ra tia sét trong khí quyển, cũng như phát hiện ra những núi lửa còn khả năng hoạt động.
Cơ quan ESA đang triển khai kế hoạch phóng một tàu quỹ đạo lên Sao Thủy năm 2014, tàu BepiColombo, và nó sẽ thực hiện hai lần bay qua Sao Kim trước khi đi vào quỹ đạo Sao Thủy năm 2020.
Trong Chương trình New Frontiers, NASA đề xuất một phi vụ đổ bộ "Venus In-Situ Explorer" nhằm nghiên cứu điều kiện bề mặt và khảo sát khoáng chất của regolith. Robot sẽ được trang bị một máy khoan lấy mẫu để nghiên cứu đất và những mẫu đá chưa bị phong hóa dưới điều kiện khắc nghiệt tại bề mặt hành tinh. Một phi vụ khác nhằm nghiên cứu bề mặt và khí quyển, "Surface and Atmosphere Geochemical Explorer" (SAGE), là một ứng cử viên trong New Frontiers năm 2009, nhưng nó đã không được lựa chọn để triển khai.
Vệ tinh Venera-D (tiếng Nga: Венера-Д) do cơ quan hàng không không gian Nga thiết kế có thể được phóng lên trong năm 2016, với nhiệm vụ nghiên cứu môi trường bao quanh Sao Kim cũng như thả một thiết bị đổ bộ, dựa trên thiết kế cũ của chương trình Venera, với mục tiêu tồn tại lâu trên bề mặt hành tinh. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Những đề xuất nghiên cứu thăm dò Sao Kim khác bao gồm các robot tự hành, khí cầu, và máy bay trong khí quyển.
Ý tưởng về chuyến bay có người lái.
Một phi vụ có người lái đến Sao Kim, sử dụng các con tàu và tên lửa có từ chương trình Apollo, đã được đề xuất cuối những năm 1960. Kế hoạch của chương trình là phóng tên lửa đưa người lên vào tháng 10 hoặc tháng 11 của năm 1973, và sử dụng tên lửa Saturn V để đưa ba phi hành gia đến Sao Kim trong khoảng thời gian 1 năm. Con tàu sẽ bay qua bề mặt Sao Kim ở khoảng cách 5.000 kilômét trong khoảng bốn tháng trước khi quay trở lại Trái Đất. Tuy nhiên ý tưởng đã bị hủy bỏ vì có quá nhiều khó khăn về mặt kỹ thuật và tài chính.
Thời gian các phi vụ thám hiểm.
Dưới đây là danh sách các phi vụ tàu không gian tới thám hiểm trực tiếp hoặc là thực hiện bay qua Sao Kim. Sao Kim cũng được chụp bởi Hubble, và những kính thiên văn khác cũng đã thu thập dữ liệu về hành tinh qua các dải bước sóng khác nhau.
Trong văn hóa.
Theo hệ thống đặt tên hành tinh của IAU, Sao Kim là hành tinh duy nhất trong hệ Mặt Trời đặt tên theo hình ảnh của phái nữ. Ba hành tinh lùn;– Ceres, Eris và Haumea – cùng với những tiểu hành tinh đầu tiên được phát hiện ra và một số vệ tinh (như các vệ tinh Galilei) cũng mang tên giống cái/phái nữ. Trái Đất và Mặt Trăng cũng có tên phái nữ trong nhiều ngôn ngữ—Gaia/Terra, Selene/Luna— nhưng tên gọi của các vị thần nữ trong thần thoại dùng để đặt cho một thiên thể, chứ không phải họ được đặt tên theo thiên thể đó.
Biểu tượng Sao Kim.
Ký hiệu thiên văn học cho Sao Kim giống như ký hiệu sử dụng trong sinh học cho giống cái: một hình tròn với chữ thập ở bên dưới. Biểu tượng của Sao Kim cũng thể hiện sự yếu đuối, và các nhà giả kim phương Tây trung đại còn dùng ký hiệu này cho kim loại đồng. Đồng được đánh bóng cũng được sử dụng làm gương soi ở thời cổ đại, và biểu tượng Sao Kim đôi khi còn được hiểu là chiếc gương soi của các vị thần.
Trong văn hóa.
Là một trong những thiên thể sáng nhất trên bầu trời, Sao Kim đã được con người biết đến từ lâu và nó có vị trí vững chắc trong tư tưởng văn hóa xuyên suốt lịch sử loài người. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Nó được miêu tả trong các văn bản của người Babylon như "Bảng Sao Kim của Ammisaduqa", văn bản này liên quan đến những quan sát về ngôi sao này có thể vào thời điểm năm 1600 TCN. Những người Babylon đặt tên cho nó là "Ishtar" (thần "Inanna" của người Sumer), là hiện thân của phái nữ, và nữ thần tình yêu. Bà còn là nữ thần chiến tranh, đại diện cho vị thần trông coi sinh và tử.
Người Ai Cập cổ đại tin rằng có hai thiên thể khác nhau và gọi nó là "Tioumoutiri" khi nó xuất hiện vào buổi sáng (trong tiếng Việt là sao Mai) và khi xuất hiện vào buổi tối gọi là "Ouaiti" (sao Hôm). Tương tự người Hy Lạp cũng tin rằng Sao Kim cũng gọi là sao Mai , ' (Latin hóa "Phosphorus"), "Kẻ mang tới Ánh Sáng - Kẻ Sáng Láng" , ' (Latin hóa "Eosphorus"), "Kẻ mang tới Bình Minh". Sao vào buổi tối được gọi là "" (Latin hóa "Hesperus") (, "sao hôm"). Người Hy Lạp cổ đại đã nhận ra rằng, hai thiên thể này thực chất là một hành tinh, được đặt theo tên nữ thần tình yêu của họ là Aphrodite ("Αφροδίτη") (thần Astarte của Phoenicia), tên hành tinh được giữ lại trong tiếng Hy Lạp hiện đại. Người La Mã cổ đại có xuất phát tôn giáo phần lớn từ Hy Lạp đã đặt tên cho hành tinh theo Venus, một vị thần tình yêu của họ. Gaius Plinius Secundus ("Natural History", ii,37) đã xác định Sao Thủy với Isis.
Xâm lược thuộc địa.
Do những điều kiện vật lý khắc nghiệt, việc xâm lược lên bề mặt Sao Kim là không thể đối với công nghệ hiện nay. Tuy nhiên, ở độ cao xấp xỉ 50 kilômét áp suất khí quyển và nhiệt độ tại đó gần bằng so với tại bề mặt Trái Đất với oxy và nitơ được thay bằng CO2. Do vậy có người đề xuất xây dựng "những thành phố nổi" trên khí quyển Sao Kim. Những khí cầu Aerostat có thể được sử dụng nhằm thám hiểm và cuối cùng dừng để nâng đỡ các thành phố nổi này. Những khó khăn về mặt kỹ thuật đó là có quá nhiều axít sunfuric hay thiếu oxy tại những độ cao này. Ngoài ra còn có sự nhiễu động mạnh của bầu khí quyển cũng như tác động của tia vũ trụ khi hành tinh không có từ quyển bao quanh.
Vệ tinh tự nhiên. |
Sao Kim | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1581 | Vệ tinh tự nhiên.
Sao Kim không có vệ tinh tự nhiên nào được biết đến hiện tại, nhưng nó được cho là có một vệ tinh tên là Neith, được dự báo bởi nhà thiên văn học Giovanni D. Cassini vào thế kỷ 17. Và hành tinh cũng có một vài bán vệ tinh tạm thời (quasi-satellite) đó là tiểu hành tinh Trojan 2002 VE68 cùng với hai tiểu hành tinh Trojan tiềm năng khác là 2001 CK32 và 2012 XE133. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Sao Hỏa hay Hỏa Tinh là hành tinh thứ tư ở Hệ Mặt Trời và là hành tinh đất đá ở xa Mặt Trời nhất, với bán kính bé thứ hai so với các hành tinh khác. Sao Hoả có màu cam đỏ do bề mặt của hành tinh được bao phủ bởi lớp vụn sắt(III) ôxít, do đó còn có tên gọi khác là "hành tinh đỏ". Vì bán cầu Bắc của Sao Hoả có bồn trũng Bắc Cực chiếm đến 40% diện tích hành tinh, so bán cầu Nam thì bán cầu Bắc phẳng hơn và ít hố va chạm hơn. Khí quyển của Sao Hoả khá mỏng với thành phần chính là cácbon điôxít. Ở hai cực Sao Hoả là lớp băng được làm bằng nước. Sao Hoả có hai vệ tinh tự nhiên: Phobos và Deimos.
Một ngày ở trên Sao Hoả dài khoảng 24,5 tiếng và Sao Hoả có các mùa giống như ở trên Trái Đất, vì hành tinh này có trục quay nghiêng 25°. Thời gian để Sao Hoả quay một vòng quanh Mặt Trời là 1,88 năm Trái Đất. Nhiệt độ trên bề mặt Sao Hoả biến thiên khá nhiều, thường rơi khoảng từ −110 °C đến 35 °C. Vỏ ngoài của Sao Hoả có nhiều nguyên tố silicon, oxy (trong dạng ôxít) và sắt, lớp phủ ở bên trong vỏ chứa silicat rắn, còn lớp lõi ở bên trong cùng chứa nhiều nguyên tố sắt, niken và lưu huỳnh. Sao Hoả hiện tại có nhiều biến động về địa chất, với những cơn lốc xoáy làm bay bụi và các trận động đất xảy ra thường xuyên. Trên Sao Hoả có Olympus Mons là đỉnh núi cao nhất và hẻm núi Valles Marineris thuộc dạng dài nhất trong Hệ Mặt Trời.
Sao Hoả được hình thành 4,5 tỷ năm trước. Ở Kỷ Noachian từ khoảng 4,1 đến 3,7 tỷ năm trước, trên bề mặt hành tinh bị phong hoá rất mạnh và thiên thạch đâm rất nhiều, hình thành nên các dãy núi lửa, thung lũng, vùng trũng và biển. Kỷ Hesperian từ 3,7 đến khoảng 3,2–2 tỷ năm trước được đánh dấu bởi các vụ phun trào núi lửa và lũ lụt mạnh, tạo ra những bãi hạ nguồn ngoằn nghèo trên bề mặt. Kỷ Amazonian từ đó đến nay thì so với các kỷ trước thì ít hoạt động địa chất hơn. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Dù có nhiều bằng chứng cho thấy nước ở dạng lỏng đã từng tồn tại khá lâu ở trên Sao Hoả, chưa có bằng chứng cụ thể nào cho thấy sự sống đã từng tồn tại trên Sao Hỏa.
Sao Hoả là một trong những vật sáng nhất trên bầu trời, khi nhìn vào thì có màu đỏ rất đặc trưng. Vì vậy, người Hoa và Việt Nam đã đặt tên hành tinh này từ nguyên tố hoả (lửa) trong Ngũ hành. Trong nhiều thứ tiếng ở châu Âu thì Sao Hoả được đặt tên từ vị thần chiến tranh Hi Lạp "Mars". Từ cuối thế kỷ 20, các tàu thám hiểm Sao Hoả như là "Mariner 4" (tàu đầu tiên bay qua Sao Hoả năm 1965), "Mars 2" (vệ tinh nhân tạo Sao Hoả đầu tiên, năm 1971), và "Viking 1" (đáp lần đầu trên Sao Hoả năm 1976) đã tăng sự hiểu biết của loài người về hành tinh này. Hiện tại, năm 2023 có ít nhất 11 tàu còn đang hoạt động trên Sao Hoả đến từ nhiều nước khác nhau. Do nhiều yếu tố, Sao Hoả khả năng cao sẽ là hành tinh thứ hai mà con người đáp xuống và khám phá.
Tổng quan.
Cho đến khi tàu "Mariner 4" lần đầu tiên bay ngang qua Sao Hỏa vào năm 1965, đã có nhiều suy đoán về sự có mặt của nước lỏng trên bề mặt hành tinh này. Chúng dựa trên những quan sát về sự biến đổi chu kỳ về độ sáng và tối của những nơi trên bề mặt hành tinh, đặc biệt tại những vĩ độ vùng cực, nơi có đặc điểm của biển và lục địa; những đường kẻ sọc dài và tối ban đầu được cho là những kênh tưới tiêu chứa nước lỏng. Những đường sọc thẳng này sau đó được giải thích như là những ảo ảnh quang học, mặc dù các chứng cứ địa chất thu thập bởi các tàu thăm dò không gian cho thấy Sao Hỏa có khả năng đã từng có nước lỏng bao phủ trên diện rộng ở bề mặt của nó. Năm 2005, dữ liệu từ tín hiệu radar cho thấy sự có mặt của một lượng lớn nước đóng băng ở hai cực, và tại các vũng vĩ độ trung bình. Robot tự hành Spirit đã lấy được mẫu các hợp chất hóa học chứa phân tử nước vào tháng 3 năm 2007. Tàu đổ bộ "Phoenix" đã trực tiếp lấy được mẫu nước đóng băng trong lớp đất nông trên bề mặt vào ngày 31 tháng 7 năm 2008. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Sao Hỏa có hai vệ tinh: Phobos và Deimos, chúng là các vệ tinh nhỏ và dị hình. Đây có thể là các tiểu hành tinh bị Sao Hỏa bắt được, tương tự như 5261 Eureka - một tiểu hành tinh Troia của Sao Hỏa. Hiện nay có ba tàu quỹ đạo còn hoạt động đang bay quanh Sao Hỏa: "Mars Odyssey", "Mars Express", và "Mars Reconnaissance Orbiter". Trên bề mặt nó có robot tự hành thám hiểm Sao Hỏa (Mars Exploration Rover) "Opportunity" không còn hoạt động và cặp song sinh với nó robot tự hành "Spirit" đã ngừng hoạt động, cùng với đó là những tàu đổ bộ và robot tự hành trong quá khứ-cả thành công lẫn không thành công. Tàu đổ bộ "Phoenix" đã hoàn thành phi vụ của nó vào năm 2008. Những quan sát bởi tàu quỹ đạo đã ngừng hoạt động của NASA "Mars Global Surveyor" chỉ ra chứng cứ về sự dịch chuyển thu nhỏ và mở rộng của chỏm băng cực bắc theo các mùa. Tàu quỹ đạo "Mars Reconnaissance Orbiter" của NASA đã thu nhận được các bức ảnh cho thấy khả năng có nước chảy trong những tháng nóng nhất trên sao Hỏa.
Đặc tính vật lý.
Bán kính của Sao Hỏa xấp xỉ bằng một nửa bán kính của Trái Đất, với diện tích bề mặt chi hơi nhỏ hơn tổng diện tích đất liền của Trái Đất. Tỷ trọng của nó nhỏ hơn của Trái Đất, với thể tích chỉ bằng 15% thể tích Trái Đất và khối lượng chỉ bằng 11%, do đó chỉ bằng 38% trọng lực bề mặt của Trái Đất. Trong khi Sao Hỏa có đường kính và khối lượng lớn hơn Sao Thủy thì Sao Thủy lại có tỷ trọng cao hơn. Điều này làm cho hai hành tinh có giá trị gia tốc hấp dẫn tại bề mặt gần bằng nhau-của Sao Hỏa chỉ lớn hơn có 1%. Sao Hỏa cũng là hành tinh có giá trị kích thước, khối lượng và gia tốc hấp dẫn bề mặt ở giữa khi so với Trái Đất và Mặt Trăng (Mặt Trăng có đường kính bằng một nửa của Sao Hỏa, trong khi Trái Đất có đường kính gấp đôi Sao Hỏa; Trái Đất có khối lượng gấp chín lần khối lượng Sao Hỏa trong khi Mặt Trăng có khối lượng chỉ bằng một phần chín so với Sao Hỏa). Màu sắc vàng cam của bề mặt Sao Hỏa là do lớp phủ chứa sắt(III) oxide, thường được gọi là hematit, hay rỉ sét. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Những màu sắc bề mặt phổ biến khác bao gồm vàng, nâu, màu nâu vàng và hơi xanh lục, tùy thuộc vào những khoáng sản có mặt.
Địa chất.
Tương tự Trái Đất, Sao Hỏa đặc trưng với một lõi kim loại dày bao phủ bởi một lớp vật chất ít dày hơn. Những mô hình hiện tại về bên trong Sao Hỏa chỉ ra lõi của nó chứa chủ yếu là sắt và nickel với khoảng 16-17% lưu huỳnh. Lõi sắt(II) sunfit này có trạng thái lỏng một phần, và được cho là giàu nguyên tố nhẹ gấp hai lần lõi Trái Đất. Lõi được bao quanh bởi một lớp phủ silicat, lớp này hình thành lên sự kiến tạo và đặc điểm núi lửa của hành tinh, nhưng hiện nay những hoạt động này đã ngừng hẳn. Bên cạnh silicon và oxy, những nguyên tố phổ biến nhát trong vỏ sao Hỏa là sắt, ma-giê, nhôm, canxi và kali. Độ dày trung bình của lớp vỏ là khoảng 50 km, với phần dày nhất lên tới 125 km. Để so sánh, vỏ trái Đất trung bình dày 40 km, chỉ bằng một phần ba Sao Hỏa khi so với tỉ lệ đường kính của hai hành tinh.
Sao Hỏa có hoạt động địa chấn, với InSight ghi nhận được hơn 450 trận động đất và các sự kiện liên quan trong năm 2019. Trong năm 2021, xuất hiện báo cáo rằng dự trên mười một trận động đất cường độ thấp trên Sao Hỏa được phát hiện bởi InSight, lõi sao Hỏa quả thực ở dạng lỏng và có bán kính vào khoảng 1830±40 km và nhiệt độ khoảng 1900-2000 K. Bán kính lõi sao Hỏa chiếm hơn một nửa bán kính của hành tinh và bằng khoảng một nửa bán kính lõi Trái Đất. Điều này lớn hơn những gì các mô hình dự đoán, cho thấy rằng phần lõi chưa một lượng nguyên tố nhẹ như oxy và hidro cùng với hợp kim sắt-nickel và khoảng 15% lưu huỳnh.
Lõi sao Hỏa được che bởi một lớp phủ đá, nhưng dường như không có một lớp tương tự như lớp phủ dưới của Trái Đất. Lớp vỏ này dường như ở trạng thái rắn xuống tới độ sâu khoảng 500 km, nơi mà vùng vận tốc thấp (quyển mềm nóng chảy một phần) bắt đầu. Dưới vùng quyển mềm, vận tốc của các sóng địa chấn bắt đầu tăng trở lại. Ở độ sâu 1050 km là ranh giới của vùng chuyển tiếp. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Trên bề mặt sao Hỏa có một lớp vỏ với độ dày trung bình khoảng 24–72 km.
Dựa trên những quan sát từ các tàu quỹ đạo và kết quả phân tích mẫu thiên thạch Sao Hỏa, các nhà khoa học nhận thấy bề mặt Sao Hỏa có thành phần chủ yếu từ đá bazan. Một số chứng cứ cho thấy có nơi trên bề mặt Sao Hỏa giàu silic hơn bazan, và có thể giống với đá andesit ở trên Trái Đất; những chứng cứ này cũng có thể được giải thích bởi sự có mặt của silic dioxide (silica glass). Đa phần bề mặt của hành tinh được bao phủ một lớp bụi mịn, dày của sắt(III) oxide.
Mặc dù Sao Hỏa không còn thấy sự hoạt động của một từ trường trên toàn cầu, các quan sát cũng chỉ ra là nhiều phần trên lớp vỏ hành tinh bị từ hóa, và sự đảo ngược cực từ luân phiên đã xảy ra trong quá khứ. Những đặc điểm cổ từ học đối với những khoáng chất dễ bị từ hóa này có tính chất rất giống với những dải vằn từ luân phiên nhau trên nền đại dương của Trái Đất. Một lý thuyết được công bố năm 1999 và được tái kiểm tra vào tháng 10 năm 2005 (nhờ những dữ liệu từ tàu "Mars Global Surveyor"), theo đó những dải này thể hiện hoạt động kiến tạo mảng trên Sao Hỏa khoảng 4 tỷ năm trước, trước khi sự vận động dynamo của hành tinh bị suy giảm và dẫn đến sự mất hoàn toàn của từ trường toàn cầu bao quanh hành tinh đỏ.
Trong thời gian hình thành hệ Mặt Trời, Sao Hỏa được tạo ra từ đĩa tiền hành tinh quay quanh Mặt Trời do kết quả của các quá trình ngẫu nhiên của sự vận động đĩa tiền hành tinh. Trên Sao Hỏa có nhiều đặc trưng hóa học khác biệt do vị trí của nó trong hệ Mặt Trời. Trên hành tinh này, các nguyên tố với điểm sôi tương đối thấp như clo, phosphor và lưu huỳnh có mặt nhiều hơn so với trên Trái Đất; các nguyên tố này có lẽ đã bị đẩy khỏi những vùng gần Mặt Trời bởi gió Mặt Trời trong giai đoạn hình thành Thái Dương hệ.
Ngay sau khi hình thành lên các hành tinh, tất cả chúng đều chịu những đợt bắn phá lớn của các thiên thạch ("Late Heavy Bombardment"). Khoảng 60% bề mặt Sao Hỏa còn để lại chứng tích những đợt va chạm trong thời kỳ này. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Phần bề mặt còn lại có lẽ thuộc về một lòng chảo va chạm rộng lớn hình thành trong thời gian đó—chứng tích của một lòng chảo va chạm khổng lồ ở bán cầu bắc Sao Hỏa, dài khoảng 10.600 km và rộng 8.500 km, hay gần bốn lần lớn hơn lòng chảo cực nam Aitken của Mặt Trăng, lòng chảo lớn nhất từng được phát hiện. Các nhà thiên văn cho rằng trong thời kỳ này Sao Hỏa đã bị va chạm với một thiên thể kích cỡ tương đương với Pluto cách nay bốn tỷ năm. Sự kiện này được cho là nguyên nhân gây nên sự khác biệt về địa hình giữa bán cầu bắc và bán cầu nam của Sao Hỏa, tạo nên lòng chảo Borealis bao phủ 40% diện tích bề mặt hành tinh.
Lịch sử địa chất của Sao Hỏa có thể tách ra thành nhiều chu kỳ, nhưng bao gồm ba giai đoạn lớn sau:
Một số hoạt động địa chất vẫn còn diễn ra trên Sao Hỏa. Trong thung lũng Athabasca (Athabasca Valles) có những vỉa dung nham niên đại tới 200 triệu năm (Mya). Nước chảy trong những địa hào (graben) dọc ở vùng Cerberus diễn ra ở thời điểm 20 Mya, ám chỉ những sự xâm thực của mac ma núi lửa trong thời gian gần đây. Ngày 19 tháng 2 năm 2008, ảnh chụp từ tàu "Mars Reconnaissance Orbiter" cho thấy chứng cứ về vụ sạt lở đất đá từ một vách núi cao 700 m.
Đất.
Tàu đổ bộ "Phoenix" gửi dữ liệu về cho thấy đất trên Sao Hỏa có tính kiềm yếu và chứa các nguyên tố như magiê, natri, kali và clo. Những dưỡng chất này được tìm thấy trong đất canh tác trên Trái Đất, và cần thiết cho sự phát triển của thực vật. Các thí nghiệm thực hiện bởi tàu đổ bộ cho thấy đất của Sao Hỏa có độ base pH bằng 8,3, và chứa dấu vết của muối perchlorat.
Khe đất hẹp (streak) thường xuất hiện trên khắp bề mặt Sao Hỏa và những cái mới thường xuất hiện trên các sườn dốc của các hố va chạm, trũng hẹp và thung lũng. Khe đất hẹp ban đầu có màu tối và theo thời gian nó bị nhạt màu dần. Thỉnh thoảng các rãnh này có mặt ở trong một vùng nhỏ hẹp sau đó chúng bắt đầu kéo dài ra hàng trăm mét. Khe rãnh hẹp cũng đã được quan sát thấy ở cạnh của các tảng đá lớn và những chướng ngại vật trên đường lan rộng của chúng. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Các lý thuyết đa số cho rằng những khe rãnh hẹp có màu tối do chúng nằm ở dưới những lớp đất sau đó bị lộ ra bề mặt do tác động của quá trình sạt nở đất của bụi sáng màu hay các trận bão bụi. Một số cách giải thích khác lại trực tiếp hơn khi cho rằng có sự tham gia của nước hay thậm chí là sự sinh trưởng của các tổ chức sống.
Thủy văn.
Nước lỏng không thể tồn tại trên bề mặt Sao Hỏa do áp suất khí quyển của nó hiện nay rất thấp, ngoại trừ những nơi có cao độ thấp nhất trong một chu kỳ ngắn. Hai mũ băng ở các cực dường như chứa một lượng lớn nước. Thể tích của nước băng ở mũ băng cực nam nếu bị tan chảy có thể đủ bao phủ toàn bộ bề mặt hành tinh đỏ với độ dày khoảng 11 mét. Lớp manti của tầng băng vĩnh cửu mở rộng từ vùng cực đến vĩ độ khoảng 60°.
Một lượng lớn nước băng được cho là nằm ẩn dưới băng quyển dày của Sao Hỏa. Dữ liệu radar từ tàu "Mars Express" và "Mars Reconnaissance Orbiter" đã chỉ ra trữ lượng lớn nước băng ở hai cực (tháng 7 năm 2005) và ở những vùng vĩ độ trung bình (tháng 11 năm 2008). Tàu đổ bộ Phoenix đã trực tiếp lấy được mẫu nước băng trong lớp đất nông vào ngày 31 tháng 7 năm 2008.
Địa mạo trên Sao Hỏa gợi ra một cách mạnh mẽ rằng nước lỏng đã từng có thời điểm tồn tại trên bề mặt hành tinh này. Cụ thể, những mạng lưới thưa khổng lồ phân tán trên bề mặt, gọi là thung lũng chảy thoát (outflow channels), xuất hiện ở 25 vị trí trên bề mặt hành tinh. Đây được cho là dấu tích của sự xâm thực diễn ra trong thời kỳ đại hồng thủy giải phóng nước lũ từ tầng chứa nước dưới bề mặt, mặc dù một vài đặc điểm cấu trúc này được giả thuyết là do kết quả của tác động từ băng hà hoặc dung nham núi lửa. Những con kênh trẻ nhất có thể hình thành trong thời gian gần đây với chỉ vài triệu năm tuổi. Ở những nơi khác, đặc biệt là những vùng cổ nhất trên bề mặt Sao Hỏa, ở tỷ lệ nhỏ hơn, những mạng lưới thung lũng (networks of valleys) hình cây trải rộng trên một tỷ lệ diện tích lớn của cảnh quan địa hình. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Những thung lũng đặc trưng này và sự phân bố của chúng hàm ý mạnh mẽ rằng chúng hình thành từ các dòng chảy mặt, kết quả của những trận mưa hay tuyết rơi trong giai đoạn sớm của lịch sử Sao Hỏa. Sự vận động của dòng nước ngầm và sự thoát của nó (groundwater sapping) có thể đóng một vai trò phụ quan trọng trong một số mạng lưới, nhưng có lẽ lượng mưa là nguyên nhân gây ra những khe rãnh trong mọi trường hợp.
Cũng có hàng nghìn đặc điểm dọc các hố va chạm và hẻm vực giống với các khe xói (gully) trên Trái Đất. Những khe xói này có xu hướng xuất hiện trên các cao nguyên ở bán cầu nam và gần xích đạo. Một số nhà khoa học đề xuất là quá trình hình thành của chúng đòi hỏi có sự tham gia của nước lỏng, có lẽ từ sự tan chảy của băng, mặc dù những người khác lại cho rằng cơ chế hình thành có sự tham gia của lớp băng cacbon dioxide vĩnh cửu hoặc do sự chuyển động của bụi khô. Không một phần biến dạng nào của các khe xói được hình thành bởi quá trình phong hóa và không có một hố va chạm nào xuất hiện trên những khe xói, điều này chứng tỏ những đặc điểm này còn rất trẻ, thậm chí các khe xói được hình thành chỉ trong những ngày gần đây.
Những đặc trưng địa chất khác, như châu thổ và quạt bồi tích (alluvial fans) tồn tại trong các miệng hố lớn, cũng là bằng chứng mạnh về những điều kiện nóng hơn, ẩm ướt hơn trên bề mặt trong một số thời điểm ở giai đoạn lịch sử ban đầu của Sao Hỏa. Những điều kiện này cũng yêu cầu cần sự xuất hiện của những hồ nước lớn phân bố trên diện rộng của bề mặt hành tinh, mà ở những hồ này cũng có những bằng chứng độc lập về khoáng vật học, trầm tích học và địa mạo học. Một số nhà khoa học thậm chí còn lập luận rằng ở một số thời điểm trong quá khứ, nhiều đồng bằng thấp ở bán cầu bắc của hành tinh đã thực sự bị bao phủ bởi những đại dương sâu hàng trăm mét, mặc dù vậy vấn đề này vẫn còn nhiều tranh luận. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Cũng có thêm các dữ kiện khác về nước lỏng đã từng tồn tại trên bề mặt Sao Hỏa nhờ việc xác định được những chất khoáng đặc biệt như hematit và goethit, cả hai đôi khi được hình thành trong sự có mặt của nước lỏng. Một số chứng cứ trước đây được cho là ám chỉ sự tồn tại của các đại dương và các con sông cổ đã bị phủ nhận bởi việc nghiên cứu từ các bức ảnh độ phân giải cao từ tàu Mars Reconnaissance Orbiter. Năm 2004, robot "Opportunity" phát hiện khoáng chất jarosit. Khoáng chất này chỉ hình thành trong môi trường nước a xít, đây cũng là biểu hiện của việc nước lỏng đã từng tồn tại trên Sao Hỏa.
Chỏm băng ở các cực.
Sao Hỏa có hai chỏm băng vĩnh cửu ở các cực. Khi mùa đông tràn đến một cực, chỏm băng liên tục nằm trong bóng tối, bề mặt bị đông lạnh và gây ra sự tích tụ của 25–30% bầu khí quyển thành những phiến băng khô CO2. Khi vùng cực chuyển sang mùa hè, các chỏm băng bị ánh sáng Mặt Trời chiếu liên tục, băng khô CO2 thăng hoa, dẫn đến những cơn gió khổng lồ quét qua vùng cực với tốc độ 400 km/h. Những hoạt động theo mùa này đã vận chuyển lượng lớn bụi và hơi nước, tạo ra những đám mây ti lớn, băng giá giống như trên Trái Đất. Những đám mây băng giá này đã được robot "Opportunity" chụp vào năm 2004.
Hai chỏm băng ở cực chứa chủ yếu nước đóng băng. Cacbon dioxide đóng băng thành một lớp tương đối mỏng dày khoảng 1 mét trên bề mặt chỏm băng cực bắc chỉ trong thời gian mùa đông, trong khi chỏm băng cực nam có lớp băng khô cacbon dioxide vĩnh cửu dày tới 8 mét. Chỏm băng cực bắc có đường kính khoảng 1.000 kilômét trong thời gian mùa hè ở bán cầu bắc Sao Hỏa, và chứa khoảng 1,6 triệu km khối băng, và nếu trải đều ra thì chỏm băng này dày khoảng 2 km. (Lớp phủ băng ở Greenland có thể tích khoảng 2,85 triệu km³.) Chỏm băng cực nam có đường kính khoảng 350 km và dày tới 3 km. Tổng thể tích của chỏm băng cực nam cộng với lượng băng tàng trữ ở những lớp kế tiếp ước lượng vào khoảng 1,6 triệu km³. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Cả hai cực có những rãnh băng hà hình xoắn ốc, mà các nhà khoa học cho là được hình thành từ sự nhận được lượng nhiệt Mặt trời khác nhau theo từng nơi, kết hợp với sự thăng hoa của băng và tích tụ của hơi nước.
Sự đóng băng theo mùa ở một số vùng gần chỏm băng cực nam làm hình thành một lớp băng khô (hoặc tấm) trong suốt dày 1 mét trên bề mặt. Khi mùa xuân đến, những vùng này ấm dần lên, áp suất được tạo ra ở dưới lớp băng khô do sự thăng hoa của CO2, đẩy lớp này căng lên và cuối cùng phá bung nó ra. Điều này dẫn đến sự hình thành những mạch phun trên Sao Hỏa ở cực nam (Martian geyser) chứa hỗn hợp khí CO2 với bụi hoặc cát bazan đen. Quá trình này diễn ra nhanh chóng, được quan sát từ các tàu quỹ đạo trong không gian với tốc độ thay đổi chỉ diễn ra trong vài ngày, tuần hoặc tháng, một tốc độ rất nhanh so với các hiện tượng địa chất khác—đặc biệt đối với Sao Hỏa. Ánh sáng Mặt Trời xuyên qua lớp băng khô trong suốt, làm ấm lớp vật liệu tối ở bên dưới, tạo ra áp suất đẩy khí lên tới 161 km/h qua những vị trí băng mỏng. Bên dưới những phiến băng, khí cũng làm xói mòn nền đất, giật những hạt cát lỏng lẻo và tạo ra những hình thù giống mạng nhện bên dưới lớp băng.
Địa lý.
Mặc dù được công nhận nhiều là những người đã vẽ bản đồ Mặt Trăng, Johann Heinrich Mädler và Wilhelm Beer cũng là hai người đầu tiên vẽ bản đồ Sao Hỏa. Họ đã nhận ra rằng hầu hết đặc điểm trên bề mặt Sao Hỏa là vĩnh cửu và nhờ đó đã xác định được một cách chính xác chu kỳ tự quay của hành tinh này. Năm 1840, Mädler kết hợp 10 năm quan sát để vẽ ra tấm bản đồ địa hình đầu tiên trên Sao Hỏa. Tuy không đặt tên cho những vị trí đặc trưng, Beer và Mädler đơn giản chỉ gán chữ cho chúng; ví dụ Vịnh Meridiani (Sinus Meridiani) được đặt tên với chữ "a."
Ngày nay, các đặc điểm trên Sao Hỏa được đặt tên theo nhiều nguồn khác nhau. Những đặc điểm theo suất phản chiếu quang học được đặt tên trong thần thoại. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Các hố lớn hơn 60 km được đặt tên để tưởng nhớ những nhà khoa học và văn chương và những người đã đóng góp cho việc nghiên cứu Sao Hỏa. Những hố nhỏ hơn 60 km được đặt tên theo các thị trấn và ngôi làng trên Trái Đất với dân số nhỏ hơn 100.000 người. Những thung lũng lớn được đặt tên theo từ "Sao Hỏa" và các ngôi sao trong nghĩa của các ngôn ngữ khác nhau, những thung lũng nhỏ được đặt tên theo các con sông.
Những đặc điểm có suất phản chiếu hình học lớn (albedo) mang nhiều tên gọi cũ, nhưng thường được thay đổi để phản ánh những hiểu biết mới về bản chất của đặc điểm. Ví dụ, tên gọi "Nix Olympica" (tuyết ở ngọn Olympus) được đổi thành "Olympus Mons" (núi Olympus). Bề mặt Sao Hỏa khi quan sát từ Trái Đất được chia ra thành loại vùng, với suất phản chiếu hình học khác nhau. Những đồng bằng nhạt màu bao phủ bởi bụi và cát trong màu đỏ của sắt oxide từng được cho là các 'lục địa' và đặt tên như Arabia Terra ("vùng đất Ả Rập") hay Amazonis Planitia ("đồng bằng Amazon"). Những vùng tối màu được coi là các biển, như Mare Erythraeum (biển Erythraeum), Mare Sirenum và Aurorae Sinus. Vùng tối lớn nhất khi nhìn từ Trái Đất là Syrtis Major Planum. Chỏm băng vĩnh cửu cực bắc được đặt tên là Planum Boreum, và Planum Australe.
Xích đạo của Sao Hỏa được xác định bởi sự tự quay của nó, nhưng vị trí của kinh tuyến gốc được quy ước cụ thể, như kinh tuyến Greenwich của Trái Đất. Bằng cách lựa chọn một điểm bất kỳ, năm 1830 Mädler và Beer đã chọn lấy một đường trong bản đồ đầu tiên của họ về hành tinh đỏ. Sau khi tàu Mariner 9 cung cấp thêm những bức ảnh về bề mặt Sao Hỏa năm 1972, một miệng hố nhỏ (sau này gọi là Airy-0), nằm trong Sinus Meridiani ("vịnh Kinh Tuyến"), được chọn làm định nghĩa cho kinh độ 0,0° để phù hợp với lựa chọn ban đầu của hai ông.
Do Sao Hỏa không có đại dương và vì vậy không có 'mực nước biển', nên các nhà khoa học phải lựa chọn một bề mặt có cao độ bằng 0, tương tự như mực nước biển, làm bề mặt tham chiếu; mặt này được gọi là "areoid" của Sao Hỏa, tương tự như geoid của Trái Đất. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Cao độ 0 được xác định tại độ cao mà ở đó áp suất khí quyển Sao Hỏa bằng 610,5 Pa (6,105 mbar). Áp suất này tương ứng với điểm ba trạng thái của nước, và bằng khoảng 0,6% áp suất tại mực nước biển trên Trái Đất (0,006 atm). Ngày nay, mặt geoid hay areoid được xác định một cách chính xác nhờ những vệ tinh khảo sát trường hấp dẫn của Trái Đất và Sao Hỏa.
Địa hình va chạm.
Địa hình Sao Hỏa có hai điểm khác biệt rõ rệt: những vùng đồng bằng bắc bán cầu bằng phẳng do tác động của dòng chảy dung nham ngược hẳn với vùng cao nguyên, những hố va chạm cổ ở bán cầu nam. Một nghiên cứu năm 2008 cho thấy chứng cứ ủng hộ lý thuyết đề xuất năm 1980 rằng, khoảng bốn tỷ năm trước, bán cầu bắc của Sao Hỏa đã bị một thiên thể kích cỡ một phần mười đến một phần ba Mặt Trăng đâm vào. Nếu điều này đúng, bán cầu bắc Sao Hỏa sẽ có một hố va chạm với chiều dài tới 10.600 km và rộng tới 8.500 km, hay gần bằng diện tích của châu Âu, châu Á và lục địa Australia cộng lại, và hố va chạm này sẽ vượt qua lòng chảo cực nam Aitken, được coi là lòng chảo va chạm lớn nhất trong hệ Mặt Trời hiện nay.
Bề mặt Sao Hỏa có rất nhiều hố va chạm: có khoảng 43.000 hố với đường kính lớn hơn hoặc bằng 5 km đã được phát hiện. Hố lớn nhất được công nhận là lòng chảo va chạm Hellas, với đặc trưng suất phản chiếu hình học có thể nhìn thấy rõ từ Trái Đất. Do Sao Hỏa có kích thước và khối lượng nhỏ hơn, nên xác suất để một vật thể va chạm vào Sao Hỏa bằng khoảng một nửa so với Trái Đất. Sao Hỏa nằm gần vành đai tiểu hành tinh hơn, nên khả năng nó bị những vật thể từ nơi này va chạm vào là cao hơn. Hành tinh đỏ cũng bị các sao chổi chu kỳ ngắn va vào với khả năng lớn, do những sao chổi này nằm gần bên trong quỹ đạo của Sao Mộc. Mặc dù vậy, hố va chạm trên Sao Hỏa vẫn ít hơn nhiều so với trên Mặt Trăng, do bầu khí quyển mỏng của nó cũng có tác dụng bảo vệ những thiên thạch nhỏ chạm tới bề mặt. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Một số hố va chạm có hình thái gợi ra rằng chúng bị ẩm ướt sau một thời gian thiên thạch va chạm xuống bề mặt.
Những vùng kiến tạo.
Núi lửa hình khiên Olympus Mons có chiều cao tới 25 km và là ngọn núi cao nhất trong hệ Mặt Trời. Nó là ngọn núi lửa đã tắt nằm trong vùng cao nguyên rộng lớn Tharsis, vùng này cũng chứa một vài ngọn núi lửa lớn khác. Olympus Mons cao gấp ba lần núi Everest, với chiều cao trên 8,8 km. Cũng chú ý rằng, ngoài những hoạt động kiến tạo, kích thước của hành tinh cũng giới hạn cho chiều cao của những ngọn núi trên bề mặt của nó.
Hẻm vực lớn Valles Marineris (tiếng Latin của " thung lũng Mariner", hay còn gọi là Agathadaemon trong những tấm bản đồ kênh đào Sao Hỏa cũ), có chiều dài tới 4.000 km và độ sâu khoảng 7 km. Chiều dài của Valles Marineris tương đương với chiều dài của châu Âu và chiếm tới một phần năm chu vi của Sao Hỏa. Hẻm núi Grand Canyon trên Trái Đất có chiều dài 446 km và sâu gần 2 km. Valles Marineris được hình thành là do sự trồi lên của vùng cao nguyên Tharsis làm cho lớp vỏ hành tinh ở vùng Valles Marineris bị tách giãn và sụt xuống. Năm 2012, người ta đề xuất rằng vùng thung lũng không chỉ là một dải đất hẹp mà còn là một mảng có chuyển động nằm ngang nằm ở ranh giới 150 km, khiến Sao Hỏa trở thành hành tinh có khả năng sắp xếp 2 vùng kiến tạo. Một hẻm vực lớn khác là Ma'adim Vallis ("Ma'adim" trong tiếng Hebrew là Sao Hỏa). Nó dài 700 km và bề rộng cũng lớn hơn Grand Canyon với chiều rộng 20 km và độ sâu 2 km ở một số vị trí. Trong quá khứ Ma'adim Vallis có thể đã bị ngập bởi nước lũ.
Hang động.
Ảnh chụp từ thiết bị THEMIS trên tàu Mars Odyssey của NASA cho thấy khả năng có tới 7 cửa hang động trên sườn núi lửa Arsia Mons. Những hang này được đặt tên tạm thời theo những người phát hiện ra nó đôi khi còn được gọi là "bảy chị em." |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Cửa vào hang có bề rộng từ 100 m tới 252 m và chiều sâu ít nhất từ 73 m tới 96 m. Bởi vì ánh sáng không thể chiếu tới đáy của hầu hết các hang, do vậy các nhà thiên văn cho rằng thực tế chúng có chiều sâu lớn hơn và rộng hơn ở trong hang so với giá trị ước lượng. Hang "Dena" là một ngoại lệ; có thể quan sát thấy đáy của nó và vì vậy chiều sâu của nó bằng 130 m. Bên trong những hang này có thể giúp tránh khỏi tác động từ những thiên thạch nhỏ, bức xạ cực tím, gió Mặt Trời và những tia vũ trụ năng lượng cao bắn phá xuống hành tinh đỏ.
Khí quyển.
Sao Hỏa đã mất từ quyển của nó từ 4 tỷ năm trước, do vậy gió Mặt Trời tương tác trực tiếp đến tầng điện li của hành tinh, làm giảm mật độ khí quyển do dần dần tước đi các nguyên tử ở lớp ngoài cùng của bầu khí quyển. Cả hai tàu Mars Global Surveyor và Mars Express đã thu nhận được những hạt bị ion hóa từ khí quyển khi chúng đang thoát vào không gian. So với Trái Đất, khí quyển của Sao Hỏa khá loãng. Áp suất khí quyển tại bề mặt thay đổi từ 30 Pa (0,030 kPa) ở ngọn Olympus Mons tới 1.155 Pa (1,155 kPa) ở lòng chảo Hellas Planitia, và áp suất trung bình bằng 600 Pa (0,600 kPa). Áp suất lớn nhất trên Sao Hỏa bằng với áp suất ở những điểm có độ cao 35 km trên bề mặt Trái Đất. Con số này nhỏ hơn 1% áp suất trung bình tại bề mặt Trái Đất (101,3 kPa). Tỉ lệ độ cao (scale height) của khí quyển Sao Hỏa bằng 10,8 km, lớn hơn của Trái Đất (bằng 6 km) bởi vì gia tốc hấp dẫn bề mặt Sao Hỏa chỉ bằng 38% của Trái Đất, và nhiệt độ trung bình trong khí quyển Sao Hỏa thấp hơn đồng thời khối lượng trung bình của các phân tử cao hơn 50% so với trên Trái Đất.
Bầu khí quyển Sao Hỏa chứa 95% cacbon dioxide, 3% nitơ, 1,6% argon và chứa dấu vết của oxy và hơi nước. Khí quyển khá là bụi bặm, chứa các hạt bụi đường kính khoảng 1,5 µm khiến cho bầu trời Sao Hỏa có màu vàng nâu khi đứng nhìn từ bề mặt của nó.
Methan đã được phát hiện trong khí quyển hành tinh đỏ với tỷ lệ mol vào khoảng 30 ppb; nó xuất hiện theo những luồng mở rộng và ở những vị trí rời rạc khác nhau. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Vào giữa mùa hè ở bán cầu bắc, luồng chính chứa tới 19.000 tấn methan, và các nhà thiên văn ước lượng cường độ ở nguồn vào khoảng 0,6 kilôgam trên giây. Nghiên cứu cũng cho thấy có hai nguồn chính phát ra methan, nguồn thứ nhất gần tọa độ 30° B, 260° T và nguồn hai gần tọa độ 0° B, 310° T. Các nhà khoa học cũng ước lượng được Sao Hỏa sản sinh ra khoảng 270 tấn methan trong một năm.
Nghiên cứu cũng chỉ ra khoảng thời gian để lượng methan phân hủy có thể dài bằng 4 năm hoặc ngắn bằng 0,6 năm Trái Đất. Sự phân hủy nhanh chóng và lượng methan được bổ sung ám chỉ có những nguồn còn hoạt động đang giải phóng lượng khí này. Những hoạt động núi lửa, sao chổi rơi xuống, và khả năng có mặt của các dạng sống vi sinh vật sản sinh ra methan. Methan cũng có thể sinh ra từ quá trình vô cơ như sự serpentin hóa ("serpentinization") với sự tham gia của nước, cacbon dioxide và khoáng vật olivin, nó tồn tại khá phổ biến trên Sao Hỏa.
Khí hậu.
Trong số các hành tinh trong hệ Mặt Trời, các mùa trên Sao Hỏa là gần giống với trên Trái Đất nhất, do sự gần bằng về độ nghiêng của trục tự quay ở hai hành tinh. Độ dài các mùa trên Sao Hỏa bằng khoảng hai lần trên Trái Đất, do khoảng cách từ Sao Hỏa đến Mặt Trời lớn hơn dẫn đến một năm trên hành tinh này bằng khoảng hai năm Trái Đất. Nhiệt độ Sao Hỏa thay đổi từ nhiệt độ rất thấp -87 °C trong thời gian mùa đông ở các cực cho đến -5 °C vào mùa hè. Biên độ nhiệt độ lớn như vậy là vì bầu khí quyển quá mỏng không thể giữ lại được nhiệt lượng từ Mặt Trời, do áp suất khí quyển thấp, và do tỉ số thể tích nhiệt rung riêng (thermal inertia) của đất Sao Hỏa thấp. Hành tinh cũng nằm xa Mặt Trời gấp 1,52 lần so với Trái Đất, do vậy nó chỉ nhận được khoảng 43% lượng ánh sáng so với Trái Đất.
Nếu Sao Hỏa nằm vào quỹ đạo của Trái Đất, các mùa trên hành tinh này sẽ giống với trên địa cầu do độ lớn góc nghiêng trục quay hai hành tinh giống nhau. Độ lệch tâm quỹ đạo tương đối lớn của nó cũng có một tác động quan trọng. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Khi Sao Hỏa gần cận điểm quỹ đạo thì ở bán cầu bắc là mùa đông và bán cầu nam là mùa hè, khi nó gần viễn điểm quỹ đạo thì ngược lại. Các mùa ở bán cầu nam diễn ra khắc nghiệt hơn so với bán cầu bắc. Nhiệt độ trong mùa hè ở bán cầu nam có thể cao hơn tới so với mùa hè ở bán cầu bắc.
Sao Hỏa cũng có những trận bão bụi lớn nhất trong hệ Mặt Trời. Chúng có thể biến đổi từ một cơn bão trong một vùng nhỏ cho đến hình thành cơn bão khổng lồ bao phủ toàn bộ hành tinh. Những trận bão bụi thường xuất hiện khi Sao Hỏa nằm gần Mặt Trời và khi đó nhiệt độ toàn cầu cũng tăng lên do tác động của bão bụi.
Quỹ đạo và chu kỳ quay.
Khoảng cách trung bình từ Sao Hỏa đến Mặt Trời vào khoảng 230 triệu km (1,5 AU) và chu kỳ quỹ đạo của nó bằng 687 ngày Trái Đất. Ngày mặt trời (viết tắt sol) trên Sao Hỏa hơi dài hơn ngày Trái Đất và bằng: 24 giờ, 39 phút, và 35,244 giây. Một năm Sao Hỏa bằng 1,8809 năm Trái Đất; hay 1 năm, 320 ngày, và 18,2 giờ.
Độ nghiêng trục quay bằng 25,19 độ và gần bằng với độ nghiêng trục quay của Trái Đất. Kết quả là Sao Hỏa có các mùa gần giống với Trái Đất mặc dù chúng có thời gian kéo dài gần gấp đôi trong một năm dài hơn. Hiện tại hướng của cực bắc Sao Hỏa nằm gần với ngôi sao Deneb. Sao Hỏa đã vượt qua cận điểm quỹ đạo vào tháng 3 năm 2011 và vượt qua viễn điểm quỹ đạo vào tháng 2 năm 2012.
Sao Hỏa có độ lệch tâm quỹ đạo tương đối lớn vào khoảng 0,09; trong bảy hành tinh còn lại của hệ Mặt Trời, chỉ có Sao Thủy có độ lệch tâm lớn hơn. Các nhà khoa học biết rằng trong quá khứ Sao Hỏa có quỹ đạo tròn hơn so với bây giờ. Cách đây khoảng 1,35 triệu năm Trái Đất, Sao Hỏa có độ lệch tâm gần bằng 0,002, nhỏ hơn nhiều so với Trái Đất ngày nay. Chu kỳ độ lệch tâm của Sao Hỏa bằng 96.000 năm Trái Đất so với chu kỳ lệch tâm của Trái Đất bằng 100.000 năm. Sao Hỏa cũng đã từng có chu kỳ lệch tâm bằng 2,2 triệu năm Trái Đất. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Trong vòng 35.000 năm trước đây, quỹ đạo Sao Hỏa trở lên elip hơn do ảnh hưởng hấp dẫn từ những hành tinh khác. Khoảng cách gần nhất giữa Trái Đất và Sao Hỏa sẽ giảm nhẹ dần trong vòng 25.000 năm tới.
Vệ tinh tự nhiên.
Sao Hỏa có hai vệ tinh tự nhiên tương đối nhỏ, Phobos và Deimos, chúng quay quanh trên những quỹ đạo khá gần hành tinh. Lý thuyết về tiểu hành tinh bị hành tinh đỏ bắt giữ đã thu hút sự quan tâm từ lâu nhưng nguồn gốc của nó vẫn còn nhiều bí ẩn. Nhà thiên văn học Asaph Hall đã phát hiện ra 2 vệ tinh này vào năm 1877, và ông đặt tên chúng theo tên các nhân vật trong thần thoại Hy Lạp là Phobos (đau đớn/sợ hãi) và Deimos (kinh hoàng/khiếp sợ), hai người con cùng tham gia những trận đánh của vị thần chiến tranh Ares. Ares trong thần thoại La Mã tên là Mars (mà người La Mã dùng tên của vị thần đó đặt tên cho Sao Hỏa).
Nhìn từ bề mặt Sao Hỏa, chuyển động của Phobos và Deimos hiện lên rất khác lạ so với chuyển động của Mặt Trăng. Phobos mọc lên ở phía tây, lặn ở phía đông, và lại mọc lên chỉ sau 11 giờ. Deimos nằm ngay bên ngoài quỹ đạo khóa thủy triều—tại đó chu kỳ quỹ đạo bằng với chu kỳ tự quay của hành tinh—nó mọc lên ở phía đông nhưng rất chậm. Mặc dù chu kỳ quỹ đạo của nó bằng 30 giờ, nó phải mất 2,7 ngày để lặn ở phía tây khi nó chậm dần đi về phía sau sự quay của Sao Hỏa, và sau đó phải khá lâu nó mới mọc trở lại.
Bởi vì quỹ đạo của Phobos nằm bên trong quỹ đạo đồng bộ, lực thủy triều từ Sao Hỏa đang dần dần hút vệ tinh này về phía nó. Trong khoảng 50 triệu năm nữa vệ tinh này sẽ đâm xuống bề mặt Sao Hỏa hoặc bị phá tan thành một cái vành bụi quay quanh hành tinh.
Nguồn gốc của hai vệ tinh này vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Đặc tính suất phản chiếu hình học thấp và thành phần cấu tạo bằng "thiên thạch hạt chứa than" (carbonaceous chondrite) giống với tính chất của các tiểu hành tinh là một trong những bằng chứng ủng hộ lý thuyết tiểu hành tinh bị bắt. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Quỹ đạo không ổn định của Phobos dường như là một chứng cứ khác cho thấy nó bị bắt trong thời gian khá gần ngày nay. Tuy vậy, cả hai vệ tinh có quỹ đạo tròn, mặt phẳng quỹ đạo rất gần với mặt phẳng xích đạo hành tinh, lại là một điều không thông thường cho các vật thể bị bắt và như thế đòi hỏi quá trình động lực bắt giữ 2 vệ tinh này rất phức tạp. Sự bồi tụ trong buổi đầu lịch sử hình thành Sao Hỏa cũng là một khả năng khác nhưng lý thuyết này lại không giải thích được thành phần cấu tạo của 2 vệ tinh giống với các tiểu hành tinh hơn là giống với thành phần của Sao Hỏa.
Một khả năng khác đó là sự tham gia của một vật thể thứ ba hoặc một kiểu va chạm gây nhiễu loạn. Những dữ liệu gần đây cho thấy khả năng vệ tinh Phobos có cấu trúc bên trong khá rỗng và các nhà khoa học đề xuất thành phần chính của nó là khoáng phyllosilicat và những loại khoáng vật khác đã có trên Sao Hỏa, và họ chỉ ra trực tiếp rằng nguồn gốc của Phobos là từ những vật liệu bắn ra từ một thiên thể va chạm với Sao Hỏa và sau đó tích tụ lại trên quỹ đạo quanh hành tinh này, tương tự như lý thuyết giải thích cho nguồn gốc Mặt Trăng. Trong khi phổ VNIR của các vệ tinh Sao Hỏa giống với phổ của các tiểu hành tinh trong vành đai tiểu hành tinh, thì phổ hồng ngoại nhiệt (thermal infrared) của Phobos lại không hoàn toàn tương thích với phổ của bất kỳ lớp khoáng vật chondrit.
Sự sống.
Những hiểu biết hiện tại về hành tinh ở được—khả năng một thế giới cho sự sống phát triển và duy trì—ưu tiên những hành tinh có nước lỏng tồn tại trên bề mặt của chúng. Điều này trước tiên đòi hỏi quỹ đạo hành tinh nằm trong vùng ở được, mà đối với Mặt Trời hiện nay là vùng mở rộng ngày bên ngoài quỹ đạo Sao Kim đến bán trục lớn của Sao Hỏa. Trong thời gian Sao Hỏa nằm gần cận điểm quỹ đạo thì nó cũng nằm sâu bên trong vùng ở được, nhưng bầu khí quyển mỏng của hành tinh (và do đó áp suất khí quyển thấp) không đủ để cho nước lỏng tồn tại trên diện rộng và trong thời gian dài. Những dòng chảy trong quá khứ của nước lỏng có khả năng mang lại tính ở được cho hành tinh đỏ. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Một số chứng cứ hiện nay cũng cho thấy nếu nước lỏng có tồn tại trên bề mặt Sao Hỏa thì nó sẽ quá mặn và có tính a xít cao để có thể duy trì một sự sống thông thường.
Sao Hỏa thiếu đi từ quyển và có một bầu khí quyển cực mỏng cũng là một thách thức: sẽ có ít sự truyền nhiệt trên toàn bề mặt hành tinh, đồng thời khí quyển cũng không thể ngăn được sự bắn phá của gió Mặt Trời và một áp suất quá thấp để duy trì nước dưới dạng lỏng (thay vào đó nước sẽ lập tức thăng hoa thành dạng hơi). Sao Hỏa cũng gần như, hay có lẽ hoàn toàn không còn các hoạt động địa chất; sự ngưng hoạt động của các núi lửa rõ ràng làm ngừng sự tuần hoàn của các khoáng chất và hợp chất hóa học giữa bề mặt và phần bên trong hành tinh.
Nhiều bằng chứng ủng hộ cho Sao Hỏa trước đây đã từng có những điều kiện cho sự sống phát triển hơn so với ngày nay, nhưng liệu các sinh vật sống có từng tồn tại hay không vẫn còn là bí ẩn. Các tàu thăm dò Viking trong giữa thập niên 1970 đã thực hiện những thí nghiệm được thiết kế nhằm xác định các vi sinh vật trong đất Sao Hỏa ở những vị trí chúng đổ bộ và đã cho kết quả khả quan, bao gồm sự tăng tạm thời của sản phẩm CO2 khi trộn những mẫu đất với nước và khoáng chất. Dấu hiệu của sự sống này đã gây ra tranh cãi trong cộng đồng các nhà khoa học, và vẫn còn là một vấn đề mở, trong đó nhà khoa học NASA Gilbert Levin cho rằng tàu Viking có thể đã tìm thấy sự sống. Một cuộc phân tích lại những dữ liệu từ Viking, trong ánh sáng của hiểu biết hiện đại về dạng sống trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt (extremophile forms), cho thấy các thí nghiệm trong chương trình Viking không đủ độ phức tạp để xác định được những dạng sống này. Thậm chí những thí nghiệm này có thể đã giết chết những dạng vi sinh vật (giả thuyết là tồn tại). Các thí nghiệm thực hiện bởi tàu đổ bộ Phoenix đã chỉ ra đất ở vị trí đáp xuống có tính kiềm pH khá cao và nó chứa magnesi, natri, kali và clo. Những chất dinh dưỡng trong đất có thể giúp phát triển sự sống những sự sống vẫn cần phải được bảo vệ từ những ánh sáng cực tím rất mạnh. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Tại phòng thí nghiệm Trung tâm không gian Johnson, một số hình dạng thú vị đã được tìm thấy trong khối vẫn thạch ALH84001. Một số nhà khoa học đề xuất là những hình dạng này có khả năng là hóa thạch của những vi sinh vật đã từng tồn tại trên Sao Hỏa trước khi vẫn thạch này bị bắn vào không gian bởi một vụ chạm của thiên thạch với hành tinh đỏ và gửi nó đi trong chuyến hành trình khoảng 15 triệu năm tới Trái Đất. Đề xuất về nguồn gốc phi hữu cơ cho những hình dạng này cũng đã được nêu ra.
Những lượng nhỏ methan và fomanđêhít xác định được gần đây bởi các tàu quỹ đạo đều được coi là những dấu hiệu cho sự sống, và những hợp chất hóa học này cũng nhanh chóng bị phân hủy trong bầu khí quyển của Sao Hỏa. Cũng có khả năng những hợp chất này được bổ sung bởi hoạt động địa chất hay núi lửa cũng như sự serpentin hóa của khoáng chất (serpentinization).
Trong tương lai, có thể là nhiệt độ bề mặt Sao Hỏa sẽ tăng từ từ, hơi nước và CO2 hiện tại đang đóng băng dưới regolith bề mặt sẽ giải phóng vào khí quyển tạo nên hiệu ứng nhà kính nung nóng hành tinh cho đến khi nó đạt những điều kiện tương đương với Trái Đất ngày nay, do đó cung cấp nơi trú chân tiềm năng trong tương lai cho sinh vật trên Trái Đất.
Thám hiểm.
Hàng tá tàu không gian, bao gồm tàu quỹ đạo, tàu đổ bộ, và robot tự hành, đã được gửi đến Sao Hỏa bởi Liên Xô, Hoa Kỳ, châu Âu, và Nhật Bản nhằm nghiên cứu bề mặt, khí hậu và địa chất hành tinh đỏ. Đến năm 2008, chi phí cho vận chuyển vật liệu từ bề mặt Trái Đất lên bề mặt Sao Hỏa có giá xấp xỉ 309.000US$ trên một kilôgam.
Những tàu còn hoạt động cho đến năm 2011 bao gồm Mars Reconnaissance Orbiter (từ 2006), Mars Express (từ 2003), 2001 Mars Odyssey (từ 2001), và trên bề mặt là robot tự hành Opportunity (từ 2004). Những phi vụ kết thúc gần đây bao gồm Mars Global Surveyor (1997–2006) và Robot tự hành Spirit (2004–2010).
Gần hai phần ba số tàu không gian được thiết kế đến Sao Hỏa đã bị lỗi trong giai đoạn phóng, hành trình hoặc trước khi bắt đầu thực hiện phi vụ hoặc không hoàn tất phi vụ của chúng, chủ yếu trong giai đoạn cuối thế kỷ 20. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Sang thế kỷ 21, những thất bại trong các phi vụ đã được giảm bớt nhiều. Những lỗi trong các phi vụ chủ yếu là do vấn đề kĩ thuật, như mất liên lạc hoặc sai lầm trong thiết kế, và thường do hạn chế về tài chính và thiếu năng lực trong các phi vụ. Số thất bại nhiều như vậy đã làm cho công chúng liên tưởng đến những điều viễn tưởng như "Tam giác Bermuda", "Lời nguyền" Sao Hỏa, hoặc "ma cà rồng" trong thiên hà đã ăn những tàu không gian này. Những thất bại gần đây bao gồm phi vụ Beagle 2 (2003), Mars Climate Orbiter (1999), và Mars 96 (1996).
Các tàu thăm dò đã mất liên lạc.
Chuyến bay ngang qua Sao Hỏa thành công đầu tiên bởi tàu Mariner 4 của NASA vào ngày 14–15 tháng 7 năm 1965. Ngày 14 tháng 11 năm 1971 tàu Mariner 9 trở thành tàu không gian đầu tiên quay quanh một hành tinh khác khi nó đi vào quỹ đạo quanh Sao Hỏa. Con tàu đầu tiên đổ bộ thành công xuống bề mặt là hai tàu của Liên Xô: Mars 2 vào ngày 27 tháng 11 và Mars 3 vào ngày 2 tháng 12 năm 1971, nhưng cả hai đã bị mất tín hiệu liên lạc chỉ vài giây sau khi đổ bộ thành công. Năm 1975 NASA triển khai chương trình Viking bao gồm hai tàu quỹ đạo, mỗi tàu có một thiết bị đổ bộ; và cả hai đã đổ bộ thành công vào năm 1976. Tàu quỹ đạo Viking 1 còn hoạt động tiếp được 6 năm, trong khi Viking 2 hoạt động được 3 năm. Các thiết bị đổ bộ đã gửi bức ảnh màu toàn cảnh tại vị trí đổ bộ về Sao Hỏa và hai tàu quỹ đạo đã chụp ảnh bề mặt hành tinh mà vẫn còn được sử dụng cho tới ngày nay.
Tàu thám hiểm của Liên Xô Phobos 1 và 2 được gửi đến Sao Hỏa năm 1988 nhằm nghiên cứu hành tinh và hai vệ tinh của nó. Phobos 1 bị mất liên lạc trong hành trình đến Sao Hỏa còn Phobos 2 đã thành công khi chụp ảnh được Sao Hỏa và vệ tinh Phobos nhưng đã không thành công khi gửi thiết bị đổ bộ xuống bề mặt Phobos.
Sau thất bại của tàu quỹ đạo Mars Observer vào năm 1992, tàu Mars Global Surveyor của NASA đã đi vào quỹ đạo hành tinh này năm 1997. Phi vụ này đã thành công và kết thúc nhiệm vụ chính là vẽ bản đồ vào đầu năm 2001. Trong chương trình mở rộng lần thứ 3, con tàu này đã bị mất liên lạc vào tháng 11 năm 2006, tổng cộng nó đã hoạt động tới 10 năm trong không gian. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Tàu quỹ đạo Mars Pathfinder của NASA, mang theo một robot thám hiểm là Sojourner, đã đổ bộ xuống thung lũng Ares Vallis vào mùa hè năm 1997, và gửi về nhiều bức ảnh giá trị.
Tàu đổ bộ Phoenix đã hạ cánh xuống vùng cực bắc Sao Hỏa vào ngày 25 tháng 5 năm 2008. Cánh tay robot của nó được sử dụng để đào đất và sự có mặt của băng nước đã được xác nhận vào ngày 20 tháng 6. Phi vụ này kết thúc vào ngày 10 tháng 11 năm 2008 sau khi liên lạc với tàu thất bại.
Tháng 11 năm 2011, phi vụ Fobos-Grunt và Huỳnh Hỏa 1 được phóng lên trong chương trình hợp tác giữa Liên bang Nga và Trung Quốc. Nhưng tàu Fobos-Grunt đã không khởi động được động cơ đẩy sau khi nó được phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất. Fobos-Grunt là phi vụ gửi một tàu quỹ đạo đến Sao Hỏa đồng thời phóng một thiết bị đổ bộ xuống vệ tinh Phobos nhằm thu thập mẫu đất đá sau đó gửi về Trái Đất. Các nhà khoa học Nga đã không thể liên lạc được với tàu và khả năng con tàu sẽ rơi trở lại Trái Đất vào tháng 1 năm 2012.
Tháng 1 năm 2004, hai tàu giống nhau của NASA thuộc chương trình robot tự hành thám hiểm Sao Hỏa là "Spirit" (MER-A) và "Opportunity" (MER-B) đã đáp thành công xuống bề mặt hành tinh đỏ. Cả hai đều đã hoàn thành mục tiêu của chúng. Một trong những kết quả khoa học quan trọng nhất đó là chứng cứ thu được về sự tồn tại của nước lỏng trong quá khứ ở cả hai địa điểm đổ bộ. Bão bụi (dust devils) và gió bão đã thường xuyên làm sạch các tấm pin mặt trời ở 2 robot tự hành, do vậy hai robot có điều kiện để mở rộng thời gian tìm kiếm trên Sao Hỏa. Tháng 3 năm 2010 robot Spirit đã ngừng hoạt động sau một thời gian bị mắc kẹt trong cát.
Các tàu thăm dò còn hoạt động.
Tàu Mars Odyssey của NASA đi vào quỹ đạo Sao Hỏa năm 2001. Phổ kế tia gamma trên tàu Odyssey đã phát hiện một lượng đáng kể hydro chỉ cách lớp phủ regolith ở bề mặt có vài mét trên Sao Hỏa. Lượng hydro này được chứa trong lớp băng tàng trữ ở phía dưới.
Tàu quỹ đạo Mars Express của cơ quan không gian châu Âu (ESA) đến Sao Hỏa năm 2003. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Nó mang theo thiết bị đổ bộ Beagle 2 nhưng đã đổ bộ không thành công trong quá trình đi vào bầu khí quyển và được coi là mất hoàn toàn vào tháng 2 năm 2004. Đầu năm 2004, đội phân tích phổ kế Fourier hành tinh (Planetary Fourier Spectrometer team) đã thông báo rằng tàu quỹ đạo đã xác định được sự có mặt của methan trong bầu khí quyển Sao Hỏa. Cơ quan ESA thông báo tàu của họ đã quan sát được hiện tượng cực quang trên Sao Hỏa vào tháng 6 năm 2006.
Ngày 10 tháng 3 năm 2006, tàu Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) của NASA đi vào quỹ đạo hành tinh này để thực hiện nhiệm vụ 2 năm khảo sát khoa học. Con tàu đã vẽ bản đổ địa hình và khí hậu Sao Hỏa nhằm tìm những địa điểm phù hợp cho các phi vụ đổ bộ trong tương lai. Ngày 3 tháng 3 năm 2008, các nhà khoa học thông báo tàu MRO đã lần đầu tiên chụp được bức ảnh về một chuỗi các hoạt động sạt lở đất đá gần cực bắc hành tinh.
Tàu Dawn đã bay ngang qua Sao Hỏa vào tháng 2 năm 2009 để nhận thêm lực đẩy hấp dẫn nhằm tăng tốc đến tiểu hành tinh Vesta và sau đó là hành tinh lùn Ceres.
Chương trình Mars Science Laboratory, với robot tự hành mang tên "Curiosity", được phóng lên ngày 26 tháng 12 năm 2011. Robot tự hành này là một phiên bản lớn hơn và hiện đại hơn so với hai robot tự hành trong chương trình Mars Exploration Rovers, với khả năng di chuyển tới 90 m/h. Nó cũng được thiết kế với khả năng thực hiện thí nghiệm với các mẫu đất đá lấy từ mũi khoan ở cánh tay robot hoặc thu được thành phần đất đá từ việc chiếu tia laser có tầm xa tới. Robot này cũng sẽ thực hiện khả năng đổ bộ chính xác trong vùng bán kính khoảng 20 km nằm trong hố Gale nhờ lần đầu tiên sử dụng thiết bị phản lực có tên "Sky crane".
Năm 2008, NASA tài trợ cho chương trình MAVEN, một phi vụ gửi tàu quỹ đạo được phóng lên năm 2013 nhằm nghiên cứu bầu khí quyển của Sao Hỏa. Con tàu sẽ đi vào quỹ đạo hành tinh đỏ vào năm 2014.
Năm 2018 cơ quan ESA có kế hoạch phóng robot tự hành đầu tiên của họ lên hành tinh này; robot ExoMars có khả năng khoan sâu 2 m vào đất nhằm tìm kiếm các phân tử hữu cơ.
NASA sẽ gửi robot đổ bộ InSight dựa trên thiết kế tàu đổ bộ Phoenix nhằm nghiên cứu cấu trúc sâu bên trong Sao Hỏa vào năm 2016. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Năm 2020, một robot tự hành có thiết kế tương tự như Curiosity sẽ được phóng lên nhằm mục đích tiếp tục nghiên cứu hành tinh này của cơ quan NASA.
Chương trình MetNet hợp tác giữa Phần Lan-Nga sẽ gửi một tàu quỹ đạo nhằm nghiên cứu cấu trúc khí quyển, khí tượng hành tinh đồng thời nó sẽ gửi một thiết bị nhỏ xuống bề mặt hành tinh.
Đáp con người lên Sao Hỏa.
Cơ quan ESA hi vọng đưa người đặt chân lên Sao Hỏa trong khoảng thời gian 2030 và 2035. Quá trình này sẽ tiếp bước sau khi phóng những con tàu lớn một cách thành công đến hành tinh, mà bắt đầu từ tàu ExoMars và phi vụ hợp tác NASA-ESA nhằm gửi về Trái Đất mẫu đất của Sao Hỏa.
Quá trình thám hiểm có con người của Hoa Kỳ đã được định ra là một mục tiêu lâu dài trong chương trình Viễn cảnh thám hiểm không gian công bố năm 2004 bởi Tổng thống George W. Bush. Với kế hoạch chế tạo tàu "Orion" nhằm đưa người trở lại Mặt Trăng trong thập niên 2020 được coi là một bước cơ bản trong quá trình đưa người lên Sao Hỏa. Ngày 28 tháng 9 năm 2007, người đứng đầu cơ quan NASA Michael D. Griffin phát biểu NASA hướng mục tiêu đưa người lên Sao Hỏa vào năm 2037.
Mars Direct, một chương trình thám hiểm Sao Hỏa có người lái với chi phí thấp được đề xuất bởi Robert Zubrin, sáng lập viên của Mars Society, sẽ sử dụng lớp tên lửa sức nâng lớn Saturn V, như Space X Falcon X, hoặc Ares V, để bỏ qua giai đoạn trên quỹ đạo quanh Trái Đất và nạp nhiên liệu trên Mặt Trăng.
là một dự án hợp tác giữa Nga (Roskosmos, Viện Hàn lâm Khoa học Nga), Liên minh châu Âu (ESA) và Trung Quốc mô phỏng các điều kiện y-sinh trên Sao Hỏa nhằm nghiên cứu khả năng thích nghi của con người với hành trình dài trên 500 ngày-thời gian tối thiểu theo tính toán để hoàn thành chuyến bay lên hành tinh đỏ và quay về. 3 mô-đun lắp đặt năm 2006, 2 mô-đun xây dựng năm 2007 và 2008 là nơi để 6 tình nguyện viên đã sống và làm việc cô lập trong 520 ngày.
Thiên văn trên Sao Hỏa.
Với những tàu quỹ đạo, tàu đổ bộ và robot tự hành đang hoạt động trên Sao Hỏa mà các nhà thiên văn học có thể nghiên cứu thiên văn học từ bầu trời Sao Hỏa. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Vệ tinh Phobos hiện lên có đường kính góc chỉ bằng một phần ba so với lúc Trăng tròn trên Trái Đất, trong khi đó Deimos hiện lên như một ngôi sao, chỉ hơi sáng hơn Sao Kim một chút khi nhìn Sao Kim từ Trái Đất.
Cũng có nhiều hiện tượng từng được biết trên Trái Đất mà đã được quan sát trên Sao Hỏa, như thiên thạch rơi và cực quang. Sự kiện Trái Đất đi qua đĩa Mặt Trời khi quan sát từ Sao Hỏa được tiên đoán sẽ xảy ra vào ngày 10 tháng 11 năm 2084. Tương tự, sự kiện Sao Thủy và Sao Kim đi qua đĩa Mặt Trời khi nhìn từ Sao Hỏa cũng được tiên đoán. Do đường kính góc của hai vệ tinh Phobos và Deimos quá nhỏ cho nên sẽ chỉ có hiện tượng nhật thực một phần (hay đi ngang qua) trên Sao Hỏa.
Quan sát Sao Hỏa.
Bởi vì quỹ đạo Sao Hỏa có độ lệch tâm đáng kể cho nên độ sáng biểu kiến của nó ở vị trí xung đối với Mặt Trời có thể thay đổi trong khoảng −3,0 đến −1,4. Độ sáng nhỏ nhất của nó tương ứng với cấp sao +1,6 khi hành tinh ở vị trí giao hội với Mặt Trời. Sao Hỏa khi quan sát qua kính thiên văn nhỏ thường hiện lên có màu vàng, cam hay đỏ nâu; trong khi màu sắc thực sự của Sao Hỏa gần với màu bơ, và màu đỏ là do khí quyển Sao Hỏa chứa rất nhiều bụi; bên dưới là bức ảnh mà robot Spirit chụp được trên Sao Hỏa với màu nâu-xanh nhạt, màu bùn với những tảng đá xám-xanh và cát màu đỏ nhạt. Khi hành tinh hướng về phía gần Mặt Trời, nó sẽ rất khó quan sát trong một vài tháng bởi ánh sáng mạnh của Mặt Trời. Ở những thời điểm thích hợp—khoảng thời gian 15 hoặc 17 năm, và luôn luôn là giữa cuối tháng 7 cho đến tháng 9—có thể quan sát những chi tiết trên bề mặt Sao Hỏa qua kính thiên văn nghiệp dư. Thậm chí đối với các kính thiên văn độ phóng đại nhỏ, vẫn có thể quan sát thấy các chỏm băng ở cực.
Khi Sao Hỏa tiến gần vào vị trí xung đối nó bắt đầu vào giai đoạn của chuyển động nghịch hành biểu kiến khi quan sát từ Trái Đất, có nghĩa là nó dường như di chuyển ngược lại thành vòng tròn trên nền bầu trời. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Khoảng thời gian diễn ra chuyển động nghịch hành trong khoảng 72 ngày và Sao Hỏa đạt đến độ sáng biểu kiến cực đại vào giữa giai đoạn này.
Những lần tiếp cận gần nhất.
Gần tương đối.
Khi Sao Hỏa ở gần vị trí xung đối với Mặt Trời thì đây là thời điểm hành tinh nằm gần với Trái Đất nhất. Giai đoạn xung đối có thể kéo dài trong khoảng 8½ ngày xung quanh thời điểm hai hành tinh nằm gần nhau. Khoảng cách lúc hai hành tinh tiếp cận gần nhau nhất có thể thay đổi trong khoảng từ 54 đến 103 triệu km do quỹ đạo của hai hành tinh có hình elip, và do đó cũng làm thay đổi đường kính góc của Sao Hỏa khi nhìn từ Trái Đất. Lần xung đối gần đây nhất (2011) diễn ra vào ngày 29 tháng 1 năm 2010. Lần tiếp theo sẽ xảy ra vào ngày 3 tháng 3 năm 2012 ở khoảng cách khoảng 100 triệu km. Thời gian trung bình giữa hai lần xung đối, hay chu kỳ giao hội của hành tinh, là 780 ngày nhưng số ngày chính xác giữa hai lần xung đối kế tiếp có thể thay đổi từ 764 đến 812 ngày.
Khi Sao Hỏa vào thời kỳ xung đối nó cũng bắt đầu vào giai đoạn chuyển động biểu kiến nghịch hành với thời gian khoảng 72 ngày.
Lần tiếp cận gần nhất.
Sao Hỏa nằm gần Trái Đất nhất trong vòng khoảng 60.000 năm qua là vào thời điểm 9:51:13 UT ngày 27-08-2003, ở khoảng cách 55.758.006 km (0,372719 AU), độ sáng biểu kiến đạt −2,88. Thời điểm này xảy ra khi Sao Hỏa đã vào ở vị trí xung đối được một ngày và khoảng ba ngày từ cận điểm quỹ đạo làm cho Sao Hỏa dễ dàng nhìn thấy từ Trái Đất. Lần cuối hành tinh đỏ nằm gần nhất với Trái Đất được ước tính đã diễn ra vào ngày 12 tháng 9 năm 57.617 trước Công nguyên, lần tiếp theo được ước tính diễn ra vào năm 2287. Kỷ lục tiếp cận gần nhất năm 2003 chỉ hơi bé hơn so với một số lần tiếp cận gần nhất trong thời gian gần đây. Ví dụ, khoảng cách nhỏ nhất giữa hai hành tinh xảy ra vào ngày 22 tháng 8 năm 1924 là 0,37285 AU, và vào ngày 24 tháng 8 năm 2208 sẽ là 0,37279 AU. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Trong năm 2003, và những năm sau, đã có một trò chơi khăm phát tán trên internet nói rằng năm 2003 Sao Hỏa sẽ nằm gần Trái Đất nhất trong hàng nghìn năm qua và nó sẽ hiện lên "to như Mặt Trăng trên bầu trời".
Lịch sử quan sát Sao Hỏa.
Lịch sử quan sát Sao Hỏa được đánh dấu bởi những lần hành tinh này ở vị trí xung đối, khi nó nằm gần Trái Đất và vì vậy dễ dàng có thể quan sát bằng mắt thường, và những lần xung đối xảy ra khoảng 2 năm một lần. Những lần xảy ra xung đối nổi bật hơn cả trong lịch sử đó là khoảng thời gian cách nhau 15 đến 17 năm khi lần xung đối xảy ra trùng hoặc gần với cận điểm quỹ đạo của Sao Hỏa, điều này càng làm cho nó dễ dàng quan sát được từ Trái Đất.
Sự tồn tại của Sao Hỏa như một thiên thể đi lang thang trên bầu trời đêm đã được ghi lại bởi những nhà thiên văn học Ai Cập cổ đại và vào năm 1534 TCN họ đã nhận thấy được chuyển động nghịch hành biểu kiến của hành tinh đỏ. Trong lịch sử của đế chế Babylon lần hai, các nhà thiên văn Babylon đã quan sát một cách có hệ thống và ghi chép thường xuyên vị trí của các hành tinh. Đối với Sao Hỏa, họ biết rằng hành tinh này thực hiện được 37 chu kỳ giao hội, hay đi được 42 vòng trên vòng hoàng đạo, trong khoảng 79 năm Trái Đất. Họ cũng đã phát minh ra phương pháp số học nhằm hiệu chỉnh những độ lệch nhỏ trong việc tiên đoán vị trí của các hành tinh.
Trong thế kỷ thứ tư trước Công nguyên, Aristoteles đã phát hiện ra Sao Hỏa biến mất đằng sau Mặt Trăng trong một lần che khuất, và ông nhận xét rằng hành tinh này phải nằm xa hơn Mặt Trăng. Ptolemaeus, nhà thiên văn Hy Lạp cổ đại ở Alexandria, đã cố gắng giải quyết vấn đề chuyển động quỹ đạo của Sao Hỏa. Mô hình của Ptolemaeus và tập hợp những nghiên cứu của ông về thiên văn học đã được trình bày trong bản thảo nhiều tập mang tên "Almagest", và nó đã trở thành nội dung được phổ biến trong thiên văn học phương Tây trong gần mười bốn thế kỷ sau. Các tư liệu lịch sử Trung Hoa cổ đại cho thấy Sao Hỏa được các nhà thiên văn Trung Hoa cổ đại biết đến không muộn hơn thế kỷ thứ tư trước Công nguyên. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Ở thế kỷ thứ năm, trong tài liệu ghi chép thiên văn của Ấn Độ mang tên "Surya Siddhanta" đã ghi lại ước tính đường kính Sao Hỏa của những nhà thiên văn Ấn Độ.
Trong thế kỷ thứ mười bảy, Tycho Brahe đã đo thị sai ngày của Sao Hỏa và dữ liệu này được Johannes Kepler sử dụng để tính toán sơ bộ về khoảng cách tương đối đến hành tinh đỏ. Khi kính thiên văn được phát minh ra và trở lên phổ biến hơn, thị sai ngày của Sao Hỏa đã được đo lại cẩn thận trong nỗ lực nhằm xác định khoảng cách Trái Đất-Mặt Trời. Nỗ lực này lần đầu tiên được thực hiện bởi Giovanni Domenico Cassini năm 1672. Những đo đạc thị sai trong thời kỳ này đã bị cản trở bởi chất lượng của dụng cụ quan sát. Ngày 13 tháng 10 năm 1590, sự kiện Sao Hỏa bị Sao Kim che khuất đã được Michael Maestlin ở Heidelberg ghi nhận. Năm 1610, Galileo Galilei là người đầu tiên đã quan sát Sao Hỏa qua một kính thiên văn. Người đầu tiên cố gắng vẽ ra tấm bản đồ Sao Hỏa thể hiện những đặc điểm trên bề mặt của nó là nhà thiên văn học người Hà Lan Christiaan Huygens.
"Kênh đào" Sao Hỏa.
Cho đến thế kỷ 19, độ phóng đại của các kính thiên văn đã đạt đến mức cần thiết cho việc phân giải các đặc điểm trên bề mặt hành tinh đỏ. Trong tháng 9 năm 1877, sự kiện Sao Hỏa tiến đến vị trí xung đối đã được dự đoán xảy ra vào ngày 5 tháng 9. Nhờ vào sự kiện này, nhà thiên văn người Italia Giovanni Schiaparelli sử dụng kính thiên văn 22 cm ở Milano nhằm quan sát hành tinh này để vẽ ra tấm bản đồ chi tiết đầu tiên về Sao Hỏa mà ông thấy qua ống kính. Trên bản đồ này có đánh dấu những đặc điểm mà ông gọi là "canali", mặc dù sau đó được chỉ ra là những ảo ảnh quang học. Những "canali" được vẽ là những đường thẳng trên bề mặt Sao Hỏa và ông đặt tên của chúng theo tên của những con sông nổi tiếng trên Trái Đất. Trong ngôn ngữ của ông, "canali" có nghĩa là "kênh đào" hoặc "rãnh", và được dịch một cách hiểu nhầm sang tiếng Anh là "canals" (kênh đào).
Ảnh hưởng bởi những quan sát này, nhà Đông phương học Percival Lowell đã xây dựng một đài quan sát mà sau này mang tên đài quan sát Lowell với hai kính thiên văn đường kính 300 và 450 mm. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Đài quan sát này được sử dụng để quan sát Sao Hỏa trong lần xung đối hiếm có vào năm 1894 và những lần xung đối thông thường về sau. Lowell đã xuất bản một vài cuốn sách về Sao Hỏa và đề cập đến sự sống trên hành tinh này, chúng đã có những ảnh hưởng nhất định đối với công chúng về hành tinh này. Đặc điểm "canali" cũng đã được một số nhà thiên văn học tìm thấy, như Henri Joseph Perrotin và Louis Thollon ở Nice, nhờ sử dụng một trong những kính thiên văn lớn nhất thời bấy giờ.
Sự thay đổi theo mùa (bao gồm sự thu hẹp diện tích của các chỏm băng vùng cực và những miền tối hình thành trong mùa hè trên Sao Hỏa) kết hợp với ý niệm về kênh đào đã dẫn đến những phỏng đoán về sự sống trên Sao Hỏa, và nhiều người có niềm tin lâu dài rằng Sao Hỏa có những vùng biển rộng lớn và những cánh đồng bạt ngàn. Tuy nhiên những kính thiên văn thời này không đủ độ phân giải đủ lớn để chứng minh hay bác bỏ những phỏng đoán này. Khi những kính thiên văn lớn hơn ra đời, những "canali" thẳng, ngắn hơn được quan sát rõ hơn. Khi Camille Flammarion thực hiện quan sát năm 1909 với kính đường kính 840 mm, những địa hình không đồng đều được nhận ra nhưng không một đặc điểm "canali" được trông thấy.
Thậm chí những bài báo trong thập niên 1960 về sinh học vũ trụ trên Sao Hỏa, nhiều tác giả đã giải thích theo khía cạnh sự sống cho những đặc điểm thay đổi theo mùa trên hành tinh này. Những kịch bản cụ thể về quá trình trao đổi chất và chu trình hóa học cho những hệ sinh thái cũng đã được xuất bản.
Cho đến khi những tàu vũ trụ viếng thăm hành tinh này trong chương trình Mariner của NASA trong thập niên 1960 thì những bí ẩn này mới được sáng tỏ. Những chấp nhận chung về một hành tinh đã chết được khẳng định trong thí nghiệm nhằm xác định sự sống của tàu Viking và những ảnh chụp tại nơi nó đổ bộ.
Một vài bản đồ về Sao Hỏa đã được lập ra nhờ sử dụng các dữ liệu thu được từ các phi vụ này, nhưng cho đến tận phi vụ của tàu Mars Global Surveyor, phóng lên vào năm 1996 và ngừng hoạt động năm 2006, đã mang lại những chi tiết đầy đủ nhất về bản đồ địa hình, từ trường và sự phân bố khoáng chất trên bề mặt. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Những bản đồ về Sao Hỏa hiện nay đã được cung cấp trên một số dịch vụ trực tuyến, như Google Mars.
Trong văn hóa.
Sao Hỏa trong ngôn ngữ phương Tây được mang tên của vị thần chiến tranh trong thần thoại. Từ hỏa cũng là tên của một trong năm yếu tố của ngũ hành trong triết học cổ Trung Hoa. Biểu tượng Sao Hỏa, gồm một vòng tròn với một mũi tên chỉ ra ngoài, cũng là biểu tượng cho giống đực.
Ý tưởng cho rằng trên Sao Hỏa có những sinh vật có trí thông minh đã xuất hiện từ cuối thế kỷ 19. Quan sát các "canali" (kênh đào) của Giovanni Schiaparelli kết hợp với cuốn sách của Percival Lowell về ý tưởng này đã làm cơ sở cho những bàn luận về một hành tinh đang hạn hát, lạnh lẽo, một thế giới chết với nền văn minh trên đó đang xây dựng những hệ thống tưới tiêu.
Nhiều quan sát khác và những lời tuyên bố bởi những người có ảnh hưởng đã làm dấy lên cái gọi là "Cơn sốt Sao Hỏa". Năm 1899, khi đang nghiên cứu độ ồn vô tuyến trong khí quyển bằng cách sử dụng máy thu ở phòng thí nghiệm Colorado Springs, nhà sáng chế Nikola Tesla đã nhận ra sự lặp lại trong tín hiệu mà sau đó ông đoán có thể là tín hiệu liên lạc vô tuyến đến từ một hành tinh khác, và khả năng là Sao Hỏa. Năm 1901, trong một cuộc phỏng vấn, Tesla nói:
Ở thời điểm sau khi có một ý nghĩ lóe lên trong đầu tôi rằng những nhiễu loạn mà tôi đã thu được có thể là do sự điều khiển từ một nền văn minh. Mặc dù tôi không thể giải mã ý nghĩa của chúng, nhưng tôi không thể nghĩ rằng đó chỉ hoàn toàn là sự ngẫu nhiên. Cảm giác tăng dần trong tôi rằng lần đầu tiên tôi đã nghe được lời chào từ một hành tinh khác.
Ý nghĩ của Tesla nhận được sự ủng hộ từ Lord Kelvin, ông này khi viếng thăm Hoa Kỳ năm 1902, đã nói là ông nghĩ rằng những tín hiệu mà Tesla thu được là do từ hành tinh đỏ gửi đến Hoa Kỳ. Kelvin "nhấn mạnh" từ chối lời nói này ngay trước khi ông rời Hoa Kỳ: "Cái mà tôi thực sự nói rằng những cư dân Sao Hỏa, nếu có, sẽ không nghi ngờ khi họ có thể nhìn thấy New York, đặc biệt từ ánh sáng đèn điện." |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Trong một bài viết trên tờ "New York Times" năm 1901, Edward Charles Pickering, giám đốc Đài quan sát Harvard College, đưa tin họ đã nhận được một điện tín từ Đài quan sát Lowell ở Arizona với nội dung xác nhận là dường như nền văn minh trên Sao Hỏa đang cố liên lạc với Trái Đất.
Đầu tháng 12 năm 1900, chúng tôi nhận được bức điện tín từ Đài quan sát Lowell ở Arizona rằng một luồng ánh sáng chiếu từ Sao Hỏa (đài quan sát Lowell luôn dành sự quan tâm đặc biệt đến Sao Hỏa) kéo dài trong khoảng 70 phút. Tôi đã gửi những thông tin này sang châu Âu cũng như bản sao của điện tín đến khắp nơi trên đất nước này. Những người quan sát đã rất cẩn thận, đáng tin và do vậy không có lý do gì để nghi ngờ về sự tồn tại của tia sáng. Người ta cho rằng nó bắt nguồn từ một vị trí địa lý nổi tiếng trên Sao Hỏa. Tất cả là thế. Bây giờ câu chuyện đã lan ra trên toàn thế giới. Ở châu Âu, người ta nói rằng tôi đã liên lạc với người Sao Hỏa và đủ mọi thông tin cường điệu đã xuất hiện. Cho dù thứ ánh sáng đó là gì, chúng ta cũng không biết ý nghĩa của nó. Không ai có thể nói được đó là từ một nền văn minh hay không phải. Nó tuyệt đối không thể giải thích được.
Pickering sau đó đề xuất lắp đặt một loạt tấm gương ở Texas nhằm thu các tín hiệu từ Sao Hỏa.
Trong những thập kỷ gần đây, nhờ những tấm bản đồ độ phân giải cao về bề mặt Sao Hỏa, đặc biệt từ tàu Mars Global Surveyor và Mars Reconnaissance Orbiter, cho thấy không hề có một dấu hiệu của sự sống có trí tuệ trên hành tinh này, mặc dù những phỏng đoán giả khoa học về sự sống có trí thông minh trên Sao Hỏa vẫn xuất hiện từ những biên tập viên như Richard C. Hoagland. Nhớ lại những tranh luận trước đây về đặc điểm "canali", xuất hiện một số suy đoán về những hình tượng kích cỡ nhỏ trên một số bức ảnh từ tàu không gian, như 'kim tự tháp' và 'khuôn mặt trên Sao Hỏa'. Nhà thiên văn học hành tinh Carl Sagan đã viết:
Sao Hỏa đã trở thành một sân khấu cho những vở kịch thần thoại mà ở đó chúng ta chiếu lên những hi vọng và sợ hãi của chúng ta trên Trái Đất. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Các miêu tả Sao Hỏa trong tiểu thuyết đã bị kích thích bởi màu đỏ đặc trưng của nó và bởi những suy đoán mang tính khoa học ở thế kỷ 19 về các điều kiện bề mặt hành tinh không những duy trì cho sự sống mà còn tồn tại nền văn minh trên đó. Đã có nhiều những tác phẩm khoa học viễn tưởng được ra đời, trong số đó có tác phẩm "The War of the Worlds" của H. G. Wells xuất bản năm 1898, với nội dung về những sinh vật Sao Hỏa đang cố gắng thoát khỏi hành tinh đang chết dần và chúng xuống xâm lược Địa cầu. Sau đó, ngày 30 tháng 10 năm 1938, phát thanh viên Orson Welles đã dựa vào tác phẩm này và gây ra trò đùa trên đài phát thanh làm cho nhiều thính giả thiếu hiểu biết bị hiểu nhầm.
Những tác phẩm có tính ảnh hưởng bao gồm "The Martian Chronicles" của Ray Bradbury, trong đó cuộc thám hiểm của con người đã trở thành một tai nạn phá hủy nền văn minh Sao Hỏa, "Barsoom" của Edgar Rice Burroughs, tiểu thuyết "Out of the Silent Planet" của C. S. Lewis (1938), và một số câu chuyện của Robert A. Heinlein trong những năm 60.
Tác giả Jonathan Swift đã từng miêu tả về các Mặt Trăng của Sao Hỏa, khoảng 150 năm trước khi chúng được nhà thiên văn học Asaph Hall phát hiện ra. J.Swift đã miêu tả khá chính xác và chi tiết về quỹ đạo của chúng trong chương 19 của tiểu thuyết "Gulliver's Travels".
Một nhân vật truyện tranh thể hiện trí thông minh Sao Hỏa, Marvin, đã xuất hiện trên truyền hình năm 1948 trong bộ phim hoạt hình Looney Tunes của hãng Warner Brothers, và nó vẫn còn tiếp tục xuất hiện trong văn hóa đại chúng phương Tây hiện nay.
Sau khi các tàu Mariner và Viking gửi về các bức ảnh chụp Sao Hỏa, một thế giới không có sự sống và những kênh đào, thì những quan niệm về nền văn minh Sao Hỏa ngay lập tức bị từ bỏ, và thay vào đó là những miêu tả về viễn cảnh con người sẽ đến khai phá hành tinh này, nổi tiếng nhất có lẽ là tác phẩm bộ ba "Sao Hỏa" của Kim Stanley Robinson. Những suy đoán giả khoa học về Khuôn mặt trên Sao Hỏa và những địa hình bí ẩn khác được chụp bởi các tàu quỹ đạo đã trở thành bối cảnh phổ biến cho những tác phẩm khoa học viễn tưởng, đặc biệt trong phim ảnh. |
Sao Hỏa | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1586 | Bối cảnh con người trên Sao Hỏa đấu tranh giành độc lập khỏi Trái Đất cũng là một nội dung chính trong tiểu thuyết của Greg Bear cũng như bộ phim "Total Recall" (dựa trên câu chuyện ngắn của Philip K. Dick) và sê ri truyền hình "Babylon 5". Một số trò chơi cũng sử dụng bối cảnh này, bao gồm "Red Faction" và "Zone of the Enders". Sao Hỏa (và vệ tinh của nó) cũng xuất hiện trong video game nhượng quyền thương mại "Doom" và "Martian Gothic". |
Nam quốc sơn hà | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1593 | Nam quốc sơn hà (chữ Hán: 南國山河) là một bài thơ thất ngôn tứ tuyệt viết bằng văn ngôn không rõ tác giả (mặc dù 1 số nguồn cho rằng Lý Thường Kiệt là người viết ra), được coi là bản Tuyên ngôn độc lập đầu tiên của Việt Nam, khẳng định chủ quyền của nhà cầm quyền Đại Việt trên các vùng đất của mình. Bài thơ này có tác dụng khích lệ tinh thần quân sĩ, giúp Lê Hoàn chống quân Tống năm 981 và Lý Thường Kiệt chống quân Tống năm 1077. Trong văn hóa, ý nghĩa và giá trị của bài thơ trong lịch sử Việt Nam được người Việt công nhận rộng rãi.
Tên gọi.
Bài thơ này vốn không có tên, tên gọi "Nam quốc sơn hà" là do những người biên soạn cuốn sách "Hợp tuyển thơ văn Việt Nam", tập 2 (sách do Nhà Xuất bản Văn học xuất bản năm 1976) đặt ra, lấy từ bốn chữ đầu trong câu thơ đầu tiên của bài thơ này ("Nam quốc sơn hà Nam đế cư").
Văn bản.
Bài thơ "Nam quốc sơn hà" có ít nhất là 35 dị bản sách và 8 dị bản thần tích. Thư tịch đầu tiên có chép bài thơ này là sách "Việt điện u linh tập", song bản "Nam quốc sơn hà" trong "Việt điện u linh tập" không phải là bản được biết đến nhiều nhất, bản ghi trong "Đại Việt sử ký toàn thư" mới là bản được nhiều người biết nhất. "Đại Việt sử ký toàn thư" là bộ chính sử đầu tiên có ghi chép bài thơ này.
Bản ghi trong "Đại Việt sử ký toàn thư" như sau:
Phiên âm Hán –Việt:
Bản dịch nghĩa của Nguyễn Tri Tài:
Bản dịch nghĩa của Nguyễn Hùng Vĩ:
Bản dịch của Trần Trọng Kim
Lịch sử.
Hiện nay, sơ bộ thống kê đã thấy có khoảng 30 dị bản bài thơ Nam quốc sơn hà nằm trong các văn bản Hán Nôm chép tay hoặc khắc gỗ. Cụ thể là 8 bản Việt điện u linh, 10 bản "Lĩnh Nam chích quái":, Thần phả đền cửa sông Ngũ Huyện (Quả Cảm, Hoà Long, Yên Phong, Bắc Ninh), Biển khắc bài thơ "Nam quốc sơn hà" ở Phù Khê Đông (Tiên Sơn, Bắc Ninh), Trương tôn thần sự tích, Thiên Nam vân lục liệt truyện, Dư địa chí, Đại Nam nhất thống chí; Bằng trình thản bộ.
Trong chiến tranh Tống–Việt lần thứ nhất. |
Nam quốc sơn hà | https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1593 | Trong chiến tranh Tống–Việt lần thứ nhất.
Theo sách "Lĩnh Nam chích quái":
Năm Thiên Phúc nguyên niên hiệu vua Lê Đại Hành; Tống Thái Tổ sai Hầu Nhân Bảo, Tôn Toàn Hưng cất quân xâm lược nước Nam. Hai bên đối lũy cùng cầm cự với nhau ở sông Đồ Lỗ. Vua Lê Đại Hành mộng thấy hai anh thần nhân ở trên sông vái mà nói rằng họ là Trương Hống, Trương Hát xưa theo Triệu Việt Vương; nay xin cùng nhà vua đánh giặc để cứu sinh linh. Vua Lê Đại Hành tỉnh dậy liền đốt hương khấn cầu thần giúp. Đêm ấy thấy một người dẫn đoàn âm binh áo trắng và một người dẫn đoàn âm binh áo đỏ từ phía Bắc sông Như Nguyệt mà lại cùng xông vào trại quân Tống mà đánh. Quân Tống kinh hoàng, thần nhân tàng hình trên không, lớn tiếng ngâm rằng:
Quân Tống nghe thấy, xéo đạp lên nhau chạy tan, đại bại mà về. Vua Lê Đại Hành trở về ăn mừng, truy phong cho hai vị thần nhân, một là Tinh Mẫn Đại Vương lập miếu thờ tại ngã ba sông Long Nhãn, hai là Khước Mẫn Đại vương lập miếu ở ngã ba sông Như Nguyệt.
Đa số các nhà nghiên cứu thống nhất đề tên khuyết danh tác giả bài thơ. Riêng Lê Mạnh Thát trong bài "Pháp Thuận và bài thơ thần nước Nam sông núi" cho rằng tác giả bài thơ là Đỗ Pháp Thuận.
Các nhà nghiên cứu gần đây thống nhất quan điểm "Nam quốc sơn hà" là bài thơ xuất hiện dưới thời Lê Đại Hành và tiếp tục được Lý Thường Kiệt vận dụng sau này.
Trong chiến tranh Tống–Việt lần thứ hai.
Theo sách "Đại Việt sử ký toàn thư".
Năm 1076, Quách Quỳ, Triệu Tiết đem quân 9 tướng, hợp với Chiêm Thành, Chân Lạp tấn công Đại Việt. Hai bên giao tranh ở sông Như Nguyệt, một đêm quân sĩ chợt nghe trong đền Trương tướng quân có tiếng đọc to rằng:
Sau này đúng như lời thơ, Lý Thường Kiệt đánh bại quân Tống.
Theo sách Việt điện u linh – Chuyện Trương Hống và Trương Hát.
Thời Nam Tấn Vương nhà Ngô đi đánh dẹp Lý Huy ở Long Châu, đóng quân ở cửa Phù Lan, đêm ngủ mộng thấy hai người kỳ vĩ, diện mạo khôi ngô đến ra mắt nhà vua và xin trợ chiến. |
Subsets and Splits
No community queries yet
The top public SQL queries from the community will appear here once available.