Sự sống trên mặt đất không thể tồn tại nếu không có các biến cố mà một số người cho rằng đó chỉ là sự trùng hợp, vài biến cố này mãi đến thế kỷ 20 người ta mới hiểu tường tận. Các biến cố ấy bao gồm:

• Vị trí của Trái Đất trong dải ngân hà Milky Way và Hệ Mặt Trời, cũng như quỹ đạo, độ nghiêng, tốc độ quay của Trái Đất, và Mặt Trăng

• Từ trường và bầu khí quyển có tác dụng như hai cái khiên để che chở

• Các chu trình tự nhiên bổ sung, làm sạch sinh quyển và nước

Khi xem xét những đề tài này, bạn hãy tự hỏi: “Những đặc điểm của trái đất tự nhiên mà có hay do một sự thiết kế có chủ đích?”

Khi viết địa chỉ nhà, bạn thường ghi những gì? Có lẽ bạn ghi tên đường, thành phố và quốc gia. So sánh cách tương tự, chúng ta hãy gọi dải ngân hà Milky Way là “quốc gia” của trái đất; Hệ Mặt Trời—gồm mặt trời và các hành tinh—là “thành phố”; và quỹ đạo của trái đất trong Hệ Mặt Trời là “con đường”. Nhờ các tiến bộ của thiên văn học và vật lý học, các nhà khoa học đã có sự hiểu biết sâu sắc về những lợi thế của vị trí khiêm tốn mà chúng ta có trong vũ trụ.

Hãy bắt đầu với “thành phố” của chúng ta. Hệ Mặt Trời nằm trong khu vực lý tưởng của dải ngân hà Milky Way—không quá gần cũng không quá xa trung tâm dải ngân hà. “Vùng có thể tồn tại sự sống” này (như các nhà khoa học gọi) có các yếu tố hóa học ở mức độ chính xác và cần thiết cho sự sống. Nếu ở xa hơn vùng này, các yếu tố hóa học rất khan hiếm, còn ở gần hơn thì quá nguy hiểm vì có vô số bức xạ cực mạnh gây chết người và các yếu tố khác. Tạp chí Scientific American viết: “Chúng ta đang sống trong “khu đất vàng””¹.

“Con đường” lý tưởng: “Con đường” của trái đất, hoặc quỹ đạo của nó trong “thành phố” Hệ Mặt Trời của chúng ta, cũng rất lý tưởng. Cách mặt trời khoảng 150 triệu kilômét, quỹ đạo này ở trong vùng có thể tồn tại sự sống, nơi không lạnh giá cũng chẳng nóng bỏng để sự sống phát triển. Hơn nữa, đường đi của trái đất gần như là hình tròn, giúp trái đất quanh năm có một khoảng cách gần như cố định với mặt trời.

Trong khi đó, mặt trời là “nhà sản xuất năng lượng” hoàn hảo. Nó ổn định, có kích thước lý tưởng và tỏa ra lượng năng lượng vừa đủ. Vì thế, mặt trời được gọi là “ngôi sao vô cùng đặc biệt” thật hợp lý.²

“Người hàng xóm” hoàn hảo: Nếu phải chọn “người hàng xóm cạnh nhà”  cho trái đất, bạn sẽ không tìm ra “ai” tốt hơn mặt trăng. Đường kính mặt trăng hơn một phần tư trái đất. Vì thế, khi so sánh với các mặt trăng khác trong Hệ Mặt Trời, mặt trăng của chúng ta lớn cách khác thường so với hành tinh của nó. Điều đó chỉ là ngẫu nhiên sao? Không thể nào.

Mặt trăng là nguyên nhân chính tạo ra thủy triều và thủy triều đóng vai trò rất quan trọng trong hệ sinh thái trái đất. Mặt trăng cũng góp phần vào sự ổn định trục quay của trái đất. Không có mặt trăng lý tưởng, hành tinh của chúng ta sẽ bị chao đảo như con quay, thậm chí có thể lật ngược! Khi ấy sẽ có sự thay đổi khí hậu, thủy triều và những thay đổi khác, điều này gây ra thảm họa.

Độ nghiêng và độ quay hoàn hảo của trái đất: Độ nghiêng của trái đất là 23,4 độ, giúp tạo ra các mùa hằng năm, nhiều vùng khí hậu khác nhau và giúp nhiệt độ của trái đất ở mức vừa phải. “Độ nghiêng trục quay của hành tinh chúng ta rất hoàn hảo cho sự sống”, theo sách Trái Đất độc đáo—Tại sao sự sống phức tạp hiếm thấy trong vũ trụ (Rare Earth—Why Complex Life Is Uncommon in the Universe)³.

Độ dài của ngày và đêm cũng hoàn hảo, nhờ vào sự quay tròn của trái đất. Nếu tốc độ quay chậm hơn nhiều, ngày sẽ dài hơn và bề mặt trái đất hướng về phía mặt trời sẽ bị nung nóng, còn mặt kia sẽ đóng băng. Ngược lại, nếu quay nhanh hơn thì ngày sẽ ngắn hơn, có lẽ chỉ vài tiếng đồng hồ, tốc độ quay nhanh của trái đất sẽ gây ra những cơn lốc không ngừng và các tác động tai hại khác.

Vũ trụ là một nơi nguy hiểm đầy các bức xạ chết người và thiên thạch. Tuy nhiên, hành tinh xanh của chúng ta giống như đang bay qua “phòng tập bắn” trong ngân hà này mà dường như không hề hấn gì. Tại sao vậy? Vì trái đất được bảo vệ nhờ đôi khiên: từ trường cực mạnh và bầu khí quyển độc đáo.

Từ trường của trái đất: Lõi của trái đất là một quả bóng kim loại nấu chảy, tạo ra từ trường cực mạnh vươn ra ngoài không gian. Cái khiên này bảo vệ chúng ta khỏi vô số bức xạ vũ trụ cực mạnh và những mối nguy hiểm đến từ mặt trời. Mối nguy hiểm này bao gồm gió mặt trời (một luồng điện tích phóng ra không ngừng); các vụ nổ ở bề mặt mặt trời (trong vài phút tỏa ra năng lượng bằng hàng tỉ quả bom kinh khí); và các cơn bùng phát hào quang khổng lồ (phóng  hàng tỉ tấn vật chất ra không gian, viết tắt CME). Bạn có thể thấy sự bảo vệ mình nhận được nhờ từ trường. Vụ nổ ở bề mặt mặt trời và CME tạo ra những tia cực quang rất mạnh, là hiện tượng ánh sáng đầy màu sắc thấy được trên tầng cao của bầu khí quyển gần hai cực trái đất, nơi có nhiều từ tính.

Bầu khí quyển trái đất: Lớp khí bao phủ trái đất này không những giúp chúng ta thở mà còn là một sự bảo vệ khác. Phần bên ngoài của bầu khí quyển, tầng bình lưu, chứa một dạng của khí oxy gọi là khí ozone, hấp thu đến 99% bức xạ của tia cực tím (UV) chiếu xuống trái đất. Vì thế, tầng ozone bảo vệ nhiều hình thái sự sống, gồm con người và phiêu sinh vật (mà nhờ đó chúng ta có thêm oxy), khỏi các bức xạ nguy hiểm. Số lượng khí ozone trong tầng bình lưu không cố định. Thay vì thế, nó thay đổi tùy cường độ phóng xạ của tia UV. Do đó, tầng ozone là một cái khiên linh động, hữu hiệu.

Bầu khí quyển cũng bảo vệ chúng ta khỏi những “trận oanh tạc” của những mảnh vỡ từ không gian, hàng triệu thiên thạch có kích cỡ từ nhỏ đến những tảng đá lớn. Đa số những thiên thạch này bị đốt cháy trong khí quyển, thành những vệt sáng gọi là sao băng. Tuy nhiên, hai cái khiên của trái đất không ngăn những bức xạ cần thiết cho sự sống như nhiệt và ánh sáng. Bầu khí quyển thậm chí phân bổ nhiệt xung quanh địa cầu, ban đêm nó có tác dụng như một cái mền, giúp nhiệt không thoát nhanh.

Từ trường và bầu khí quyển của trái đất quả là hai thiết kế kỳ diệu mà người ta vẫn chưa hiểu tường tận. Cũng có thể nói như thế về các chu trình duy trì sự sống trên hành tinh này.

Nếu nguồn cung cấp không khí và nước sạch của thành phố bị cắt, cống rãnh bị tắc nghẽn thì chẳng bao lâu sẽ có dịch lệ và chết chóc. Tuy nhiên, hãy xem xét điều này: Hành tinh của chúng ta không giống như một nhà hàng, thực phẩm và các nguồn cung ứng khác lấy từ bên ngoài, còn rác thì thải ra. Trái đất không cần vận chuyển không khí và nước sạch từ ngoài không gian vào, cũng không phải tống chất thải ra ngoài vũ trụ. Vậy, làm thế nào trái đất vẫn trong lành và thích hợp cho sự sống? Câu trả lời nằm trong các chu trình thiên nhiên như: chu trình của nước, khí cacbon, oxy và nitơ, được giải thích và trình bày đơn giản trong bài này.

Chu trình của nước: Nước rất cần thiết cho sự sống. Nếu không có nước chỉ một vài ngày, tất cả chúng ta sẽ chết. Chu trình của nước phân bổ nước sạch, tinh khiết khắp hành tinh chúng ta. Chu trình của nước gồm ba giai đoạn. (1) Năng lượng mặt trời làm nước bốc hơi lên bầu khí quyển. (2) Nước tinh khiết này ngưng tụ thành mây. (3) Rồi mây thành mưa, mưa đá, mưa tuyết hoặc tuyết, rơi xuống đất và chu trình khép lại. Thế thì hằng năm có bao nhiêu nước được tái tạo? Theo ước tính, lượng nước đủ để bao phủ bề mặt hành tinh, cao hơn 80cm.⁴

Chu trình của cacbon và oxy: Như bạn biết, chúng ta cần thở để sống, hít vào khí oxy và thở ra khí cacbon đioxyt. Thế nhưng, với hàng tỉ người và động vật cùng hít thở như thế, tại sao bầu khí quyển của chúng ta không bao giờ cạn kiệt khí oxy và có quá nhiều cacbon đioxyt? Lời giải đáp nằm trong chu trình của oxy. (1) Một tiến trình đáng chú ý gọi là sự quang hợp: Cây lấy vào cacbon đioxyt mà chúng ta thở ra, dùng nó và năng lượng từ ánh sáng mặt trời để sản xuất hydrat cacbon và oxy. (2) Khi hít vào khí oxy, chúng ta hoàn tất chu trình ấy. Mọi “sản phẩm” của hydrat cacbon và không khí diễn ra một cách sạch sẽ, hiệu quả và thầm lặng.

 Chu trình của nitơ: Sự sống trên đất cũng tùy thuộc vào sản phẩm của các phân tử hữu cơ như protein. (A) Để sản xuất những phân tử này thì cần có nitơ. Đáng mừng là chất khí đó chiếm khoảng 78% trong bầu khí quyển của chúng ta. Tia sét biến đổi nitơ thành các hợp chất mà cây cối có thể hấp thu. (B) Rồi cây cối kết hợp những hợp chất này thành các phân tử hữu cơ. Thú vật ăn cây cối và thế là chúng cũng thu được nitơ. (C) Cuối cùng, khi cây cối và thú vật chết, các vi khuẩn sẽ phân hủy hợp chất nitơ. Quá trình phân hủy đó giải phóng nitơ trở lại đất và khí quyển, chu trình khép lại.

Dù có đầy đủ công nghệ tiên tiến, hằng năm con người tạo ra vô số rác thải độc hại không tái sinh được. Nhưng, trái đất tái sinh mọi chất thải cách hoàn hảo qua việc khéo dùng các chất hóa học.

Bạn nghĩ tiến trình tái sinh của trái đất xuất hiện như thế nào? Ông M. A. Corey, một tác giả viết về tôn giáo và khoa học, cho biết: “Nếu hệ sinh thái của Trái Đất thật sự là do ngẫu nhiên mà có, chắc chắn chúng sẽ không thể nào đạt được sự hòa hợp hoàn hảo với môi trường đến thế”⁵. Bạn có đồng ý với lời kết luận ấy không?