Как образовались планеты для детей. Когда и как образовалась земля
Земля – третья планета по счету от Солнца и пятая по размерам. Среди всех небесных объектов земной группы она является крупнейшей по массе, диаметру и плотности. Имеет другие обозначения – Голубая планета, Мир или Терра. На данный момент является единственной известной человеку планетой с наличием жизни.
По научным исследованиям выходит, что Земля как планета образовалась примерно 4,54 млрд лет назад из солнечной туманности, после чего обрела единственный спутник – Луну. Жизнь на планете появилась около 3,9 млрд лет назад. С тех пор биосфера сильно поменяла структуру атмосферы и абиотических факторов. В результате обусловилось количество аэробных живых организмов и формирование озонового слоя. Магнитное поле совместно со слоем уменьшают негативное влияние солнечной радиации на жизнь. Обусловленная земной корой радиация со времен образования довольно-таки сильно снизилась из-за постепенного распада радионуклидов. Кора планеты поделена на несколько сегментов (тектонические плиты), которые движутся по несколько сантиметров в год.
Мировой океан занимает около 70,8% поверхности Земли, а остальная часть принадлежит континентам и островам. Материки обладают реками, озерами, подземными водами и льдами. Совместно с Мировым океаном они образовывают гидросферу планеты. Благодаря жидкой воде на поверхности и под землей поддерживается жизнь. Полюсы Земли накрыты ледяными шапками, в состав которых входят антарктический ледяной щит и морской лед Арктики.
Внутренние области Земли довольно активны и состоят из очень вязкого, толстого слоя – мантии. Она покрывает внешнее жидкое ядро, состоящее из никеля и железа. Физические характеристики планеты сохранили жизнь на протяжении 3,5 млрд лет. Примерные подсчеты ученых говорят о продолжительности таких же условий еще в течение 2 млрд лет.
Земля притягивается гравитационными силами вместе с другими космическими объектами. Планета оборачивается вокруг Солнца. Полный оборот – 365,26 суток. Ось вращения наклонена на 23,44°, благодаря этому вызываются сезонные перемены периодичностью в 1 тропический год. Примерное время суток на Земле – 24 часа. В свою очередь, вокруг Земли обращается Луна. Это происходит с момента основания. Благодаря спутнику на планете происходят приливы и отливы океана. Помимо этого, она стабилизирует наклон Земли, чем постепенно замедляет ее вращение. По некоторым теориям выходит, что на планету в свое время падали астероиды (болиды) и таким образом влияли напрямую на существующие организмы.
Земля – это дом для миллионов различных форм жизни, включая человека. Вся территория делится на 195 государств, взаимодействующих между собой при помощи дипломатии, грубой силы и торговли. Человек сформировал множество теорий относительно мироздания. Самые популярные – гипотеза Геи, геоцентрическая система мира и плоская Земля.
История нашей планеты
Самая современная теория, касающаяся вопроса возникновения Земли, называется гипотезой солнечной туманности. Из нее выходит, что Солнечная система появилась из большого облака газа и пыли. В состав входили гелий и водород, которые образовались в результате Большого взрыва. Также таким образом появились тяжелые элементы. Около 4,5 млрд лет назад началось сжатие облака из-за ударной волны, которая в свою очередь пошла после вспышки сверхновой. После сокращения облака угловой момент, инерция и гравитация сплюснули его в протопланетный диск. После этого обломки в диске, будучи под действием силы притяжения, начали сталкиваться и сливаться, образовывая тем самым первые планетоиды.
Этот процесс назвали аккрецией, а пыль, газ, обломки и планетоиды начали формировать более крупные объекты – планеты. Примерно весь процесс занял около 10-20 млрд лет.
Единственный спутник Земли – Луна – сформировался немного позднее, хоть ее происхождение до сих пор не получило объяснения. Выдвинуто множество гипотез, одна из которых гласит, что Луна появилась благодаря аккреции из оставшегося после столкновения вещества Земли с объектом, схожим по размерам на Марс. Внешний слой Земли был испарен и расплавлен. Часть мантии выбросило на орбиту планеты, из-за чего Луна сильно обделена металлами и имеет известный нам состав. Собственная сила тяжести повлияла на принятие сферической формы и образование Луны.
Протоземля за счет аккреции увеличилась и была сильно раскалена для расплавления минералов и металлов. Сидерофильные элементы, геохимически похожие на железо, начали опускаться к центру Земли, что повлияло на разделение внутренних слоев на мантию и металлическое ядро. Начало формироваться магнитное поле планеты. Вулканическая активность и выделение газов привели к появлению атмосферы. Усиленная льдом конденсация водяного пара привела к образованию океанов. На тот момент атмосфера Земли состояла из легких элементов – гелия и водорода, но в сравнении с нынешним состоянием обладала большим количеством углекислого газа. Магнитное поле появилось примерно 3,5 млрд лет назад. Благодаря этому солнечный ветер не смог опустошить атмосферу.
Изменения поверхности планеты велось на протяжении сотен миллионов лет. Появлялись и разрушались новые континенты. Иногда, перемещаясь, они создавали суперконтинент. Около 750 млн лет назад стал раскалываться на части самый ранний суперконтинент – Родиния. Немного позже его части образовали новый – Паннотия, после чего, снова распавшись спустя 540 млн лет, появилась Пангея. Она распалась 180 млн лет спустя.
Появление жизни на Земле
По этому поводу существует много гипотез и теорий. Самая популярная из них гласит, что около 3,5 миллиардов лет назад появился единственный универсальный предок всех нынешних организмов.
Благодаря развитию фотосинтеза живые организмы смогли использовать солнечную энергию. Атмосфера начала наполняться кислородом, а в ее верхних слоях был озоновый слой. Симбиоз крупных клеток с мелкими начал развивать эукариоты. Около 2,1 млрд лет назад появились представители многоклеточных организмов.
В 1960 году ученые выдвинули гипотезу Земли-снежка, по которой выходило, что в период от 750 до 580 млн лет назад нашу планету полностью покрывал лед. Данная гипотеза легко объясняет кембрийский взрыв – появление большого количества разных форм жизни. На данный момент эта гипотеза подтверждена.
Первые водоросли образовались 1200 млн лет назад. Первые представители высших растений – 450 млн лет назад. Беспозвоночные появились в эдиакарский период, а позвоночные – в кембрийский взрыв.
После кембрийского взрыва произошло 5 массовых вымираний. В конце пермского периода погибло примерно 90% живых существ. Это было самое массовое уничтожение, после которого появились архозавры. В конце триасового периода появились динозавры, которые доминировали на планете на протяжении юрского и мелового периодов. Около 65 млн лет назад случилось мел-палеогеновое вымирание. Причиной, скорее всего, выступило падение огромного метеорита. В результате практически все крупные динозавры и рептилии погибли, а мелкие животные сумели спастись. Их яркими представителями были насекомые и первые птицы. В течение последующих миллионов лет появилось большинство различных животных, а пару миллионов лет назад – первые обезьяноподобные животные со способностью прямого хождения. Эти существа начали использовать орудия и общение в качестве обмена информации. Ни одна другая форма жизни не смогла так же быстро развиться, как человек. В крайне короткие сроки люди обуздали земледелие и образовали цивилизации, а в последнее время начали напрямую влиять на состояние планеты и численность других видов.
40 млн лет назад начался последний ледниковый период. Его яркая середина пришлась на плейстоцен (3 млн лет назад).
Строение Земли
Наша планета принадлежит к земной группе и имеет твердую поверхность. Она обладает самой большей плотностью, массой, гравитацией, магнитным полем и размерами. Земля – единственная известная планета с активным движением тектонических плит.
Недра Земли поделены на слои по физическим и химическим свойствам, но в отличие от остальных планет она обладает ярко выраженным внешним и внутренним ядром. Наружный слой представлен твердой оболочкой, состоящей в основном из силиката. Она отделена от мантии границей с увеличенной скоростью сейсмических продольных волн. Верхняя вязкая часть мантии и твердая кора образуют литосферу. Под ней расположена астеносфера.
Главные изменения кристаллической структуры происходят на глубине 660 км. Она отделяет нижнюю мантию от верхней. Под самой мантией расположен жидкий слой расплавленного железа с примесями серы, никеля и кремния. Это и есть ядро Земли. Приведенные сейсмические измерения показали, что ядро состоит из двух частей – жидкой внешней и твердой внутренней.
Форма
Земля имеет форму сплюснутого эллипсоида. Средний диаметр планеты – 12742 км, окружность – 40000 км. Экваториальная выпуклость образовалась благодаря вращениям планеты, из-за чего экваториальный диаметр больше за полярный на 43 км. Самая высшая точка – гора Эверест, а глубочайшая – Марианская впадина.
Химический состав
Примерная масса Земли – 5,9736 1024 кг. Примерное число атомов - 1,3-1,4 1050. Состав: железо – 32,1%; кислород – 30,1%; кремний – 15,1%; магний – 13,9%; сера – 2,9%; никель – 1,8%; кальций – 1,5%; алюминий – 1,4%. Все остальные элементы составляют 1,2%.
Внутреннее строение
Как и другие планеты, Земля обладает внутренним слоистым строением. В основном это металлическое ядро и твердые силикатные оболочки. Внутренняя теплота планеты возможна благодаря сочетанию остаточного тепла и радиоактивных распадов изотопов.
Твердая оболочка Земли – литосфера – состоит из верхней части мантии и земной коры. В ней выделяются подвижные складчатые пояса и стабильные платформы. Литосферные плиты передвигаются по пластичной астеносфере, которая ведет себя как вязкая перегретая жидкость, где происходит уменьшение уровня скорости сейсмических волн.
Земная кора представляет верхнюю твердую часть Земли. Она отделена от мантии границей Мохоровича. Существует два типа коры – океаническая и континентальная. Первая сложена из пород основного состава и осадочного чехла, вторая - из гранитного, осадочного и базальтового. Вся земная кора делится на разные по величине литосферные плиты, которые двигаются относительно друг друга.
Толщина земной континентальной коры – 35-45 км, в горах может достигать отметки в 70 км. С повышением глубины в составе увеличивается количество железа и оксидов магния, а кремнезема уменьшается. Верхняя часть континентальной коры представлена прерывистым слоем вулканических и осадочных пород. Слои часто смяты в складки. Осадочная оболочка на щитах отсутствует. Ниже находится граничный слой гранитов и гнейсов. За ним базальтовый слой, сложенный из габбро, базальтов и метаморфических горных пород. Их разъединяет условная граница – поверхность Конрада. Под океанами толщина коры достигает отметки в 5-10 км. Она также делится на несколько слоев – верхний и нижний. Первый состоит из донных осадков размером в километр, второй – из базальта, серпентинита и прослоек осадков.
Мантия Земли – это силикатная оболочка, расположенная между ядром и земной корой. Она составляет 67% всей массы планеты и примерно 83% ее объема. Занимает большой диапазон глубин и обладает фазовыми переходами, что влияет на плотность структуры минералов. Мантия также делится на нижнюю и верхнюю части. Второй в свою очередь состоит из субстрата, слоев Гуттенберга и Голицына.
Результаты нынешних исследований говорят, что состав земной мантии схож с хондритами – каменными метеоритами. В основном здесь присутствуют кислород, кремний, железо, магний и другие химические элементы. Совместно с диоксидом кремния они образуют силикаты.
Самая глубокая и центральная часть Земли – Ядро (геосфера). Предположительный состав – железоникелевые сплавы и сидерофильные элементы. Залегает на глубине 2900 км. Примерный радиус – 3485 км. Температура в центре может достигать отметки 6000°С с давлением до 360 ГПа. Примерная масса - 1,9354 1024 кг.
Географическая оболочка представляет приповерхностные части планеты. Земля обладает особым разнообразием рельефа. Примерно 70,8% покрыто водой. Подводная поверхность гористая и состоит из срединно-океанических хребтов, подводных вулканов, океанических плато, желобов, подводных каньонов и абиссальных равнин. 29,2% принадлежит надводным частям Земли, которые состоят из пустынь, гор, плоскогорий, равнин и др.
Тектонические процессы и эрозия постоянно влияют на перемену поверхности планеты. Рельеф формируется под действием атмосферных осадков, колебаний температур, выветривания и химических воздействий. Также особое влияние оказывают ледники, коралловые рифы, столкновения с метеоритами и береговая эрозия.
Гидросфера – это все водные запасы Земли. Уникальная особенность нашей планеты заключается в наличии жидкой воды. Основная часть находится в морях и океанах. Общая масса Мирового океана - 1,35 1018 тонн. Вся вода делится на соленую и пресную, из которой питьевой только 2,5%. Большая часть пресной заключена в ледниках – 68,7%.
Атмосфера
Атмосфера – это окружающая планету газовая оболочка, которая состоит из кислорода и азота. В небольших количествах находятся диоксид углерода и водяного пара. Под влиянием биосферы атмосфера с момента своего образования сильно изменилась. Благодаря появлению оксигенного фотосинтеза начали свое развитие аэробные организмы. Атмосфера защищает Землю от космических лучей и определяет погоду на поверхности. Также благодаря ей регулируется циркуляция воздушных масс, круговорот воды и переносы тепла. Атмосфера делится на стратосферу, мезосферу, термосферу, ионосферу и экзосферу.
Химический состав: азот – 78,08%; кислород – 20,95%; аргон – 0,93%; углекислый газ – 0,03%.
Биосфера
Биосфера является совокупностью частей оболочек планеты, населенной живыми организмами. Она восприимчива к их воздействию и занята результатами их жизнедеятельности. В ее состав входят части литосферы, атмосферы и гидросферы. Она является местом жизни нескольких миллионов видов животных, микроорганизмов, грибов и растений.
Как образовалась Земля Когда перед нами предстаёт мир во всем многообразии материальных форм и бесконечных необъяснимых проявлений невозможно даже предположить, что вся наша Вселенная, состоящая из мириад различных физических тел, начиная от мельчайших частиц и заканчивая гигантскими галактиками, со всеми ее таинственными черными дырами, сверхновыми звездами, землетрясениями, извержениями вулканов и неисчислимым множеством других феноменальных явлений, в своем развитии подчиняется одним и тем же основополагающим закономерностям.
Но как выявить эти закономерности, да и возможно ли вообще выделить их из того кажущегося хаоса, который царит в нашем бескрайнем мире?
Сделать это несложно, если начать «с начала», т.е. попытаться представить, что являла из себя Вселенная до того как преобразовалась в современное средоточие форм и явлений. С этой целью всю осязаемую нами материю подвергнем обратному процессу: полностью «раздробим» звезды, планеты, астероиды и т.п., образуя из них однородную сплошную субстанцию.
Таким образом, мы как бы виртуально вернулись к самому «началу» мироздания, когда материя представляла собой первородную цельную среду, без каких-либо разрывов и уплотнений – своего рода «море» Дирака. Предположим теперь, что в данной среде возникла микроскопическая точка разряжения.
Подчиняясь известному в физике стремлению вещества занимать минимальные энергетические уровни, окружающие ее слои материи устремятся в образовавшееся разряжение, не только заполняя его, но и создавая небольшое уплотнение. Казалось бы, на этом все и должно закончиться. На самом деле, именно отсюда начинается процесс формирования нашей планеты, который будет бесконечно развиваться во времени и пространстве.
В тех местах, которые покинула материя, появились новые пустоты, гораздо обширнее первоначально образовавшегося разряжения. На них станут перемещаться соседствующие массы, препятствуя распаду возникшего сгущения. Мало того, это материальное шарообразное образование под гравитационным воздействием безостановочно движущихся к нему, как по цепной реакции, все новых и новых потоков вещества, начнет стремительно увеличиваться в объеме, одновременно наращивая массу. Такова первая ступень эволюции материального тела — стадия образования планеты. На этом этапе, в самом центре уплотнения возникает газообразная среда, которая затем, по мере нарастания давления и энергии, будет претерпевать известные качественные изменения, превращаясь сначала в жидкое, а затем и твердое состояния.
Таким образом, классический образ любого материального тела на стадии планеты представляет собой твердое ядро, покрытое водной оболочкой и окутанное газообразной сферой. Это начальная стадия образования любой планеты (как и любого космического тела), которая, впрочем, мало чем напоминает нашу Землю, находящуюся на неизмеримо более высоком уровне своего развития. Пройдет еще немало времени, пока, наконец, в результате бесконечных преобразований на месте этого крошечного космического объекта возникнет прекрасная голубая планета — Земля.
Продолжающееся безостановочное движение материи, составляющее гравитационное поле планеты, создаст, в конце концов, внутри тела такую плотность, энергия которой уже позволит исподволь активно противодействовать давлению формирующих его материальных потоков. Со временем, под преобладающим воздействием внутренней энергии материальное тело станет развиваться как бы в обратном направлении — оно начнет распадаться. Это будет сопровождаться следующими изменениями: в первую очередь планета лишится газовой оболочки, а затем и жидкой среды.
Вслед за ними наступит очередь и плотной основы. С ее поверхности, преодолевая напор несущихся навстречу потоков вещества, сначала небольшими порциями и с малыми скоростями, а затем во всевозрастающих объемах, станут отрываться и с огромной скоростью улетать в разряженное пространство образовавшиеся из разлагающихся твердых элементов планеты энергетические сгустки, представляющие собой солнечные лучи. Так, материальное тело, прекратив существование в фазе планеты, медленно «разгораясь», перейдет на следующую ступень своей эволюции — сначала на стадию красного гиганта, а затем — звезды или солнца. Теперь становится ясно, что представляет собой в действительности источник энергии, как нашего светила, так и любой другой звезды. Но на этом метаморфозы материального тела не заканчиваются.
Долгое время внутренняя энергия солнца будет успешно преодолевать давление направляющихся к нему из глубин Вселенной потоков вещества. Но затем их безостановочное бесконечное движение в очередной раз приведёт к возникновению нового качества — плотной оболочки вокруг Солнца. Таким образом, становится понятной природа газово-пылевых дисков, открытых в последние десятилетия у многих звезд, которые ученые ошибочно принимают за исходный материал для их формирования.
На первых порах солнечное излучение легко пробивается сквозь образовавшееся препятствие, но позже, по мере нарастания плотности последнего, солнечные лучи способны будут прорываться через него только импульсами, лишь накопив необходимый избыток энергии. Периодически в определённых его частях будут происходить настолько объёмные выбросы энергии, что поверхность раскалённого тела на время «обнажится», на нём появятся «тёмные пятна».
Этот процесс периодического выброса звездного вещества станет свидетельством перехода материального тела на следующую ступень развития — стадию пульсара, так называемой дьявольской звезды – Алголя. В течение многих миллионов лет будет меняться частота ее пульсации пока, наконец, не наступит время, когда вместо высокочастотного светила во Вселенной появится материальное образование, знаменующее совершенно иное качество в эволюции объекта — нейтронную звезду, которая также вскоре перейдет на новый этап развития в нескончаемых преобразованиях материального тела – «черную дыру», откуда сквозь окружающее ее гигантское уплотнение уже не сможет вырваться ни одна частица.
И лишь продолжающийся бесконечный марафон огромной массы матерЍ и, создающей колоссальную гравитацию, косвенно будет подтверждать факт существования «черной дыры». Наконец-то раскрыта природа «черных дыр», наиболее таинственных и неуловимых объектов Вселенной. Оказывается, они самым естественным образом вписываются в систему космических тел, образующих мироздание. Посмотрим теперь, как будет развиваться наше материальное тело дальше. Но и в черной дыре происходят безостановочные процессы накопления внутренней энергии, способной создать, в конце концов, такое напряжение, которое разорвет внешнюю оболочку, выбросив сразу наружу в виде взрыва всю накопившуюся за долгие годы своего существования массу.
Этот заключительный акт в жизни материального объекта, именуемый как рождение сверхновой звезды, на самом деле извещает об окончании существования одного из многочисленных материальных образований нашей Вселенной. Скорее всего, по подобному сценарию происходило развитие гипотетической планеты, располагавшейся между Марсом и Юпитером, которая своим последним действом сформировала пояс астероидов. Возможно, именно взрыв Фаэтона стал причиной гибели динозавров и всех живших 65 млн. лет назад на Земле ее обитателей.
Аналогичную природу имеют кольца вокруг Сатурна и других планет, образовавшихся из осколков их разрушившихся спутников. Характеризующим признаком «взрывоопасности» космических объектов является отсутствие у них вращения вокруг оси. К ним относятся Луна, Меркурий, некоторые спутники планет. Но все же большинство небесных тел продолжает свой бесконечный бег по просторам Вселенной, благополучно избегая печальной участи Фаэтона.
Этому способствуют соответствующие условия, возникающие в процессе развития небесных тел. Предположим теперь, что в первородной среде в относительной близости, но без какой-либо связи друг с другом, возникло несколько микроскопических точек разряжения, которые в результате длительной эволюции преобразовались в материальные объекты с признаками звезды и планет, входящими в настоящее время в состав нашей солнечной системы. Каждый из этих объектов, находясь на определенной стадии развития, окружен глубоким разряжением, уровень которого напрямую зависит от размеров небесного тела. Наибольшей массой обладает Солнце, что, естественно, обуславливает существование вокруг него самого сильного разряжения. Поэтому именно туда устремлены и самые мощные потоки вещества, которые, повстречав на своем пути планеты, медленно увлекают их к Солнцу.
С приближением к околосолнечному пространству планеты начинают испытывать с солнечной стороны нехватку гравитационных масс, необходимых для собственной эволюции, что вынуждает их уклоняться в сторону от прямолинейного направления, огибая Солнце стороной. Миновав светило, планеты удаляются от него, но под напором встречных потоков материи возвращаются обратно, вновь и вновь повторяя возвратно-вращательные движения вокруг центра системы по своим собственным эллиптическим орбитам, образуя здесь взаимосвязанную устойчивую структуру космических объектов. Находящиеся рядом c планетами более мелкие материальные объекты, оказавшись вовлеченными в их гравитационные поля, превращаются в спутники этих планет.
Так сформировалась наша Солнечная система, и процесс ее пополнения новыми небесными телами будет продолжаться еще миллионы лет. Но каков же возраст Солнечной системы? Ученые установили, что около трехсот миллионов лет назад Земля была ледяным шаром. В связи с этим, можно предположить, что в этот период она находилась очень далеко от Солнца, т.е. за пределами пространства современной Солнечной системы. Из этого вытекает важный вывод: триста миллионов лет назад Солнечной системы, как таковой не существовало,
Солнце двигалось по просторам Вселенной в одиночестве, в лучшем случае, в окружении Меркурия и Венеры. Таким образом, можно доказательно утверждать -приблизительный возраст Солнечной системы значительно меньше трехсот миллионов лет! Вместе с тем совсем не обязательно, чтобы в центре подобного космического устройства находилась звезда. Возможны варианты, когда ее ядром может быть тело на любой стадии развития, главное чтобы оно представляло собой объект, значительно превосходящий по размерам соседствующие материальные образования. Нельзя исключить возможность расположения в центре системы одного, двух и более равных по массе тел, причем, в разнообразных комбинациях нахождения их на различных этапах своего развития; и даже такую систему, где пока нет ни одного светящегося объекта, например, система планет и их спутников Сатурна, Юпитера и т.д.
Возможно существование и системы космических тел в которой звезды вращаются вокруг пока несветящегося, но более массивного ядра, как в случае с нашей Галактикой. Однако вернемся обратно к Солнечной системе. Она, как и все подобные небесные формирования, под воздействием безостановочно движущихся к центру Галактики масс материи, совершает свое орбитальное вращение вокруг ее гигантского ядра.
По пути наша Солнечная система может захватить своим гравитационным полем одну или несколько меньших звездных систем, как это произошло с Сатурном, Юпитером и их спутниками, или же, напротив, быть втянутой в орбитальное вращение вокруг какой-либо более мощной звезды. Вариантов ее дальнейшего развития предугадать практически невозможно. Но очевидно также, что и сама наша галактика вращается вокруг какого-то, неизвестного пока массивного ядра колоссальной галактической системы. Становится ясно: неумолимые законы природы будут продолжать свою работу по переустройству Солнечной системы вечно.
Пройдет немалый промежуток времени пока нескончаемый поток мельчайших частиц, движущихся из самых отдаленных «уголков» Вселенной, наконец, заполнит все околосолнечное пространство. Находящиеся в нем планеты станут постепенно замедлять свой ход, увлекая за собой огромные массы окружающего вещества и постоянно разрушая образующуюся вокруг солнца оболочку. Этот процесс даст возможность нашему светилу регулярно выбрасывать наружу накопившуюся энергию по частям, не позволяя превратиться в сверхновую звезду — взорваться, так как оставшейся энергии уже не хватит для того, чтобы разрушить окружающую его плотную среду.
Вся солнечная система превратится в гигантское небесное тело — прообраз нашей Земли, которая также возникла на месте подобного некогда существовавшего космического устройства. Она содержит в себе ядро-солнце и несколько бывших планет «обросших» гигантскими массами околосолнечного вещества, ставшими континентальными частями Земли, которые, двигаясь по инерции по своим орбитам, заставили ее вращаться вокруг оси, сформировали на ее поверхности высокие горы и глубокие впадины.
До сего времени продолжается неудержимый, хотя и малозаметный «дрейф» континентов, сопровождающийся смещением огромных пластов земных недр и разрушительными землетрясениями. Кроме того, бывшие планеты и спутники, находящиеся внутри Земли, продолжая жить своей собственной жизнью, еще больше усложняют ситуацию, когда, переходя на следующий этап своего развития, превращаются в маленькие «звезды».
В этом случае, внутри планеты кроме ядра начинают существовать еще несколько раскаленных очагов на разных уровнях земной толщи. Их деятельность проявляется в многочисленных землетрясениях, вулканах, выбросах горячей воды, ледниковых периодах, появлениях пустынь и т.д. Как видим, геоцентрическое мировоззрение позднеантичного ученого Клавдия Птолемея имело под собой реальную основу: в свое время, раскаленное ядро Земли когда-то все-таки было центром системы окружавших его небесных тел. Такова история появления и развития нашей планеты.
Разгадана тайна формирования космических тел, звездных систем и галактик, установлены закономерности, по которым они развиваются. Теперь нам известно не только прошлое, но и будущее Земли, Солнечной системы, всех существующих галактик. Но по-прежнему величайшей загадкой остается происхождение самой Вселенной, неизвестно «как и почему» она возникла и существует. Будут ли найдены ответы на эти самые главные извечные вопросы в истории земной цивилизации?
Возможно, эта тайна будет раскрыта в ближайшее время, но вероятнее всего истину мы не познаем никогда. Н.Шамаев
Волновал умы ученых многие тысячелетия. Было и есть множество версий - от сугубо теологических до современных, сформированных на основе данных исследований дальнего космоса.
Но так как при образовании нашей планеты присутствовать никому не довелось, остается рассчитывать только на косвенные «улики». Также большую помощь в снятии завесы с этой тайны нам оказывают мощнейшие телескопы.
Солнечная система
История Земли неразрывно связана с появлением и вокруг которой она вращается. А потому начать придется издалека. По предположениям ученых, после Большого Взрыва понадобилось один или два миллиарда лет для того, чтобы галактики стали примерно такими, какие они есть сейчас. Солнечная система же возникла, предположительно, на восемь миллиардов лет позже.
Большинство ученых сходятся на том, что она, как и все подобные космические объекты, возникла из облака пыли и газа, поскольку вещество во Вселенной распределяется неравномерно: где-то его было больше, а в другом месте - меньше. В первом случае это приводит к образованию туманностей из пыли и газа. На каком-то этапе, возможно, посредством внешнего воздействия подобное облако сжалось и начало вращаться. Причина произошедшего, вероятно, кроется во взрыве сверхновой где-то в окрестностях нашей будущей колыбели. Однако если все образуются примерно одинаково, то эта гипотеза выглядит сомнительной. Скорее всего, достигнув определенной массы, облако начало притягивать к себе еще частицы и сжиматься, а вращательный момент приобрело из-за неравномерного распределения вещества в пространстве. Со временем этот крутящийся сгусток становился все более плотным посередине. Так, под влиянием огромного давления и повышающихся температур, и возникло наше Солнце.
Гипотезы разных лет
Как уже было сказано выше, люди всегда задавались вопросом о том, как образовалась планета Земля. Первые научные обоснования появились лишь в семнадцатом веке нашей эры. В то время было совершено множество открытий, в том числе и физических законов. По одной из таких гипотез, Земля образовалась в результате столкновения кометы с Солнцем как остаточное от взрыва вещество. По другой - наша система возникла из холодного облака космической пыли.
Частички последней сталкивались между собой и соединялись, пока не сформировались Солнце и планеты. А вот французские ученые предположили, что указанное облако было раскаленным. По мере остывания оно вращалось и сжималось, образуя кольца. Из последних и сформировались планеты. А в центре появилось Солнце. Англичанин Джеймс Джинс предположил, что когда-то мимо нашего светила пролетала другая звезда. Она и вырвала своим притяжением вещество из Солнца, из которого впоследствии и сформировались планеты.
Как образовалась Земля
По мнению современных ученых, Солнечная система возникла из холодных частиц пыли и газа. Вещество сжималось и распалось на несколько частей. Из самого крупного куска и образовалось Солнце. Этот кусок вращался и разогревался. Он стал похожим на диск. Из плотных частиц на периферии этого газово-пылевого облака и образовались планеты, в том числе и наша Земля. Между тем в центре зарождающейся звезды под действием высоких температур и огромного давления пошли
Существует гипотеза, возникшая в ходе поиска экзопланет (похожих на Землю), что чем больше у звезды тяжелых элементов, тем менее вероятно зарождение близ нее жизни. Это связано с тем, что большое их содержание приводит к появлению вокруг светила газовых гигантов - объектов вроде Юпитера. А такие великаны неизбежно перемещаются в сторону звезды и выталкивают с орбит маленькие планеты.
Дата рождения
Образовалась Земля примерно четыре с половиной миллиарда лет назад. Вращающиеся вокруг раскаленного диска куски становились все тяжелее. Предполагается, что изначально их частички притягивались благодаря электрическим силам. А на каком-то этапе, когда масса этого «кома» достигла определенного уровня, он стал притягивать все в округе уже с помощью гравитации.
Как и в случае с Солнцем, сгусток стал сжиматься и раскаляться. Вещество полностью расплавилось. Со временем сформировался более тяжелый центр, состоящий, в основном, из металлов. Когда образовалась Земля, она стала медленно остывать, и из более легких веществ формировалась кора.
Столкновение
А затем появилась Луна, но не так, как образовалась Земля, опять же, по предположению ученых и по найденным на нашем спутнике минералам. Земля, уже остыв, столкнулась с чуть меньшей по размерам другой планетой. В итоге оба объекта полностью расплавились и превратились в один. А выброшенное взрывом вещество стало вращаться вокруг Земли. Из него и получилась Луна. Утверждают, что минералы, найденные на спутнике, отличаются от земных своей структурой: как будто вещество было расплавлено и снова застыло. Но ведь то же произошло и с нашей планетой. И почему это жуткое столкновение не привело к полному уничтожению двух объектов с образованием мелких осколков? Загадок много.
Путь к жизни
Затем Земля снова начала остывать. Опять сформировалось металлическое ядро, а затем тонкий поверхностный слой. А между ними - относительно подвижная субстанция - мантия. Благодаря сильной вулканической деятельности сформировалась атмосфера планеты.
Изначально она, конечно, была абсолютно непригодна для дыхания человека. Да и жизнь была бы невозможна без появления жидкой воды. Предполагается, что последнюю на нашу планету занесли миллиарды метеоритов с окраин Солнечной системы. По всей видимости, через некоторое время после того, как образовалась Земля, случилась мощнейшая бомбардировка, причиной которой могло стать гравитационное воздействие Юпитера. Вода была заключена внутри минералов, а вулканы превратили ее в пар, и она выпадала на образовывая океаны. Затем появился кислород. По мнению многих ученых, это произошло благодаря жизнедеятельности древних организмов, которые смогли появиться в тех суровых условиях. Но это уже совсем другая история. А человечество с каждым годом становится все ближе и ближе к получению ответа на вопрос, как образовалась планета Земля.
Как появилась Земля?
Так приятно осознавать, что планета Земля оказалась наиболее пригодной для различных форм жизни. Здесь идеальные температурные условия, достаточно воздуха, кислорода и безопасного света. Трудно поверить, что когда-то ничего этого не было. Или почти ничего, кроме расплавленной космической массы неопределенной формы, плавающей в условиях невесомости. Но обо всем по порядку.
Взрыв вселенского масштаба
Ранние теории происхождения Вселенной
Ученые выдвигали разные гипотезы, объясняющие рождение Земли. В 18 веке французы утверждали, что причиной оказалась космическая катастрофа в результате столкновения Солнца с кометой. Англичане уверяли, что пролетающий мимо светила астероид отсек его часть, из которой в последствии появился целый ряд небесных тел.
Немецкие умы продвинулись дальше. Прототипом образования планет Солнечной системы они считали холодное пылевое облако невероятных размеров. Позже решили, что пыль была раскаленной. Ясно одно: образование Земли неразрывно связано с формированием всех планет и звезд, входящих в состав системы Солнца.
Большой Взрыв
Сегодня астрономы и физики единодушны во мнении, что Вселенная образовалась после Большого Взрыва . Миллиарды лет назад гигантский огненный шар разлетелся на куски в космическом пространстве. Это вызвало гигантский выброс материи, частички которой обладали колоссальной энергией.
Материалы по теме:
Центр и мантия Земли
Именно мощность последней мешала элементам создать атомы, заставляя отталкиваться друг от друга. Этому способствовала и высокая температура (примерно в миллиард градусов). Но через миллион лет пространство остыло приблизительно до отметки 4000º. С этого момента началось притяжение и образование атомов легких газообразных веществ (водорода и гелия).
Со временем они сгруппировались в скопления, называемыми туманностями. Такими были прототипы будущих небесных тел. Постепенно частицы внутри вращались все быстрее, наращивая температуру и энергию, заставляя туманность сжиматься. Достигнув критической точки, в определенный момент запустилась термоядерная реакция, способствующая формированию ядра. Так родилось яркое Солнце.
Появление Земли – от газа к твердому телу
Молодое светило обладало мощными силами гравитации. Их влияние послужило причиной формирования на разных расстояниях других планет из скоплений космической пыли и газов, в том числе и Земли. Если сравнить состав разных небесных тел солнечной системы, станет заметно, что они не одинаковы.
Меркурий в основном состоит из металла, наиболее стойкому к воздействию солнечного свечения. Венера, Земля обладают скальной поверхностью. А Сатурн и Юпитер остаются газовыми великанами из-за наибольшей удаленности. Кстати, они защищают другие планеты от метеоритов, отталкивая их от своих орбит.
Материалы по теме:
Эратосфен и окружность Земли
Формирование Земли
Формирование Земли началось по тому же принципу, который лежал в основе появления самого Солнца. Происходило это примерно 4,6 миллиарда лет назад. Тяжелые металлы (железо, никель) в результате гравитации и сжатия проникали в центр молодой планеты, образуя ядро. Высокая температура создавала все условия для череды ядерных реакций. Произошло разделение мантии и ядра.
Выделение тепла плавило и выбрасывало на поверхность легкий кремний. Он стал прототипом первой коры. По мере остывания планеты летучие газы прорывались наружу из недр. Это сопровождалось извержениями вулканов. Расплавленная лава формировала в последствии горные породы.
Газовые смеси удерживались на расстоянии вокруг Земли силой притяжения. Они составили атмосферу, поначалу без кислорода. Встречи с ледяными кометами, метеоритами привели к появлению океанов из конденсата паров и растопленного льда. Материки разъединялись, вновь соединялись, плавая в горячей мантии. Это повторялось многократно почти 4 миллиарда лет.
Путь к жизни
Формируясь, Земля усиливала способность притягивать космические частицы (камни, астероиды, метеориты, пыль). Падая на поверхность, они проникали постепенно в недра (действовали центробежные силы), полностью отдавая собственную энергию. Планета уплотнялась. Химические реакции послужили предпосылками образования первых форм жизни – одноклеточных.
Ученые потихоньку «расспрашивают» Землю через исследование радиоактивных пород и получают некоторые ответы. Но ведь узнанное прошлое Земли не является окончательным, а уходит в еще более далекое прошлое – что было до ее затвердевания? Ученые сравнивают друг с другом планеты в их современном состоянии и пытаются судить по ним об эволюции Земли. Познание мира – длительный и не такой уж легкий процесс.
Существует множество гипотез о происхождении Земли и других планет, некоторые из них мы рассмотрим на нашем сайте отдельно.
Современные гипотезы о происхождении Солнечной системы должны считаться не только с механическими характеристиками Солнечной системы, но учитывать и многочисленные физические данные о строении планет и Солнца.
В области космогонии постоянно велась и ведется упорная идеологическая борьба, так как здесь резко сказывается мировоззрение ученых. Сторонники теории креационизма, например, считают, что возраст Земли – не более 10 000 лет, а сторонники эволюционной теории измеряют возраст Земли миллиардами лет.
Таким образом, гипотезы, отвечающей на все вопросы о происхождении Земли и других планет Солнечной системы, пока еще нет. Но ученые все больше сходятся в мысли о том, что Солнце и планеты образовались одновременно (или почти одновременно) из единой материальной среды, из единого газово-пылевого облака.
Существуют следующие гипотезы о происхождении планет Солнечной системы (в том числе и Земли): гипотеза Лапласа, Канта, Шмидта, Бюффона, Хойла и др.
Основная современная научная теория
Возникновение Солнечной системы началось с гравитационного сжатия газопылевого облака, в центре которого сформировалось самое массивное тело - Солнце. Вещество протопланетного диска собралось в небольшие планетезимали, которые сталкивались между собой и образовывали планеты. Часть планетезималей была выброшена из внутренних областей в Пояс Койпера и в облако Оорта.
Пояс Койпера
- область Солнечной системы от орбиты Нептуна до расстояния около 55 а. е. от Солнца. Хотя Пояс Койпера похож на пояс астероидов, он примерно в 20 раз шире и массивнее последнего. Как и пояс астероидов, он состоит в основном из малых тел, то есть материала, оставшегося после формирования Солнечной системы. В отличие от объектов пояса астероидов, которые в основном состоят из горных пород и металлов, объекты пояса Койпера состоят главным образом из летучих веществ (называемых льдами), таких как метан, аммиак и вода. В этой области ближнего космоса находятся по крайней мере три карликовые планеты: Плутон, Хаумеа и Макемаке. Считается, что и некоторые спутники планет Солнечной системы (спутник Нептуна - Тритон и спутник Сатурна - Феба) также возникли в этой области.
Облако О́орта
- гипотетическая сферическая область Солнечной системы, служащая источником долгопериодических комет. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование.
Земля сформировалась около 4,54 млрд. лет назад из солнечной туманности. Вулканическая дегазация создала первичная атмосфера на земле была создана в результате вулканической деятельности, но в ней почти не было кислорода, она была бы токсичной и не была пригодна для жизни. Большая часть Земли была расплавленной из-за активного вулканизма и частых столкновений с другими космическими объектами. Одно из таких крупных столкновений, как считают, привело к наклону земной оси и формированию Луны. Со временем такие космические бомбардировки прекратились, что позволило планете остыть и образовать твердую кору. Доставленная на планету кометами и астероидами вода cконденсировалась в облака и океаны. Земля стала, наконец, гостеприимной для жизни, а самые ранние её формы обогатили атмосферу кислородом. По крайней мере, первый миллиард лет жизнь на Земле имела малые и микроскопические формы. Ну, а дальше пошел процесс эволюции.
Как мы уже говорили ранее, нет единого мнения на этот счет. Поэтому гипотезы о происхождении Земли и других планет Солнечной системы продолжают возникать, при этом существуют и старые.
Гипотеза Ж.Бюффона
Не все ученые были согласны с эволюционным сценарием происхождения планет. Еще в XVIII веке французский естествоиспытатель Жорж Бюффон высказал гипотезу, поддержанную и развитую американскими физиками Чемберленом и Мультоном. Гипотеза такова: когда-то в окрестностях Солнца пролетела другая звезда. Ее притяжение вызвало на Солнце огромную приливную волну, вытянувшуюся в пространстве на сотни миллионов километров. Оторвавшись, эта волна стала закручиваться вокруг Солнца и распадаться на сгустки, каждый из которых сформировал свою планету.
Гипотеза Ф.Хойла
Английским астрофизиком Фредом Хойлом в XX веке была предложена другая гипотеза: у Солнца была звезда-близнец, которая взорвалась. Большая часть осколков унеслась в космическое пространство, меньшая - осталась на орбите Солнца и образовала планеты.
Теория креационизма
Креациони́зм - теологическая и мировоззренческая концепция, согласно которой основные формы органического мира (жизнь), человечество, планета Земля, а также мир в целом, рассматриваются как непосредственно созданные Творцом, или Богом. Термин «креационизм» стал популярным приблизительно с конца XIX столетия, означая концепции, признающие истинность изложенной в Ветхом Завете истории сотворения мира. Следует отметить, что в самой теории креационизма существует несколько направлений, но, например, лауреат Темплтоновской премии генетик, эволюционист и бывший католический священник-доминиканец Франциско Айала считает, что между христианством и эволюционной теорией нет существенных противоречий, а эволюционная теория, наоборот, помогает объяснить как совершенство сотворённого Богом мира, так и причину зла в мире.
Протодиакон А. Кураев в книге «Православие и эволюция» пишет: «Наивны те, кому смутно кажется, что Бог становится не нужен, если мы растянем процесс творения. Равно, как наивны и те, кто полагают, что сотворение мира за более чем шестидневный срок умаляет величие Творца. Нам важно лишь помнить, что ничто не мешало, не ограничивало творческого действия. Все происходило по воле Творца. А состояла ли эта воля в том, чтобы создать мир мгновенно, или в шесть дней, или в шесть тысяч лет, или в мириады веков - мы не знаем».