Як формувалися планети сонячної системи. Коли і як утворилася земля Як з'явилися планети сонячної системи

Як з'явилися планети?

Здавалося б, науково-технічний прогрес здатний дати відповіді на безліч питань, що стосуються навколишнього світу. Але в науковців досі залишається багато загадок та неточностей. Адже, іноді, навіть найлогічніша і стрункіша теорія залишається лише на рівні припущень, тому що просто немає жодних фактів, що піддають її, а іноді і докази добути вкрай складно. Як з'явилися планети, є одним із таких відкритих питань, хоча теорій та припущень із цього приводу існує досить багато. Давайте розбиратися про те, які гіпотези існують щодо виникнення планет.

Головна наукова теорія

На сьогоднішній день існує безліч різних наукових гіпотез, що доводять, звідки з'явилися планети, проте, в сучасному природознавстві дотримуються теорії газопилової хмари.

Полягає вона в тому, що сонячна система з усіма планетами, супутниками, зірками та іншими небесними тілами з'явилася внаслідок стиснення газопилової хмари. У центрі його утворилася найбільша зірка – Сонце. Всі інші тіла з'явилися з пояса Койпера і хмари Оорта. Якщо говорити простою мовою, то планети з'явилися так. У космосі знаходилася якась матерія, яка складалася лише з газу та пилу, розчиненого в ньому. Після сильного впливу тиску атмосфери газ став стискатися, а пил почав перетворюватися на великі та важкі об'єкти, які надалі стали планетами.

Пояс Койпера та хмара Оорта

Раніше ми вже згадували пояс Койпера та хмару Оорта. Вчені говорять про те, що ці два об'єкти стали тим будівельним матеріалом, з яких з'явилися планети.

Пояс Койпера – зона в Сонячній системі, яка починається від орбіти Нептуна. Вважається, що це пояс астероїдів, але це зовсім так. Він більший і масивний його в кілька разів. Крім цього, пояс Койпера відрізняється від астероїдного поясу тим, що він складається з таких летких речовин, як аміак і вода. На сьогоднішній день вважається, що саме в цьому поясі виникли три карликові планети – Плутон, Хуамеа, Макемаке, а також їхні супутники.

Другий об'єкт, який сприяв виникненню планет - хмара Оорта, досі не знайдено, яке існування підтверджено лише гіпотетично. Воно являє собою внутрішню і зовнішню хмару, що складається з ізотопів вуглецю і азоту з твердими тілами, що пересуваються в ньому. Вважається, що це якась сферична область сонячної системи, яка є джерелом виникнення комет, які є будівельним матеріалом для виникнення інших планет. Якщо ж уявити, як з'явилися планети зовні, то можна собі уявити, як пил та інші тверді тіла стискалися, внаслідок чого й набули тієї сферичної форми, в якій ми їх сьогодні знаємо.

Альтернативні наукові гіпотези

• Так, першим із таких дослідників був Жорж-Луї Бюффон. У 1745 році він припустив, що всі планети з'явилися внаслідок викиду речовини після зіткнення Сонця з кометою, що пролітає. Комета розпалася на безліч частин, які під впливом відцентрової та доцентрової сил енергії Сонця утворили планети Сонячної системи.
• Трохи пізніше, в 1755 році дослідник на ім'я Кант припустив, що всі планети утворилися внаслідок того, що частки пилу під дією сил тяжіння та утворили планети.
• 1706 року французький астроном П'єр Лаплас висунув свою альтернативну теорію появи планет. Він вважав, що спочатку у космосі утворилася величезна розпечена туманність, що складається з газу. Вона повільно оберталася в космічному просторі, але відцентрова сила, що зростала внаслідок руху, і була основою для виникнення планет. Планети з'являлися у певних точках, які розташовувалися в кільцях, що залишаються по ходу руху. Усього, казав Лаплас, відокремилося 10 кілець, які розпалися на 9 планет та пояс астероїдів.
• А в 20 столітті Фред Хойл висунув своє припущення про те, як з'явилися планети. Він вважав, що Сонце мала зірку-близнюка. Фред стверджував, що ця зірка вибухнула, внаслідок чого й утворилися планети.
• Але не лише наука намагається зрозуміти, звідки з'явилися планети, релігія також намагається пояснити це цікаве питання. Так, існує теорія креаціонізму. Вона свідчить, що це космічні об'єкти, зокрема й планети Сонячної системи, створили творцем, Богом.

І це ще далеко не всі гіпотези, які існують на сьогоднішній день. Якщо ви бажаєте побачити, як з'явилися планети, відео можна знайти в мережі інтернет, а також в деяких електронних посібниках з астрономії.

Всі ми живемо на планеті Земля, гадаю, кожному з нас цікаво, як утворилася наша планета. Вчені мають гіпотези і з цього питання.

Як з'явилася планета Земля

Земля була утворена приблизно 4,5 млрд років тому. Вважається, що це єдина планета у Всесвіті, яка населена живими істотами. Дослідники астрономії стверджують, що Земля з'явилася з космічного пилу та газу, що залишилися після утворення Сонця. Також вони стверджують, що спочатку Земля була розплавленою масою без будь-якого життя. Але потім почала накопичуватися вода, і поверхня стала тверднути. Астероїди, комети та енергія Сонця сформували той рельєф та клімат Землі, який ми сьогодні знаємо.

Якщо ви серйозно зацікавилися питанням, як з'явилася планета Земля, відео, яке легко знайти, наочно розповість вам про це питання.

Тепер ви знаєте, як з'явилися планети Сонячної системи. Астрономи досі не дійшли єдиної думки з цього питання, але хочеться вірити, що розвиток науки і техніки в найближчому майбутньому дозволить зібрати докази і сказати про те, як з'явилися планети.

На це запитання допоможе відповісти провідна теорія, яку називають «протопланетною гіпотезою». Згідно з нею, невеликі космічні об'єкти влітали один в одного, через що відбувалося їх з'єднання. Саме так формувалися гіганти нашої планетарної системи, у тому числі й "газовий гігант" Юпітер. Сам процес формування планет дуже цікавий і до кінця ще не розгаданий.

Все почалося з народження нашого світила – зірки на ім'я Сонце

Вищесказана теорія свідчить, що приблизно 4,6 мільярдів років тому на місці нашої планетарної системи не було практично нічого, крім газу та дрібнодисперсного пилу. Дані складові утворюють туманності, про які в сучасний час часто говорять астрофізики. Прикладом таких об'єктів є «Туманність Оріону».

Одного разу, як вважають планетологи, сталася подія, яка змінила тиск у центральній частині туманності. Можливо, цією подією був вибух «наднової» або проліт потужного космічного об'єкта в безпосередній близькості. У будь-якому разі після цієї події туманність розпалася, а в її центрі утворився диск. Тиск у центральній частині диска зріс настільки, що атоми водню стали контактувати один з одним, причому досить тісно. До цього вони спокійно співіснували та вільно переміщалися у хмарі. Контакт між атомами водню змусив їх злитися та перетворитися на гелій. Таким чином, сформувався сонячний зародок, який надалі став центром (ядром) світила.

Щоб сформуватися, світилу знадобилося близько 99% космічного будматеріалу, що розташовувався навколо нього. Але 1% матерії досі залишався вільним. Саме з нього народилися планети, про які ми знаємо сьогодні практично всі.

Всесвітній хаос

Незважаючи на те, що на ранній стадії формування наша планетарна система перебувала в хаосі, планети формувалася із завидною швидкістю. Газоподібні речовини та космічний дрібнодисперсний пил швидко збиралися в «згустки». Світило вже тоді було настільки гарячим, що випаровувало будь-який лід, що був поруч із ним. Поступово народжувалися і набували своєї теперішньої форми планети. Кам'янистими стали ті об'єкти, які були ближче до світила, а газовими – максимально віддалені від нього.

Згідно з багатьма теоріями, у нашій планетарній системі спочатку було більше складових. Маленькі об'єкти постійно врізалися у великі, після чого ставали їхньою частиною. Існує навіть думка, що колись у нашу Землю вдрукувався об'єкт, за розміром порівнянний із планетою Марс. Чому відбувалося це «космічна бомбардування», вчені не можуть зрозуміти до цього дня. Можливо, причиною цього були «газові гіганти», які постійно турбували інших своєю присутністю. Пролітаючи, вони збивали з орбіти «карликів-планет», які потім врізалися у більші об'єкти.

Чи можна вважати, що на сьогоднішній день усі планети Сонячної системи сформувалися

Так думати годі було, оскільки у вищесказаної планетарної системі ще є об'єкти, які теоретично могли стати планетами. Наприклад, астероїдний пояс, розташований між гігантом-Юпітером та Марсом. Якби гравітація першої планети була б менш сильною, можливо, астероїди сформувалися б у цілісний космічний об'єкт. Крім цього, через нашу систему постійно пролітають комети, метеорити та інші об'єкти. Астрономи називають їх «космічними цеглинами» і не дарма.

Теоріям, подібним до вищеописаної, можна довіряти, оскільки астрономи перевіряють їх кілька разів за допомогою сучасної технології – комп'ютерного моделювання. Перед тим як запропонувати теорію, фахівці створюють кілька комп'ютерних моделей. У кожній із них події розвиваються по-різному. Прийнятним варіантом вважатимуть той, результат якого максимально відповідає дійсності.

Вчені сходяться на тому, що на початку існування всього Всесвіту був потужний вибух. Після нього через деякий час утворилася потік матерії – початкові системи, де є центральна зірка, а навколо неї частинки, які постійно стикалися між собою. Точніше сказати — товстий диск, що обертається, що складається з водню, облямованого твердою речовиною.

Внутрішня зона цього диска була сповнена уламками каменів. Але верхня межа, снігова лінія, складалася з замерзлого метану, аміаку та води. Причому, переважно з води, і тому є просте пояснення.

Водень був найпоширенішим елементом Сонячної системи на той час. Він з'єднався з киснем і вийшла вода, з вуглецем - виходив метан, з азотом - виходив аміак.

Зіткнення тим часом продовжувалися. Крихітні частинки пилу та льоду з'єднувалися, завдяки тертю та статичній електриці, поки не виникла гравітація. В результаті вони перетворилися на планеті зималі(«Згусток» матерії навколо протозірки).

Планетезималі – це перший будівельний камінь Сонячної системи. Вони були маленькими, діаметром з 1-1,5 кілометра, проте їх була просто безчесна кількість. саме їм, надалі, потрібно було «збитися» у планети.

Внутрішні планети (Меркурій, Венера, Земля, Марс) менші за зовнішні, тому що для внутрішніх планет було недостатньо матеріалу, такого як метал і камінь. Зовнішнім планетам після того, як у них сформувалося ядро, вдалося притягнути воду, аміак, метан та вуглекислий газ. Вони стали більшими. А коли гравітація притягла гази, вони стали просто непомірно більшими. Втім, ми з вами зовсім не в образі Юпітер, Сатурн, Нептун і Уран, за це «хуліганство», вірно?

Через 3 мільйони років після вибуху планети зималі перетворилися на зародки планет або протопланети. Протопланетискладалися з планетезималей, і були вже значно більше, розміром з наш Місяць. Їх було, як і раніше, дуже багато, вони нескінченно стикалися, притягувалися та відштовхувалися один від одного. Поступово «удачливі» протопланети стали «збирати» на себе дедалі більше нещодавніх «однокласників». Причому що більше ставало ядро ​​протопланети, то більше й легше виходив у неї цей процес.

Внаслідок таких зіткнень за 3 мільйони років виникла перша молода планета, яка стала в майбутньому справжнім монстром Сонячної системи – Юпітером. Перш, ніж стати планетою-гігантом, Юпітер був "супер-Землею" - раз на 10 - 15 більше Землі. Молодий Юпітер ще не був газовим гігантом і складався з каміння та льоду, проте його маса продовжувала збільшуватися.

В результаті зіткнення з протопланетою розміром, що приблизно відповідає його власним, Юпітер, який різко додав у розмірах, почав «тягти» до себе все до чого міг дотягнутися. Його гравітація почала притягувати матеріали з навколишнього простору як гігантський космічний пилосос, і дуже скоро планета роздулася до неймовірного розміру. За лічені 100000 років (дрібниця за космічними мірками) Юпітер «всмоктав» усі гази на своєму шляху та збільшив масу на 90% від вихідного стану.

Його приклад, хоч і в менших масштабах, наслідували Сатурн, Нептун і Уран, які також стали газовими гігантами. Звичайно, планети навіть не думали про справедливість (ах, якби планети могли про щось думати…) і «брали все» з навколишнього простору. Звичайно, найбільше речовини встигли «відхопити» ті, хто прийшов до роздачі раніше за всіх. Саме тому, у Сонячній Системі 92% несонячної маси посідає дві сусідні планети: Юпітер і Сатурн.

Звісно, ​​не треба вважати, що ці двоє «зжерли» весь газ у Сонячній Системі. Як тільки молода зірка-Сонце оформилася і «заробила», вона сама очистила свої володіння, сонячним вітром розігнавши надлишки залишків «будівельного матеріалу всесвіту».

Юпітер і Сатурн на той час встигли притягнути достатньо матеріалу, тому вони такі великі. Уран і Нептун трохи спізнилися і не встигли вирости. Тому вони менші за Юпітера і Сатурна.

Який би побачили Сонячну систему на той час інопланетні астрономи, якби дивилися на неї з великої відстані? Телескоп Хаббл зробив знімки різних протопланетних дисків у зоні формування зірок на відстані 1350 світлових років від Землі. Якби ми дивилися прямо, то побачили б просто зірку, оточену диском. Але коли ми дивимося під кутом, то пил та газ повністю загороджують зірку та блокують її світло.

Лише через 10 мільйонів років після початку формування Сонячної системи, коли пил та газ зникли, Сонце яскраво засяяло у просторі. Хоча воно ще не перетворилося на справжню зірку і в той момент виглядало дивним. Спектр світла був іншим — Сонце мало величезну енергію, як зараз, але було червонішим. Тому на той час Сонячна система була не такого кольору, як сьогодні. Протозірка була оранжево-жовтою і нагадувала вируючий котел.

Лише через 50 мільйонів років стався найважливіший момент формування Сонячної системи. Протосонце досягло критичної маси, температури та тиску, у його ядрі почалася ядерна реакція і… воно вибухнуло.

Народилася нова зірка.

Коли Сонце утворилося і стало таким, яким ми його знаємо зараз, решта Сонячної системи ще не дозріла. На 40 млн років раніше замерзлі газові гіганти, що відлетіли за «снігову лінію», перестали зростати і досягли стабільності. А в гарячій внутрішній області, де було мало газу та було багато каміння, панував хаос. Тобто, коли Сонце вже стало повноцінною зіркою, планети у внутрішній області ще намагалися зростати.

Крихітні протопланетипродовжували зіштовхуватися, ставали більше. У результаті утворилися чотири планети у внутрішній області. Але біля орбіти Юпітера досі знаходиться вузька область, де правлять планетазималі, А протопланети – так і не сформувалися. Це Пояс астероїдів, де Юпітер заважає формуватися іншим планетам

Юпітера - найбільша планета, у нього найбільша гравітація. На зорі формування Сонячної системи Юпітера увійшов до Поясу астероїдів, прискорив рух планетезималей і змусив стикатися з руйнівною силою.

Пояс астероїдів – єдина область у Сонячній системі, де планети не утворюються. По краях Сонячної системи в крижаному мовчанні літає ще одне кільце небесних тіл. Пояс Койпера. Це область поза орбіти Нептуна. У ньому повно каменів та льоду, розташованих далеко один від одного. Вони не стикаються і не утворюють планету, тому що не підлітають надто близько. Через 50 млн років після зародження Сонячної системи в Поясі Койпера і в Поясі астероїдів було в 100 разів більше тіл, ніж сьогодні. Ці тіла зіграли руйнівну, але важливу роль еволюції кам'янистих внутрішніх планет, включаючи Землю.

Отже, «внутрішні» планети формувалися в 10 разів довше за гігантів, які перебувають за сніговою лінією. Лише через 75 мільйонів років цей процес добіг кінця.

За 150 мільйонів кілометрів від молодого Сонця, Протоземлядосягла розмірів планети та зайняла стабільну орбіту. Але в неї був космічний переслідувач - вважається, що на початковому етапі Землю супроводжувала інша планета, протопланета Тея. У неї була така ж орбіта, як у Землі, вона йшла майже тим же шляхом. Мільйони років ці планети ганялися одна за одною навколо Сонця. І в один момент сталося зіткнення, що мало для Землі серйозні наслідки.

Тея і Земля зіткнулися, мабуть, щодо дотичної, Тея просто «чиркнула» нашу планету боком і зникла в невідомому напрямку (а може й розвалилася на частини). Однак зіткнення було настільки жахливим, що уламки обох небесних тіл злетіли в космос, і хоча частина їх знову впала на нашу планету, що вистачило для того, щоб з часом з них утворився природний супутник Землі. Місяць.

Наступна драма сталася з газовими гігантами, чиї орбіти, що змістилися, мало не занапастили Сонячну систему. Через 500 мільйонів років після формування планет Сонячної системи вони, як і раніше, були оточені уламками або залишками планетарного диска. У молодій сонячній системі група із трьох планет знаходилася набагато ближче до Сонця, ніж зараз.

Перша орбіта Нептуна була всередині орбіти Урана, та був вони змінили їх. А в обох Поясах було у 100 разів більше матеріалу. Гравітація планет-гігантів постійно притягує матеріал із обох поясів. Щоразу великі планети перетасовують планеті зималі. Хоча результат спочатку непомітний, але, можливо, через це гігантські планети змістилися на нові орбіти.

Раніше зовнішні планети трохи зміщувалися, мігрували. Сатурн, Уран і Нептун відправляли планеті зимали Сонцю, а самі віддалялися від Сонця. Юпітер ж відкидав планеті зималі на величезні відстані, навіть за межі Сонячної системи. Це означає, що він повинен при цьому зрушуватися. Коли планета відкидає планеті зималі, вона сама трохи зміщується, це закон збереження енергії, адже вона дає гравітаційний поштовх планеті зималі. При цьому планета втрачає частину енергії і сама зміщується на нижчу орбіту.

За півмільярда років мільйони слабких гравітаційних ривків трохи змінили орбіти великих планет. Земля та інші молоді планети могли опинитися в умовах, придатних для життя. Але їх мало не знищили газові гіганти Юпітер та Сатурн, які досягли переломної точки – резонансу. Коли Юпітер увійшов у резонанс із Сатурном, трапилася катастрофа. Резонанс означає, що коли Сатурн робить один оберт навколо Сонця, Юпітер робить два. У результаті Юпітер та Сатурн опинилися в одній частині Сонячної системи.

Гравітаційний хаос, який внесли Юпітер та Сатурн, вплинув на планети та їх супутники внутрішньої Сонячної системи, викликавши подію, відому як пізнє бомбардування. Гравітація гігантів притягла безліч матеріалу із зовнішньої Сонячної системи у внутрішню, так, що внутрішні планети виявилися атаковані цілим роєм комет і астероїдів, котрі буквально зрешетили їх поверхню кратерами.

Втім, худа без добра не буває. Цілком можливо, що свої гігантські запаси води наша Земля придбала якраз у той час, «переваривши» крижані ядра комет та астероїдів. Так-так, деякі вчені всерйоз вважають, що така кількість води на нашій планеті – результат того пізнішого бомбардування.

Через 4 млрд. 600 млн. років після народження Сонячної системи загроза зіткнення з величезним астероїдом, як і раніше, існує. Але, хоча вони й несуть для нас небезпеку, вони дають і відповіді на запитання.

Тільки вивчаючи крихітні астероїди і метеорити до землі, можна зрозуміти чи дійсно Сонячна система сформувалася так, як ми думаємо. Така категоричність не випадкова, наведу просто приклад: на початку 2011 року астрохіміки з університету Арізони визначили вік одного з метеоритів знайдених у Північній Африці в 4 млрд. 568 млн. років. Це найстаріший матеріал Землі. Тільки подумайте про це — камінь, який старший за саму планету.

Астрономи вважають, що наш світ виник у результаті Великого Вибуху. Вибухнувши, гігантська вогненна куля розкидала по простору матерію та енергію, які згодом згустилися, утворивши мільярди зірок, а ті, у свою чергу, об'єдналися у численні галактики.

Теорія великого вибуху.

Теорія, якої дотримується більшість сучасних учених, стверджує, що Всесвіт утворився внаслідок так званого Великого Вибуху. Неймовірно гаряча вогненна куля, температура якої досягала мільярдів градусів, в якийсь момент вибухнула і розкидала у всіх напрямках потоки енергії та частинок матерії, надавши їм колосального прискорення.
Будь-яка речовина складається з крихітних частинок – атомів. Атоми - це дрібні матеріальні частинки, здатні брати участь у хімічних реакціях. Однак вони, у свою чергу, складаються із ще дрібніших, елементарних частинок. У світі є безліч різновидів атомів, які називаються хімічними елементами. Кожен хімічний елемент включає атоми певних розмірів і ваги і відрізняється від інших хімічних елементів. Тому в ході хімічних реакцій кожен хімічний елемент поводиться тільки йому властивим чином. Все, що існує у Всесвіті, від найбільших галактик до найдрібніших живих організмів, складається з хімічних елементів.

Після Великого Вибуху.

Оскільки вогненна куля, що розлетілася на частини в результаті Великого Вибуху, мала колосальну температуру, крихітні частинки матерії мали спочатку занадто велику енергію і не могли з'єднатися один з одним, щоб утворити атоми. Однак приблизно через мільйон років температура Всесвіту знизилася до 4000"С, і з елементарних частинок стали формуватися різні атоми. Спочатку виникли найлегші хімічні елементи - гелій і водень. Поступово Всесвіт охолоджувався все сильніше і утворювалися більш важкі елементи. Процес утворення нових атомів і елементів. триває і до цього дня в надрах таких зірок, як, наприклад, наше Сонце, їхня температура надзвичайно висока.
Всесвіт остигав. Новоутворені атоми збиралися в гігантські хмари пилу та газу. Частинки пилу стикалися одна з одною, зливалися в єдине ціле. Гравітаційні сили притягували невеликі об'єкти до більшим. У результаті Всесвіту з часом сформувалися галактики, зірки, планети.

Земля має розплавлене ядро, багате на залізо і нікель. Земна кора складається з більш легких елементів і плаває на поверхні частково розплавлених гірських порід, що утворюють мантію Землі.

Всесвіт, що розширюється.

Великий Вибух виявився настільки потужним, що вся матерія Всесвіту з величезною швидкістю розлетілася космічним простором. Більш того, Всесвіт продовжує розширюватись і донині. Ми можемо впевнено стверджувати це тому, що віддалені галактики все ще відсуваються від нас, а відстані між ними постійно збільшуються. Отже, колись галактики розташовувалися набагато ближче один до одного, ніж у наші дні.

Ніхто точно не знає, як утворилася Сонячна система. Основна теорія свідчить, що Сонце і планети сформувалися з хмари космічного газу і пилу, що завихряється. Більш щільні частини цієї хмари за допомогою гравітаційних сил притягували до себе ззовні дедалі більшу кількість речовини. У результаті з нього виникли Сонце та всі його планети.

Мікрохвилі з минулого.

Виходячи з припущення, що Всесвіт сформувався в результаті "гарячого" Великого Вибуху, тобто виникла з гігантської вогняної кулі, вчені спробували підрахувати, наскільки вона повинна була охолонути до теперішнього часу. Вони дійшли висновку, що температура міжгалактичного простору має становити близько -270°С. Температуру Всесвіту вчені визначають і за інтенсивністю мікрохвильового (теплового) випромінювання, що йде із глибин космосу. Проведені вимірювання підтвердили, що вона насправді становить приблизно -270°С.

Який вік Всесвіту?

Щоб дізнатися відстань до тієї чи іншої галактики, астрономи визначають її розміри, яскравість і колір світла, що нею випромінюється. Якщо теорія Великого Вибуху вірна, то, значить, всі існуючі нині галактики спочатку були стиснуті в одну надщільну і гарячу вогняну кулю. Вам достатньо поділити відстань від однієї галактики до іншої на швидкість, з якою вони віддаляються один від одного, щоб встановити, як давно вони становили єдине ціле. Це і буде віком Всесвіту. Зрозуміло, цей метод не дозволяє отримати точних даних, але все ж таки він дає підстави вважати, що вік Всесвіту - від 12 до 20 млрд років.

Потік лави випливає з кратера вулкана Кілауеа, розташованого на острові Гаваю. Коли лава виходить поверхню Землі, вона застигає, утворюючи нові гірські породи.

Освіта Сонячної системи.

Галактики сформувалися, ймовірно, приблизно через 1 - 2 млрд років після Великого Вибуху, а Сонячна система виникла приблизно на 8 млрд років пізніше. Адже матерія розподілялася по простору зовсім на рівномірно. Більш щільні області завдяки гравітаційним силам притягували до себе все більше пилу та газу. Розміри цих областей стрімко зростали. Вони перетворювалися на гігантські хмари пилу і газу, що завихрулися, - так звані туманності.
Одна така туманність – а саме сонячна туманність – згустившись, утворила наше Сонце. З інших частин хмари виникли згустки речовини, що стали планетами, зокрема Землею. Вони утримувалися на своїх навколосонячних орбітах потужним гравітаційним полем Сонця. У міру того, як гравітаційні сили притягували частинки сонячної речовини все ближче і ближче один до одного, Сонце ставало все менше і щільніше. При цьому в сонячному ядрі виник жахливий тиск. Воно перетворювалося на колосальну теплову енергію, а це, у свою чергу, прискорювало перебіг термоядерних реакцій усередині Сонця. В результаті утворювалися нові атоми і виділялося ще більше тепла.

Виникнення умов життя.

Приблизно самі процеси, хоча й у значно менших масштабах, відбувалися і Землі. Земне ядро ​​швидко стискалося. Через ядерні реакції і розпад радіоактивних елементів у надрах Землі виділялося так багато тепла, що гірські породи, що її утворили, розплавилися. Більш легкі речовини, багаті кремнієм - схожим на скло мінералом, - відокремилися в земному ядрі від щільніших заліза та нікелю і утворили першу земну кору. Приблизно через мільярд років, коли Земля суттєво охолодилася, земна кора затверділа і перетворилася на міцну зовнішню оболонку нашої планети, що складається з твердих гірських порід.
Охолоджуючи, Земля викидала зі свого ядра безліч різних газів. Зазвичай це відбувалося під час виверження вулканів. Легкі гази, такі, як водень або гелій, здебільшого випаровувалися в космічний простір. Однак сила тяжіння Землі була досить великою, щоб утримувати біля її поверхні важчі гази. Вони й склали основу земної атмосфери. Частина водяної пари з атмосфери сконденсувалася, і Землі виникли океани. Тепер наша планета була повністю готова до того, щоб стати колискою життя.

Народження та загибель гірських порід.

Земна суша утворюється твердими гірськими породами, часто покритими шаром ґрунту та рослинністю. Але звідки гірські породи беруться? Нові гірські породи формуються з речовини, що народжується глибоко в надрах Землі. У нижніх шарах земної кори температура набагато вища, ніж на поверхні, а складові їх гірські породи перебувають під величезним тиском. Під впливом жару і тиску гірські породи прогинаються і розм'якшуються, а то й зовсім плавляться. Як тільки у земній корі утворюється слабке місце, розплавлені гірські породи – їх називають магмою – прориваються на поверхню Землі. Магма випливає із жерлів вулканів у вигляді лави і поширюється на великій площі. Застигаючи, лава перетворюється на тверду гірську породу.

Вибухи та вогняні фонтани.

В одних випадках народження гірських порід супроводжується грандіозними катаклізмами, в інших проходить тихо та непомітно. Існує безліч різновидів магми, і їх утворюються різні типи гірських порід. Наприклад, базальтова магма дуже текуча, легко виходить на поверхню, розтікається широкими потоками та швидко застигає. Іноді вона виривається із жерла вулкана яскравим "вогненним фонтаном" - таке відбувається, коли земна кора не витримує її тиску.
Інші види магми набагато густіше: їхня густота, або консистенція, більше схожа на чорну патоку. Гази, що містяться в такій магмі, з великими труднощами пробиваються на поверхню крізь її щільну масу. Згадайте, як легко бульбашки повітря вириваються з окропу і наскільки повільніше це відбувається, коли ви нагріваєте щось густіше, наприклад кисіль. Коли щільніша магма піднімається ближче до поверхні, тиск на неї зменшується. Розчинені в пий гази прагнуть розширитися, але не можуть. Коли магма нарешті виривається назовні, гази розширюються настільки стрімко, що відбувається грандіозний вибух. Лава, уламки гірських порід і попіл розлітаються на всі боки, як снаряди, випущені з гармати. Подібне виверження трапилося 1902 р. на о-ві Мартініка в Карибському морі. Катастрофічне виверження вулкана Моптап-Пеле повністю зруйнувало порт Сеп-П'єр. Загинуло близько 30 000 людей.

Освіта кристалів.

Гірські породи, що формуються з лави, що остигає, називають вулканічними, або виверженими, гірськими породами. Поки лава остигає, мінерали, що містяться в розплавлених породах, поступово перетворюються на тверді кристали. Якщо лава остигає швидко, кристали не встигають вирости і залишаються дуже маленькими. Подібне відбувається при утворенні базальту. Іноді лава охолоджується настільки швидко, що з неї виходить гладка склоподібна порода, яка взагалі не містить кристалів, така як обсидіан (вулканічне скло). Подібне, як правило, трапляється при підводному виверженні або коли маленькі частинки лави викидаються з жерла вулкана високо в холодне повітря.

Ерозія та вивітрювання гірських порід у каньйонах Сідар-Брейкс, штат Юта, США. Ці каньйони утворилися в результаті ерозійної дії річки, що проклала своє русло через шари осадових порід, "видавлених" догори рухами земної кори. Оголені гірські схили поступово вивітрилися, і уламки порід утворили на них кам'янисті осипи. Серед цих осипів стирчать виступи все ще твердих скель, які й утворюють краї каньйонів.

Свідчення минулого.

Розміри кристалів, які у вулканічних породах, дозволяють нам судити, наскільки швидко остигала лава і якому відстані від Землі вона залягала. Перед вами шматок граніту, як він виглядає у поляризованому світлі під мікроскопом. Різні кристали мають у цьому зображенні різний колір.

Гнейс - метаморфічна гірська порода, що утворилася з осадової породи під впливом тепла та тиску. Малюнок із різнокольорових смуг, які ви бачите на цьому шматку гнейсу, дозволяє визначити напрямок, у якому земна кора, рухаючись, давила на шари гірських порід. Так ми отримуємо уявлення про події, що відбувалися 3,5 млрд. років тому.
За складками та розломами (розривами) у гірських породах ми можемо судити, в якому напрямку діяли колосальні напруження в земній корі в давно минулі геологічні епохи. Ці складки виникли в результаті горотворчих рухів земної кори, що почалися 26 млн. років тому. У цих місцях жахливі сили стиснули шари осадових гірських порід і утворилися складки.
Магма далеко не завжди досягає поверхні Землі. Вона може затримуватися в нижніх шарах земної кори і тоді остигає набагато повільніше, утворюючи чудові великі кристали. Саме так з'являється граніт. Величина кристалів у деяких голяках дозволяє встановити, як багато мільйонів років тому сформувалася дана порода.

Худуз, провінція Альберта, Канада. Дощі та піщані бурі руйнують м'які гірські породи швидше, ніж тверді, і в результаті виникають рештки (виступи) з химерними обрисами.

Осадові "бутерброди".

Не всі гірські породи схожі на вулканічні, такі як граніт або базальт. Багато з них складаються з безлічі шарів і схожі на величезний стос бутербродів. Вони утворилися колись із зруйнованих вітром, дощами та річками інших гірських порід, уламки яких змило в озера чи моря, і вони осіли на дні під товщею водою. Поступово таких опадів накопичується дуже багато. Вони нагромаджуються один на одного, утворюючи шари завтовшки сотні і навіть тисячі метрів. Вода озера чи моря тисне ці відкладення з колосальної силою. Вода, що знаходиться в них, видавлюється, і вони спресовуються в щільну масу. У той самий час мінеральні речовини, раніше розчинені у воді, що видавлюється, як би цементують всю цю масу, і в результаті з неї формується нова гірська порода, яку називають осадовою.
І вулканічні, і осадові породи можуть під впливом рухів земної кори виштовхуватися вгору, утворюючи нові гірські системи. У освіті гір беруть участь колосальні сили. Під їх впливом гірські породи або дуже нагріваються, або жахливо стискаються. При цьому вони перетворюються - трансформуються: один мінерал може перетворитися на інший, кристали розплющуються і приймають інше розташування. В результаті на місці однієї гірської породи виникає інша. Гірські породи, що сформувалися при трансформації інших гірських порід під впливом вищезгаданих сил, називаються метаморфічними.

Ніщо не вічне, навіть гори.

На перший погляд нічого не може бути міцнішим і довговічнішим, ніж величезна гора. На жаль, це всього лише ілюзія. Якщо ґрунтуватися на геологічній шкалі часу, де рахунок йде на мільйони і навіть сотні мільйонів років, то гори виявляються так само минущим, як і решта, включаючи нас з вами.
Будь-яка гірська порода, як тільки почне піддаватися впливу атмосфери, миттєво руйнуватиметься. Якщо ви поглянете на свіжий уламок скелі або розколотий голяка, то побачите, що поверхня породи, що знову утворилася, часто зовсім іншого кольору, ніж стара, довго пробула на повітрі. Це пояснюється впливом кисню, що міститься в атмосфері, а в багатьох випадках – і дощової води. Через них на поверхні гірської породи відбуваються різні хімічні реакції, що поступово змінюють її властивості.
Згодом ці реакції призводять до вивільнення мінералів, що скріплюють породу, і вона починає розсипатися. У породі утворюються крихітні тріщини, у які проникає вода. Замерзаючи, ця вода розширюється та розриває породу зсередини. Коли крига розтане, така порода просто розвалиться на шматки. Шматки породи, що дуже швидко відвалилися, змиють дощі. Цей процес називається ерозією.

Льодовик Мюїр на Алясці. Руйнівна дія льодовика і каміння, що вмерзло в нього знизу і з боків, поступово викликає ерозію стін і дна долини, по якій він рухається. У результаті льоду утворюються довгі смуги уламків гірських порід - звані морени. При злитті двох сусідніх льодовиків з'єднуються та його морени.

Вода-руйнівник.

Шматки зруйнованої породи зрештою потрапляють у річки. Течія тягне їх за річковим руслом і сточує ними породу, яка утворює саме русло, поки уцілілі уламки не знайдуть нарешті тихий притулок на дні озера чи моря. Замерзла вода (лід) має ще більшу руйнівну силу. Льодовики і льодовикові покриви тягнуть у себе безліч великих і дрібних уламків гірських порід, вмерзших у тому крижані боки і черева. Ці уламки роблять глибокі борозни в породах, якими рухаються льодовики. Льодовик може переносити уламки скель, що впали на нього зверху, на багато сотень кілометрів.

Скульптури, створені вітром

Вітер також руйнує гірські породи. Особливо часто таке трапляється у пустелях, де вітер переносить мільйони найдрібніших піщин. Піщалки здебільшого складаються з кварцу, надзвичайно міцного мінералу. Вихор піщинок ударяється об скелі, вибиваючи з них нові й нові піщинки.
Часто вітер нагромаджує пісок у великі піщані пагорби, або дюни. Кожен порив вітру наносить на дюни новий шар піщин. Розташування схилів і крутість цих піщаних пагорбів дозволяють судити про напрям і силу вітру, що їх створив.

Льодовики роблять на своєму шляху глибокі U-подібні долини. У Нантфранконі, Уельс, льодовики зникли ще в доісторичні часи, залишивши після себе широку долину, яка явно велика для невеликої річки, що протікає нині. Маленьке озеро на передньому плані перегороджене смугою особливо міцної гірської породи.

У перші сотні років свого існування Земля пережила численні катаклізми, що залишили глибокі шрами на її поверхні. За мільярди років, що минули з того часу, вітрова та водяна ерозії, глобальні зміни клімату майже стерли сліди первісної доби. Але їх ще можна знайти. Приклади планет, що у наші дні утворюються навколо інших зірок, а також складні комп'ютерні моделі допомагають зрозуміти історію нашої планети.

Сонячна система сформувалася з тієї ж первісної хмари газу та пилу, що й саме Сонце. Подібні хмари, які називають туманностями, часто непомітні, якщо не освітлені зірками. В основному вони складаються з найлегшого елемента, водню, але при цьому містять невелику кількість гелію і більш важких елементів, що сформувалися в попередніх поколіннях зірок і звільнилися після їхньої загибелі.

Ніхто точно не знає, що вивело якусь туманність на той шлях, що призвів до виникнення Сонячної системи. Це могла бути вибухова хвиля від найближчої наднової, дія сили тяжіння зірки, що пролітає повз, або просто прохід крізь хмару з більш щільного матеріалу, коли туманність огинала по орбіті. Яким би не був пусковий механізм, 4,5 млн років тому щось направило туманність до колапсу.

КОНЦЕНТРОВАНА РЕЧОВИНА

У міру того як центр хмари ставав щільнішим, він починав впливати на своє оточення, втягуючи його всередину, поки через світловий рік початкова хмара не ущільнилася і не стала шириною в кілька світлових годин. Концентрація речовини призвела до того, що сонячна туманність почала швидше обертатися.

В результаті туманність вирівнялася і набула форми диска з опуклістю в центрі. Випуклість, що містить близько 90% маси туманності, стала нашою зіркою, Сонцем, але продовжувала бути оточеною газом та пилом – сировиною для формування системи планет.

У безпосередній близькості від Сонця над хмарою домінувала пил із важких елементів, що формують складні хімічні сполуки. Частинки пилу склеювалися при зіткненні, легші прагнули випаровування в умовах жорсткої сонячної радіації. Потім їх здувало геть від внутрішньої Сонячної системи, і вони знову конденсувалися в прохолодніших зонах, де допомагали формувати .

У міру того, як брили пилу ставали більшими, зростав ризик їх зіткнення між собою, і врешті-решт кілька з них збільшилися достатньо, щоб мати ефективну силу тяжіння.

ПЛАНЕТИ, що зростають

планетозимали, Що Утворилися, почали стрімко збирати матеріал зі свого оточення. Зростання по експоненті тривало доти, доки кілька десятків об'єктів, що варіюються у розмірі між Місяцем і Марсом, не стали домінувати у внутрішній Сонячній системі. Постійне бомбардування поверхонь об'єктів нагріло їх до температури плавлення.

На цьому етапі планетозималі припинили своє зростання. Однак більшість з них закінчили тим, що опинилися на витягнутих орбітах, що перетинаються, що призводило до зіткнень і збільшення їх розмірів за допомогою злиття один з одним. Кожне з цих міжпланетних зіткнень звільняло величезну кількість енергії, що допомагає зберігати планети гарячими.

ЗЕМЛЯ ЕПОХИ ГАДЕЯ

Останнім, але не менш важливим стало колосальне зіткнення зі світом розміром з Марс, званим Тейя, що призвело до . На Землі найбільшими подіями були виверження значної частини планетної мантії та поглинання ядра Тейї ядром Блакитної планети. Після того як стихли відлуння поштовхів, Земля нарешті набула свого нинішнього вигляду. Рання епоха історії Землі часто називається гадейським періодом («гадесом» древні греки називали пекло). Гази з розплавленої внутрішньої частини сформували щільну атмосферу, але удар, що утворив Місяць, зірвав більшу частину атмосфери.

Згідно з традиційними поглядами, на той час поверхня Землі здригалася від бурхливої ​​вулканічної активності, через що вона постійно оновлювалася. Ймовірно, на той час сформувалася тонка поверхнева кора – це могли бути мінерали з високим вмістом важких елементів із високою точкою плавлення, наприклад, залізо та магній. Однак цей щільний матеріал, мабуть, поринув у розплавлену породу під ним.

Газ, що виділяється від всієї цієї активності, створив атмосферу з високим тиском, можливо, з високим вмістом вуглекислого газу. У свою чергу це призвело до виникнення задушливого парникового ефекту, подібного до того, що спостерігається в наші дні на Венері. Незважаючи на температуру вище 200 °С, водяна пара, що виходить при газовиділенні, конденсувалася в рідину, при цьому утворювалися океани з гарячою водою. Проте недавні дослідження зразків деяких із найдавніших порід Землі ставлять під сумнів традиційну точку зору.

Інтенсивне обертання

Якими б не були умови на поверхні, щось інше зробило юну Землю невпізнанною для сучасного відвідувача. Вплив Тейї викликав дуже швидке обертання нашої планети з п'ятигодинним циклом дня та ночі. Швидке обертання призвело до того, що Земля була на 1800 км ширше на екваторі, ніж від полюса до полюса. Однак з того часу припливи і відпливи від Місяця сповільнювали її рух, тому нинішній екваторіальний діаметр лише на 43 км більше за полярний.

Voted Thanks!

Можливо Вам буде цікаво: