Такі органели, як мітохондрії та джгутики, швидше за все, виникли також у процесі фагоцитозу. Попередники сучасних клітин, поглинаючи їжу, обзавелися симбіонтами, дружніми мікроорганізмами. Вони, використовуючи поживні речовини, які у цитоплазму, стали здійснювати функції регуляції різних внутрішньоклітинних процесів. Відповідно до концепції симбіогенезу, таким чином у клітці з'явилися вже названі мітохондрії та джгутики. Багато сучасних досліджень підтверджують справедливість гіпотези.
Альтернативи
РНК-світ як попередник всього живого має «конкурентів». Серед них є і креаціоністські теорії та наукові гіпотези. Багато століть існувало припущення про самозародження життя: мухи та черв'яки з'являються в гниючих відходах, миші — у старому ганчір'ї. Спростована мислителями XVII-XVIII століть, вона отримала друге народження минулого століття теоретично Опаріна-Холдейна. Відповідно до неї, життя виникло в результаті взаємодії органічних молекул у первинному бульйоні. Припущення вчених було опосередковано підтверджено у знаменитому експерименті Стенлі Міллера. Саме цю теорію і змінила на початку ХХ століття гіпотеза РНК-світу.
Паралельно існує думка, що життя спочатку має позаземне походження. Принесли її на нашу планету, згідно з теорією Панспермії, ті самі астероїди і комети, які «подбали» про формування океанів і морів. По суті, ця гіпотеза не пояснює появу життя, а констатує її як факт, невід'ємну властивість матерії.
Якщо узагальнити все сказане вище, стає зрозуміло, що походження Землі і життя на ній на сьогоднішній день - це все-таки відкриті питання. Сучасні вчені, звичайно, набагато ближче до розгадки всіх таємниць нашої планети, ніж мислителі Античності чи Середньовіччя. Проте багато що ще потребує прояснення. Різні гіпотези походження Землі змінювали одна одну в ті моменти, коли виявлялися нові відомості, які не вписувалися в стару картину. Цілком можливо, що подібне може статися і в не такому віддаленому майбутньому, і тоді на зміну усталеним теоріям прийдуть нові.
1. Введення ………………………………………………2 стор.
2. Гіпотези освіти Землі…………………………3 – 6 стор.
3. Внутрішня будова Землі …………………………7 – 9 стор.
4. Висновок……………………………………………10 стор.
5. Список літератури …………………………………..11 стор.
Введення.
У всі часи люди хотіли знати, звідки і яким чином походить світ, у якому ми живемо. Існує безліч легенд та міфів, що прийшли із давніх часів. Але з появою науки в її сучасному розумінні, на зміну міфологічним та релігійним приходять наукові уявлення про походження світу.
В даний час у науці створилося таке положення, що розробка космогонічної теорії та реставрація ранньої історії Сонячної системи можуть здійснюватися переважно індуктивним шляхом, заснованим на порівнянні та узагальненні отриманих зовсім недавно емпіричних даних щодо матеріалу метеоритів, планет та Місяця. Оскільки про будову атомів і поведінку їх з'єднань за різних термодинамічних умов нам стало відомо дуже багато, а про склад космічних тіл були отримані достовірні і точні дані, то вирішення проблеми походження нашої планети поставлене на міцну хімічну основу, якої були позбавлені колишні космогонічні побудови. Слід найближчим часом очікувати, що вирішення проблем космогонії Сонячної системи взагалі та проблеми походження нашої Землі зокрема досягне великих успіхів на атомно-молекулярному рівні, подібно до того, як на цьому ж рівні генетичні проблеми сучасної біології блискуче вирішуються на наших очах.
При сучасному стані науки фізико-хімічний підхід до вирішення проблем космогонії Сонячної системи є неминучим. Тому давно відомі механічні особливості Сонячної системи, яким класичні космогонічні гіпотези приділяли головну увагу, мають бути витлумачені у зв'язку з фізико-хімічними процесами у ранній історії Сонячної системи. Останні досягнення в галузі хімічного вивчення окремих тіл цієї системи дозволяють нам абсолютно по-новому підходити до реставрації історії речовини Землі і на цій основі відновити рамки тих умов, у яких відбувалося народження нашої планети – становлення її хімічного складу та формування структури оболонки.
Таким чином, мета даної роботи – розповісти про найбільш відомі гіпотези утворення Землі, а також про її внутрішню будову.
Гіпотези освіти Землі.
У всі часи люди хотіли знати, звідки і яким чином походить світ, у якому ми живемо. Існує безліч легенд та міфів, що прийшли із давніх часів. Але з появою науки в її сучасному розумінні, на зміну міфологічним та релігійним приходять наукові уявлення про походження світу. Перші наукові гіпотези щодо походження Землі та сонячної системи, засновані на астрономічних спостереженнях, були висунуті лише у 18 столітті.
Усі гіпотези про походження Землі можна розбити на дві основні групи:
1. Небулярна (лат. «небула» – туман, газ) – в основі лежить принцип утворення планет із газу, із пилових туманностей;
2. Катастрофічна – в основі лежить принцип утворення планет через різні катастрофічні явища (зіткнення небесних тіл, близьке проходження один від одного зірок і т.д.).
Небулярні гіпотези Канта та Лапласа.Першою науковою гіпотезою про походження Сонячної системи була гіпотеза Іммануїла Канта (1755). Кант вважав, що сонячна система виникла з якоїсь первинної матерії, настільки вільно розсіяної в космосі. Частинки цієї матерії переміщалися в різних напрямках і, зіштовхуючись одна з одною, втрачали швидкість. Найбільш важкі і щільні їх під впливом сили тяжіння з'єднувалися друг з одним, утворюючи центральний потік – Сонце, яке, своєю чергою, притягувало віддалені, дрібні і легкі частки. Таким чином виникла деяка кількість тіл, що обертаються, траєкторії яких взаємно перетиналися. Частина цих тіл, що спочатку рухалися в протилежних напрямках, зрештою були втягнуті в єдиний потік і утворили кільця газоподібної матерії, розташовані приблизно в одній площині і обертаються навколо Сонця в одному напрямку, не заважаючи один одному. В окремих кільцях утворювалися щільніші ядра, до яких поступово притягувалися легші частинки, формуючи кулясті скупчення матерії; так складалися планети, які продовжували кружляти навколо Сонця у тій самій площині, як і початкові кільця газоподібної речовини.
Незалежно від Канта інший учений – французький математик і астроном П.Лаплас – дійшов тим самим висновків, але розробив гіпотезу глибше (1797). Лаплас вважав, що Сонце існувало спочатку у вигляді величезної розпеченої газоподібної туманності (небули) з незначною щільністю, зате колосальних розмірів. Ця туманність, згідно з Лапласом, спочатку повільно оберталася в просторі. Під впливом сил гравітації туманність поступово стискалася, причому швидкість її обертання зростала. Зростаюча відцентрова сила надавала туманності сплощену, а потім і лінзовидну форму. В екваторіальній площині туманності співвідношення між тяжінням і відцентровою силою змінювалося на користь цієї останньої, так що зрештою маса речовини, що накопичилася в екваторіальній зоні туманності, відокремилася від решти тіла і утворила кільце. Від туманності, що продовжувала обертатися, відокремлювалися все нові кільця, які, конденсуючись у певних точках, поступово перетворювалися на планети та інші тіла сонячної системи. Загалом від початкової туманності відокремилося десять кілець, що розпалися на дев'ять планет і пояс астероїдів – дрібних небесних тіл. Супутники окремих планет склалися з речовини вторинних кілець, що відірвалися від розпеченої газоподібної маси планет.
Внаслідок ущільнення матерії температура новоутворених тіл була виключно високою. У той час і наша Земля, за П. Лапласом, була розпеченою газоподібною кулею, що світилася подібно до зірки. Поступово, однак, ця куля остигала, її матерія переходила в рідкий стан, а потім, у міру подальшого охолодження, на його поверхні почала утворюватися тверда кора. Ця кора була оповита важкими атмосферними парами, з яких при охолодженні конденсувалася вода. Обидві теорії подібні між собою сутнісно і часто розглядаються як одна, взаємно доповнювали одна одну, тому в літературі вони часто згадуються під загальною назвою як гіпотеза Канта-Лапласа. Оскільки наука не мала тоді більш прийнятними поясненнями, у цій теорії було в XIX столітті безліч послідовників.
Катастрофічна теорія Джинсу.Після гіпотези Канта – Лапласа у космогонії було створено ще кілька гіпотез утворення Сонячної системи. З'являються звані катастрофічні гіпотези, основу яких лежить елемент випадкового збігу обставин. Як приклад гіпотези катастрофічного напряму розглянемо концепцію англійського астронома Джинса (1919). В основу його гіпотези покладено можливість проходження поблизу Сонця іншої зірки. Під дією її тяжіння з Сонця вирвався струмінь газу, який за подальшої еволюції перетворився на планети Сонячної системи. Джинс вважав, що проходження зірки повз Сонце дозволило пояснити невідповідність у розподілі маси та моменту кількості руху у Сонячній системі. Але 1943г. Російський астроном М. І. Парійський обчислив, що у разі суворо певної швидкості зірки газовий потік міг стати супутником Сонця. У цьому випадку його орбіта повинна бути в 7 разів меншою за орбіту найближчої до Сонця планети - Меркурія.
Таким чином, гіпотеза Джинса не змогла дати правильного пояснення непропорційному розподілу моменту кількості руху на Сонячній системі. Найбільшим недоліком цієї гіпотези є факт випадковості, що суперечить матеріалістичному світогляду і фактам, що говорять про знаходження планет в інших зоряних світах. Крім того, розрахунки показали, що зближення зірок у світовому просторі практично виключене, і навіть якби це сталося, зірка, що проходить, не могла б надати планетам рух по кругових орбітах.
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. 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, формувалося їх скупчення. Поступово Всесвіт охолоджувався все сильніше і утворювалися більш важкі елементи. Багато мільярдів років відбувалося нарощування мас в скупченнях гелію і водню. сприятливі реакції термоядерного синтезу – злиття легких ядер водню з утворенням важких елементів На місці колапсуючого хмари народжується зірка. зоряної системи.
Сучасна теорія.В останні роки американськими та радянськими вченими було висунуто низку нових гіпотез. Якщо раніше вважалося, що у еволюції Землі відбувався безперервний процес віддачі тепла, то нових теоріях розвиток Землі сприймається як результат багатьох різнорідних, часом протилежних процесів. Одночасно зі зниженням температури та втратою енергії могли діяти й інші фактори, що викликають виділення великих кількостей енергії та компенсують таким чином зменшення тепла. Одне з таких сучасних припущень - "теорія пилової хмари", його автор американський астроном Ф. Л. Уайпль (1948). Однак, по суті, це ніщо інше як видозмінений варіант небулярної теорії Канта-Лапласа. Також популярними є гіпотези російських учених О.Ю.Шмідта та В.Г. Фесенкова. Обидва вчених при розробці своїх гіпотез виходили з уявлень про єдність матерії у Всесвіті, про безперервний рух та еволюцію матерії, що є її основними властивостями, про різноманітність світу, обумовленого різними формами існування матерії.
Цікаво, що на новому рівні, озброєні більш досконалою технікою та глибшими знаннями про хімічний склад сонячної системи, астрономи повернулися до думки про те, що Сонце і планети виникли з великої, нехолодної туманності, що складається з газу та пилу. Потужні телескопи виявили у міжзоряному просторі численні газові та пилові «хмари», з яких деякі справді конденсуються у нові зірки. У зв'язку з цим первісна теорія Канта-Лапласа була перероблена із залученням нових даних; вона може ще хорошу службу у справі пояснення процесу виникнення сонячної системи.
Кожна з цих космогонічних теорій зробила свій внесок у справу з'ясування складного комплексу проблем, пов'язаних із походженням Землі. Всі вони розглядають виникнення Землі та сонячної системи як закономірний результат розвитку зірок та всесвіту в цілому. Земля з'явилася одночасно з іншими планетами, які, як і вона, обертаються навколо Сонця та є найважливішими елементами сонячної системи.
Внутрішня будова Землі.
Матеріали, що складають тверду оболонку Землі, непрозорі і щільні. Прямі дослідження їх можливі лише до глибин, що становлять мізерну частину радіуса Землі. Найглибші пробурені свердловини та наявні в даний час проекти обмежені глибинами 10 - 15 км, що відповідає трохи більше 0,1% від радіусу. Можливо, проникнути на глибину більше кількох десятків кілометрів не вдасться. Тому відомості про глибокі надра Землі отримують, використовуючи лише непрямі методи. До них належать сейсмічний, гравітаційний, магнітний, електричний, електромагнітний, термічний, ядерний та інші методи. Найбільш надійним є сейсмічний. Він ґрунтується на спостереженні сейсмічних хвиль, що виникають у твердій Землі при землетрусах. Подібно до того, як рентгенівські промені дозволяють досліджувати стан внутрішніх органів людини, сейсмічні хвилі, проходячи через земні надра, дають можливість скласти уявлення про внутрішню будову Землі та про зміну фізичних властивостей речовини земних надр із глибиною.
В результаті сейсмічних досліджень було визначено, що внутрішня область Землі неоднорідна за своїм складом та фізичними властивостями, і утворює шарувату структуру.
З усієї маси Землі кора становить менше 1%, мантія – близько 65%, ядро – 34%. Поблизу Землі зростання температури з глибиною становить приблизно 20° за кожен кілометр. Щільність гірських порід земної кори становить близько 3000 кг/м3. На глибині близько 100 км. температура приблизно 1800 До.
Форма Землі (геоїд) близька до сплюснутого еліпсоїда - куляста форма з потовщення на екваторі - і відрізняється від нього на величину до 100 метрів. Середній діаметр планети приблизно дорівнює 12742 км. Земля, як і інші планети земної групи, має шаруватий внутрішню будову. Вона складається з твердих силікатних оболонок (кори, вкрай в'язкої мантії), та металевого ядра.
Земля складається з кількох шарів:
1. Земна кора;
2. Мантія;
1. Верхній шар Землі називається земною короюі поділяється на кілька шарів. Найвищі шари земної кори складаються переважно з пластів осадових гірських порід, що утворилися шляхом осадження різних дрібних частинок, головним чином морях і океанах. У цих пластах поховані залишки тварин і рослин, що населяли в минулому земну кулю. Загальна товщина осадових порід вбирається у 15 – 20 км.
Відмінність швидкості поширення сейсмічних хвиль на континентах і дні океану дозволило дійти невтішного висновку у тому, що у Землі є два основних типи земної кори: континентальний і океанічний. Потужність кори континентального типу загалом 30 – 40 км, а під багатьма горами сягає місцями 80 км. Континентальна частина земної кори розпадається ряд шарів, число і потужність яких змінюються від району до району. Зазвичай нижче осадових порід виділяють два основних шари: верхній – «гранітний», близький за фізичними властивостями і складом до граніту і нижній, що з більш важких порід, – «базальтовий». Товщина кожного з цих верств загалом 15 – 20 км. Однак у багатьох місцях не вдається встановити різку межу між гранітним та базальтовим шарами. Океанічна кора набагато тонша (5 – 8 км). За складом та властивостями вона близька до речовини нижньої частини базальтового шару континентів. Але цей тип кори властивий лише глибоким ділянкам дна океанів, щонайменше 4 км. На дні океанів є області, де кора має будову континентального чи проміжного типу. Поверхня Мохоровичича (на ім'я югославського вченого, що її відкрив), на межі якої різко змінюється швидкість сейсмічних хвиль, відокремлює земну кору від мантії.
2. Мантіяпоширюється до глибини 2900 км. Вона поділяється на 3 шари: верхній, проміжний та нижній. У верхньому шарі швидкості сейсмічних хвиль відразу за кордоном Мохоровичича ростуть, потім на глибині 100 – 120 км під континентами та 50 – 60 км під океанами це зростання змінюється слабким зменшенням швидкостей, а далі на глибині 250 км під континентами та 400 км під океаном зменшення . Таким чином, у цьому шарі є область знижених швидкостей - астеносфера, що характеризується відносно малою в'язкістю речовини. Деякі вчені вважають, що у астеносфері речовина перебуває у «кашеподобном» стані, тобто. складається з суміші твердих та частково розплавлених порід. В астеносфері знаходяться осередки вулканів. Вони утворюються, ймовірно, там, де з якихось причин знижується тиск і, отже, температура плавлення речовини астеносфери. Зниження температури плавлення призводить до розплавлення речовини та утворення магми, яка потім по тріщинах і каналах у земній корі може вилитись на поверхню землі.
Проміжний шар характеризується сильним зростанням швидкостей сейсмічних хвиль та збільшенням електропровідності речовини Землі. Більшість вчених вважають, що в проміжному шарі змінюється склад речовини або складові мінерали переходять в інший стан, з більш щільною «упаковкою» атомів. Нижній шар оболонки відрізняється однорідністю проти верхнім шаром. Речовина цих двох шарах перебуває у твердому очевидно кристалічному стані.
3. Під мантією знаходиться земне ядроз радіусом 3471 км. Воно підрозділяється на рідке зовнішнє ядро (шар між 2900 та 5100 км) та тверде ядерце. При переході від мантії до ядра різко змінюються фізичні властивості речовини, очевидно внаслідок високого тиску.
Температура всередині Землі з глибиною підвищується до 2000 - 3000 ° С, при цьому найшвидше вона зростає в земній корі, далі йде уповільнення, і на великих глибинах температура залишається, ймовірно, постійною. Щільність Землі зростає з 2,6 г/см³ на поверхні до 6,8 г/см³ на межу ядра Землі, а в центральних областях становить приблизно 16 г/см³. тиск зростає з глибиною і сягає межі між мантією і ядром 1,3 млн. атм, а центрі ядра – 3,5 млн. атм.
Висновок.
Незважаючи на численні зусилля дослідників різних країн та величезного емпіричного матеріалу, ми знаходимося лише на першому етапі розуміння історії та походження Сонячної системи взагалі та нашої Землі зокрема. Однак зараз стає все очевиднішим, що виникнення Землі було результатом складних явищ у вихідній речовині, що охопили ядерні, а згодом і хімічні процеси. У зв'язку з безпосереднім дослідженням матеріалу планет і метеоритів ми все більше зміцнюються основи побудови природної теорії походження Землі. В даний час нам видається, що фундаментом теорії походження Землі є такі положення.
1. Походження Сонячної системи пов'язані з походженням хімічних елементів: речовина Землі разом із речовиною Сонця та інших планет у минулому перебував у умовах ядерного синтезу.
2. Останнім етапом ядерного синтезу було утворення важких хімічних елементів, включаючи уран та трансуранові елементи. Про це свідчать сліди вимерлих радіоактивних ізотопів, виявлені у стародавньому матеріалі Місяця та метеоритів.
3. Звичайно, що Земля і планети виникли з тієї ж речовини, що і Сонце. Початковий матеріал для побудови планет був спочатку представлений роз'єднаними іонізованими атомами. Це був переважно зірковий газ, з якого при охолодженні виникли молекули, рідкі краплі, тверді тіла – частки.
4. Земля виникла переважно за рахунок тугоплавки фракції сонячної речовини, що відбилося на складі ядра та силікатної мантії.
5. Основні причини появи життя Землі створили наприкінці охолодження первинної газової туманності. На останньому етапі охолодження в результаті каталітичних реакції елементів утворилися численні органічні сполуки, що зумовили можливість появи генетичного коду і молекулярних систем, що саморозвиваються. Виникнення Землі та життя являло собою єдиний взаємопов'язаний процес-результат хімічної еволюції речовини Сонячної системи.
Список литературы.
1. Н.В. Короновський, А.Ф. Якушова, Основи геології,
ББК 26.3 До 68 УДК 55
2. http://ua.wikipedia.org/wiki/Земля
3. Войткевич Г.В. Основи теорії походження Землі. М., "Надра", 1979, 135с.
4. Бондарєв В.П. Геологія, ББК 26.3 Б 81 УДК 55
5. Рінгвуд А.Є. Склад та походження Землі. М., "Наука", 1981, 112с
Досі основною теорією походження колиски людства вважається теорія Великого Вибуху. За твердженням астрономів, нескінченно довгий час тому в космічному просторі існувала величезна розпечена куля, температура якої обчислювалася мільйонами градусів. Внаслідок хімічних реакцій, що відбувалися всередині вогненної сфери, стався вибух, що розмітав у просторі величезну кількість найдрібніших частинок матерії та енергії. Спочатку ці частки мали занадто високу температуру. Потім Всесвіт остигав, частинки притягувалися один до одного, накопичуючись в одному просторі. Більш легкі елементи притягувалися до важчих, що виникли внаслідок поступового охолодження Всесвіту. Так утворювалися галактики, зірки, планети.
На підтвердження цієї теорії вчені наводять будову Землі, чия внутрішня частина, яка називається ядром, складається з важких елементів – нікелю та заліза. Ядро, у свою чергу, покрите товстою мантією з розпечених гірських порід, що є легшими. Поверхня планети, іншими словами, земна кора, немов плаває на поверхні розплавлених мас, будучи результатом їх остигання.
Формування умов життя
Поступово земна куля остигала, створюючи на своїй поверхні все більш щільні ділянки ґрунту. Вулканічна діяльність планети на той час була досить активної. Через війну вивержень магми у простір викидалося дуже багато різних газів. Найлегші, такі як гелій і водень миттєво випаровувалися. Тяжкіші молекули залишалися над поверхнею планети, що притягуються її гравітаційними полями. Під впливом зовнішніх і внутрішніх чинників пари викинутих газів ставали джерелом вологи, з'явилися перші опади, які відіграли ключову роль у появі життя на планеті.
Поступово внутрішні та зовнішні метаморфози призвели до різноманітності ландшафту, до якого людство давно звикло:
- утворилися гори та долини;
- з'явилися моря, океани та річки;
- склався певний клімат у кожній місцевості, що дав поштовх розвитку тій чи іншій формі життя планети.
Думка про спокій планети та про те, що вона сформована остаточно, невірна. Під впливом ендогенних та екзогенних процесів, поверхня планети формується досі. Своїм руйнівним господарюванням людина сприяє прискоренню цих процесів, що веде до катастрофічних наслідків.
Вступ
Земля - третя по порядку від Сонця планета у Сонячній системі. Вона займає п'яте місце за розміром і масою серед великих планет, але з внутрішніх планет так званої «земної» групи, до якої входять Меркурій, Венера, Земля та Марс, вона є найбільшою.
Склад і будова Землі останні десятиліття продовжують залишатися однією з найбільш інтригуючих проблем сучасної геології. Знання про внутрішню будову Землі поки що дуже поверхневі, оскільки отримані на підставі непрямих доказів. Прямі свідчення відносяться лише до поверхневої плівки планети, яка найчастіше не перевищує півтора десятка кілометрів. Крім цього, важливо вивчати становище планети Земля у космічному просторі. По-перше, щоб зрозуміти закономірності та механізм розвитку Землі та земної кори, треба знати вихідний стан Землі при її формуванні. По-друге, вивчення інших планет доставляє найцінніший матеріал пізнання ранніх стадій розвитку нашої планети. І, по-третє, порівняння будови та еволюції Землі з іншими планетами Сонячної системи дозволяє зрозуміти, чому саме Земля стала батьківщиною людства.
Вивчення внутрішньої будови Землі є актуальним і життєво важливим. З ним пов'язані утворення та розміщення багатьох видів корисних копалин, рельєфу земної поверхні, виникнення вулканів та землетрусів. Знання про будову Землі необхідні й упорядкування геологічних і географічних прогнозів.
Розділ 1. Гіпотези походження Землі
Протягом багатьох століть питання про походження Землі залишалося монополією філософів, оскільки фактичний матеріал у цій галузі майже був відсутній. Перші наукові гіпотези щодо походження Землі та Сонячної системи, засновані на астрономічних спостереженнях, були висунуті лише у XVIII столітті. З того часу не переставали з'являтися нові і нові теорії, відповідно до зростання наших космогонічних уявлень.
Одна з перших гіпотез була висловлена в 1745 французьким натуралістом Ж. Бюффоном. Згідно з гіпотезою, наша планета утворилася в результаті остигання одного зі згустків сонячної речовини, викинутого Сонцем при катастрофічному зіткненні його з великою кометою.
Думка Бюффона про утворення Землі із сонячної плазми була використана в цілій серії пізніших і найдосконаліших гіпотез «гарячого» походження Землі. Провідне місце посідає небулярнагіпотеза, розроблена німецьким філософом І. Кантом у 1755 р. та французьким математиком П. Лапласом у 1796 р. незалежно один від одного (рис.1). Згідно з гіпотезою, Сонячна система утворилася з єдиної розпеченої газової туманності. Обертання навколо осі зумовило дископодібну форму туманності. Після того як відцентрова сила в екваторіальній частині туманності перевищила силу тяжіння, по всій периферії диска почали відокремлюватися газові кільця. Їх остигання призвело до формування планет та його супутників, та якщо з ядра туманності виникло Сонце.
Мал. 1. Небулярна гіпотеза Лапласа. На цьому малюнку наочно представлено згущення газової туманності, що обертається в Сонці, планети і астероїди
Гіпотеза Лапласа була науковою, оскільки ґрунтувалася на законах природи, відомих із досвіду. Однак після Лапласа було відкрито нові явища у Сонячній системі, які його теорія не могла пояснити. Наприклад, виявилося, що планети Уран, Венера обертаються навколо своєї осі не в той бік, куди обертаються інші планети. Були краще вивчені властивості газів та особливості руху планет та їх супутників. Ці явища також не узгоджувалися з гіпотезою Лапласа, і від неї довелося відмовитися.
Певним етапом у розвитку поглядів освіту Сонячної системи була гіпотеза англійського астрофізика Джеймса Джинса (рис.2). Він вважав, що планети утворилися в результаті катастрофи: якась відносно велика зірка пройшла зовсім близько від Сонця, що наслідував, наслідком чого з'явився викид з поверхневих шарів Сонця струменя газу, з яких згодом утворилися планети. Але гіпотеза Джинса, як і гіпотеза Канта-Лапласа, неспроможна пояснити невідповідність у розподілі моменту кількості руху між планетами і Сонцем.
Мал. 2. Освіта сонячної системи за Джинсом
Принципово нова ідея закладена в гіпотезах холодного походження Землі. Найбільш глибоко розроблено метеоритнагіпотеза, запропонована радянським ученим О. Ю. Шмідтом у 1944 р (рис.3). Згідно з гіпотезою, кілька мільярдів років тому «наше» Сонце зустріло при своєму русі у Всесвіті велику газопилову туманність. Значна частина туманності пішла за Сонцем і почала обертатися навколо нього. Окремі дрібні частинки злипалися у великі згустки. Згустки у міру свого руху також стикалися один з одним і обростали все новим матеріалом, утворюючи щільні грудки – зародки майбутніх планет.
Мал. 3. Утворення сонячної системи з метеоритної гіпотези
О. Ю. Шмідта
За О. Ю. Шмідтом, у період формування Землі її поверхня залишалася холодною, згустки стискалися, за рахунок цього почався процес самогравітації речовини, внутрішня частина поступово нагрівалася від тепла, що виділяється при розпаді радіоактивних елементів. З роками у гіпотези Шмідта з'явилося багато слабких сторін, одна з них - це припущення про захоплення Сонцем частини газопилової хмари, що зустрілася. Виходячи з закону механіки, для захоплення Сонцем речовини необхідно було повністю зупинити цю речовину, а Сонце мало володіти величезною силою тяжіння, здатною зупинити цю хмару і притягнути її до себе. До недоліків метеоритної гіпотези відноситься мала ймовірність захоплення Сонцем газово - пилової (метеоритної) хмари та відсутність пояснення концентричної внутрішньої будови Землі.
Згодом склалося ще багато теорій, що стосуються походження Землі та Сонячної системи в цілому. За підсумками поглядів О.Ю. Шмідта (1944), Ст Амбарцумяна (1947), B.C. Сафронова (1969) та інших вчених сформувалася сучасна теоріяпланетарної освіти Землі та інших планет Сонячної системи (рис. 4). Причиною появи планет нашої системи став вибух наднової зірки. Ударна хвиля від вибуху близько 5 млрд років тому стиснула газопилову туманність. Концентрація матеріальної речовини (пилу, сумішей газів, водню, гелію, вуглецю, важких металів, сульфідів) виявилася настільки значною, що це призвело до початку термоядерного синтезу, зростання температури, тиску, появи явища самогравітації в первинному Сонці та зародження протопланет.
Мал. 4. Освіта сонячної системи (сучасна теорія)
1 – вибух наднової зірки породжує ударні хвилі, що впливають на газопилову хмару; 2 - газопилова хмара починає фрагментуватися і сплющуватися, закручуючи при цьому; 3 – первинна сонячна небула (туманність); 4 – утворення Сонця та гігантських, багатих на газ планет – Юпітера та Сатурна; 5 – іонізований газ – сонячний вітер здуває газ із внутрішньої зони системи та з дрібних планетезималей; 6 – утворення внутрішніх планет із планетезималей протягом 100 млн років та формування хмар Оорта, що складаються з комет
Первинна Земля виявилася пов'язаною з Місяцем приливними взаємодіями. Місяць визначив нахил осі її обертання своєю орбітою та масою та зумовив кліматичну зональність Землі, виникнення електричного та магнітного полів.
Після утворення земного ядра (на межі архею та протерозою), що містить близько 63% сучасної маси, подальше зростання Землі відбувалося вже більш спокійно та рівномірно за тектономагматичними циклами. Таких циклів вчені-тектоністи нарахували близько 14. Значна тектонічна активність на Землі спостерігалася близько 2,6 млрд. років тому, переміщення літосферних плит на той час відбувалося зі швидкістю 2-3 м на рік. Поверхня Землі була оповита щільною вуглекисло-азотною атмосферою з тиском до 4-5 атм. та температурою до +30…+100 °С. Виник перший неглибокий Світовий океан, дно якого було вкрите базальтами та серпентинітом.
У ранньому протерозої відбулося насичення первинною водою третього (серпентинітового) шару океанічної кори. Це відразу позначилося зниження тиску вуглекислого газу первинної атмосфері. У свою чергу зменшення вуглекислого газу в атмосфері призвело до різкого зниження температури на поверхні Землі. Поява кисню та озонового шару в атмосфері сприяло формуванню біосфери та географічної оболонки.
Процес розшарування, диференціації надр Землі відбувається і зараз, забезпечуючи існування рідкого зовнішнього ядра і конвекцію в мантії. Атмосфера та гідросфера виникли в результаті конденсації газів, що виділялися на ранній стадії розвитку планети.
Подібна інформація.
Як виникла Земля?
Так приємно усвідомлювати, що планета Земля виявилася найбільш придатною для різних форм життя. Тут ідеальні температурні умови, достатньо повітря, кисню та безпечного світла. Важко повірити, що колись цього нічого не було. Або майже нічого, крім розплавленої космічної маси невизначеної форми, що плаває за умов невагомості. Але про все по порядку.
Вибух світового масштабу
Ранні теорії походження Всесвіту
Вчені висували різні гіпотези, які пояснюють народження Землі. У 18 столітті французи стверджували, що причиною виявилася космічна катастрофа внаслідок зіткнення Сонця з кометою. Англійці запевняли, що астероїд, що пролітає повз світила, відсік його частину, з якої згодом з'явився цілий ряд небесних тіл.
Німецькі уми просунулися далі. Прототипом утворення планет Сонячної системи вони вважали холодну хмару пилу неймовірних розмірів. Пізніше вирішили, що пил був розпечений. Ясно одне: освіту Землі нерозривно пов'язані з формуванням всіх планет та зірок, які входять до складу системи Сонця.
Великий Вибух
Сьогодні астрономи та фізики одностайні на думці, що Всесвіт утворився після Великого Вибуху. Мільярди років тому гігантська вогненна куля розлетілася на шматки в космічному просторі. Це викликало гігантський викид матерії, частинки якої мали колосальну енергію.
Матеріали на тему:
Ератосфен та коло Землі
Саме потужність останньої заважала елементам створити атоми, змушуючи відштовхуватися один від одного. Цьому сприяла і висока температура (приблизно мільярд градусів). Але через мільйон років простір остиг приблизно до позначки 4000º. З цього моменту почалося тяжіння та утворення атомів легких газоподібних речовин (водню та гелію).
Згодом вони згрупувалися в скупчення, які називають туманностями. Такими були зразки майбутніх небесних тіл. Поступово частки всередині оберталися все швидше, збільшуючи температуру та енергію, змушуючи туманність стискатися. Досягши критичної точки, у певний момент запустилася термоядерна реакція, що сприяє формуванню ядра. Так народилося яскраве Сонце.
Поява Землі – від газу до твердого тіла
Молоде світило мало потужні сили гравітації. Їх вплив спричинило формування на різних відстанях інших планет із скупчень космічного пилу та газів, у тому числі й Землі. Якщо порівняти склад різних небесних тіл сонячної системи, стане помітно, що вони однакові.
Меркурій переважно складається з металу, найбільш стійкого до впливу сонячного світіння. Венера, Земля мають скельну поверхню. А Сатурн та Юпітер залишаються газовими велетнями через найбільшу віддаленість. До речі, вони захищають інші планети від метеоритів, відштовхуючи їхню відмінність від своїх орбіт.
Матеріали на тему:
Кисень в атмосфері
Формування Землі
Формування Землі почалося за тим самим принципом, що лежав основу появи самого Сонця. Відбувалося це приблизно 4,6 мільярда років тому. Тяжкі метали (залізо, нікель) в результаті гравітації та стиску проникали в центр молодої планети, утворюючи ядро. Висока температура створювала всі умови для низки ядерних реакцій. Відбувся поділ мантії та ядра.
Виділення тепла плавило та викидало на поверхню легкий кремній. Він став прототипом першої кори. У міру остигання планети леткі гази проривалися назовні з надр. Це супроводжувалося виверженнями вулканів. Розплавлена лава формувала згодом гірські породи.
Газові суміші утримувалися з відривом навколо Землі силою тяжіння. Вони склали атмосферу, спочатку без кисню. Зустрічі з крижаними кометами, метеоритами призвели до появи океанів з конденсату пари та розтопленого льоду. Материки роз'єднувалися, знову з'єднувалися, плаваючи у гарячій мантії. Це повторювалося багаторазово майже 4 мільярди років.
Шлях до життя
Формуючись, Земля посилювала здатність притягувати космічні частки (камені, астероїди, метеорити, пил). Падаючи на поверхню, вони поступово проникали в надра (діяли відцентрові сили), повністю віддаючи власну енергію. Планета ущільнювалася. Хімічні реакції спричинили утворення перших форм життя – одноклітинних.