Една водеща теория, обикновено наричана „протопланетна хипотеза“, ще помогне да се отговори на този въпрос. Според него малките космически обекти са прелетели един в друг, поради което са се свързали. Точно така са се образували гигантите на нашата планетна система, включително и „газовият гигант” Юпитер. Самият процес на формиране на планетата е много интересен и все още не е напълно разбран.
Всичко започна с раждането на нашето светило - звезда, наречена Слънце
Горната теория гласи, че преди приблизително 4,6 милиарда години на мястото на нашата планетна система не е имало практически нищо освен газ и фин прах. Тези компоненти образуват мъглявини, за които астрофизиците често говорят в съвремието. Пример за такива обекти е мъглявината Орион.
Един ден, според планетни учени, се случи някакво събитие, което промени налягането в централната част на мъглявината. Може би това събитие е било експлозия на „свръхнова“ или преминаване на масивен космически обект в непосредствена близост. Във всеки случай след това събитие мъглявината се разпада и в центъра й се образува диск. Налягането в централната част на диска се увеличи толкова много, че водородните атоми започнаха да контактуват един с друг, и то доста плътно. Преди това те спокойно съжителстваха и се движеха свободно в облака. Контактът между водородните атоми ги накара да се слеят и да се превърнат в хелий. Така се образува слънчев „ембрион“, който по-късно става център (ядро) на звездата.
За да се образува, звездата се нуждаеше от около 99% от космическия строителен материал, който се намираше около нея. Но 1% от въпроса все още беше безплатен. От него се родиха планетите, за които сега знаем почти всичко.
Вселенски хаос
Въпреки факта, че в ранния етап на формиране нашата планетна система е в хаос, планетите са се формирали със завидна скорост. Газообразните вещества и финият космически прах бързо се събират в „бучки“. Светилото вече беше толкова горещо, че изпари всеки лед, който беше близо до него. Планетите постепенно се раждат и придобиват сегашния си вид. Тези обекти, които бяха разположени по-близо до светилото, станаха скалисти, а тези, които бяха възможно най-далеч от него, станаха газообразни.
Според много теории нашата планетна система първоначално е имала повече компоненти. Малките предмети постоянно се блъскаха в големи, след което ставаха част от тях. Има дори мнение, че някога на нашата Земя е бил отпечатан обект, сравним по размер с планетата Марс. Защо се случи тази „космическа бомбардировка“, учените не могат да разберат и до днес. Може би причината за това са „газовите гиганти“, които постоянно смущават другите с присъствието си. Докато прелитат, те изваждат от орбита „планети джуджета“, които след това се блъскат в по-големи обекти.
Възможно ли е да се приеме, че днес всички планети от Слънчевата система са се образували
Човек не трябва да мисли по този начин, тъй като в горната планетна система все още има обекти, които теоретично могат да станат планети. Например астероидният пояс, разположен между гиганта Юпитер и Марс. Ако гравитацията на първата планета беше по-слаба, може би астероидите щяха да се оформят в солиден космически обект. Освен това през нашата система непрекъснато летят комети, метеорити и други обекти. Астрономите ги наричат „космически градивни елементи“ и има защо.
На теории като описаната по-горе може да се вярва, тъй като астрономите ги тестват няколко пъти с помощта на съвременна технология - компютърно моделиране. Преди да предложат теория, експертите създават няколко компютърни модела. Във всеки от тях събитията се развиват по различен начин. За приемлив вариант ще се счита този, чийто резултат отговаря най-точно на реалността.
През първите стотици години от съществуването си Земята е преживяла множество катаклизми, които са оставили дълбоки белези по повърхността ѝ. През милиардите години, изминали оттогава, вятърната и водна ерозия и глобалното изменение на климата почти са заличили следите от първобитната епоха. Но те все още могат да бъдат намерени. Примери за планети, които се формират около други звезди днес, както и сложни компютърни модели ни помагат да разберем историята на нашата планета.
Слънчевата система се е образувала от същия първичен облак от газ и прах като самото Слънце. Такива облаци, наречени мъглявини, често са невидими, освен ако не са осветени от звезди. Те са съставени предимно от най-лекия елемент, водород, но също така съдържат малки количества хелий и по-тежки елементи, образувани в предишни поколения звезди и освободени, когато са умрели.
Никой не знае какво точно постави определена мъглявина на пътя, довел до появата на Слънчевата система. Може да е била взривна вълна от близка супернова, гравитацията на преминаваща звезда или просто преминаване през облак от по-плътен материал, докато мъглявината обикаля. Какъвто и да е спусъкът, нещо е накарало мъглявината към колапс преди 4,5 милиона години.
КОНЦЕНТРИРАНО ВЕЩЕСТВО
Тъй като центърът на облака стана по-плътен, той започна да упражнява по-голямо влияние върху заобикалящата го среда, придърпвайки ги навътре, докато след една светлинна година първоначалният облак стана по-плътен и стана широк няколко светлинни часа. Концентрацията на материята накара слънчевата мъглявина да се върти по-бързо.
В резултат на това мъглявината се сплеска и придоби формата на диск с издутина в центъра. Издутината, съдържаща около 90% от масата на мъглявината, се превърна в нашата звезда, Слънцето, но продължи да бъде заобиколена от газ и прах - суровината за формирането на планетарна система.
В непосредствена близост до Слънцето облакът беше доминиран от прах от тежки елементи, които образуваха сложни химични съединения. Праховите частици се слепиха при сблъсък, по-леките имаха тенденция да се изпарят при условия на силна слънчева радиация. След това те бяха издухани от вътрешната част на Слънчевата система и повторно кондензирани в по-хладни зони, където помогнаха за формирането.
Тъй като буците прах ставаха по-големи, рискът от сблъсък един с друг се увеличаваше и в крайна сметка някои от тях станаха достатъчно големи, за да имат ефективна гравитационна сила.
РАСТЕЩИ ПЛАНЕТИ
Получените планетезимали започнаха бързо да събират материал от заобикалящата ги среда. Експоненциалният растеж продължи, докато няколко дузини обекти, вариращи по размер между Луната и Марс, започнаха да доминират във вътрешната Слънчева система. Постоянното бомбардиране на повърхностите на предметите ги нагрява до точката на топене.
На този етап планетезималите спряха да растат. Повечето от тях обаче се оказаха в удължени, пресичащи се орбити, което доведе до сблъсъци и увеличаване на размера им чрез сливане помежду си. Всеки от тези междупланетни сблъсъци освобождава огромни количества енергия, помагайки планетезималите да се поддържат горещи.
ЗЕМЯТА ОТ Епохата на Хадеа
Не на последно място беше колосалното въздействие върху свят с размерите на Марс, наречен Тея, което доведе до . На Земята най-значимите събития бяха изригванията на значителна част от планетарната мантия и поглъщането на ядрото на Тея от ядрото на Синята планета. След като ехото от трусовете утихна, Земята най-накрая придоби сегашния си вид. Ранната ера от историята на Земята често се нарича хадейски период (древните гърци са наричали Хадес „ад“). Газовете от разтопената вътрешност образуваха гъста атмосфера, но ударът, който формира Луната, съблече по-голямата част от атмосферата.
Според традиционните възгледи по това време повърхността на Земята е била разтърсена от бурна вулканична дейност, поради което тя непрекъснато се е обновявала. Вероятно дотогава се е образувала тънка повърхностна кора - това може да са били минерали с високо съдържание на тежки елементи с висока точка на топене, като желязо и магнезий. Този плътен материал обаче трябва да е потънал в разтопената скала отдолу.
Газът, освободен от цялата тази дейност, създаде атмосфера с високо налягане, вероятно с високо съдържание на въглероден диоксид. На свой ред това доведе до задушаващ парников ефект, подобен на наблюдавания днес на Венера. Въпреки температурата над 200 °C, водната пара, отделена при отделянето на газ, кондензира в течност и се образуват океани с гореща вода. Въпреки това, последните проучвания на проби от някои от най-старите скали на Земята оспорват традиционната гледна точка.
ИНТЕНЗИВНА РОТАЦИЯ
Каквито и да са условията на повърхността, нещо друго прави младата Земя неузнаваема за съвременния посетител. Влиянието на Тея накара нашата планета да се върти много бързо, с петчасов цикъл на ден и нощ. Бързото въртене означава, че Земята е с 1800 км по-широка на екватора, отколкото от полюс до полюс. Оттогава обаче приливите и отливите от Луната забавят нейното движение, така че настоящият екваториален диаметър е само с 43 км по-голям от полярния.
Гласувах Благодаря!
Може да се интересувате от:
Учените са съгласни, че в началото на съществуването на цялата Вселена е имало мощна експлозия. След известно време се образуваха бучки от материя - началните системи, където има централна звезда, а около нея частици, които постоянно се сблъскват една с друга. По-точно, дебел въртящ се диск, състоящ се от водород, заобиколен от твърдо вещество.
Вътрешната зона на този диск беше изпълнена с фрагменти от камъни. Но горната граница, снежната линия, се състоеше от замръзнал метан, амоняк и вода. Освен това, главно от вода - и за това има просто обяснение.
Водородът е най-разпространеният елемент в Слънчевата система по това време. Той се комбинира с кислород, за да произведе вода, с въглерод, за да произведе метан, и с азот, за да произведе амоняк.
Междувременно сблъсъците продължиха. Малки частици прах и лед се свързват чрез триене и статично електричество, докато се появи гравитацията. В резултат на това те се превърнаха в планетезимали("буца" материя около протозвезда).
Планетезималите са първият градивен камък на Слънчевата система. Те бяха малки, с диаметър 1-1,5 километра, но имаше просто невероятен брой от тях. Именно те в бъдеще трябваше да се „отклонят“ в планетите.
Вътрешните планети (Меркурий, Венера, Земя, Марс) са по-малки от външните планети, защото не е имало достатъчно материал като метал и камък за вътрешните планети. Външните планети, след като се образуваха техните ядра, успяха да привлекат вода, амоняк, метан и въглероден диоксид. Те станаха по-големи. И когато гравитацията привлече газовете, те станаха просто непосилно големи. Ние обаче изобщо не сме обидени на Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран за това „хулиганство“, нали?
3 милиона години след експлозията планетезималите се превърнаха в ембриони на планети или протопланети. Протопланетисе състояха от планетезимали и вече бяха много по-големи, с размера на нашата Луна. Все още имаше много от тях, те безкрайно се сблъсквали, привличали и отблъсквали. Постепенно най-„щастливите“ протопланети започнаха да „събират“ все по-нови „съученици“. Освен това, колкото по-голямо става ядрото на протопланетата, толкова по-голям и по-лесен става този процес за нея.
В резултат на такива сблъсъци в продължение на 3 милиона години възниква първата млада планета, която в бъдеще се превръща в истинско чудовище на Слънчевата система - Юпитер. Преди да се превърне в гигантска планета, Юпитер е бил „супер-Земя“ – 10 до 15 пъти по-голям от Земята. Младият Юпитер все още не беше газов гигант и се състоеше от скали и лед, но масата му продължи да нараства.
В резултат на сблъсък с протопланета с приблизително размер на собствената си, Юпитер, който рязко се увеличи по размер, започна да „влачи“ всичко, което можеше да достигне. Неговата гравитация започва да привлича материали от околното пространство като гигантска космическа прахосмукачка и много скоро планетата набъбва до напълно невъобразими размери. Само за 100 000 години (дреболия по космическите стандарти) Юпитер „всмуква“ всички газове по пътя си и увеличава масата си с 90% от първоначалното си състояние.
Неговият пример, макар и в по-малък мащаб, е последван от Сатурн, Нептун и Уран, които също се превръщат в газови гиганти. Разбира се, планетите дори не помислиха за справедливост (ех, само ако планетите можеха да помислят за нещо...) и „взеха всичко“ от околното пространство. Естествено, тези, които дойдоха на раздаването преди всички, успяха да „грабнат“ най-много вещества. Ето защо в Слънчевата система 92% от неслънчевата маса идва от две съседни планети: Юпитер и Сатурн.
Естествено, не бива да се предполага, че тези двамата са „погълнали“ целия газ в Слънчевата система. Веднага щом младата звезда-Слънце се оформи и „заработи“, тя сама изчисти своята област, разпръсквайки излишните остатъци от „строителния материал на Вселената“ със слънчевия вятър.
До този момент Юпитер и Сатурн са успели да привлекат достатъчно материал, поради което са толкова големи. Уран и Нептун малко закъсняха и нямаха време да пораснат. Следователно те са по-малки от Юпитер и Сатурн.
Как извънземните астрономи биха видели слънчевата система по това време, ако я погледнеха от голямо разстояние? Телескопът Хъбъл засне изображения на различни протопланетни дискове в зоната на звездообразуване на разстояние 1350 светлинни години от Земята. Ако погледнем право, просто ще видим звезда, заобиколена от диск. Но когато погледнем под ъгъл, прахът и газът напълно засенчват звездата и блокират нейната светлина.
Само 10 милиона години след началото на формирането на Слънчевата система, когато прахът и газът изчезнаха, Слънцето блестеше ярко в космоса. Въпреки че все още не се беше превърнал в истинска звезда и в този момент изглеждаше странно. Спектърът на светлината беше различен - Слънцето имаше огромна енергия, както сега, но беше по-червено. Следователно по това време Слънчевата система не е била със същия цвят, както е днес. Протозвездата беше оранжево-жълта и приличаше на бълбукащ котел.
Само 50 милиона години по-късно настъпва най-важният момент от формирането на Слънчевата система. Протослънцето достигна критична маса, температура и налягане, в ядрото му започна ядрена реакция и... избухна.
Нова звезда се роди.
Когато Слънцето се е формирало и е станало това, което го познаваме днес, останалата част от Слънчевата система все още не е била узряла. 40 милиона години по-рано замръзналите газови гиганти, които прелетяха отвъд „снежната линия“, спряха да растат и достигнаха стабилност. И в горещия вътрешен регион, където имаше малко газ и имаше много камъни, цареше хаос. Тоест, в момент, когато Слънцето вече се е превърнало в пълноценна звезда, планетите във вътрешния регион все още се опитват да растат.
Мъничък протопланетипродължи да се сблъсква и стана по-голям. В резултат на това във вътрешния регион се образуваха четири планети. Но все още има тесен регион близо до орбитата на Юпитер, където планети, а протопланетите никога не са се образували. Това Астероиден пояс, където Юпитер предотвратява образуването на други планети.
Юпитер е най-голямата планета и има най-голяма гравитация. В зората на формирането на Слънчевата система Юпитер навлезе в астероидния пояс, ускори движението на планетезималите и ги принуди да се сблъскат с разрушителна сила.
Астероидният пояс е единствената област в Слънчевата система, където планетите не се образуват. По краищата на слънчевата система друг пръстен от небесни тела лети в ледена тишина - Поясът на Кайпер. Това е регионът отвъд орбитата на Нептун. Пълно е с камъни и лед, разположени далеч едно от друго. Те не се сблъскват и не образуват планета, защото не се приближават твърде много. 50 милиона години след раждането на Слънчевата система е имало 100 пъти повече тела в пояса на Кайпер и астероидния пояс, отколкото днес. Тези тела изиграха разрушителна, но важна роля в еволюцията на скалистите вътрешни планети, включително Земята.
И така, формирането на „вътрешните“ планети отне 10 пъти повече от гигантите, разположени отвъд снежната линия. Едва 75 милиона години по-късно този процес приключи.
150 милиона километра от младото слънце, Прото-земядостигна размера на планета и зае стабилна орбита. Но тя имаше космически преследвач - смята се, че в началния етап Земята е била придружена от друга планета, протопланета Тея. Имаше същата орбита като Земята и следваше почти същия път. В продължение на милиони години тези планети се преследват една друга около Слънцето. И в един момент се стигна до сблъсък, който имаше сериозни последици за Земята.
Теа и Земята се сблъскаха, вероятно тангенциално, Теа просто „удари“ нашата планета странично и изчезна в неизвестна посока (или може би се разпадна). Сблъсъкът обаче беше толкова чудовищен, че фрагментите от двете небесни тела се изстреляха в космоса и въпреки че някои от тях отново паднаха на нашата планета, останалите бяха достатъчни, за да образуват в крайна сметка естествения спътник на Земята - Луна.
Следващата драма се случи с газовите гиганти, чиито изместени орбити почти унищожиха Слънчевата система. 500 милиона години след формирането на планетите от Слънчевата система, те все още са били заобиколени от отломки или останки от планетарния диск. В младата Слънчева система група от три планети е била много по-близо до Слънцето, отколкото са сега.
Първата орбита на Нептун беше вътре в орбитата на Уран, но след това ги промениха. И в двата пояса имаше 100 пъти повече материал. Гравитацията на гигантските планети постоянно привлича материал от двата пояса. Всеки път големите планети разбъркват планетезимали. Въпреки че първоначално резултатът не се забелязва, възможно е поради това гигантските планети да са се изместили на нови орбити.
Преди това външните планети се изместиха леко и мигрираха. Сатурн, Уран и Нептун изпратиха планетезимали към Слънцето, а самите те се отдалечиха от Слънцето. Юпитер хвърли планетезимали на огромни разстояния, дори извън Слънчевата система. Това означава, че той самият трябва да се движи едновременно. Когато една планета изхвърли планетезималите, самата тя се измества малко, това е законът за запазване на енергията, защото дава гравитационен тласък на планетезимала. В този случай планетата губи част от енергията си и сама се измества на по-ниска орбита.
Повече от половин милиард години милиони слаби гравитационни влекачи неусетно промениха орбитите на големите планети. Земята и други млади планети могат да се окажат в условия, подходящи за живот. Но те бяха почти унищожени от газовите гиганти Юпитер и Сатурн, които достигнаха повратна точка - резонанс. Когато Юпитер влезе в резонанс със Сатурн, се случи бедствие. Резонансът означава, че когато Сатурн прави едно завъртане около Слънцето, Юпитер прави две. В резултат на това Юпитер и Сатурн се оказаха в една и съща част на Слънчевата система.
Гравитационният хаос, донесен от Юпитер и Сатурн, засегна планетите и техните луни във вътрешната слънчева система, причинявайки събитие, известно като късна бомбардировка. Гравитацията на гигантите изтегли много материал от външната слънчева система във вътрешната, така че вътрешните планети бяха атакувани от цял рояк комети и астероиди, буквално осеяли повърхността им с кратери.
Въпреки това, няма сребърна подплата. Напълно възможно е нашата Земя да се е сдобила с гигантските си запаси от вода точно по това време, „усвоявайки” ледените ядра на комети и астероиди. Да, да, някои учени сериозно смятат, че такова количество вода на нашата планета е резултат от най-новата бомбардировка.
4 милиарда 600 милиона години след раждането на Слънчевата система все още съществува заплахата от сблъсък с огромен астероид. Но въпреки че представляват опасност за нас, те дават и отговори на въпроси.
Само чрез изучаване на малки астероиди и метеорити, които достигат до земята, можем да разберем дали слънчевата система наистина се е формирала така, както си мислим. Тази категоричност не е случайна, ще дам само пример: в началото на 2011 г. астрохимици от университета в Аризона определиха възрастта на един от метеоритите, намерени в Северна Африка, на 4 милиарда 568 милиона години. Това е най-старият материал на Земята. Само си помислете - скала, която е по-стара от самата планета.
В една галактика има около 100 милиарда звезди, а общо в нашата Вселена има 100 милиарда галактики. Ако искате да пътувате от Земята до самия край на Вселената, това ще ви отнеме повече от 15 милиарда години, при условие че се движите със скоростта на светлината - 300 000 км в секунда. Но откъде идва космическата материя? Как е възникнала Вселената? Историята на Земята датира от около 4,6 милиарда години. През това време са възникнали и изчезнали много милиони видове растения и животни; най-високите планински вериги растяха и се превръщаха в прах; Огромни континенти или се разделиха на парчета и се разпръснаха в различни посоки, или се сблъскаха един с друг, образувайки нови гигантски земни маси. Откъде знаем всичко това? Факт е, че въпреки всички бедствия и катаклизми, с които е толкова богата историята на нашата планета, изненадващо много от нейното бурно минало е запечатано в съществуващите днес скали, във вкаменелостите, които се намират в тях, както и в организмите на живите същества, живеещи днес на Земята. Разбира се, тази хроника е непълна. Срещаме само фрагменти от него, зеещи празнини между тях, цели глави, които са изключително важни за разбирането на това, което наистина се е случило, отпадат от повествованието. И все пак, дори в такъв съкратен вид, историята на нашата Земя не отстъпва по очарование на всеки детективски роман.
Астрономите смятат, че нашият свят е възникнал в резултат на Големия взрив. Експлодирайки, гигантската огнена топка разпръсна материя и енергия в пространството, които впоследствие се кондензираха, образувайки милиарди звезди, които на свой ред се сляха в множество галактики.
Теория за Големия взрив.
Теорията, следвана от повечето съвременни учени, гласи, че Вселената се е образувала в резултат на така наречения Голям взрив. Невероятно горещо огнено кълбо, чиято температура достигна милиарди градуси, в един момент избухна и разпръсна потоци от енергия и частици материя във всички посоки, като им даде колосално ускорение.
Всяко вещество се състои от малки частици - атоми. Атомите са най-малките материални частици, които могат да участват в химични реакции. Те обаче от своя страна се състоят от още по-малки, елементарни частици. В света има много разновидности на атоми, които се наричат химични елементи. Всеки химичен елемент съдържа атоми с определен размер и тегло и е различен от другите химични елементи. Следователно по време на химични реакции всеки химичен елемент се държи само по свой начин. Всичко във Вселената, от най-големите галактики до най-малките живи организми, се състои от химически елементи.
След Големия взрив.
Тъй като огненото кълбо, което се разпадна при Големия взрив, беше толкова горещо, малките частици материя първоначално бяха твърде енергични, за да се комбинират една с друга, за да образуват атоми. След около милион години обаче температурата на Вселената падна до 4000 "C и от елементарни частици започнаха да се образуват различни атоми. Първо се появиха най-леките химични елементи - хелий и водород. Постепенно Вселената се охлаждаше все повече и повече и По-тежки елементи се образуват и до днес в дълбините на звездите, като например нашето Слънце.
Вселената изстиваше. Новообразуваните атоми се събраха в гигантски облаци от прах и газ. Частиците прах се сблъскаха една с друга и се сляха в едно цяло. Гравитационните сили привличат малки обекти към по-големи. В резултат на това във Вселената с течение на времето са се образували галактики, звезди и планети.
Земята има разтопено ядро, богато на желязо и никел. Земната кора се състои от по-леки елементи и изглежда, че плава върху повърхността на частично разтопени скали, които образуват мантията на Земята.
Разширяваща се Вселена.
Големият взрив се оказа толкова мощен, че цялата материя на Вселената се разпръсна в космоса с голяма скорост. Освен това Вселената продължава да се разширява и до днес. Можем да кажем това с увереност, защото далечните галактики все още се отдалечават от нас, а разстоянията между тях непрекъснато се увеличават. Това означава, че някога галактиките са били разположени много по-близо една до друга, отколкото днес.
Никой не знае как точно се е формирала слънчевата система. Водещата теория е, че Слънцето и планетите са се образували от въртящ се облак от космически газ и прах. По-плътните части на този облак с помощта на гравитационните сили привличаха все повече материя отвън. В резултат на това Слънцето и всичките му планети възникнаха от него.
Микровълни от миналото.
Въз основа на предположението, че Вселената се е образувала в резултат на „горещ“ Голям взрив, тоест тя е възникнала от гигантска огнена топка, учените се опитаха да изчислят до каква степен би трябвало да се е охладила досега. Те заключиха, че температурата на междугалактическото пространство трябва да бъде около -270°C. Учените определят и температурата на Вселената по интензивността на микровълновото (топлинно) излъчване, идващо от дълбините на космоса. Извършените измервания потвърдиха, че наистина е приблизително -270 "C.
На колко години е Вселената?
За да разберат разстоянието до определена галактика, астрономите определят нейния размер, яркост и цвят на светлината, която излъчва. Ако теорията за Големия взрив е вярна, тогава това означава, че всички съществуващи галактики първоначално са били събрани в една супер плътна и гореща огнена топка. Просто трябва да разделите разстоянието от една галактика до друга на скоростта, с която се отдалечават една от друга, за да установите преди колко време са образували едно цяло. Това ще бъде възрастта на Вселената. Разбира се, този метод не дава точни данни, но все пак дава основание да се смята, че възрастта на Вселената е от 12 до 20 милиарда години.
Поток от лава изтича от кратера на вулкана Килауеа, разположен на остров Хавай. Когато лавата достигне повърхността на Земята, тя се втвърдява, образувайки нови скали.
Образуване на Слънчевата система.
Галактиките вероятно са се образували около 1 до 2 милиарда години след Големия взрив, а слънчевата система е възникнала около 8 милиарда години по-късно. В крайна сметка материята не е била разпределена равномерно в пространството. Плътните зони, благодарение на гравитационните сили, привличаха все повече и повече прах и газ. Размерът на тези зони нараства бързо. Те се превърнаха в гигантски въртящи се облаци от прах и газ - така наречените мъглявини.
Една такава мъглявина - а именно слънчевата мъглявина - кондензира и образува нашето Слънце. От други части на облака се появиха бучки материя, които се превърнаха в планети, включително Земята. Те бяха задържани в техните слънчеви орбити от мощното гравитационно поле на Слънцето. Тъй като гравитационните сили притегляха частици от слънчевата материя все по-близо една до друга, Слънцето ставаше по-малко и по-плътно. В същото време в слънчевото ядро възникна чудовищно налягане. Тя беше преобразувана в колосална топлинна енергия, а това от своя страна ускори хода на термоядрените реакции вътре в Слънцето. В резултат на това се образуваха нови атоми и се отдели още повече топлина.
Появата на условия на живот.
Приблизително същите процеси, макар и в много по-малък мащаб, се случиха на Земята. Земното ядро бързо се свиваше. Поради ядрените реакции и разпадането на радиоактивните елементи в недрата на Земята се отделя толкова много топлина, че образувалите я скали се стопяват. По-леки вещества, богати на силиций, подобен на стъкло минерал, отделен от по-плътното желязо и никел в земното ядро, за да образуват първата кора. След около милиард години, когато Земята се охлади значително, земната кора се втвърди в здрава външна обвивка на нашата планета, състояща се от твърди скали.
Когато Земята се охлади, тя изхвърли много различни газове от ядрото си. Това обикновено се случва по време на вулканични изригвания. Леките газове, като водород или хелий, са избягали предимно в открития космос. Гравитацията на Земята обаче беше достатъчно силна, за да задържи по-тежки газове близо до нейната повърхност. Те формират основата на земната атмосфера. Част от водните пари от атмосферата се кондензираха и на Земята се появиха океани. Сега нашата планета беше напълно готова да се превърне в люлка на живота.
Раждането и смъртта на скалите.
Сушата на Земята се формира от твърди скали, често покрити със слой почва и растителност. Но откъде идват тези скали? Нови скали се образуват от материал, роден дълбоко в Земята. В долните слоеве на земната кора температурата е много по-висока, отколкото на повърхността, а скалите, които ги изграждат, са под огромно налягане. Под въздействието на топлина и натиск скалите се огъват и омекват или дори напълно се стопяват. След като в земната кора се образува слабо място, разтопената скала - наречена магма - изригва на повърхността на Земята. Магмата изтича от вулканични отвори под формата на лава и се разпространява върху голяма площ. Когато лавата се втвърди, тя се превръща в твърда скала.
Експлозии и огнени фонтани.
В някои случаи раждането на скалите е придружено от грандиозни катаклизми, в други се случва тихо и незабелязано. Има много разновидности на магмата и те образуват различни видове скали. Например базалтовата магма е много течна, лесно излиза на повърхността, разпространява се в широки потоци и бързо се втвърдява. Понякога избухва от кратера на вулкан като ярък „огнен фонтан“ - това се случва, когато земната кора не може да издържи натиска му.
Други видове магма са много по-дебели: тяхната плътност или консистенция е по-скоро като черна меласа. Газовете, съдържащи се в такава магма, трудно си проправят път към повърхността през нейната плътна маса. Спомнете си колко лесно въздушните мехурчета излизат от врящата вода и колко по-бавно става това, когато загрявате нещо по-гъсто, като желе. Тъй като по-плътната магма се издига по-близо до повърхността, налягането върху нея намалява. Газовете, разтворени в него, са склонни да се разширяват, но не могат. Когато магмата най-накрая избухне, газовете се разширяват толкова бързо, че възниква огромна експлозия. Лава, скални отломки и пепел излитат във всички посоки като снаряди, изстреляни от оръдие. Подобно изригване е имало през 1902 г. на остров Мартиника в Карибско море. Катастрофалното изригване на вулкана Moptap-Pelé унищожи напълно пристанището на Sept-Pierre. Загиват около 30 000 души.
Образуване на кристали.
Скалите, които се образуват от охлаждаща лава, се наричат вулканични или магмени скали. Докато лавата се охлажда, минералите, съдържащи се в разтопената скала, постепенно се превръщат в твърди кристали. Ако лавата се охлади бързо, кристалите нямат време да растат и остават много малки. Подобно нещо се случва при образуването на базалт. Понякога лавата се охлажда толкова бързо, че произвежда гладка, стъклена скала, която изобщо не съдържа кристали, като обсидиан (вулканично стъкло). Това обикновено се случва по време на подводно изригване или когато малки частици лава се изхвърлят от кратера на вулкана високо в студения въздух.
Ерозия и изветряне на скали в каньоните Cedar Breaks, Юта, САЩ. Тези каньони са се образували в резултат на ерозионното действие на реката, която е прокарала своя канал през слоеве от седиментни скали, „изцедени“ нагоре от движенията на земната кора. Оголените планински склонове постепенно се ерозираха, а върху тях скалните отломки образуваха скални сипеи. Всред тези сипеи стърчат издатини от все още здрави скали, които оформят ръбовете на каньоните.
Свидетелство за миналото.
Размерът на кристалите, съдържащи се във вулканичните скали, ни позволява да преценим колко бързо се е охладила лавата и на какво разстояние от повърхността на Земята е лежала. Ето парче гранит, както изглежда в поляризирана светлина под микроскоп. Различните кристали имат различни цветове в това изображение.
Гнайсът е метаморфна скала, образувана от седиментна скала под въздействието на топлина и налягане. Моделът от многоцветни ивици, който виждате на това парче гнайс, ви позволява да определите посоката, в която земната кора, движейки се, е притиснала скалните слоеве. Така придобиваме представа за събитията, случили се преди 3,5 милиарда години.
По гънки и разломи (разломи) в скалите можем да преценим в каква посока са действали колосални напрежения в земната кора в отдавна отминали геоложки епохи. Тези гънки са възникнали в резултат на планиностроителни движения на земната кора, започнали преди 26 милиона години. На тези места чудовищни сили компресираха слоеве от седиментни скали - и се образуваха гънки.
Магмата не винаги достига земната повърхност. Може да се задържи в долните слоеве на земната кора и след това да се охлади много по-бавно, образувайки възхитителни големи кристали. Така възниква гранитът. Размерът на кристалите в някои камъчета ни позволява да установим как тази скала се е образувала преди много милиони години.
Худус, Алберта, Канада. Дъждът и пясъчните бури разрушават меките скали по-бързо от твърдите, което води до изпъкналости (издатини) с причудливи очертания.
Седиментни "сандвичи".
Не всички скали са вулканични, като гранит или базалт. Много от тях имат много слоеве и приличат на огромна купчина сандвичи. Някога те са били образувани от други скали, разрушени от вятър, дъжд и реки, чиито фрагменти са били измити в езера или морета и са се утаили на дъното под водния стълб. Постепенно се натрупва огромно количество такива валежи. Те се натрупват един върху друг, образувайки пластове с дебелина стотици и дори хиляди метри. Водата на езеро или море притиска тези отлагания с колосална сила. Водата вътре в тях се изцежда и те се пресоват в плътна маса. В същото време минералните вещества, предварително разтворени в изцедената вода, сякаш циментират цялата тази маса и в резултат на това от нея се образува нова скала, която се нарича седиментна.
Както вулканичните, така и седиментните скали могат да бъдат изтласкани нагоре под въздействието на движенията на земната кора, образувайки нови планински системи. Колосални сили участват във формирането на планините. Под тяхно влияние скалите или се нагряват силно, или се компресират чудовищно. В същото време те се трансформират - трансформират: един минерал може да се превърне в друг, кристалите се сплескват и приемат различна подредба. В резултат на това на мястото на една скала се появява друга. Скалите, образувани от трансформацията на други скали под въздействието на горните сили, се наричат метаморфни.
Нищо не трае вечно, дори планините.
На пръв поглед нищо не може да бъде по-здраво и издръжливо от огромна планина. Уви, това е само илюзия. Въз основа на геоложки времеви мащаби от милиони и дори стотици милиони години, планините се оказват толкова преходни, колкото всичко останало, включително вас и мен.
Всяка скала, веднага щом започне да бъде изложена на атмосферата, моментално ще се срути. Ако погледнете прясно парче скала или натрошено камъче, ще видите, че новообразуваната повърхност на скалата често е с напълно различен цвят от старата, която е била във въздуха дълго време. Това се дължи на влиянието на кислорода, съдържащ се в атмосферата, а в много случаи и на дъждовната вода. Поради тях на повърхността на скалата протичат различни химични реакции, които постепенно променят нейните свойства.
С течение на времето тези реакции причиняват освобождаване на минералите, които държат скалата заедно, и тя започва да се разпада. В скалата се образуват малки пукнатини, които позволяват на водата да проникне. Когато тази вода замръзне, тя се разширява и разкъсва скалата отвътре. Когато ледът се стопи, такава скала просто ще се разпадне. Съвсем скоро падналите скални късове ще бъдат отнесени от дъждовете. Този процес се нарича ерозия.
Ледникът Муир в Аляска. Разрушителното въздействие на ледника и замръзналите в него камъни отдолу и отстрани постепенно причинява ерозия на стените и дъното на долината, по която се движи. В резултат на това върху леда се образуват дълги ивици от скални късове - т. нар. морени. Когато два съседни ледника се слеят, техните морени също се съединяват.
Водата е разрушител.
Парчета разрушена скала в крайна сметка се озовават в реките. Течението ги влачи по коритото на реката и ги унищожава в скалата, която образува самото корито, докато оцелелите фрагменти най-накрая намерят тихо убежище на дъното на езеро или море. Замръзналата вода (лед) има още по-голяма разрушителна сила. Ледниците и ледените покривки влачат след себе си много големи и малки скални късове, замръзнали в ледените им страни и кореми. Тези фрагменти правят дълбоки бразди в скалите, по които се движат ледниците. Ледникът може да транспортира скални фрагменти, които падат върху него, на стотици километри.
Скулптури, създадени от вятъра
Вятърът също разрушава скалите. Това се случва особено често в пустините, където вятърът носи милиони малки песъчинки. Пясъчните зърна са съставени предимно от кварц, изключително издръжлив минерал. Вихрушка от пясъчни зърна се удря в скалите, избивайки все повече и повече песъчинки от тях.
Често вятърът натрупва пясък в големи пясъчни хълмове или дюни. Всеки порив на вятъра отлага нов слой пясъчни зърна върху дюните. Местоположението на склоновете и стръмността на тези пясъчни хълмове позволяват да се прецени посоката и силата на вятъра, който ги е създал.
Ледниците издълбават дълбоки U-образни долини по пътя си. В Нантфранкон, Уелс, ледниците изчезнаха в праисторически времена, оставяйки след себе си широка долина, която очевидно е твърде голяма за малката река, която сега тече през нея. Малкото езеро на преден план е блокирано от ивица особено здрава скала.
Историята на нашата планета все още крие много мистерии. Учени от различни области на природните науки са допринесли за изучаването на развитието на живота на Земята.
Смята се, че нашата планета е на около 4,54 милиарда години. Целият този период обикновено се разделя на два основни етапа: фанерозой и докамбрий. Тези етапи се наричат еони или еонотеми. Еоните от своя страна са разделени на няколко периода, всеки от които се отличава с набор от промени, настъпили в геоложкото, биологичното и атмосферното състояние на планетата.
- Докамбрий или криптозойе еон (период от време в развитието на Земята), обхващащ около 3,8 милиарда години. Тоест, докамбрият е развитието на планетата от момента на формирането, формирането на земната кора, протоокеана и появата на живота на Земята. В края на докамбрия на планетата вече са широко разпространени високоорганизирани организми с развит скелет.
Еонът включва още две еонотеми - катахей и архей. Последният от своя страна включва 4 епохи.
1. Катархей- това е времето на образуване на Земята, но все още не е имало ядро или кора. Планетата все още беше студено космическо тяло. Учените предполагат, че през този период на Земята вече е имало вода. Катархеят е продължил около 600 милиона години.
2. Археяобхваща период от 1,5 милиарда години. През този период на Земята все още няма кислород и се образуват находища на сяра, желязо, графит и никел. Хидросферата и атмосферата бяха единна парогазова обвивка, която обгръщаше земното кълбо в плътен облак. Слънчевите лъчи практически не проникват през тази завеса, така че тъмнината царува на планетата. 2.1 2.1. еоархейски- Това е първата геоложка ера, която е продължила около 400 милиона години. Най-важното събитие на еоархея е образуването на хидросферата. Но все още имаше малко вода, резервоарите съществуваха отделно един от друг и все още не се сляха в световния океан. В същото време земната кора става твърда, въпреки че астероидите все още бомбардират земята. В края на еоархея се образува първият суперконтинент в историята на планетата Ваалбара.
2.2 Палеоархей- следващата ера, която също е продължила приблизително 400 милиона години. През този период се формира ядрото на Земята и силата на магнитното поле се увеличава. Един ден на планетата продължаваше само 15 часа. Но съдържанието на кислород в атмосферата се увеличава поради активността на възникващите бактерии. Останки от тези първи форми на палеоархейски живот са открити в Западна Австралия.
2.3 Мезоархейсъщо е продължило около 400 милиона години. По време на мезоархейската ера нашата планета е била покрита от плитък океан. Земята представляваше малки вулканични острови. Но вече през този период започва образуването на литосферата и започва механизмът на тектониката на плочите. В края на мезоархея настъпва първата ледникова епоха, по време на която за първи път се образуват сняг и лед на Земята. Биологичните видове все още са представени от бактерии и микробни форми на живот.
2.4 Неоархей- последната ера на архейския еон, чиято продължителност е около 300 милиона години. Колониите от бактерии по това време образуват първите строматолити (варовикови отлагания) на Земята. Най-важното събитие на неоархея е образуването на кислородна фотосинтеза.
II. протерозой- един от най-дългите времеви периоди в историята на Земята, който обикновено се разделя на три епохи. През протерозоя озоновият слой се появява за първи път и световният океан достига почти съвременния си обем. И след дългото хуронско заледяване на Земята се появяват първите многоклетъчни форми на живот - гъби и гъби. Протерозоят обикновено се разделя на три ери, всяка от които съдържа няколко периода.
3.1 Палеопротерозой- първата ера на протерозоя, започнала преди 2,5 милиарда години. По това време литосферата е напълно оформена. Но предишните форми на живот практически изчезнаха поради увеличаване на съдържанието на кислород. Този период е наречен кислородна катастрофа. В края на епохата на Земята се появяват първите еукариоти.
3.2 Мезо-протерозойе продължило приблизително 600 милиона години. Най-важните събития от тази епоха: образуването на континентални маси, образуването на суперконтинента Родиния и еволюцията на сексуалното размножаване.
3.3 Неопротерозой. През тази ера Родиния се разпада на приблизително 8 части, суперокеанът Мировия престава да съществува и в края на ерата Земята е покрита с лед почти до екватора. В неопротерозойската ера живите организми за първи път започват да придобиват твърда черупка, която по-късно ще служи като основа на скелета.
III. палеозойска- първата ера на фанерозойския еон, започнала преди приблизително 541 милиона години и продължила около 289 милиона години. Това е ерата на появата на древния живот. Суперконтинентът Гондвана обединява южните континенти, малко по-късно останалата част от сушата се присъединява към него и се появява Пангея. Започват да се формират климатични зони, а флората и фауната са представени предимно от морски видове. Едва към края на палеозоя започва развитието на сушата и се появяват първите гръбначни животни.
Палеозойската ера е условно разделена на 6 периода.
1. Камбрийски периодпродължи 56 милиона години. През този период се образуват основните скали и в живите организми се появява минерален скелет. И най-важното събитие на камбрия е появата на първите членестоноги.
2. Ордовикски период- вторият период на палеозоя, продължил 42 милиона години. Това е епохата на образуване на седиментни скали, фосфорити и нефтени шисти. Органичният свят на Ордовик е представен от морски безгръбначни и синьо-зелени водорасли.
3. Силурийски периодобхваща следващите 24 милиона години. По това време почти 60% от живите организми, които са съществували преди, измират. Но се появяват първите хрущялни и костни риби в историята на планетата. На сушата силурът се характеризира с появата на васкуларни растения. Суперконтинентите се приближават един до друг и образуват Лавразия. До края на периода ледът се стопи, морското равнище се повиши и климатът стана по-мек.
4. Девонски периодсе характеризира с бързото развитие на разнообразни форми на живот и развитието на нови екологични ниши. Девонът обхваща период от време от 60 милиона години. Появяват се първите сухоземни гръбначни животни, паяци и насекоми. Суши животните развиват бели дробове. Въпреки това рибата все още преобладава. Царството на флората от този период е представено от папрат, хвощ, мъхове и госпеми.
5. Карбонен периодчесто наричан въглерод. По това време Лавразия се сблъсква с Гондвана и се появява нов суперконтинент Пангея. Образува се и нов океан – Тетис. Това е времето на появата на първите земноводни и влечуги.
6. Пермски период- последният период на палеозоя, завършващ преди 252 милиона години. Смята се, че по това време голям астероид е паднал на Земята, което е довело до значителни промени в климата и изчезването на почти 90% от всички живи организми. По-голямата част от земята е покрита с пясък и се появяват най-обширните пустини, които някога са съществували в цялата история на развитието на Земята.
IV. Мезозой- втората ера на фанерозойския еон, продължила почти 186 милиона години. По това време континентите придобиха почти съвременни очертания. Топлият климат допринася за бързото развитие на живота на Земята. Гигантските папрати изчезват и се заменят с покритосеменни. Мезозой е ерата на динозаврите и появата на първите бозайници.
Мезозойската ера е разделена на три периода: триас, юра и креда.
1. Триаски периоде продължило малко повече от 50 милиона години. По това време Пангея започва да се разпада, а вътрешните морета постепенно стават по-малки и пресъхват. Климатът е мек, зоните не са ясно определени. Почти половината от растенията на земята изчезват с разпространението на пустините. И в царството на фауната се появиха първите топлокръвни и сухоземни влечуги, които станаха предци на динозаврите и птиците.
2. Джурасикобхваща период от 56 милиона години. Земята имаше влажен и топъл климат. Земята е покрита с гъсталаци от папрати, борове, палми и кипариси. Динозаврите царуват на планетата, а много бозайници все още се отличават с малък ръст и гъста коса.
3. Креден период- най-дългият период от мезозоя, продължаващ почти 79 милиона години. Разделянето на континентите почти приключва, Атлантическият океан значително се увеличава по обем, а на полюсите се образуват ледени покривки. Увеличаването на водната маса на океаните води до образуването на парников ефект. В края на периода Креда настъпва катастрофа, чиито причини все още не са ясни. В резултат на това всички динозаври и повечето видове влечуги и голосеменни изчезнаха.
V. Кайнозой- това е ерата на животните и хомо сапиенс, започнала преди 66 милиона години. По това време континентите придобиват съвременната си форма, Антарктида заема южния полюс на Земята, а океаните продължават да се разширяват. Растенията и животните, оцелели след бедствието на периода Креда, се озоваха в напълно нов свят. На всеки континент започнаха да се формират уникални общности от форми на живот.
Кайнозойската ера е разделена на три периода: палеоген, неоген и кватернер.
1. Палеогенски периодприключила преди около 23 милиона години. По това време на Земята царуваше тропически климат, Европа беше скрита под вечнозелени тропически гори, само широколистни дървета растяха на север от континентите. През палеогенския период бозайниците се развиват бързо.
2. Неогенски периодобхваща следващите 20 милиона години от развитието на планетата. Появяват се китове и прилепи. И въпреки че саблезъбите тигри и мастодонти все още бродят по земята, фауната все повече придобива съвременни черти.
3. Четвъртичен периодзапочва преди повече от 2,5 милиона години и продължава до днес. Две основни събития характеризират този период от време: ледниковата епоха и появата на човека. Ледниковият период напълно завърши формирането на климата, флората и фауната на континентите. И появата на човека бележи началото на цивилизацията.
