Įvadas
Žemė yra trečia pagal eilę Saulės planeta Saulės sistemoje. Pagal dydį ir masę ji užima penktą vietą tarp pagrindinių planetų, tačiau iš vadinamosios „žemiškos“ grupės, kuriai priklauso Merkurijus, Venera, Žemė ir Marsas, vidinių planetų ji yra didžiausia.
Žemės sudėtis ir struktūra pastaraisiais dešimtmečiais tebėra viena iš labiausiai intriguojančių šiuolaikinės geologijos problemų. Žinios apie vidinę Žemės sandarą dar labai paviršutiniškos, nes gautos remiantis netiesioginiais įrodymais. Tiesioginiai įrodymai susiję tik su planetos paviršiaus plėvele, dažniausiai neviršijančia pusantros dešimčių kilometrų. Be to, svarbu ištirti Žemės planetos padėtį kosmose. Pirma, norint suprasti Žemės ir žemės plutos vystymosi dėsningumus ir mechanizmą, reikia žinoti pradinę Žemės būklę formuojantis. Antra, kitų planetų tyrimas suteikia vertingos medžiagos, leidžiančios suprasti ankstyvuosius mūsų planetos vystymosi etapus. Ir trečia, Žemės sandaros ir evoliucijos palyginimas su kitomis Saulės sistemos planetomis leidžia suprasti, kodėl Žemė tapo žmonijos gimtine.
Vidinės Žemės sandaros tyrimas yra aktualus ir gyvybiškai svarbus. Su tuo susijęs daugelio rūšių mineralų susidarymas ir išsidėstymas, žemės paviršiaus reljefas, ugnikalnių ir žemės drebėjimų atsiradimas. Žinios apie Žemės sandarą būtinos ir geologinėms bei geografinėms prognozėms.
1 skyrius. Žemės atsiradimo hipotezės
Daugelį amžių Žemės kilmės klausimas išliko filosofų monopoliu, nes faktinės medžiagos šioje srityje beveik visiškai nebuvo. Pirmosios mokslinės hipotezės apie Žemės ir Saulės sistemos kilmę, pagrįstos astronominiais stebėjimais, buvo iškeltos tik XVIII a. Nuo to laiko nenustojo atsirasti vis daugiau naujų teorijų, atitinkančių mūsų kosmogoninių idėjų augimą.
Vieną pirmųjų hipotezių 1745 metais išsakė prancūzų gamtininkas J. Buffonas. Remiantis hipoteze, mūsų planeta susiformavo atšalus vienam iš Saulės medžiagų gumulėlių, kuriuos Saulė išsviedė katastrofiško susidūrimo su didele kometa metu.
Buffono idėja apie Žemės susidarymą iš saulės plazmos buvo panaudota daugelyje vėlesnių ir pažangesnių hipotezių apie „karštą“ Žemės kilmę. Pirmaujančią vietą užima ūkas vokiečių filosofo I. Kanto 1755 m. ir prancūzų matematiko P. Laplaso 1796 m. nepriklausomai vienas nuo kito sukurta hipotezė (1 pav.). Remiantis hipoteze, Saulės sistema susidarė iš vieno karštų dujų ūko. Dėl sukimosi aplink ašį ūkas įgavo disko formos formą. Išcentrinei jėgai ekvatorinėje ūko dalyje viršijus gravitacijos jėgą, dujų žiedai pradėjo skirtis išilgai viso disko periferijos. Dėl jų aušinimo susiformavo planetos ir jų palydovai, o Saulė iškilo iš ūko šerdies.
Ryžiai. 1. Laplaso ūko hipotezė. Šis paveikslas aiškiai parodo besisukančio dujų ūko kondensaciją į Saulę, planetas ir asteroidus
Laplaso hipotezė buvo mokslinė, nes buvo pagrįsta iš patirties žinomais gamtos dėsniais. Tačiau po Laplaso Saulės sistemoje buvo atrasti nauji reiškiniai, kurių jo teorija negalėjo paaiškinti. Pavyzdžiui, paaiškėjo, kad planetos Uranas ir Venera sukasi aplink savo ašį kita kryptimi, nei sukasi kitos planetos. Geriau ištirtos dujų savybės, planetų ir jų palydovų judėjimo ypatumai. Šie reiškiniai taip pat nesutiko su Laplaso hipoteze ir jos teko atsisakyti.
Tam tikras požiūrio į Saulės sistemos formavimąsi raidos etapas buvo anglų astrofiziko Jameso Jeanso hipotezė (2 pav.). Jis manė, kad planetos susiformavo įvykus katastrofai: kažkuri palyginti didelė žvaigždė praskriejo labai arti jau esančios Saulės, todėl iš paviršinių Saulės sluoksnių išspinduliavo dujų čiurkšlės, iš kurių vėliau susiformavo planetos. Tačiau Jeanso hipotezė, kaip ir Kanto-Laplaso hipotezė, negali paaiškinti kampinio momento pasiskirstymo tarp planetų ir Saulės neatitikimo.
Ryžiai. 2. Saulės sistemos susidarymas pagal Jeans
Iš esmės nauja idėja slypi hipotezėse apie „šaltą“ Žemės kilmę. Giliausiai išvystytas meteoritas Sovietų mokslininko O. Yu Schmidto 1944 metais pasiūlyta hipotezė (3 pav.). Remiantis hipoteze, prieš kelis milijardus metų „mūsų“ Saulė judėdama Visatoje susidūrė su dideliu dujų ir dulkių ūku. Nemaža ūko dalis pasekė Saulę ir pradėjo aplink ją suktis. Atskiros mažos dalelės sulipo į didelius gumulėlius. Judėdami krešuliai, jie taip pat susidūrė vienas su kitu ir apaugo nauja medžiaga, suformuodami tankius gabalėlius – būsimų planetų embrionus.
Ryžiai. 3. Saulės sistemos susidarymas pagal meteorito hipotezę
O. Yu Shmidt
Anot O. Yu Schmidto, formuojantis Žemei jos paviršius išliko šaltas, gumulėliai buvo suspausti, dėl to prasidėjo medžiagos savigravitacijos procesas, vidinė dalis pamažu atšilo nuo išsiskiriančios šilumos. radioaktyviųjų elementų irimo metu. Bėgant metams Schmidto hipotezė sukūrė daug trūkumų, iš kurių viena yra prielaida, kad Saulė užfiksuos dalį sutikto dujų ir dulkių debesies. Remiantis mechanikos dėsniu, kad Saulė užfiksuotų materiją, reikėjo visiškai sustabdyti šią materiją, o Saulė turėjo turėti milžinišką gravitacijos jėgą, galinčią sustabdyti šį debesį ir pritraukti jį prie savęs. Meteorito hipotezės trūkumai apima mažą tikimybę, kad Saulė užfiksuos dujų-dulkių (meteorito) debesį, ir koncentrinės vidinės Žemės sandaros paaiškinimo nebuvimą.
Laikui bėgant atsirado daug daugiau teorijų apie Žemės ir visos Saulės sistemos kilmę. Remiantis O.Yu nuomone. Schmidt (1944), V. Ambartsumyan (1947), B.C. Safronovas (1969) ir kiti mokslininkai susikūrė šiuolaikinė teorijaŽemės ir kitų Saulės sistemos planetų planetų formavimasis (4 pav.). Planetų atsiradimo mūsų sistemoje priežastis buvo supernovos sprogimas. Prieš maždaug 5 milijardus metų įvykusio sprogimo smūgio banga labai suspaudė dujų ir dulkių ūką. Medžiagų (dulkių, dujų mišinių, vandenilio, helio, anglies, sunkiųjų metalų, sulfidų) koncentracija pasirodė tokia reikšminga, kad lėmė termobranduolinės sintezės pradžią, temperatūros, slėgio padidėjimą, savęs atsiradimą. -gravitacija pirminėje Saulėje ir protoplanetų gimimas.
Ryžiai. 4. Saulės sistemos susidarymas (šiuolaikinė teorija)
1 – supernovos sprogimas sukuria smūgines bangas, veikiančias dujų ir dulkių debesį; 2 – susisukdamas dujų ir dulkių debesis pradeda skilti ir išsilyginti; 3 – pirminis saulės ūkas (ūkas); 4 – Saulės ir milžiniškų dujų turtingų planetų – Jupiterio ir Saturno – susidarymas; 5 – jonizuotos dujos – saulės vėjas pučia dujas iš vidinės sistemos zonos ir iš mažųjų planetezimalių; 6 – vidinių planetų susidarymas iš planetezimalių per 100 milijonų metų ir Oorto debesų, susidedančių iš kometų, susidarymas
Paaiškėjo, kad pirmykštė Žemė su Mėnuliu susijusi potvynių ir atoslūgių sąveika. Mėnulis savo orbita ir mase lėmė savo sukimosi ašies polinkį ir lėmė Žemės klimatinę zoną, elektrinių ir magnetinių laukų atsiradimą.
Susidarius žemės šerdiui (prie Archeano ir Proterozojaus ribos), kurioje yra apie 63% šiuolaikinės masės, tolesnis Žemės augimas vyko ramiau ir tolygiau tektonomagmatiniais ciklais. Tektonistai suskaičiavo apie 14 tokių ciklų. Reikšmingas tektoninis aktyvumas Žemėje buvo pastebėtas maždaug prieš 2,6 milijardo metų, tuo metu litosferos plokščių judėjimas vyko 2-3 m greičiu. Žemės paviršių gaubė tanki anglies-azoto atmosfera, kurios slėgis siekė iki 4-5 atm. ir temperatūra iki +30…+100 °C. Iškilo pirmasis seklus Pasaulio vandenynas, kurio dugnas buvo padengtas bazaltais ir serpentinitu.
Ankstyvajame proterozojuje trečiasis (serpentinitas) vandenyno plutos sluoksnis buvo prisotintas pirminio vandens. Tai iš karto paveikė anglies dioksido slėgio sumažėjimą pirminėje atmosferoje. Savo ruožtu, sumažėjęs anglies dioksido kiekis atmosferoje lėmė staigų temperatūros sumažėjimą Žemės paviršiuje. Deguonies ir ozono sluoksnio atsiradimas atmosferoje prisidėjo prie biosferos ir geografinio apvalkalo susidarymo.
Žemėje vis dar vyksta sluoksniavimosi ir vidinio diferenciacijos procesas, užtikrinantis skystos išorinės šerdies egzistavimą ir konvekciją mantijoje. Atmosfera ir hidrosfera susidarė dėl dujų, išsiskyrusių ankstyvoje planetos vystymosi stadijoje, kondensacijos.
Susijusi informacija.
Žemės planetos istorija, kaip ir žmogaus gyvenimas, yra užpildyta įvairiais svarbiais įvykiais ir vystymosi etapais, kurie įvyko nuo pat jos gimimo. Prieš pasirodant planetai Žemė ir visi kiti dangaus kūnai: planetos ir žvaigždės, erdvėje skrido dulkių debesys. Mėlynoji planeta, kaip ir visa kita Saulės sistemos dalis, įskaitant Saulę, mokslininkų nuomone, susiformavo sutankėjus tarpžvaigždinių dulkių debesiui.
Žemė susiformavo praėjus maždaug 10 milijonų metų po to, kai tarpžvaigždinės dulkės pradėjo tirštėti. Išsiskyrusi šiluma iš išlydytos medžiagos suformavo dangaus kūną. Pasirodžius Žemės planetai. Dėl jo komponentų sluoksnių diferenciacijos atsirado vidinė sunkiųjų elementų šerdis, apvyniota mantija, dėl lengvų elementų susikaupimo ant paviršiaus susidarė proto pluta. Tuo pačiu metu pasirodė ir Mėnulis, galbūt dėl stipraus Žemės ir didžiulio asteroido susidūrimo.
Laikui bėgant planeta atvėso, ant jos atsirado sukietėjęs apvalkalas - pluta, o vėliau ir pirmieji žemynai. Nuo tada, kai pasirodė Žemės planeta, ją nuolat bombardavo meteoritai ir ledinės kometos, galiausiai paviršiuje susikaupdavo pakankamai vandens, kad susidarytų jūros ir vandenynai. Dėl stipraus vulkaninio aktyvumo ir garų atsirado atmosfera, kurioje praktiškai nebuvo deguonies. Per visą Žemės planetos istoriją žemynai nuolat plūduriavo ant išsilydusios mantijos, kartais susijungdami, kartais atsiskirdami, tai kartojosi daug kartų per 4,5 milijardo metų.
Dėl sudėtingų cheminių reakcijų organinės molekulės sąveikavo viena su kita ir atsirado vis sudėtingesnės molekulinės struktūros. Dėl to atsirado molekulių, galinčių savarankiškai kopijuoti. Tai buvo pirmieji gyvybės Žemėje žingsniai. Vystosi gyvi organizmai, atsirado bakterijos, vėliau daugialąsčiai organizmai. Šių organizmų gyvavimo metu atmosferos sudėtis pasikeitė. Atsirado deguonis, dėl kurio susidarė apsauginis ozono sluoksnis.
Gyvybė išsivystė daugybe formų, o rūšių skaičius Žemėje stebina savo įvairove. Aplinkos sąlygų pokyčiai per visą planetos istoriją lėmė naujų rūšių atsiradimą, daugelis iš kurių vėliau išnyko, kitos sugebėjo prisitaikyti prie naujos aplinkos ir sukūrė modernią biosferą.
Maždaug prieš 6 milijonus metų, milijardus metų po to, kai atsirado Žemė, primatų evoliucinės diferenciacijos atšaka paskatino žmonių atsiradimą. Gebėjimas vaikščioti ant užpakalinių kojų, stiprus smegenų dydžio padidėjimas ir kalbos raida buvo pagrindiniai veiksniai. Pirmiausia žmogus išmoko kūrenti ugnį, paskui pasiekė sėkmės plėtojant žemės ūkį. Tai lėmė gyvenimo pagerėjimą, dėl kurio kūrėsi bendruomenės ir po civilizacijos, turinčios skirtingas kultūrines ir religines savybes. Dėl pasiekimų įvairiose srityse: mokslo, politikos, rašymo, transporto ir ryšių srityse, žmonės tapo dominuojančia rūšimi Žemėje. Ne Žemė formuoja gyvybės formas, žmogus gyvenimo procese keičia aplinką. Pirmą kartą Žemės planetos istoriją kuria joje gyvenančių būtybių jėgos, ir būtent Mes esame priversti spręsti globalias klimato ir kitos aplinkos problemas, kad išsaugotume savo buveinę.
Žmogus jau seniai bandė tyrinėti jį supantį pasaulį. Kaip atsirado Žemė? Šis klausimas žmonėms rūpi ne vieną tūkstantmetį. Iki šių dienų išliko daugybė įvairių pasaulio tautų legendų ir spėjimų. Juos vienija tai, kad mūsų Žemės kilmė yra susijusi su mitinių herojų ir dievų veikimu. Tik XVIII amžiuje pradėjo ryškėti mokslinės hipotezės apie saulės ir planetų kilmę.
Georgeso Buffono hipotezė
prancūzų mokslininkas Georgesas Buffonas teigė, kad mūsų Žemė susiformavo dėl katastrofos. Kartą į Saulę atsitrenkė didžiulė kometa, dėl kurios pasklido daugybė purslų. Vėliau šie purslai pradėjo vėsti, o planetos, įskaitant Žemę, susiformavo iš didžiausių.
Ryžiai. 1
Ryžiai. 2. Saulės sistemos atsiradimo hipotezė
Georgesas Buffonas gimė turtingo žemės savininko šeimoje ir buvo vyriausias iš 5 jo vaikų. Trys jo broliai pasiekė aukštas pareigas bažnyčios hierarchijoje. Būdamas 10 metų Georgesas buvo išsiųstas į koledžą, tačiau jis mokėsi nenoriai. O mane domino tik matematika. Šiuo laikotarpiu Buffonas išvertė Niutono kūrinius. Vėliau jis buvo paskirtas karališkojo sodo intendantu – šias pareigas ėjo 50 metų iki mirties.
Emmanuelio Kanto hipotezė
Vokiečių mokslininkas turėjo kitokią nuomonę Imanuelis Kantas. Jis tikėjo, kad Saulė ir visos planetos susidarė iš šalto dulkių debesies. Šis debesis sukosi, pamažu dulkių grūdeliai tankėjo ir susijungė – taip formavosi Saulė ir kitos planetos.
Ryžiai. 3
Pierre'o Laplaso spėjimas
Pierre'as Laplasas– prancūzų mokslininkas ir astronomas – pasiūlė savo hipotezę apie Saulės sistemos atsiradimą. Jis tikėjo, kad saulė ir planetos susidarė iš milžiniško karštų dujų debesies. Palaipsniui atvėso, susitraukė ir atsirado Saulė bei planetos.
Ryžiai. 4
Ryžiai. 5. Saulės sistemos atsiradimo hipotezė
Pierre'as Simonas Laplasas gimė 1749 m. kovo 23 d. valstiečių šeimoje Beaumont-en-Auge, Kalvadoso Normanų departamente. Jis mokėsi benediktinų mokykloje, tačiau iš jos išėjo kaip įsitikinęs ateistas. Turtingi kaimynai padėjo talentingam berniukui įstoti į Kano universitetą (Normandija). Laplasas pasiūlė pirmąją matematiškai pagrįstą kosmogoninę hipotezę apie visų Saulės sistemos kūnų susidarymą, pavadintą jo vardu: Laplaso hipotezę. Jis taip pat pirmasis pasiūlė, kad kai kurie danguje pastebėti ūkai iš tikrųjų yra galaktikos, panašios į mūsų Paukščių Taką.
Jameso Jeanso hipotezė
Kitas mokslininkas laikėsi kitokios hipotezės, jo vardas yra James Jeans. Šio amžiaus pradžioje jis pasiūlė, kad masyvi žvaigždė kartą skrido netoli Saulės ir savo gravitacija išplėšė dalį Saulės materijos. Ši medžiaga padėjo pagrindą visoms Saulės sistemos planetoms.
Ryžiai. 6
Ryžiai. 7. Saulės sistemos atsiradimo hipotezė
Otto Schmidto hipotezė
Mūsų tautietis - Otto Julijevičius Schmidtas 1944 m. jis iškėlė savo hipotezę apie Saulės ir planetų kilmę. Jis tikėjo, kad prieš milijardus metų aplink Saulę sukasi milžiniškas dujų ir dulkių debesis, šis debesis buvo šaltas. Laikui bėgant debesis išsilygino ir susidarė gumuliukai. Šie gumulėliai pradėjo suktis orbitomis, iš jų pamažu formavosi planetos.
Ryžiai. 8
Ryžiai. 9. Saulės sistemos atsiradimo hipotezė
Otto Schmidtas gimė 1891 m. rugsėjo 18 d. Vaikystėje dirbo rašymo priemonių parduotuvėje. Pinigai gabaus berniuko mokslui gimnazijoje buvo rasti pas latvio senelį Fricią Erglę. Kijeve vidurinę mokyklą baigė aukso medaliu (1909 m.). Jis baigė Kijevo universiteto fizikos ir matematikos fakultetą, kuriame studijavo 1909–1913 m. Ten, vadovaujamas profesoriaus D. A. Grave'o, jis pradėjo tyrinėti grupių teoriją.
Vienas iš Didžiosios sovietinės enciklopedijos įkūrėjų ir vyriausiasis redaktorius (1924-1942). Steigėjas ir vadovas Maskvos valstybinio universiteto Fizikos ir matematikos fakulteto Aukštosios algebros (1929-1949) katedra / Mechanika ir matematika. 1930–1934 m. jis vadovavo garsiosioms Arkties ekspedicijoms ledlaužiais laivais „Sedov“, „Sibiryakov“ ir „Cheluskin“. 1930-1932 metais Visasąjunginio Arkties instituto direktorius, 1932-1938 m. Šiaurės jūros maršruto vyriausiojo direktorato (GUSMP) vadovas. 1939 02 28 – 1942 03 24 buvo SSRS mokslų akademijos viceprezidentas.
Kaip pastebėjote, Kanto, Laplaso ir Schmidto hipotezės daugeliu atžvilgių yra panašios ir sudarė šiuolaikinės teorijos apie Saulės sistemos ir Žemės kilmę pagrindą.
Šiuolaikinė hipotezė
Šiuolaikiniai mokslininkai siūlo kad Saulės sistema, tai yra Saulė ir planetos, iškilo vienu metu iš milžiniško šalto dujų-dulkių debesies. Šis tarpžvaigždinių dujų ir dulkių debesis sukosi. Jame pamažu pradėjo formuotis krešuliai. Iš centrinio, didžiausio gumulėlio atsirado žvaigždė – Saulė. Branduoliniai procesai pradėjo vykti Saulės viduje ir dėl to ji sušilo. Iš likusių gumulėlių susiformavo planetos.
Ryžiai. 10. Pirmas etapas
Ryžiai. 11. Antrasis etapas
Ryžiai. 12. Trečias etapas
Ryžiai. 13. Ketvirtas etapas
Kaip matote, mokslininkų idėjos apie mūsų Saulės sistemos ir Žemės atsiradimą vystėsi palaipsniui. Šiandien yra daug prieštaringų, neaiškių klausimų, kuriuos šiuolaikinis mokslas turi išspręsti.
1. Melchakovas L.F., Skatnik M.N. Gamtos istorija: vadovėlis. 3,5 klasės vid. mokykla – 8-asis leidimas. – M.: Išsilavinimas, 1992. – 240 p.: iliustr.
2. Bakhchieva O.A., Klyuchnikova N.M., Pyatunina S.K. ir kt. Gamtos istorija 5. – M.: Mokomoji literatūra.
3. Eskovas K.Yu. ir kt. Gamtos istorija 5 / Red. Vachruševa A.A. – M.: Balasas.
1. Visatos sandara ir gyvybė ().
Viena iš pirmųjų hipotezių apie mūsų planetos kilmę ir jos paviršiaus atsiradimą buvo aprašyta dviejų tomų Thomaso Barnetto veikale „Šventoji Žemės teorija“, paskelbtame 1681 m. mokslininkai tais tolimais laikais dar nebuvo išsivadavę iš tradicinių senovės graikų idėjų ir biblinio mito apie pasaulio sukūrimą įtakos, tada kunigo T. Barneto hipotezė iš tikrųjų buvo jo laukinės vaizduotės vaisius. . Pateikiame trumpą šios hipotezės santrauką. Kai Dievas sukūrė Žemę ir nurodė jai suktis aplink savo ašį, mūsų planeta įgavo kiaušinio formą. Kadangi tada žemės ašis buvo statmena ekliptikos plokštumai, mūsų supratimu metų laikų nebuvo, o Didžiosios Britanijos platumose karaliavo amžinas pavasaris. Tačiau žmonės, kurie, kaip ir Metušalas, tuo metu gyveno labai ilgai, vėliau pradėjo tarpusavyje daug visokio blogio ir pradėjo dažnai bartis. Supykęs Dievas įsakė sunaikinti Žemę. jo paviršius pradėjo skilinėti, kilti ir glamžytis, formuodamas baisiai atrodančius kalnus ir tarpeklius. Vėliau iš Žemės gelmių išsiveržė galinga vandens srovė, kuri pamažu užliejo visą Žemės paviršių. Visos šios katastrofos labai sukrėtė Žemę ir paveikė jos ašį – ji prarado pradinę vertikalią padėtį, pasviro ir tai lėmė metų laikų atsiradimą. Paaiškėjo, kad planetos paviršius buvo padalintas į žemynus, kalnus ir gilias įdubas (į kurias vėliau tekėjo vanduo, sudarydamas vandenynus).
„Šventoji Žemės teorija“ sukėlė ilgalaikes mokslininkų diskusijas ir diskusijas, dėl kurių kilo keletas naujų hipotezių apie mūsų planetos kilmę. 1695 metais Johnas Woodwardas pasiūlė, kad potvynio vandenys, kuriuos Dievas su pykčiu siuntė į Žemę, ištirpdė uolienas, o vėliau ši medžiaga sluoksnių ar sluoksnių pavidalu nusėdo jūrų ir vandenynų dugne. Tai patvirtina kai kuriuose iš jų esantys iškastiniai žemyniniai augalai ir gyvūnai.
Williamas Winstonas, kuriam didelį įspūdį padarė Edmundo Halley kometos (vėliau pavadintos jo vardu) stebėjimai 1652 m., iškėlė hipotezę, pagal kurią Žemė atsirado iš kažkokios nežinomos kometos nuolaužų. Be to, artimas kitos kometos praplaukimas sukėlė pasaulinį potvynį, orbitą aplink Saulę iš apskritimo pavertė elipsės formos, o žemės paviršiuje susiformavo žemynai ir vandenynai. Kometa paleido uolienas priešingose planetos pusėse (panašiai, kaip Mėnulis sukelia potvynius ir atoslūgius vandenynuose ir jūrose). Potvynio bangos keterose susiformavo žemynai, o apkasuose – Atlanto ir Ramusis vandenynai. Winstonas savo hipotezę pagrindė įspūdingomis matematinėmis lygtimis, kurios įrodė tokios kometos galimybę veikti žemės plutos uolienas. Bet kadangi jo skaičiavimuose ne viskas buvo apdorota, tai iškart sulaukė kritikos. Teologai savo prieštaravimus parėmė cituodami Bibliją: kaip Saulė galėjo egzistuoti, kol Žemė pradėjo suktis aplink ją, kai Pradžios knygoje rašoma, kad Dievas sukūrė šį puikų šviesulį tik ketvirtą dieną po Žemės susiformavimo.
Dėl didelių atradimų šiuolaikiniuose žemės moksluose atsirado prielaidos formuotis kosmogonijai – mokslui, tyrinėjančiam Visatą, Saulės ir planetų kilmės klausimus. Nepaisant šios problemos sudėtingumo, jau pirmosios kosmogoninės hipotezės pradėjo džiaugtis dideliu populiarumu tarp mokslininkų ir daugelio išsilavinusių žmonių.
Hipotezės, pagrįstos dujų ir dulkių materijos raida, tapo plačiai priimtos. Pirmasis bandymas paaiškinti Saulės sistemos kilmę buvo vokiečių geografo ir filosofo Kanto (1724-1804). 1765 m. išleido knygą „Bendra gamtos istorija ir dangaus teorija“, kurioje išdėstė savo požiūrį į Visatos kilmę ir Saulės sistemos planetas, anot I. Kanto, Visata susidarė iš pirminės išsibarstymo motina, kuri užpildė pasaulio erdvę. Dalelių susidūrimo ir sukibimo rezultatas – gumulėlių, iš pradžių mažų, vėliau didelių, susidūrimas sukėlė jos sukimąsi pritraukė pusiaujo ūko substanciją, Kantas planetų ir Saulės pradinę būseną laikė karštomis Saulė.
1796 metais buvo išleista prancūzų matematiko ir astronomo P. Laplaso knyga „Pasaulio sistemos ekspozicija“, kurioje paskelbta jo kosmogoninė hipotezė. Paaiškėjo, kad ji daugeliu atžvilgių panaši į Kanto hipotezę, nors P. Laplasas apie jos egzistavimą nežinojo. Jis pasiūlė, kad kažkada egzistavo didžiulis, karštas, plonas ūkas. Jai vėsstant ir susitraukus, centre susiformavo kondensuota šerdis – dabartinės Saulės užuomazga. Dėl jos sukimosi aplink ašį susidarė išcentrinė jėga, kuri dalį medžiagos nustūmė nuo sukimosi ašies pusiaujo plokštumoje. Dujų žiedų, atskirtų nuo centrinės materijos gniūžtės, skaičius atitiko planetų skaičių Saulės sistemoje. Žiedai buvo nestabilūs. Juose esanti medžiaga aušinant palaipsniui tirštėjo. Panašiai P. Laplasas aiškina planetų palydovų susidarymą.
Kanto ir Laplaso hipotezės tapo savotiška revoliucine žmonių požiūrio į juos supančio pasaulio kilmę revoliucija. Šios hipotezės pirmą kartą pateikė mokslinį Saulės sistemos susidarymo iš dujų-dulkių medžiagos paaiškinimą ir radikaliai pakeitė metafizinę amžinybės ir nekintamumo idėją.
Visata, kuri tada egzistavo. Tačiau šiuolaikinio mokslo požiūriu paaiškėjo, kad šios hipotezės turi rimtų trūkumų. Šiuolaikinė fizika nemano, kad ilgalaikis stabilių dujų žiedų egzistavimas gamtoje yra įmanomas. Išsiskiriant dujoms, kaip rodo praktika ir eksperimentiniai tyrimai, jos nesirenka į gumulėlius, o išsisklaido. Pateiktos hipotezės negali paaiškinti daugiakrypčio sukimosi planetų palydovų orbitose ir didelių Saulės sistemos kūnų kampinio momento pasiskirstymo (kuris yra kūno masės sandauga pagal greitį ir atstumą nuo centro). sukimosi). Taigi Saulė, kurios masė sudaro 99,9% visos Saulės sistemos masės, turi tik 2% kampinio momento, o visos planetos, turinčios „minusinę“ masę, sudaro iki 98% kampinio momento.
1916 metais anglų astronomo J.-H. „karšta“ kosmogoninė hipotezė. Džinsai. Pagal ją kažkuri žvaigždė praėjo pro Saulę. Dėl savo gravitacijos įtakos ilga čiurkšlė (iškilimas) išbėgo iš Saulės ir suformavo atskirų koncentracijų (mazgų) ūką – protoplanetą, kuri pradėjo suktis aplink Saulę. Vėliau jie iš dujinės būsenos perėjo į skystą būseną ir susidarė kieta pluta. Įplaukos hipotezė J.-H. Džinsai gerai paaiškino Saulės sistemos vidinių planetų uolienų tankio pasiskirstymo ypatybes, todėl kurį laiką išpopuliarėjo moksle.
Remiantis naujais fundamentinių mokslų laimėjimais, ypač natūralaus radioaktyvaus skilimo reiškinių atradimu (kurį pirmieji įrodė žymūs prancūzų mokslininkai M. Sklodowska ir P. Curie), buvo pasiūlytos naujos hipotezės, paaiškinančios planetų susidarymą ne karšta, bet nuo šaltos medžiagos. Darbas „Žemės ir planetų kilmės meteoritų teorija“, išleistas 1943 m., Autorius A.Yu. Schmidtas (1892-1956). Jis buvo nepaprastas žmogus moksle. Būdamas dvidešimt penkerių, jis jau dirbo privačiu docentu Kijevo universitete, vėliau ėjo atsakingas pareigas Gamtos išteklių liaudies komisariate, Finansų liaudies komisariate, Švietimo liaudies komisariate, buvo Vilniaus universiteto direktorius. Valstybinė leidykla ir Didžiosios tarybinės enciklopedijos vyriausiasis redaktorius. Didelio populiarumo jam atnešė ir poliariniai tyrimai, Čeliuškino epas, nusileidimas ant Šiaurės ašigalio-1 mokslinės stoties ledo. Visą savo suaugusiojo gyvenimą mokslininkas labai domėjosi matematika.
O.Yu. Schmidtas bandė matematiškai pagrįsti idėją apie planetų kilmę iš šaltų dulkių ir meteoritinės medžiagos, kurią Saulė užfiksavo viename iš savo kelio per Galaktiką atkarpų. Šis metodas leido paaiškinti neproporcingą planetų ir Saulės masių ir kampinio momento pasiskirstymą. Saulės vėjo spaudžiama dujų-dulkių ūko materija buvo suskirstyta į priešplanetinę stadiją: lengvi elementai buvo išmesti į Saulės sistemos kraštą, o santykinai sunkūs elementai buvo laikomi arčiau Saulės. Tada, veikiami gravitacijos, materijos gabalėliai susidūrė, sulipo ir planetos išaugo. Tačiau šiuolaikiniai tyrimai įrodė tokio mechaninio ūko gaudymo nenuoseklumą, o paaiškinimų apie pačios Saulės sukūrimą stoka negalėjo patenkinti mokslo.
Penktajame dešimtmetyje išpopuliarėjo Charkovo astronomo V. Fesenkovo hipotezė, priartėjusi prie problemos sprendimo žvaigždžių gimimo ir evoliucijos požiūriu. Jis tikėjo, kad ūkas susidarė dėl medžiagos išstūmimo iš novos ar supernovos. Ūko centre buvo sutankintas krešulys - pirminė Saulė, aplink kurią susiformavo nehomogeniškumas - milžiniški „siūlai“ ir „fibrilės“, kurie vėliau virto dangaus kūnais. Planetos susidarė iš dujų-dulkių ūko, esančio Saulės pusiaujo plokštumoje, medžiagos. Šis Saulės prototipą supantis ūkas buvo suplotas, tankėjimas jame vyko netolygiai, nes judėjimas dažnai būdavo netaisyklingas, tarsi viesulas. Nuo pat pradžių planetų spiečių orbitos mažai skyrėsi nuo apskritimo ir buvo toje pačioje plokštumoje.
Daugelis mokslininkų mano, kad protosolinis ūkas, iš kurio susidarė visi Saulės sistemos kūnai, ilgą laiką buvo įprasto tarpžvaigždinio įmagnetinto debesies pavidalu, lėtai besisukančio. Galbūt vėliau netoliese susiformavo didžiulė žvaigždė. Laikui bėgant šios žvaigždės mirtis sukėlė supernovos sprogimą. Galingi supernovų sprogimai įvyksta dėl branduolinio kuro perdegimo jų centre. Tokios žvaigždės šerdyje temperatūra ir slėgis smarkiai sumažėja, todėl jos paviršiaus sluoksniai, veikiami didžiulio svorio, pradeda kristi į žvaigždės centrą. Įvyksta vadinamasis žlugimo reiškinys, dėl kurio žvaigždė miršta.
Magnetinio lauko buvimas besisukančiame ir besispaudžiančiame dujų debesyje vaidina svarbų vaidmenį debesų žlugimo metu. Debesų sukimuisi greitėjant, magnetinio lauko linijos, elgdamosi kaip spyruoklinės plokštės, susisuka. Dėl magnetinio įtempimo susidaro šerdis, kuri lėtai sukasi, o medžiaga, kuri lieka periferijoje, greitai sukasi aplink ją. Šis efektas padeda paaiškinti tikrąjį kampinio momento pasiskirstymą Saulės sistemoje.
Suspaudimo debesyje greitai susidaro tanki, nepermatoma šerdis su lėtu ašiniu judėjimu. Aplink jį toliau sukasi dujų diskas – protosoliarinis ūkas. Dujose buvo daug dulkių dalelių. Plonas šaltų dulkių diskas buvo toks pat nestabilus kaip ir šaltų dujų debesis. Dulkių daleles pritraukė dideli medžiagų gumuliukai ir jos išaugo iki asteroidų dydžio. Šios pirminės formacijos vadinamos planetezimaliais. Jie turėjo skirtingą masę ir skirtingą greitį. Asteroidai ir kometų branduoliai gali būti planetų likučiai, kurie kadaise užpildė Saulės sistemą.
Tuo tarpu jaunoji Saulė, iškilusi vietoje šerdies, pradėjo skleisti šviesą ir energiją. Tai paveikė susidariusių planetų savybes. Prie Saulės buvo aukšta temperatūra, dėl to ledo būsenoje atsidūrusios medžiagos greitai išgaravo. Tokiomis sąlygomis galėjo išgyventi tik karščiui atsparios uolų ir metalo dalelės. Todėl vidinės planetos buvo suformuotos daugiausia iš medžiagos, kuri turėjo didelį savitąjį svorį. Jie yra palyginti mažos masės, todėl negalėjo išlaikyti daug vandenilio ir helio. Išoriniuose Saulės sistemos regionuose temperatūra buvo pakankamai žema, kad ledo medžiagos ten neištirptų. Dėl to susidarė didžiulės planetos, kurios galėjo išlaikyti vandenilį ir helią. Nors išorinės Saulės sistemos planetos yra labai masyvios, jų visų tankis yra palyginti mažas.
Dabar plačiai paplitusi hipotezė apie vadinamąjį dangaus kūnų sankaupą. Mokslininkai mano, kad planetos susiformavo susikaupus daugeliui mažesnių kūnų, kurie judėjo aplink Saulę orbitomis, esančiomis plokščio disko viduryje. Ši hipotezė leidžia paaiškinti planetų sukimosi kryptis orbitoje ir aplink savo ašį. Planetose, kurios susidarė iš daugybės mažų kūnų, buvo suvidurkinamos atskiros sukimosi kryptys, todėl jų sukimosi ašis pasirodė lygiagreti Saulės sukimosi ašiai. Išimtis yra Uranas ir Venera. Galbūt pirmasis susidarė susidūrus vos keliems, o gal net dviems dideliems kūnams. Atvirkštinis Veneros judėjimas rodo, kad vienu metu planetos sukimąsi smarkiai sulėtėjo Saulės potvynio jėgos.
Šiuolaikinės idėjos apie Saulės ir planetų susidarymą iš į dujinį pjūklą panašaus ūko yra visuotinai priimtos. Mokslininkai gavo naujų tvirtų Visatos evoliucijos įrodymų. Pasaulyje labai išpopuliarėjo „Didžiojo sprogimo“ teorija – taip trumpai vadinamas procesų rinkinys, įvykęs beveik prieš dvidešimt milijardų metų, pačioje Visatos formavimosi pradžioje. Manoma, kad kažkada visa kosminė medžiaga buvo susitelkusi į santykinai mažą gumulėlį, kuris buvo labai karšta (milijardų laipsnių) itin tanki medžiaga. Dėl itin galingo sprogimo materija išsibarstė į skirtingas kosmoso puses, pradėjo kristi tankis, mažėti temperatūra. Šią hipotezę patvirtino 1964 metais amerikiečių tyrinėtojų A. Penziaso ir R. Wilsono atradimas apie Visatos šiluminę foninę spinduliuotę. Spinduliuotė vadinama reliktine spinduliuote, nes tai yra tos pradinės karštos medžiagos šilumos likutis. Galaktikų „išsibarstymas“, kuris yra Didžiojo sprogimo pasekmė, tęsiasi iki šiol: šią išvadą patvirtina E. Hablo, atradusio galaktikų spektro linijų poslinkį ilgosios bangos ilgio link. raudonas galas. Pripažįstama, kad toks poslinkis atspindi tikrąsias galaktikų judėjimo ypatybes, nuolatinį atstumų tarp jų didėjimą. Tai reiškia, kad galaktikos tolsta nuo mūsų (ir viena nuo kitos) visomis kryptimis ir kuo toliau nuo mūsų. Šis procesas apima visą stebimą Visatos dalį ir galbūt visą Visatą.
Taigi, tobulėjant Visatos tyrimo metodams ir kaupiantis naujiems duomenims apie įvairių dangaus kūnų sandarą, mokslininkai vis giliau skverbiasi į jų kilmės paslaptis. Sukurti vieningą Žemės ir kitų Saulės sistemos planetų raidos teoriją – viena sunkiausių šiuolaikinio mokslo problemų.
Šiuolaikinis mokslo pasaulis nuolat tiria vieną problemą, kuri kelia nerimą daugeliui žmonių. Yra daug įvairių laikų ir tautų mokslininkų darbų ir publikacijų apie tai, kaip buvo sukurta Žemė. Iš pradžių buvo teorija apie planetos sukūrimą kažkokios dieviškosios jėgos dėka, po kurios Žemė pradėjo įgauti rutulio įvaizdį. Be to, Koperniko mokymai iškėlė mūsų planetą į vieną eilę su kitomis, kurios sukasi aplink saulę ir sudaro saulės sistemą. Taip pradėjo atsirasti tikros žinios apie visatą. Būtent šis žingsnis buvo pirmasis moksliškai sprendžiant šią problemą, kurio dėka daugiau nei vienas šiuolaikinė hipotezė apie žemės kilmę.
Šiuolaikinė hipotezė apie žemės atsiradimą mokslininkų akimis
Pirmoji gana rimta teorija buvo Kanto-Laplaso teorija. Tai šiuolaikinė hipotezė apie žemės kilmę sakė, kad iš pradžių aplink tam tikrą šerdį sukosi tam tikras dujinis rūkas debesis, dėl abipusio traukos krešulys pradėjo formuotis į diską ir palaipsniui ties ašigaliais susiplojo, dėl dujų tankio netolygumo susidarė žiedai, kuris ilgainiui susisluoksniavo, po to šis dujų krešulys atvėso ir tapo planetomis, o atsiskyrę žiedai – palydovais. Ūko centre tebeegzistuoja neužšalęs gumulas, nuolat aktyvus, tai yra Saulė, esanti Saulės sistemos centre. Ši teorija buvo pavadinta dviejų garsių mokslininkų, kurie sugalvojo šią idėją, vardu. Tačiau nuolat tyrinėdami kosmosą mokslininkai atranda naujų niuansų, todėl ši teorija tapo nepakankamai argumentuota, tačiau jos vertė vis dar vaidina didelį vaidmenį astronomijos pasaulyje.
Kita O. Yu Schmidto teorija šiek tiek skiriasi nuo ankstesnės, tačiau ši šiuolaikinė žemės kilmės hipotezė yra ne mažiau įdomi. Remiantis jo prielaida, prieš susiformuojant Saulės sistemai, pati Saulė keliavo per galaktiką, pritraukdama dujų daleles, kurios vėliau, būdamos šaltos, sulipo ir suformavo planetas. Saulės aktyvumo dėka planetos pradėjo šilti ir galiausiai formuotis. Žemė susidarė dėl ugnikalnių išsiveržimų ir lavos plakimo ant planetos paviršiaus, kuris sudarė pirmykštę dangą. Dujos, kurias išlaisvino lava, išgaravo, sudarė planetai atmosferą, tačiau deguonies dar nebuvo. Šioje atmosferoje susidarė vandens garai, kurie, išgaruodami veikiant šimto laipsnių temperatūrai, krito per didelius lietus ir taip susidarė pirminis vandenynas. Dėl tektoninio aktyvumo iškilo litosferos plokštės ir sudarė dalį sausumos, kylančios iš vandenyno, taip susiformavo žemynai.
Ši Saulės sistemos evoliucijos teorija patiko ne visiems. Vėliau prancūzų mokslininkas J. Buffonas pasiūlė, kad šiuolaikinė žemės atsiradimo hipotezė turėtų būti tokia. Saulė kosmose buvo viena, tačiau veikiama kitos pro ją praskridusios žvaigždės, ji suformavo daugybę kilometrų besitęsiančią galaktiką. Po to žvaigždė išsibarstė į gabalus ir, veikiama saulės magnetinių veiksmų, pateko į jos orbitą. Taigi žvaigždės gabalėliai sudarė tam tikrus gumulus ir susidarė planetos.
Yra dar viena šiuolaikinė žemės kilmės hipotezė, kurią pasiūlė anglų fizikas Hoyle'as. Jis teigė, kad Saulė turėjo dvynę žvaigždę, kuri, veikiama skirtingų jėgų, sprogo, o skeveldros išsibarstė į žvaigždės orbitą. Taip susiformavo likusios planetos.
Mokslininkai svarsto ne vieną šiuolaikinę žemės atsiradimo hipotezę, tačiau visos jos remiasi tuo pačiu principu.
