Historia Ziemi
Dopiero stosunkowo niedawno ludzie otrzymali materiał faktograficzny, który umożliwia wysunięcie naukowo ugruntowanych hipotez na temat pochodzenia Ziemi, ale to pytanie od niepamiętnych czasów niepokoi umysły filozofów.
Pierwsze występy
Choć pierwsze wyobrażenia o życiu Ziemi opierały się jedynie na empirycznych obserwacjach zjawisk naturalnych, to jednak fundamentalną rolę odgrywała w nich raczej fantastyczna fikcja niż obiektywna rzeczywistość. Ale już w tamtych czasach powstawały idee i poglądy, które w naszych czasach zadziwiają podobieństwem do naszych wyobrażeń o pochodzeniu Ziemi.
Na przykład rzymski filozof i poeta Tytus Lukrecjusz Carus, znany jako autor poematu dydaktycznego „O naturze rzeczy”, uważał, że wszechświat jest nieskończony i istnieje wiele światów podobnych do naszego. Starożytny grecki naukowiec Heraklit (500 pne) napisał o tym samym: „Świat, jeden ze wszystkich, nie został stworzony przez żadnego z bogów i żadnego z ludzi, ale był, jest i będzie wiecznie żywym ogniem, naturalnie łatwopalnym i naturalnie zgaszonym”.
Po upadku Cesarstwa Rzymskiego dla Europy nastał trudny okres średniowiecza - okres dominacji teologii i scholastyki. Okres ten ustąpił wtedy renesansowi, prace Leonarda da Vinci, Mikołaja Kopernika, Giordano Bruno, Galileo Galilei przygotowały pojawienie się postępowych idei kosmogonicznych. Wyrażali je w różnym czasie R. Descartes, I. Newton, N. Steenon, I. Kant i P. Laplace.
Film promocyjny:
Hipotezy o pochodzeniu Ziemi
Hipoteza R. Kartezjusza
• W szczególności R. Descartes argumentował, że nasza planeta była wcześniej rozgrzanym do czerwoności ciałem, podobnie jak Słońce. A potem ostygło i zaczęło przedstawiać się jako wymarłe ciało niebieskie, w głębi którego wciąż pozostawał ogień. Rozżarzony rdzeń pokryty był gęstą skorupą, która składała się z substancji podobnej do plam słonecznych. Powyżej pojawiła się nowa muszla - wykonana z drobnych fragmentów powstałych w wyniku rozpadu plam.
I. Hipoteza Kanta
• 1755 - niemiecki filozof I. Kant zasugerował, że substancja, z której ciało Układu Słonecznego - wszystkie planety i komety - została rozłożona na pierwiastki pierwotne przed rozpoczęciem wszystkich przemian i wypełniła całą objętość Wszechświata, w którym poruszają się utworzone z nich ciała … Te koncepcje Kanta, że Układ Słoneczny mógł powstać w wyniku nagromadzenia pierwotnie rozproszonej materii rozproszonej, wydają się w naszych czasach zaskakująco poprawne.
Hipoteza P. Laplace'a
• 1796 - podobne poglądy na temat pochodzenia Ziemi wyraził francuski naukowiec P. Laplace, nie wiedząc nic o istniejącym traktacie I. Kanta. Hipoteza, która się pojawiła o pochodzeniu Ziemi, została więc nazwana hipotezą Kanta-Laplace'a. Zgodnie z tą hipotezą Słońce i poruszające się wokół niego planety powstały z pojedynczej mgławicy, która obracając się rozpadła się na oddzielne skupiska materii - planety.
Początkowo ognista płynna Ziemia ostygła, pokryta skorupą, która wypaczała się, gdy głębiny ostygły, a ich objętość zmniejszyła się. Należy zauważyć, że hipoteza Kanta-Laplace'a przeważała w wielu innych poglądach kosmogonicznych od ponad 150 lat. To na podstawie tej hipotezy geolodzy wyjaśnili wszystkie procesy geologiczne, które zachodziły w trzewiach Ziemi i na jej powierzchni.
Hipoteza E. Chladniego
• Duże znaczenie dla wypracowania rzetelnych hipotez naukowych na temat pochodzenia Ziemi mają oczywiście meteoryty - kosmici z odległej przestrzeni. Wszystko za sprawą tego, że na naszą planetę od zawsze spadały meteoryty. Jednak nie zawsze byli uważani za obcych z kosmosu. Jednym z pierwszych, który poprawnie wyjaśnił pojawienie się meteorytów, był niemiecki fizyk E. Chladni, który w 1794 roku udowodnił, że meteoryty są pozostałością po ognistych kulach pochodzenia nieziemskiego. Według niego meteoryty to wędrujące w przestrzeni fragmenty materii międzyplanetarnej, prawdopodobnie także fragmenty planet.
Współczesna koncepcja pochodzenia Ziemi
Ale tego rodzaju myśl w tamtych czasach nie była podzielana przez wszystkich, jednak badając meteoryty kamienne i żelazne, naukowcy byli w stanie uzyskać interesujące dane, które zostały wykorzystane w konstrukcjach kosmogonicznych. Na przykład ustalono skład chemiczny meteorytów - w zasadzie okazało się, że były to tlenki krzemu, magnezu, żelaza, glinu, wapnia, sodu. W konsekwencji stało się możliwe poznanie składu innych planet, który okazał się podobny do składu chemicznego naszej Ziemi. Określono również bezwzględny wiek meteorytów: mieści się on w przedziale 4,2-4,6 miliarda lat. W tej chwili dane te zostały uzupełnione o informacje o składzie chemicznym i wieku skał Księżyca, a także atmosferach i skałach Wenus i Marsa. Te nowe dane pokazują w szczególności, że nasz naturalny satelita Luna powstał z zimnej chmury gazu i pyłu i zaczął „funkcjonować” 4,5 miliardów lat temu.
Ogromna rola w uzasadnieniu współczesnej koncepcji pochodzenia Ziemi i Układu Słonecznego należy do radzieckiego naukowca, akademika O. Schmidta, który wniósł istotny wkład w rozwiązanie tego problemu.
Tak więc krok po kroku, zgodnie z oddzielnymi, rozproszonymi faktami, stopniowo powstawały podstawy naukowe współczesnych poglądów kosmogonicznych… Większość współczesnych kosmogonistów wyznaje następujący punkt widzenia.
Materiałem wyjściowym do powstania Układu Słonecznego była chmura pyłu gazowego znajdująca się w płaszczyźnie równikowej naszej Galaktyki. Substancja tej chmury była w stanie zimnym i zwykle zawierała lotne składniki: wodór, hel, azot, parę wodną, metan, węgiel. Pierwotna materia planetarna była bardzo jednorodna, a jej temperatura była raczej niska.
Pod wpływem sił grawitacji obłoki międzygwiazdowe zaczęły się kurczyć. Substancja stała się gęstsza do stadium gwiazd, w tym samym czasie wzrosła jej temperatura wewnętrzna. Ruch atomów wewnątrz chmury został przyspieszony, a atomy zderzając się ze sobą czasami łączyły się. Doszło do reakcji termojądrowych, podczas których wodór zamienił się w hel, podczas których uwolniła się ogromna ilość energii.
W furii potężnych elementów pojawił się Protosun. Powstał w wyniku wybuchu supernowej - zjawiska nie tak rzadkiego. Przeciętnie taka gwiazda pojawia się w dowolnej galaktyce co 350 milionów lat. Podczas eksplozji supernowej emitowana jest gigantyczna energia. Materiał wyrzucony z tej eksplozji termojądrowej utworzył szeroką, stopniowo gęstniejącą chmurę plazmy gazowej wokół Protosun. Była to mgławica w kształcie dysku o temperaturze kilku milionów stopni Celsjusza. Z tego protoplanetarnego obłoku powstały później planety, komety, asteroidy i inne ciała niebieskie Układu Słonecznego. Powstawanie Protosun i otaczającej go chmury protoplanetarnej nastąpiło prawdopodobnie około 6 miliardów lat temu.
Minęły setki milionów lat. Z biegiem czasu gazowa materia chmury protoplanetarnej ostygła. Najbardziej ogniotrwałe pierwiastki i ich tlenki zostały skroplone z gorącego gazu. Gdy chłodzenie trwało przez miliony lat, w chmurze pojawiły się pyłowe ciała stałe, a wcześniej żarząca się chmura gazu ponownie stała się stosunkowo zimna.
Stopniowo wokół młodego Słońca powstał szeroki pierścieniowy dysk w wyniku kondensacji pyłu, który następnie rozpadł się na zimne roje cząstek stałych i gazu. Z wewnętrznych części dysku gazowo-pyłowego zaczęły się formować planety podobne do Ziemi, zwykle składające się z elementów ogniotrwałych, az części peryferyjnych dysku duże planety bogate w lekkie gazy i lotne pierwiastki. W samej strefie zewnętrznej pojawiła się ogromna liczba komet.
Pierwotna Ziemia
Tak więc około 5,5 miliarda lat temu pierwsze planety powstały z zimnej materii planetarnej, w tym pierwotnej Ziemi. W tamtych czasach było to ciało kosmiczne, ale jeszcze nie planeta, nie miało jądra i płaszcza, nie miało nawet stałych powierzchni.
Powstanie Proto-Ziemi było niezwykle ważnym kamieniem milowym - były to narodziny Ziemi. W tamtych czasach na Ziemi nie zachodziły zwykłe, dobrze znane procesy geologiczne, dlatego ten okres ewolucji planety nazywa się pregeologicznym lub astronomicznym.
Proto-Ziemia była zimną akumulacją kosmicznej materii. Pod wpływem zagęszczania grawitacyjnego, ogrzewania od ciągłych uderzeń ciał kosmicznych (komet, meteorytów) oraz wydzielania ciepła przez pierwiastki radioaktywne, powierzchnia Proto-Ziemi zaczęła się nagrzewać. Wśród naukowców nie ma zgody co do ilości rozgrzewki. Według radzieckiego naukowca V. Fesenko substancja Proto-Ziemi rozgrzała się do 10 000 ° C iw konsekwencji przeszła w stan stopiony. Według założeń innych naukowców temperatura mogła osiągnąć zaledwie 1000 ° C, a jeszcze inni zaprzeczają nawet samej możliwości stopienia się substancji.
Tak czy inaczej, ale ocieplenie się Proto-Ziemi przyczyniło się do zróżnicowania jej materiału, który trwał przez całą późniejszą historię geologiczną.
Zróżnicowanie substancji Proto-Ziemi doprowadziło do koncentracji ciężkich pierwiastków w jej wnętrzu, a na powierzchni - lżejszych. To z kolei zadecydowało o dalszym podziale na rdzeń i płaszcz.
Początkowo nasza planeta nie miała atmosfery. Można to wytłumaczyć faktem, że gazy z chmury protoplanetarnej ginęły w pierwszych stadiach powstawania, ponieważ w tym czasie masa Ziemi nie mogła utrzymać lekkich gazów blisko jej powierzchni.
Uformowanie się jądra i płaszcza, a później atmosfery, zakończyło pierwszy etap rozwoju Ziemi - przedgeologiczny, czyli astronomiczny. Ziemia stała się solidną planetą. Potem zaczyna się jego długa ewolucja geologiczna.
Tak więc 4-5 miliardów lat temu wiatr słoneczny, gorące promienie Słońca i kosmiczne zimno panowały na powierzchni naszej planety. Powierzchnia była nieustannie bombardowana przez kosmiczne ciała - od cząstek pyłu po asteroidy …
A. Voitsekhovsky