Vznik sluneční soustavy
Standardní model formování sluneční soustavy (včetně Země)
Skládala se z vodíku a helia, vytvořenéhokrátce po velkém třesku před 13,7 miliardami let a těžší prvky vyvržené supernovami. Zhruba před 4,5 miliardami let se mlhovina začala zmenšovat, pravděpodobně způsobená rázovou vlnou blízké supernovy.
Rázovou vlnu lze vytvořit také otáčenímmlhovina. Když mrak začal zrychlovat, jeho moment hybnosti, gravitace a setrvačnost jej zploštily na protoplanetární disk kolmý k jeho ose otáčení. V důsledku vzájemných srážek velkých úlomků se začaly formovat protoplanety obíhající kolem středu mlhoviny.
Hmota ve středu mlhoviny, nic mocmoment hybnosti, stlačený a zahřátý, což vede k jaderné fúzi vodíku na helium. Po ještě větším smrštění hvězda T Tauri vzplála a změnila se ve Slunce.
Mezitím ve vnější oblasti mlhoviny způsobila gravitace proces kondenzace kolem poruchy hustoty a prachových částic a zbytek protoplanetárního disku se začal oddělovat do prstenců.
V procesu známém jako akrece se prachové částice a úlomky shlukují do větších kusů a vytvářejí planety. Takto vznikla Země asi před 4,54 miliardami let (s chybou 1 %).
Tento proces byl z velké části dokončen uvnitř10-20 milionů let. Sluneční vítr z nově vzniklé hvězdy T Tauri vyčistil většinu hmoty v disku, která ještě nezkondenzovala do větších těles. Stejný proces vytvoří akreční disky kolem prakticky všech nově vzniklých hvězd ve vesmíru, některé z těchto hvězd získají planety.
Proto-Země expandovala díky narůstání až do nípovrch byl dostatečně horký, aby roztavil těžké, siderofilní prvky. Kovy, které mají vyšší hustotu než silikáty, se ponořily do Země.
Tato železná katastrofa vedla k rozdělenína primitivní plášť a kovové jádro pouhých 10 milionů let poté, co se Země začala formovat, vytvářela vrstevnatou strukturu Země a utvářela magnetické pole Země.
První atmosféra Země zachycená ze sluncemlhovina, skládala se ze světelných (atmosférických) prvků sluneční mlhoviny, zejména vodíku a helia. Kombinace slunečního větru a vysoké teploty povrchu nově vytvořené planety vedla ke ztrátě části atmosféry, v důsledku čehož je v současnosti v atmosféře procento těchto prvků k těžším nižší než ve vesmíru.
Geologická historie Země
Geologická historie Země - posloupnostudálosti ve vývoji Země jako planety: od formování hornin, vzniku a ničení reliéfu, ponoření půdy pod vodu, ústup moře, zalednění až po výskyt a zmizení zvířat a rostlin a další události geochronologické časové stupnice. Byl vytvořen hlavně na základě studia horninových vrstev planety.
- Počáteční stav Země
Zpočátku byla Země roztavená a horká kvůli silnému vulkanismu a častým srážkám s jinými tělesy. Nakonec se ale vnější vrstva planety ochladí a promění se v zemskou kůru.
O něco později v důsledku srážkytečna k nebeskému tělesu, velikosti Marsu a hmotnosti asi 10% Země, byl vytvořen Měsíc. Výsledkem bylo, že většina materiálu dopadajícího předmětu a část materiálu zemského pláště byla vržena na oběžnou dráhu Země. Z těchto trosek se proto-Měsíc shromáždil a začal obíhat s poloměrem asi 60 tisíc km.
- Tvorba oběžné dráhy
V důsledku nárazu došlo k ostré zemizvýšení rychlosti otáčení, takže jedna otáčka za 5 hodin, a znatelné naklonění osy otáčení. Odplynění a sopečná činnost vytvořily první atmosféru na Zemi. Kondenzace vodní páry, stejně jako led z komet srážejících se se Zemí, vytvořily oceány.
- Povrch
Po stovky milionů let povrchplanety se neustále měnily, formovaly se a rozpadaly se kontinenty. Migrovali po povrchu, někdy se spojili a vytvořili superkontinent. Asi před 750 miliony let se začala rozpadat nejdříve známá superkontinent Rodinia. Později, před 600 až 540 miliony let, vytvořily kontinenty Pannotii a nakonec Pangea, která se rozpadla před 180 miliony let.
Moderní doba ledová začala asi 40 milionůpřed lety a poté na konci pliocénu zesílil. Polární oblasti od té doby prošly opakujícími se cykly zalednění a tání, které se opakovaly každých 40–100 tisíc let. Poslední doba ledová současné doby ledové skončila asi před 10 000 lety.
- Struktura
Vnitřek Země lze rozdělit do vrstev podle jejichmechanické (zejména reologické) nebo chemické vlastnosti. Na základě mechanických vlastností se dělí na litosféru, astenosféru, mezosféru, vnější jádro a vnitřní jádro.
Dějiny Země
Moderní vědecká hypotéza o vzniku Zeměa dalších planet Sluneční soustavy je hypotéza sluneční mlhoviny, podle níž byla Sluneční soustava vytvořena z velkého oblaku mezihvězdného prachu a plynu. Oblak se skládal hlavně z vodíku a hélia, které vznikly po velkém třesku, a z těžších prvků, které po sobě zanechaly výbuchy supernov.
Zhruba před 4,5 miliardami let se stal mrakkontrakt, který pravděpodobně nastal v důsledku dopadu rázové vlny ze supernovy, která explodovala ve vzdálenosti několika světelných let. Když se mrak začal smršťovat, jeho moment hybnosti, gravitace a setrvačnost jej srovnaly do protoplanetárního disku kolmého k jeho ose rotace.
Poté trosky na protoplanetárním disku podpůsobením gravitace se začaly srážet a spojením vytvořily první planetoidy. Srovnání velikostí pozemských planet (zleva doprava): Merkur, Venuše, Země, Mars.
V procesu narůstání planetoidy, prach, plyn atrosky, které zbyly po formování sluneční soustavy, se začaly slučovat do stále větších objektů a formovaly planety. Přibližné datum vzniku Země je před 4,54 ± 0,04 miliardami let. Celý proces formování planety trval asi 10-20 milionů let.
Měsíc vznikl později – přibližně 4,527±0,01před miliardou let, i když jeho původ nebyl dosud přesně stanoven. Hlavní hypotéza říká, že vznikl akrecí z materiálu, který zůstal po tangenciální srážce Země s objektem podobným velikosti jako Mars a o hmotnosti 10–12 % hmotnosti Země (někdy se tento objekt nazývá „Theia“ ).
Tato kolize uvolnila přibližně100 milionkrát více energie než ta, která údajně způsobila vyhynutí dinosaurů. To stačilo k odpaření vnějších vrstev Země a roztavení obou těles.
Část pláště byla vyvržena na oběžnou dráhu Země, kterápředpovídá, proč Měsíc postrádá kovový materiál, a vysvětluje jeho neobvyklé složení. Vlivem vlastní gravitace nabral vyvržený materiál kulový tvar a vznikl Měsíc.
Proto-Země expandovala v důsledku narůstání a byladostatečně horké, aby roztavily kovy a minerály. Železo, stejně jako siderofilní prvky s ním geochemicky příbuzné, mající vyšší hustotu než silikáty a hlinitokřemičitany, klesly do středu Země.
To vedlo k oddělení vnitřních vrstev Země.do pláště a kovového jádra pouhých 10 milionů let poté, co se začala formovat Země, vytvářela vrstvenou strukturu Země a formovala zemské magnetické pole.
Emise plynů z kůry a vulkanismuaktivita vedla ke vzniku primární atmosféry. Kondenzace vodní páry, zesílená ledem přinášeným kometami a asteroidy, vedla ke vzniku oceánů.
Atmosféra Země poté sestávala z plicatmosférické prvky: vodík a hélium, ale obsahovaly podstatně více oxidu uhličitého než nyní, a to zachránilo oceány před zamrznutím, protože svítivost Slunce poté nepřesáhla 70% současné úrovně. Asi před 3,5 miliardami let vzniklo zemské magnetické pole, které zabraňovalo devastaci atmosféry slunečním větrem.
Povrch planety se neustále mění po stovky milionů let: kontinenty se objevovaly a kolabovaly, pohybovaly se po povrchu, periodicky se shromažďovaly do superkontinentu a pak se rozcházely do izolovaných kontinentů.
Takže asi před 750 miliony let jedinýRodinia, poté se její části sloučily do Pannotie (před 600–540 miliony let) a poté - v poslední ze superkontinentů - Pangea, která se rozpadla před 180 miliony let.
Vzhled měsíce
Relativně velký přirozený satelit Země, Měsíc, je ve vztahu ke své planetě větší než kterýkoli jiný satelit ve sluneční soustavě. Během programu Apollo byly horniny přivezeny na Zemi z povrchu Měsíce.
Ukázalo se radiometrické datování těchto horninže Měsíc je starý 4,53 ± 0,01 miliardy let a vznikl nejméně 30 milionů let po zformování sluneční soustavy. Nové důkazy naznačují, že Měsíc vznikl ještě později, před 4,48 ± 0,02 miliardami let nebo 70–110 milionů let po vznik sluneční soustavy.
Teorie o vzniku Měsíce musí vysvětlit jeho pozdní formování, stejně jako následující skutečnosti.
Za prvé, Měsíc má nízkou hustotu (3,3krát větší než voda, ve srovnání s 5,5 na Zemi) a malé kovové jádro.
Za druhé, na Měsíci není prakticky žádná voda ani jiné těkavé látky.
Zatřetí, Země a Měsíc mají stejnéizotopové podpisy kyslíku (relativní množství izotopů kyslíku). Z teorií, které byly navrženy k vysvětlení těchto skutečností, byla široce přijímána pouze jedna: hypotéza obří kolize naznačuje, že Měsíc byl vytvořen objektem velikosti Marsu, který zasáhl proto-Zemi s pohledem.
V důsledku střetu tohoto objektu, kterýNěkdy nazývaná Theia, Země uvolnila asi 100 milionkrát více energie než náraz, který způsobil vyhynutí dinosaurů.
To stačilo, aby se část vypařilavnější vrstvy Země a tání obou těles. Část pláště byla vyvržena na oběžnou dráhu kolem Země. Tato hypotéza předpovídá, proč Měsíc postrádal kovový materiál a vysvětluje jeho neobvyklé složení.
Látka vržená na oběžnou dráhu kolem Zeměmohl kondenzovat do jediného těla během několika týdnů. Pod vlivem své vlastní gravitace získal vyvržený materiál sférický tvar a byl vytvořen Měsíc.
Nové teorie složení Země
Vědci z Arizona State University (ASU) připravili práci, která nastiňuje nové zdůvodnění hypotézy o nepředstavitelné katastrofě z dávné minulosti Země, během níž se objevil Měsíc.
Předpokládá se, že více nežhustá, ale menší planeta Theia. Z kousku, který se odtrhl od Země nebo Theie, se stal Měsíc a zbytky Theie se rozptýlily vesmírem nebo se ponořily hluboko do Země, jak se snaží dokázat vědci ze Spojených států.
Teorie impaktního formování Měsíce není nováa myšlenku výskytu velkých oblastí s nízkým střihem na naší planetě - dvě obří anomálie v plášti na povrchu vnějšího jádra Země.
Ale to jsou jen hypotézy, pro které neexistujepřímý důkaz. Vědci z Arizonské státní univerzity jsou přesvědčeni, že jejich nové výpočty významně přidaly váhu na hypotéze mimozemského původu anomálií v zemském plášti.
Hustota hypotetické planety Theia je významnápřekročila hustotu starověké Země, takže její velké fragmenty bohaté na železo postupně klesaly k jádru naší planety. Jeden takový fragment se nachází pod Afrikou a druhý pod Tichým oceánem. Vědci zkoumají seismické chování těchto anomálií a uvádějí jejich odlišnost od chování jiných suchozemských hornin. Podle nových simulací chování anomálií zapadá do teorie srážky se Zemí menší planety, ale s o 6% vyšší hustotou.
Přečtěte si více:
Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?
Vědci objevili mýtickou částici Odderonu
Nejzáhadnější přírodní úkaz. Odkud pochází blesk a jak je nebezpečný?