Formation du système solaire
Le modèle standard de la formation du système solaire (y compris la Terre)
Il était composé d'hydrogène et d'hélium, crééspeu après le Big Bang, il y a 13,7 milliards d'années, et des éléments plus lourds éjectés par les supernovae. Il y a environ 4,5 milliards d'années, la nébuleuse a commencé à rétrécir, probablement à cause de l'onde de choc d'une supernova proche.
L'onde de choc pourrait également être créée en tournantnébuleuse. Lorsque le nuage a commencé à accélérer, son moment cinétique, sa gravité et son inertie l'ont aplati en un disque protoplanétaire perpendiculaire à son axe de rotation. À la suite de collisions de gros débris les uns avec les autres, des protoplanètes ont commencé à se former, en orbite autour du centre de la nébuleuse.
La matière au centre de la nébuleuse, sans grand chosemoment cinétique, comprimé et chauffé, entraînant la fusion nucléaire de l'hydrogène en hélium. Après s'être contractée encore plus, l'étoile T Tauri s'est enflammée et s'est transformée en Soleil.
Pendant ce temps, dans la région externe de la nébuleuse, la gravité a provoqué un processus de condensation autour de la perturbation de la densité et des particules de poussière, et le reste du disque protoplanétaire a commencé à se séparer en anneaux.
Dans un processus appelé accrétion, les particules de poussière et les débris s’agglutinent en morceaux plus gros pour former des planètes. C'est ainsi que la Terre s'est formée il y a environ 4,54 milliards d'années (avec une erreur de 1 %).
Ce processus a été en grande partie achevé au sein10 à 20 millions d'années. Le vent solaire provenant de l'étoile T Tauri nouvellement formée a éliminé la majeure partie de la matière du disque qui ne s'était pas encore condensée en corps plus grands. Le même processus produira des disques d'accrétion autour de pratiquement toutes les étoiles nouvellement formées dans l'Univers, certaines de ces étoiles acquerront des planètes.
La proto-Terre s'est développée en raison de l'accrétion jusqu'à ce qu'ellela surface était suffisamment chaude pour faire fondre les éléments lourds et sidérophiles. Les métaux, ayant une densité plus élevée que les silicates, se sont enfoncés dans la Terre.
Ce désastre de fer a conduit à la divisionsur le manteau primitif et le noyau métallique seulement 10 millions d'années après le début de la formation de la Terre, produisant la structure en couches de la Terre et façonnant le champ magnétique terrestre.
La première atmosphère de la Terre capturée par le solairenébuleuse, composée des éléments légers (atmosphériques) de la nébuleuse solaire, principalement l'hydrogène et l'hélium. La combinaison du vent solaire et de la température élevée de la surface de la planète nouvellement formée a conduit à la perte d'une partie de l'atmosphère, de sorte que dans l'atmosphère actuellement le pourcentage de ces éléments par rapport aux éléments les plus lourds est inférieur à dans l'espace.
Histoire géologique de la Terre
Histoire géologique de la Terre - séquenceévénements dans le développement de la Terre en tant que planète: de la formation de roches, l'émergence et la destruction de formes de relief, l'immersion de la terre sous l'eau, le retrait de la mer, la glaciation, à l'apparition et la disparition d'animaux et de plantes et autres événements de l'échelle de temps géochronologique. Il a été créé principalement sur la base de l'étude des couches rocheuses de la planète.
- État initial de la Terre
Initialement, la Terre était en fusion et chaude en raison d'un fort volcanisme et de fréquentes collisions avec d'autres corps. Mais finalement, la couche externe de la planète se refroidit et se transforme en croûte terrestre.
Un peu plus tard, à la suite d'une collision surtangente à un corps céleste, de la taille de Mars et d'une masse d'environ 10% de la terre, la Lune s'est formée. En conséquence, la majeure partie du matériau de l'objet impactant et une partie du matériau du manteau terrestre ont été projetés sur une orbite proche de la Terre. À partir de ces débris, la proto-Lune s'est rassemblée et a commencé à orbiter dans un rayon d'environ 60 000 km.
- Formation de l'orbite
Le sol s'est affûté à la suite de l'impactune augmentation de la vitesse de rotation, faisant un tour en 5 heures, et une inclinaison notable de l'axe de rotation. Le dégazage et l'activité volcanique ont créé la première atmosphère sur Terre. La condensation de la vapeur d'eau, ainsi que la glace des comètes entrant en collision avec la Terre, ont formé les océans.
- Surface
Pendant des centaines de millions d'années, la surfaceles planètes changeaient constamment, les continents se formaient et se désintégraient. Ils ont migré à travers la surface, se rejoignant parfois pour former un supercontinent. Il y a environ 750 millions d'années, le premier supercontinent connu, Rodinia, a commencé à se désintégrer. Plus tard, il y a 600 à 540 millions d'années, les continents ont formé la Pannotie et enfin la Pangée, qui s'est désintégrée il y a 180 millions d'années.
L'ère glaciaire moderne a commencé environ 40 millionsil y a des années, puis s'est intensifiée à la fin du Pliocène. Les régions polaires ont depuis subi des cycles répétés de glaciation et de fonte, se répétant tous les 40 à 100 000 ans. La dernière période glaciaire de l'ère glaciaire actuelle s'est terminée il y a environ 10 000 ans.
- Structure
L'intérieur de la Terre peut être divisé en couches selon leurpropriétés mécaniques (notamment rhéologiques) ou chimiques. Sur la base de leurs propriétés mécaniques, ils sont divisés en lithosphère, asthénosphère, mésosphère, noyau externe et noyau interne.
Histoire de la Terre
Hypothèse scientifique moderne de la formation de la Terreet d'autres planètes du système solaire est l'hypothèse de la nébuleuse solaire, selon laquelle le système solaire s'est formé à partir d'un grand nuage de poussière et de gaz interstellaires. Le nuage était principalement constitué d’hydrogène et d’hélium, formés après le Big Bang, et d’éléments plus lourds laissés par les explosions de supernova.
Il y a environ 4,5 milliards d'années, le nuage est devenucontrat, qui s'est probablement produit en raison de l'impact d'une onde de choc d'une supernova qui a explosé à une distance de plusieurs années-lumière. Alors que le nuage commençait à se contracter, son moment cinétique, sa gravité et son inertie l'ont aplati en un disque protoplanétaire perpendiculaire à son axe de rotation.
Après cela, les débris dans le disque protoplanétaire souspar l'action de la gravité, ils se mirent à entrer en collision et, en fusionnant, formèrent les premiers planétoïdes. Comparaison des tailles des planètes terrestres (de gauche à droite): Mercure, Vénus, Terre, Mars.
En cours d'accrétion, planétoïdes, poussières, gaz etles débris laissés après la formation du système solaire ont commencé à se fondre dans des objets de plus en plus grands, formant des planètes. La date approximative de la formation de la Terre est il y a 4,54 ± 0,04 milliard d'années. L'ensemble du processus de formation de la planète a pris environ 10 à 20 millions d'années.
La lune s'est formée plus tard - environ 4,527 ± 0,01il y a des milliards d'années, même si son origine n'a pas encore été établie avec précision. L'hypothèse principale stipule qu'il s'est formé par accrétion de la matière restant après une collision tangentielle de la Terre avec un objet de taille similaire à Mars et avec une masse de 10 à 12 % de celle de la Terre (parfois cet objet est appelé « Theia »). ).
Cette collision a libéré environ100 millions de fois plus d’énergie que celle qui aurait provoqué l’extinction des dinosaures. C'était suffisant pour évaporer les couches externes de la Terre et faire fondre les deux corps.
Une partie du manteau a été projetée sur l'orbite terrestre, ce quiprédit pourquoi la Lune est dépourvue de matière métallique et explique sa composition inhabituelle. Sous l’influence de sa propre gravité, la matière éjectée a pris une forme sphérique et la Lune s’est formée.
La proto-Terre s'est développée en raison de l'accrétion et a étésuffisamment chaud pour faire fondre les métaux et les minéraux. Le fer, ainsi que les éléments sidérophiles géochimiquement liés, ayant une densité plus élevée que les silicates et les aluminosilicates, ont coulé au centre de la Terre.
Cela a conduit à la séparation des couches internes de la Terre.dans le manteau et le noyau métallique à peine 10 millions d'années après le début de la formation de la Terre, produisant la structure en couches de la Terre et façonnant le champ magnétique terrestre.
Émission de gaz de la croûte et volcaniquel'activité a conduit à la formation de l'atmosphère primaire. La condensation de la vapeur d'eau, renforcée par la glace apportée par les comètes et les astéroïdes, a conduit à la formation des océans.
L'atmosphère terrestre se composait alors de poumonséléments atmosphériques: l'hydrogène et l'hélium, mais contenaient nettement plus de dioxyde de carbone qu'aujourd'hui, ce qui a sauvé les océans du gel, puisque la luminosité du Soleil ne dépassait alors pas 70% du niveau actuel. Il y a environ 3,5 milliards d'années, le champ magnétique terrestre s'est formé, ce qui a empêché la dévastation de l'atmosphère par le vent solaire.
La surface de la planète changeait constammentsur des centaines de millions d'années : des continents sont apparus et se sont effondrés, se sont déplacés à la surface, se rassemblant périodiquement en un supercontinent, puis divergeant en continents isolés.
Donc, il y a environ 750 millions d'années, un seulRodinia, puis ses parties ont fusionné en Pannotie (il y a 600-540 millions d'années), puis - dans le dernier des supercontinents - Pangée, qui s'est désintégrée il y a 180 millions d'années.
L'apparition de la lune
Un satellite naturel relativement grand de la Terre,La Lune est plus grande par rapport à sa planète que tout autre satellite du système solaire. Au cours du programme Apollo, des roches ont été ramenées sur Terre depuis la surface de la Lune.
La datation radiométrique de ces roches a montréque la Lune a 4,53 ± 0,01 milliards d'années et s'est formée au moins 30 millions d'années après la formation du système solaire. De nouvelles preuves suggèrent que la Lune s'est formée encore plus tard, il y a 4,48 ± 0,02 milliards d'années, soit 70 à 110 millions d'années après la formation du système solaire. émergence du système solaire.
Les théories sur la formation de la Lune doivent expliquer sa formation tardive, ainsi que les faits suivants.
Premièrement, la Lune a une faible densité (3,3 fois celle de l'eau, contre 5,5 pour la Terre) et un petit noyau métallique.
Deuxièmement, il n’y a pratiquement pas d’eau ni d’autres substances volatiles sur la Lune.
Troisièmement, la Terre et la Lune ont la mêmesignatures isotopiques de l'oxygène (abondance relative des isotopes de l'oxygène). Parmi les théories qui ont été proposées pour expliquer ces faits, une seule a été largement acceptée: l'hypothèse de collision géante suggère que la lune a été créée par un objet de la taille de Mars frappant la proto-Terre avec un impact de regard.
À la suite de la collision de cet objet, quiParfois appelée Theia, la Terre a libéré environ 100 millions de fois plus d’énergie que l’impact qui a provoqué l’extinction des dinosaures.
C'était suffisant pour évaporer un peules couches externes de la Terre et la fonte des deux corps. Une partie du manteau a été projetée en orbite autour de la Terre. Cette hypothèse prédit pourquoi la Lune était dépourvue de matière métallique et explique sa composition inhabituelle.
La substance jetée en orbite autour de la Terrepourrait se condenser en un seul corps en quelques semaines. Sous l'influence de sa propre gravité, le matériau éjecté a pris une forme sphérique et la Lune s'est formée.
Nouvelles théories de la composition de la terre
Des scientifiques de l'Université d'État de l'Arizona (ASU) ont préparé un article qui présente une nouvelle justification de l'hypothèse d'une catastrophe inimaginable venant d'un passé lointain de la Terre, au cours de laquelle la Lune est apparue.
On suppose que plus deplanète dense, mais plus petite Theia. La pièce qui s'est détachée de la Terre ou Theia est devenue la Lune, et les restes de Theia se sont dispersés dans l'espace ou ont plongé profondément dans la Terre, comme tentent de le prouver des chercheurs américains.
La théorie de la formation d'impact de la Lune n'est pas nouvelle, caret l'idée de l'apparition de grandes régions à faible cisaillement au sein de notre planète - deux anomalies géantes dans le manteau à la surface du noyau externe de la Terre.
Mais ce ne sont que des hypothèses pour lesquelles il n'y a paspreuve directe. Les scientifiques de l'Arizona State University sont convaincus que leurs nouveaux calculs ont considérablement ajouté du poids à l'hypothèse de l'origine extraterrestre des anomalies dans le manteau terrestre.
La densité de la planète hypothétique Theia est significativea dépassé la densité de la Terre antique, de sorte que ses gros fragments riches en fer ont progressivement coulé au cœur de notre planète. L'un de ces fragments est situé sous l'Afrique et l'autre sous l'océan Pacifique. Les chercheurs étudient le comportement sismique de ces anomalies et indiquent leur différence par rapport au comportement d'autres roches terrestres. Selon de nouvelles simulations du comportement des anomalies, il s'inscrit dans la théorie d'une collision avec la Terre d'une planète plus petite, mais avec une densité de 6% plus élevée.
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