Formazione del sistema solare
Il modello standard della formazione del Sistema Solare (compresa la Terra)
Consisteva di idrogeno ed elio, creatipoco dopo il Big Bang, 13,7 miliardi di anni fa, e gli elementi più pesanti espulsi dalle supernove. Circa 4,5 miliardi di anni fa, la nebulosa cominciò a restringersi, probabilmente a causa dell'onda d'urto di una supernova vicina.
L'onda d'urto potrebbe anche essere creata ruotandonebulosa. Quando la nube ha iniziato ad accelerare, il suo momento angolare, la gravità e l'inerzia l'hanno appiattita in un disco protoplanetario perpendicolare al suo asse di rotazione. Come risultato di collisioni di grandi detriti tra loro, iniziarono a formarsi protopianeti, in orbita attorno al centro della nebulosa.
La materia al centro della nebulosa, senza moltomomento angolare, compresso e riscaldato, provocando la fusione nucleare dell'idrogeno in elio. Dopo essersi contratta ancora di più, la stella T Tauri divampò e si trasformò nel Sole.
Nel frattempo, nella regione esterna della nebulosa, la gravità provocò un processo di condensazione attorno al disturbo della densità e alle particelle di polvere, e il resto del disco protoplanetario cominciò a separarsi in anelli.
In un processo noto come accrescimento, le particelle di polvere e i detriti si aggregano in pezzi più grandi per formare i pianeti. Ecco come si è formata la Terra circa 4,54 miliardi di anni fa (con un errore dell'1%).
Questo processo è stato in gran parte completato all'interno10-20 milioni di anni. Il vento solare della neonata stella T Tauri ha spazzato via la maggior parte della materia presente nel disco che non si era ancora condensata in corpi più grandi. Lo stesso processo produrrà dischi di accrescimento attorno a praticamente tutte le stelle appena formate nell'Universo, alcune di queste stelle acquisiranno pianeti.
La proto-Terra si espanse per accrescimento fino ad essala superficie era abbastanza calda da sciogliere gli elementi pesanti e siderofili. I metalli, avendo una densità maggiore dei silicati, affondarono nella Terra.
Questo disastro di ferro portò alla divisionesul mantello primitivo e sul nucleo metallico appena 10 milioni di anni dopo che la Terra iniziò a formarsi, producendo la struttura stratificata della Terra e modellando il campo magnetico terrestre.
La prima atmosfera della Terra catturata dal solarenebulosa, consisteva negli elementi leggeri (atmosferici) della nebulosa solare, principalmente idrogeno ed elio. La combinazione del vento solare e l'alta temperatura della superficie del pianeta appena formato ha portato alla perdita di parte dell'atmosfera, per cui nell'atmosfera attualmente la percentuale di questi elementi rispetto a quelli più pesanti è inferiore a nello spazio esterno.
Storia geologica della Terra
Storia geologica della Terra - sequenzaeventi nello sviluppo della Terra come pianeta: dalla formazione di rocce, l'emergere e la distruzione di morfologie, l'immersione della terra sott'acqua, il ritiro del mare, le glaciazioni, alla comparsa e scomparsa di animali e piante e altri eventi della scala temporale geocronologica. È stato creato principalmente sulla base dello studio degli strati rocciosi del pianeta.
- Stato iniziale della Terra
Inizialmente, la Terra era fusa e calda a causa del forte vulcanismo e delle frequenti collisioni con altri corpi. Ma alla fine, lo strato esterno del pianeta si raffredda e si trasforma nella crosta terrestre.
Un po 'più tardi, a seguito di una collisionetangente a un corpo celeste, delle dimensioni di Marte e una massa di circa il 10% della terra, si è formata la Luna. Di conseguenza, la maggior parte del materiale dell'oggetto che impatta e parte del materiale del mantello terrestre sono stati lanciati nell'orbita terrestre. Da questi detriti, la proto-Luna si raccolse e iniziò ad orbitare con un raggio di circa 60mila km.
- Formazione dell'orbita
Il terreno è diventato affilato a causa dell'impattoun aumento della velocità di rotazione, facendo un giro in 5 ore, e una notevole inclinazione dell'asse di rotazione. Il degassamento e l'attività vulcanica hanno creato la prima atmosfera sulla Terra. La condensazione del vapore acqueo, così come il ghiaccio delle comete in collisione con la Terra, ha formato gli oceani.
- Superficie
Per centinaia di milioni di anni, la superficiei pianeti cambiano continuamente, i continenti si formano e si disintegrano. Sono migrati attraverso la superficie, a volte unendosi per formare un supercontinente. Circa 750 milioni di anni fa, il primo supercontinente conosciuto, Rodinia, iniziò a disintegrarsi. Successivamente, da 600 a 540 milioni di anni fa, i continenti formarono la Pannotia e infine la Pangea, che si disintegrò 180 milioni di anni fa.
L'era glaciale moderna iniziò a circa 40 milionianni fa, per poi intensificarsi alla fine del Pliocene. Da allora le regioni polari hanno subito cicli ripetuti di glaciazione e scioglimento, che si ripetono ogni 40-100 mila anni. L'ultima era glaciale dell'attuale era glaciale si è conclusa circa 10.000 anni fa.
- Struttura
L'interno della Terra può essere suddiviso in strati a seconda della loroproprietà meccaniche (in particolare reologiche) o chimiche. In base alle proprietà meccaniche si dividono in litosfera, astenosfera, mesosfera, nucleo esterno e nucleo interno.
Storia della Terra
Ipotesi scientifica moderna della formazione della Terrae altri pianeti del Sistema Solare è l'ipotesi della nebulosa solare, secondo la quale il Sistema Solare era formato da una grande nube di polvere e gas interstellari. La nube era costituita principalmente da idrogeno ed elio, formatisi dopo il Big Bang, e da elementi più pesanti lasciati dalle esplosioni di supernova.
Circa 4,5 miliardi di anni fa divenne la nuvolacontratto, avvenuto probabilmente a causa dell'impatto di un'onda d'urto di una supernova esplosa a una distanza di diversi anni luce. Quando la nube iniziò a contrarsi, il suo momento angolare, la gravità e l'inerzia la appiattirono in un disco protoplanetario perpendicolare al suo asse di rotazione.
Dopo di che, i detriti nel disco protoplanetario sottoper l'azione della gravità, iniziarono a scontrarsi e, fondendosi, formarono i primi planetoidi. Confronto delle dimensioni dei pianeti terrestri (da sinistra a destra): Mercurio, Venere, Terra, Marte.
Nel processo di accrescimento, planetoidi, polvere, gas ei detriti lasciati dopo la formazione del sistema solare hanno cominciato a fondersi in oggetti sempre più grandi, formando pianeti. La data approssimativa della formazione della Terra è 4,54 ± 0,04 miliardi di anni fa. L'intero processo di formazione del pianeta ha richiesto circa 10-20 milioni di anni.
La luna si è formata più tardi: circa 4,527±0,01miliardi di anni fa, anche se la sua origine non è stata ancora stabilita con precisione. L'ipotesi principale afferma che si sia formato per accrescimento del materiale rimasto dopo una collisione tangenziale della Terra con un oggetto di dimensioni simili a Marte e con una massa pari al 10-12% di quella terrestre (a volte questo oggetto è chiamato "Theia" ).
Questa collisione è stata rilasciata approssimativamente100 milioni di volte più energia di quella che presumibilmente causò l'estinzione dei dinosauri. Ciò bastò a far evaporare gli strati esterni della Terra e a sciogliere entrambi i corpi.
Parte del mantello è stata lanciata nell'orbita terrestre, il chepredice perché la Luna è priva di materiale metallico e spiega la sua insolita composizione. Sotto l'influenza della propria gravità, il materiale espulso assunse una forma sferica e si formò la Luna.
La proto-Terra si espanse a causa dell'accrescimento, e lo fuabbastanza caldo da fondere metalli e minerali. Il ferro, così come gli elementi siderofili ad esso geochimicamente correlati, aventi una densità maggiore rispetto ai silicati e agli alluminosilicati, sprofondarono al centro della Terra.
Ciò ha portato alla separazione degli strati interni della Terra.nel mantello e nel nucleo metallico appena 10 milioni di anni dopo che la Terra ha iniziato a formarsi, producendo la struttura a strati della Terra e modellando il campo magnetico terrestre.
Emissione di gas dalla crosta e vulcanicil’attività ha portato alla formazione dell’atmosfera primaria. La condensazione del vapore acqueo, favorita dal ghiaccio portato da comete e asteroidi, portò alla formazione degli oceani.
L'atmosfera terrestre era quindi costituita da polmonielementi atmosferici: idrogeno ed elio, ma contenevano molta più anidride carbonica di adesso, e questo ha salvato gli oceani dal congelamento, poiché la luminosità del Sole allora non superava il 70% del livello attuale. Circa 3,5 miliardi di anni fa si è formato il campo magnetico terrestre, che ha impedito la devastazione dell'atmosfera da parte del vento solare.
La superficie del pianeta era in costante cambiamentonel corso di centinaia di milioni di anni: i continenti apparvero e collassarono, si spostarono sulla superficie, riunendosi periodicamente in un supercontinente, per poi divergere in continenti isolati.
Quindi, circa 750 milioni di anni fa, un singoloRodinia, poi le sue parti si fusero in Pannotia (600-540 milioni di anni fa), e poi - nell'ultimo dei supercontinenti - Pangea, che si disintegrò 180 milioni di anni fa.
L'apparizione della luna
Un satellite naturale relativamente grande della Terra,La Luna è più grande rispetto al suo pianeta di qualsiasi altro satellite del Sistema Solare. Durante il programma Apollo, le rocce furono riportate sulla Terra dalla superficie della Luna.
È stata dimostrata la datazione radiometrica di queste rocceche la Luna ha 4,53 ± 0,01 miliardi di anni e si è formata almeno 30 milioni di anni dopo la formazione del sistema solare. Nuove prove suggeriscono che la Luna si è formata anche più tardi, 4,48 ± 0,02 miliardi di anni fa, o 70-110 milioni di anni dopo la nascita del sistema solare. nascita del sistema solare.
Le teorie sulla formazione della Luna devono spiegare la sua formazione tardiva, così come i seguenti fatti.
Innanzitutto, la Luna ha una bassa densità (3,3 volte quella dell'acqua, rispetto alle 5,5 della Terra) e un piccolo nucleo metallico.
In secondo luogo, sulla Luna non c'è praticamente acqua o altre sostanze volatili.
Terzo, la Terra e la Luna hanno lo stessofirme isotopiche dell'ossigeno (abbondanza relativa di isotopi dell'ossigeno). Delle teorie che sono state proposte per spiegare questi fatti, solo una è stata ampiamente accettata: l'ipotesi della collisione gigante suggerisce che la luna sia stata creata da un oggetto delle dimensioni di Marte che ha colpito la proto-Terra con un impatto visivo.
Come risultato della collisione di questo oggetto, cheA volte chiamata Theia, la Terra ha rilasciato circa 100 milioni di volte più energia dell’impatto che causò l’estinzione dei dinosauri.
Questo bastò a farne evaporare alcunigli strati esterni della Terra e la fusione di entrambi i corpi. Parte del mantello fu lanciata in orbita attorno alla Terra. Questa ipotesi predice il motivo per cui la Luna era priva di materiale metallico e spiega la sua insolita composizione.
La sostanza lanciata in orbita attorno alla Terrapotrebbe condensarsi in un unico corpo entro poche settimane. Sotto l'influenza della sua stessa gravità, il materiale espulso prese una forma sferica e si formò la Luna.
Nuove teorie sulla composizione della terra
Gli scienziati dell'Arizona State University (ASU) hanno preparato un documento che delinea una nuova giustificazione per l'ipotesi di una catastrofe inimmaginabile avvenuta nel lontano passato della Terra, durante la quale è apparsa la Luna.
Si presume che più dipianeta Theia denso ma più piccolo. Il pezzo che si staccò dalla Terra o Theia divenne la Luna, e i resti di Theia si dispersero nello spazio o si tuffarono in profondità nella Terra, come stanno cercando di dimostrare i ricercatori degli Stati Uniti.
La teoria della formazione per impatto della Luna non è nuova, poichée l'idea della comparsa di grandi regioni a basso taglio all'interno del nostro pianeta: due gigantesche anomalie all'interno del mantello sulla superficie del nucleo esterno della Terra.
Ma queste sono solo ipotesi per le quali non c'èprove dirette. Gli scienziati dell'Arizona State University sono fiduciosi che i loro nuovi calcoli abbiano aggiunto un peso significativo all'ipotesi dell'origine aliena delle anomalie nel mantello terrestre.
La densità dell'ipotetico pianeta Theia è significativaha superato la densità dell'antica Terra, quindi i suoi grandi frammenti ricchi di ferro sono gradualmente affondati al centro del nostro pianeta. Uno di questi frammenti si trova sotto l'Africa e l'altro sotto l'Oceano Pacifico. I ricercatori studiano il comportamento sismico di queste anomalie e affermano la loro differenza rispetto al comportamento di altre rocce terrestri. Secondo nuove simulazioni del comportamento delle anomalie, rientra nella teoria di una collisione con la Terra di un pianeta più piccolo, ma con una densità del 6% superiore.
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