Formarea sistemului solar
Modelul Standard pentru Formarea Sistemului Solar (inclusiv a Pământului)
Acesta a fost alcătuit din hidrogen și heliu creat la scurt timp după Big Bang, 13,7 miliarde de aniAcum aproximativ 4,5 miliarde de ani.Nebuloasa a început să se micșoreze, posibil cauzată de o undă de șoc a supernovei din apropiere.
Unda de șoc ar putea fi creată și prin rotirenebuloasă. Pe măsură ce norul a început să accelereze, impulsul său unghiular, gravitația și inerția l-au aplatizat într-un disc protoplanetar perpendicular pe axul său de rotație. Ca urmare a coliziunilor de resturi mari între ele, au început să se formeze protoplanete, care orbitează centrul nebuloasei.
Materialul din centrul nebuloasei, lipsit de un moment cinetic mare, s-a contractat și încălzit, rezultând fuziunea nucleară a hidrogenului în heliu.După o contracție și mai mare, steaua T Tauri s-a aprins și s-a transformat în Soare.
Între timp, în regiunea exterioară a nebuloasei, gravitația a provocat un proces de condensare în jurul unei perturbații a densității și a particulelor de praf, iar restul discului protoplanetar a început să se separe în inele.
Într-un proces cunoscut sub numele de acreție, particulele de praf și resturile se adună împreună în fragmente mai mari pentru a forma planete.Așa s-a format Pământul acum 4,54 miliarde de ani (cu o eroare de 1%).
Acest proces a fost în mare parte finalizat în10-20 de milioane de ani. Vântul solar de la nou formata stea T Tauri a îndepărtat cea mai mare parte a materiei de pe disc, care nu se condensase încă în corpuri mai mari. Același proces va produce discuri de acreție în jurul tuturor stelelor nou formate din Univers, unele dintre aceste stele vor dobândi planete.
Proto-Pământul sa extins datorită acreției până la acestasuprafața era suficient de fierbinte pentru a topi elementele grele, siderofile. Metalele, având o densitate mai mare decât silicații, s-au scufundat în Pământ.
Acest dezastru de fier a dus la dezbinarepe mantaua primitivă și miezul metalic la doar 10 milioane de ani după ce Pământul a început să se formeze, producând structura stratificată a Pământului și modelând câmpul magnetic al Pământului.
Prima atmosferă a Pământului capturată din solarnebuloasă, constă din elementele ușoare (atmosferice) ale nebuloasei solare, în principal hidrogen și heliu. Combinația vântului solar și temperatura ridicată a suprafeței planetei nou formate a dus la pierderea unei părți a atmosferei, ca urmare a faptului că în atmosferă în prezent procentul acestor elemente față de cele mai grele este mai mic decât în spațiul cosmic.
Istoria geologică a Pământului
Istoria geologică a Pământului - secvențăevenimente din dezvoltarea Pământului ca planetă: de la formarea rocilor, apariția și distrugerea formelor de relief, scufundarea pământului sub apă, retragerea mării, glaciația, până la apariția și dispariția animalelor și plantelor și a altor evenimente ale scalei de timp geocronologice. A fost creat în principal pe baza studierii straturilor de rocă ale planetei.
- Starea inițială a Pământului
Inițial, Pământul a fost topit și fierbinte din cauza vulcanismului puternic și a ciocnirilor frecvente cu alte corpuri. Dar în cele din urmă, stratul exterior al planetei se răcește și se transformă în scoarța terestră.
Puțin mai târziu, ca urmare a unei coliziunitangentă la un corp ceresc, de mărimea lui Marte și a unei mase de aproximativ 10% din pământ, s-a format Luna. Ca rezultat, majoritatea materialului obiectului care a lovit și o parte din materialul mantalei pământului a fost aruncat pe orbita apropiată a pământului. Din aceste resturi, proto-Luna s-a adunat și a început să orbiteze cu o rază de aproximativ 60 mii km.
- Formarea orbitei
Pământul a devenit ascuțit ca urmare a impactuluio creștere a vitezei de rotație, făcând o rotație în 5 ore și o înclinare vizibilă a axei de rotație. Degasarea și activitatea vulcanică au creat prima atmosferă de pe Pământ. Condensarea vaporilor de apă, precum și gheața provenită de la cometele care se ciocnesc de Pământ, au format oceanele.
- Suprafaţă
De sute de milioane de ani, suprafațaplanetele se schimbau în permanență, continentele s-au format și s-au dezintegrat. Au migrat pe suprafață, uneori unindu-se împreună pentru a forma un supercontinent. În urmă cu aproximativ 750 de milioane de ani, cel mai vechi supercontinent cunoscut Rodinia a început să se dezintegreze. Mai târziu, de la 600 la 540 de milioane de ani în urmă, continentele au format Pannotia și în cele din urmă Pangea, care s-a dezintegrat acum 180 de milioane de ani.
Era glaciară modernă a început aproximativ 40 de milioanecu ani în urmă, și apoi intensificat la sfârșitul pliocenului. De atunci, regiunile polare au suferit cicluri repetate de glaciație și topire, care se repetă la fiecare 40-100 de mii de ani. Ultima epocă glaciară a epocii glaciare actuale s-a încheiat acum aproximativ 10.000 de ani.
- Structura
Interiorul Pământului poate fi împărțit în straturi în funcție de acesteaproprietăți mecanice (în special reologice) sau chimice. Pe baza proprietăților mecanice, acestea sunt împărțite în litosferă, astenosferă, mezosferă, miez exterior și miez interior.
Istoria Pământului
Ipoteza științifică modernă a formării Pământuluiși alte planete ale Sistemului Solar este ipoteza nebuloasei solare, conform căreia Sistemul Solar a fost format dintr-un nor mare de praf și gaz interstelar. Norul era format în principal din hidrogen și heliu, care s-au format după Big Bang, și elemente mai grele lăsate în urmă de exploziile supernovei.
Cu aproximativ 4,5 miliarde de ani în urmă, norul a devenitmicșorare, care a avut loc probabil din cauza impactului unei unde de șoc de la o supernovă care a erupt la o distanță de câțiva ani lumină. Pe măsură ce norul a început să se contracte, momentul său unghiular, gravitația și inerția l-au aplatizat într-un disc protoplanetar perpendicular pe axa sa de rotație.
După aceea, resturile din discul protoplanetar de subprin acțiunea gravitației, au început să se ciocnească și, fuzionând, au format primii planetoizi. Comparația dimensiunilor planetelor terestre (de la stânga la dreapta): Mercur, Venus, Pământ, Marte.
În procesul de acumulare, planetoide, praf, gaze șiresturile rămase după formarea sistemului solar au început să se contopească în obiecte din ce în ce mai mari, formând planete. Data aproximativă a formării Pământului este acum 4,54 ± 0,04 miliarde de ani. Întregul proces de formare a planetei a durat aproximativ 10-20 de milioane de ani.
Luna s-a format mai târziu - aproximativ 4,527±0,01acum miliarde de ani, deși originea sa nu a fost încă stabilită cu precizie. Ipoteza principală afirmă că s-a format prin acumulare din materialul rămas după o coliziune tangenţială a Pământului cu un obiect similar ca mărime cu Marte şi cu o masă de 10-12% din cea a Pământului (uneori acest obiect se numeşte „Theia” ).
Această coliziune s-a eliberat aproximativDe 100 de milioane de ori mai multă energie decât cea care se presupune că a provocat dispariția dinozaurilor. Acest lucru a fost suficient pentru a evapora straturile exterioare ale Pământului și pentru a topi ambele corpuri.
O parte a mantalei a fost aruncată pe orbita Pământului, careprezice de ce Luna este lipsită de material metalic și explică compoziția sa neobișnuită. Sub influența propriei gravitații, materialul ejectat a căpătat o formă sferică și s-a format Luna.
Proto-Pământul sa extins datorită acreției și a fostsuficient de fierbinte pentru a topi metalele și mineralele. Fierul, precum și elementele siderofile legate geochimic de acesta, având o densitate mai mare decât silicații și aluminosilicații, s-au scufundat în centrul Pământului.
Acest lucru a dus la separarea straturilor interioare ale Pământului.în manta și miez metalic la doar 10 milioane de ani după ce Pământul a început să se formeze, producând structura stratificată a Pământului și modelând câmpul magnetic al Pământului.
Emisia de gaze din crusta si vulcanicaactivitatea a dus la formarea atmosferei primare. Condensarea vaporilor de apă, sporită de gheața adusă de comete și asteroizi, a dus la formarea oceanelor.
Atmosfera Pământului consta atunci din plămânielemente atmosferice: hidrogen și heliu, dar conțineau mult mai mult dioxid de carbon decât acum și acest lucru a salvat oceanele de la îngheț, deoarece luminozitatea Soarelui nu depășea 70% din nivelul actual. În urmă cu aproximativ 3,5 miliarde de ani, s-a format câmpul magnetic al Pământului, care a prevenit devastarea atmosferei de către vântul solar.
Suprafața planetei era în continuă schimbarede-a lungul a sute de milioane de ani: continentele au apărut și s-au prăbușit, s-au mutat pe suprafață, adunându-se periodic într-un supercontinent, apoi divergând în continente izolate.
Deci, acum aproximativ 750 de milioane de ani, un singurRodinia, apoi părțile sale s-au contopit în Pannotia (acum 600-540 de milioane de ani), iar apoi - în ultimul dintre supercontinenți - Pangea, care s-a dezintegrat acum 180 de milioane de ani.
Apariția lunii
Un satelit natural relativ mare al Pământului,Luna este mai mare în raport cu planeta sa decât orice alt satelit din Sistemul Solar. În timpul programului Apollo, roci au fost aduse înapoi pe Pământ de pe suprafața Lunii.
Datarea radiometrică a acestor roci a arătatcă Luna are o vechime de 4,53 ± 0,01 miliarde de ani și s-a format la cel puțin 30 de milioane de ani după formarea sistemului solar. Noi dovezi sugerează că Luna s-a format chiar mai târziu, cu 4,48 ± 0,02 miliarde de ani în urmă sau 70-110 milioane de ani după apariția sistemului solar.
Teoriile despre formarea Lunii trebuie să explice formarea ei târzie, precum și următoarele fapte.
În primul rând, Luna are o densitate scăzută (de 3,3 ori mai mare decât cea a apei, comparativ cu 5,5 a Pământului) și un miez metalic mic.
În al doilea rând, practic nu există apă sau alte substanțe volatile pe Lună.
În al treilea rând, Pământul și Luna au la felsemnăturile izotopice ale oxigenului (abundența relativă a izotopilor oxigenului). Dintre teoriile care au fost propuse pentru a explica aceste fapte, doar una a fost acceptată pe scară largă: ipoteza coliziunii uriașe sugerează că luna a fost creată de un obiect de dimensiunea lui Marte care a lovit proto-Pământul cu un impact privitor.
Ca urmare a ciocnirii acestui obiect, careNumit uneori Theia, Pământul a eliberat de aproximativ 100 de milioane de ori mai multă energie decât impactul care a provocat dispariția dinozaurilor.
Acest lucru a fost suficient pentru a evapora unelestraturile exterioare ale Pământului și topirea ambelor corpuri. O parte a mantalei a fost aruncată pe orbită în jurul Pământului. Această ipoteză prezice de ce Luna era lipsită de material metalic și explică compoziția sa neobișnuită.
Substanța aruncată pe orbită în jurul Pământuluise poate condensa într-un singur corp în câteva săptămâni. Sub influența propriei sale gravitații, materialul expulzat a luat o formă sferică și s-a format Luna.
Noi teorii ale compoziției pământului
Oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Arizona (ASU) au pregătit o lucrare care conturează o nouă justificare pentru ipoteza unei catastrofe inimaginabile din trecutul îndepărtat al Pământului, în timpul căreia a apărut Luna.
Se presupune că mai mult deplaneta densă, dar mai mică Theia. Piesa care s-a desprins de Pământ sau Theia a devenit Lună, iar resturile lui Theia împrăștiate prin spațiu sau cufundate adânc în Pământ, așa cum încearcă să demonstreze cercetătorii din Statele Unite.
Teoria formării prin impact a Lunii nu este nouă, așa cumși ideea apariției unor regiuni mari de forfecare scăzută pe planeta noastră - două anomalii gigantice în mantaua de pe suprafața nucleului exterior al Pământului.
Dar acestea sunt doar ipoteze pentru care nu existădovezi directe. Oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Arizona sunt încrezători că noile lor calcule au adăugat în mod semnificativ greutate ipotezei originii extraterestre a anomaliilor din mantaua Pământului.
Densitatea planetei ipotetice Theia este semnificativăa depășit densitatea Pământului antic, astfel încât fragmentele sale mari bogate în fier s-au scufundat treptat până la miezul planetei noastre. Un astfel de fragment se află sub Africa, iar celălalt sub Oceanul Pacific. Cercetătorii studiază comportamentul seismic al acestor anomalii și afirmă diferența lor față de comportamentul altor roci terestre. Conform noilor simulări ale comportamentului anomaliilor, aceasta se încadrează în teoria unei coliziuni cu Pământul unei planete mai mici, dar cu o densitate cu 6% mai mare.
Citeste mai mult:
Fizicienii au creat un analog al unei găuri negre și au confirmat teoria lui Hawking. Unde duce?
Oamenii de știință au descoperit particula mitică a lui Odderon
Cel mai misterios fenomen natural. De unde provin fulgerele cu bile și cum este periculos?