Vznik slnečnej sústavy
Štandardný model formovania slnečnej sústavy (vrátane Zeme)
Pozostával z vodíka a hélia, vytvorenýchkrátko po veľkom tresku pred 13,7 miliardami rokov a ťažšie prvky vyvrhnuté supernovami. Asi pred 4,5 miliardami rokov sa hmlovina začala zmenšovať, pravdepodobne v dôsledku rázovej vlny blízkej supernovy.
Rázová vlna sa dala vytvoriť aj rotáciouhmlovina. Keď sa mrak začal zrýchľovať, jeho moment hybnosti, gravitácia a zotrvačnosť ho sploštili na protoplanetárny disk kolmý na jeho os rotácie. V dôsledku vzájomných zrážok veľkých trosiek sa začali formovať protoplanéty obiehajúce okolo stredu hmloviny.
Hmota v strede hmloviny, bez veľkého množstvamoment hybnosti, stlačený a zahriaty, čo vedie k jadrovej fúzii vodíka na hélium. Po ešte väčšej kontrakcii sa hviezda T Tauri rozžiarila a zmenila sa na Slnko.
Medzitým vo vonkajšej oblasti hmloviny spôsobila gravitácia proces kondenzácie okolo narušenia hustoty a prachových častíc a zvyšok protoplanetárneho disku sa začal oddeľovať do prstencov.
V procese známom ako akrecia sa prachové častice a úlomky zhlukujú do väčších kúskov a vytvárajú planéty. Takto vznikla Zem asi pred 4,54 miliardami rokov (s chybou 1%).
Tento proces bol do značnej miery ukončený10-20 miliónov rokov. Slnečný vietor z novovzniknutej hviezdy T Tauri vyčistil väčšinu hmoty z disku, ktorá ešte neskondenzovala do väčších telies. Rovnaký proces vytvorí akrečné disky okolo prakticky všetkých novovzniknutých hviezd vo vesmíre, niektoré z týchto hviezd získajú planéty.
Proto-Zem expandovala vďaka narastaniu až do nejpovrch bol dostatočne horúci na to, aby roztavil ťažké, siderofilné prvky. Kovy, ktoré majú vyššiu hustotu ako kremičitany, sa potopili do Zeme.
Táto železná katastrofa viedla k rozdeleniuna primitívny plášť a kovové jadro len 10 miliónov rokov po tom, ako sa Zem začala formovať, čím sa vytvorila vrstvená štruktúra Zeme a formovalo sa magnetické pole Zeme.
Prvá atmosféra Zeme zachytená zo Slnkahmlovina pozostávala zo svetelných (atmosférických) prvkov slnečnej hmloviny, hlavne z vodíka a hélia. Kombinácia slnečného vetra a vysokej teploty povrchu novovzniknutej planéty viedla k strate časti atmosféry, v dôsledku čoho je v súčasnosti v atmosfére percento týchto prvkov k tým ťažším nižšie ako vo vesmíre.
Geologická história Zeme
Geologická história Zeme - postupnosťudalosti vo vývoji Zeme ako planéty: od formovania hornín, vzniku a ničenia reliéfu, ponorenia pevniny pod vodu, ústupu mora, zaľadnenia, až po výskyt a zmiznutie zvierat a rastlín a iné udalosti geochronologickej časovej škály. Vznikol hlavne na základe štúdia horninových vrstiev planéty.
- Počiatočný stav Zeme
Spočiatku bola Zem roztavená a horúca kvôli silnému vulkanizmu a častým kolíziám s inými telesami. Nakoniec sa však vonkajšia vrstva planéty ochladí a zmení sa na zemskú kôru.
O niečo neskôr v dôsledku zrážkydotyčnica k nebeskému telesu, veľkosti Marsu a hmotnosti asi 10% Zeme, vznikol Mesiac. Vďaka tomu bola väčšina materiálu dopadajúceho objektu a časť materiálu zemského plášťa odhodená na obežnú dráhu blízko Zeme. Proto-Mesiac sa zhromaždil z týchto trosiek a začal obiehať s polomerom asi 60 tisíc km.
- Tvorba obežnej dráhy
Vplyvom nárazu sa zem zostrila.zvýšenie rýchlosti otáčania, ktoré urobí jednu otáčku za 5 hodín, a znateľný sklon osi otáčania. Odplynenie a sopečná činnosť vytvorili prvú atmosféru na Zemi. Kondenzácia vodnej pary, ako aj ľad z komét zrážajúcich sa so Zemou, vytvorili oceány.
- Povrch
Po stovky miliónov rokov povrchplanéty sa neustále menili, formovali sa a rozpadali sa kontinenty. Migrovali cez povrch, niekedy sa spojili a vytvorili superkontinent. Asi pred 750 miliónmi rokov sa začala rozpadať najskôr známa superkontinent Rodinia. Neskôr, pred 600 až 540 miliónmi rokov, kontinenty vytvorili Pannotiu a nakoniec Pangea, ktorá sa rozpadla pred 180 miliónmi rokov.
Moderná doba ľadová začala asi 40 miliónovpred rokmi a potom sa zosilnili na konci pliocénu. Polárne oblasti odvtedy prešli opakujúcimi sa cyklami zaľadnenia a topenia, ktoré sa opakujú každých 40 - 100 tisíc rokov. Posledná doba ľadová súčasnej doby ľadovej sa skončila asi pred 10 000 rokmi.
- Štruktúra
Vnútro Zeme možno rozdeliť na vrstvy podľa ichmechanické (najmä reologické) alebo chemické vlastnosti. Na základe mechanických vlastností sa delia na litosféru, astenosféru, mezosféru, vonkajšie jadro a vnútorné jadro.
Dejiny Zeme
Moderná vedecká hypotéza o vzniku Zemea ďalších planét Slnečnej sústavy je hypotéza slnečnej hmloviny, podľa ktorej Slnečná sústava vznikla z veľkého oblaku medzihviezdneho prachu a plynu. Oblak pozostával najmä z vodíka a hélia, ktoré vznikli po Veľkom tresku, a ťažších prvkov, ktoré po sebe zanechali výbuchy supernov.
Asi pred 4,5 miliardami rokov sa stal oblakzmenšiť, ku ktorému došlo pravdepodobne v dôsledku dopadu rázovej vlny zo supernovy, ktorá vybuchla vo vzdialenosti niekoľkých svetelných rokov. Keď sa oblak začal sťahovať, jeho moment hybnosti, gravitácia a zotrvačnosť ho sploštili do protoplanetárneho disku kolmého na jeho os rotácie.
Potom boli zvyšky v protoplanetárnom disku podpôsobením gravitácie sa začali zraziť a spojením vytvorili prvé planétky. Porovnanie veľkostí pozemských planét (zľava doprava): Merkúr, Venuša, Zem, Mars.
V procese narastania sú planétky, prach, plyn atrosky, ktoré zostali po vzniku slnečnej sústavy, sa začali spájať do väčších a väčších objektov a formovali planéty. Približný dátum vzniku Zeme je pred 4,54 ± 0,04 miliardami rokov. Celý proces formovania planéty trval asi 10 - 20 miliónov rokov.
Mesiac vznikol neskôr – približne 4,527±0,01pred miliardou rokov, hoci jeho pôvod ešte nebol presne stanovený. Hlavná hypotéza hovorí, že vznikol narastaním materiálu, ktorý zostal po tangenciálnej zrážke Zeme s objektom podobnej veľkosti ako Mars a s hmotnosťou 10-12% hmotnosti Zeme (niekedy sa tento objekt nazýva „Theia“ ).
Táto zrážka sa uvoľnila približne100 miliónov krát viac energie ako tá, ktorá údajne spôsobila vyhynutie dinosaurov. To stačilo na odparenie vonkajších vrstiev Zeme a roztavenie oboch telies.
Časť plášťa bola vyhodená na obežnú dráhu Zeme, ktorápredpovedá, prečo je Mesiac bez kovového materiálu a vysvetľuje jeho nezvyčajné zloženie. Vplyvom vlastnej gravitácie nadobudol vyvrhnutý materiál guľový tvar a vznikol Mesiac.
Proto-Zem expandovala v dôsledku narastania a boladostatočne horúce na roztavenie kovov a minerálov. Železo, ako aj geochemicky s ním súvisiace siderofilné prvky, ktoré majú vyššiu hustotu ako kremičitany a hlinitokremičitany, klesli do stredu Zeme.
To viedlo k oddeleniu vnútorných vrstiev Zeme.do plášťa a kovového jadra len 10 miliónov rokov po tom, čo sa začala formovať Zem, čím sa vytvorila vrstvená štruktúra Zeme a formovalo sa magnetické pole Zeme.
Emisie plynov z kôry a sopečného pôvoduaktivita viedla k vytvoreniu primárnej atmosféry. Kondenzácia vodnej pary, posilnená ľadom prineseným kométami a asteroidmi, viedla k vytvoreniu oceánov.
Atmosféru Zeme potom tvorili pľúcaatmosférické prvky: vodík a hélium, obsahovalo však podstatne viac oxidu uhličitého, ako je teraz, a to ušetrilo oceány pred zamrznutím, pretože svietivosť Slnka potom nepresahovala 70% súčasnej úrovne. Asi pred 3,5 miliardami rokov vzniklo zemské magnetické pole, ktoré zabraňovalo slnečnému vetru vyprázdňovať atmosféru.
Povrch planéty sa neustále menilv priebehu stoviek miliónov rokov: kontinenty sa objavovali a zrútili, pohybovali sa po povrchu, pravidelne sa zhromažďovali do superkontinentu a potom sa rozchádzali do izolovaných kontinentov.
Takže asi pred 750 miliónmi rokov jedinýRodinia, potom sa jej časti spojili do Pannotie (pred 600 - 540 miliónmi rokov), a potom - v poslednej zo superkontinentov - Pangea, ktorá sa rozpadla pred 180 miliónmi rokov.
Vzhľad mesiaca
Relatívne veľký prirodzený satelit Zeme,Mesiac je vo vzťahu k svojej planéte väčší ako ktorýkoľvek iný satelit v Slnečnej sústave. Počas programu Apollo boli z povrchu Mesiaca na Zem privezené horniny.
Ukázalo sa rádiometrické datovanie týchto hornínže Mesiac je starý 4,53 ± 0,01 miliardy rokov a vznikol najmenej 30 miliónov rokov po vzniku Slnečnej sústavy Nové dôkazy naznačujú, že Mesiac vznikol ešte neskôr, pred 4,48 ± 0,02 miliardami rokov alebo 70-110 miliónov rokov po vzniku. vznik slnečnej sústavy.
Teórie o vzniku Mesiaca musia vysvetliť jeho neskorý vznik, ako aj nasledujúce skutočnosti.
Po prvé, Mesiac má nízku hustotu (3,3-násobok hustoty vody v porovnaní so Zemou 5,5) a malé kovové jadro.
Po druhé, na Mesiaci nie je prakticky žiadna voda ani iné prchavé látky.
Po tretie, Zem a Mesiac majú to istéizotopové podpisy kyslíka (relatívne množstvo izotopov kyslíka). Z teórií, ktoré boli navrhnuté na vysvetlenie týchto skutočností, získala širokú akceptáciu iba jedna: hypotéza obrovskej kolízie naznačuje, že Mesiac vznikol v dôsledku toho, že objekt o veľkosti Marsu zasiahol prudko dopad na proto-Zem.
Následkom kolízie tohto objektu, ktorýZem niekedy nazývaná Theia uvoľnila asi 100 miliónov krát viac energie ako náraz, ktorý spôsobil vyhynutie dinosaurov.
To stačilo na odparenievonkajších vrstiev Zeme a roztavenie oboch telies. Časť plášťa bola vyhodená na obežnú dráhu okolo Zeme. Táto hypotéza predpovedá, prečo bol Mesiac bez kovového materiálu a vysvetľuje jeho nezvyčajné zloženie.
Látka vyhodená na obežnú dráhu okolo Zememohol kondenzovať do jedného tela v priebehu niekoľkých týždňov. Pod vplyvom vlastnej gravitácie získal vyvrhnutý materiál sférický tvar a vznikol Mesiac.
Nové teórie zloženia Zeme
Vedci z Arizona State University (ASU) pripravili prácu, ktorá načrtáva nové opodstatnenie hypotézy o nepredstaviteľnej katastrofe z dávnej minulosti Zeme, počas ktorej sa objavil Mesiac.
Predpokladá sa, že viac akohustá, ale menšia planéta Theia. Kusom, ktorý sa odtrhol od Zeme alebo Theie, sa stal Mesiac a zvyšky Theie sa rozptýlili vesmírom alebo sa ponorili hlboko do Zeme, čo sa snažia dokázať vedci z USA.
Teória impaktného formovania Mesiaca nie je nováa myšlienka objavenia sa veľkých oblastí s nízkym strihom na našej planéte - dve obrovské anomálie v plášti na povrchu vonkajšieho jadra Zeme.
Ale to sú iba hypotézy, pre ktoré neexistujepriamy dôkaz. Vedci z Arizonskej štátnej univerzity sú presvedčení, že ich nové výpočty výrazne pridali na váhe hypotéze o mimozemskom pôvode anomálií v zemskom plášti.
Hustota hypotetickej planéty Theia je značnáprekročila hustotu starej Zeme, takže jej veľké úlomky bohaté na železo postupne klesali k jadru našej planéty. Jeden taký fragment sa nachádza pod Afrikou a druhý pod Tichým oceánom. Vedci skúmajú seizmické správanie týchto anomálií a uvádzajú ich odlišnosť od správania iných suchozemských hornín. Podľa nových simulácií správania sa anomálií zapadá do teórie kolízie so Zemou menšej planéty, ale s o 6% vyššou hustotou.
Čítaj viac:
Fyzici vytvorili analóg čiernej diery a potvrdili Hawkingovu teóriu. Kadiaľ vedie?
Vedci objavili mýtickú časticu Odderonu
Najtajomnejší prírodný úkaz. Odkiaľ pochádza guľový blesk a v čom je nebezpečný?