ดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อย: โลกก่อตัวขึ้นจากอะไร

การก่อตัวของระบบสุริยะ

แบบจำลองมาตรฐานการก่อตัวของระบบสุริยะ (รวมโลก)

เป็นสมมติฐานเนบิวลาสุริยะ ตามทฤษฎีนี้ ระบบสุริยะก่อตัวขึ้นจากเมฆหมุนวนขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยฝุ่นและก๊าซระหว่างดวงดาวที่เรียกว่าเนบิวลาสุริยะ

ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมที่สร้างขึ้นไม่นานหลังจากบิ๊กแบงเมื่อ 13.7 พันล้านปีก่อน และธาตุที่หนักกว่าถูกขับออกจากซูเปอร์โนวา ประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน เนบิวลาเริ่มหดตัวซึ่งอาจเกิดจากคลื่นกระแทกของซูเปอร์โนวาที่อยู่ใกล้เคียง

คลื่นกระแทกยังสามารถสร้างขึ้นได้โดยการหมุนเนบิวลา ในขณะที่เมฆเริ่มเร่งความเร็วโมเมนตัมเชิงมุมแรงโน้มถ่วงและความเฉื่อยของมันจะแบนมันลงในดิสก์ที่เป็นดาวเคราะห์นอกระบบตั้งฉากกับแกนการหมุนของมัน อันเป็นผลมาจากการชนกันของเศษซากขนาดใหญ่ที่มีต่อกันดาวเคราะห์โปรโตพลาสต์จึงเริ่มก่อตัวขึ้นโดยโคจรรอบศูนย์กลางของเนบิวลา

สสารที่อยู่ใจกลางเนบิวลาไม่มีมากนักโมเมนตัมเชิงมุมที่ถูกบีบอัดและให้ความร้อน ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันของไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม หลังจากหดตัวมากขึ้น ดาว T Tauri ก็สว่างจ้าขึ้นและกลายเป็นดวงอาทิตย์

ในขณะเดียวกัน ในบริเวณด้านนอกของเนบิวลา แรงโน้มถ่วงทำให้เกิดกระบวนการควบแน่นรอบๆ การรบกวนความหนาแน่นและอนุภาคฝุ่น และดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ที่เหลือก็เริ่มแยกออกเป็นวงแหวน

ในกระบวนการที่เรียกว่าการสะสม อนุภาคฝุ่นและเศษซากจะรวมตัวกันเป็นชิ้นใหญ่ขึ้นเพื่อก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ นี่คือลักษณะที่โลกถือกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 4.54 พันล้านปีก่อน (โดยมีข้อผิดพลาด 1%)

กระบวนการนี้ส่วนใหญ่แล้วเสร็จภายใน10-20 ล้านปี ลมสุริยะจากดาว T Tauri ที่เพิ่งก่อตัวใหม่ ได้กวาดล้างสสารส่วนใหญ่ในจานที่ยังไม่ควบแน่นเป็นวัตถุที่ใหญ่ขึ้น กระบวนการเดียวกันนี้จะสร้างจานสะสมมวลสารรอบๆ ดาวฤกษ์ที่เพิ่งก่อตัวใหม่ในจักรวาล โดยดาวฤกษ์เหล่านี้บางดวงจะไปรับดาวเคราะห์

โปรโต-โลกขยายตัวเนื่องจากการสะสมจนกระทั่งมันพื้นผิวร้อนพอที่จะละลายธาตุที่หนักและไซเดอโรฟิลิกได้ โลหะซึ่งมีความหนาแน่นสูงกว่าซิลิเกตจะจมลงสู่พื้นโลก

ภัยพิบัติเหล็กครั้งนี้นำไปสู่การแตกแยกลงบนเนื้อโลกดึกดำบรรพ์และแกนโลหะเพียง 10 ล้านปีหลังจากที่โลกเริ่มก่อตัว ก่อให้เกิดโครงสร้างชั้นต่างๆ ของโลกและสร้างสนามแม่เหล็กของโลก

บรรยากาศแรกของโลกที่จับได้จากแสงอาทิตย์เนบิวลาประกอบด้วยองค์ประกอบแสง (บรรยากาศ) ของเนบิวลาสุริยะส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียม การรวมกันของลมสุริยะและอุณหภูมิที่สูงของพื้นผิวของดาวเคราะห์ที่ก่อตัวขึ้นใหม่ทำให้สูญเสียส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากในปัจจุบันเปอร์เซ็นต์ขององค์ประกอบเหล่านี้ต่อองค์ประกอบที่หนักกว่านั้นต่ำกว่า ในอวกาศ

ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลก

ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลก - ลำดับเหตุการณ์ในการพัฒนาโลกในฐานะดาวเคราะห์: จากการก่อตัวของหินการเกิดขึ้นและการทำลายธรณีสัณฐานการแช่ตัวของพื้นดินใต้น้ำการล่าถอยของทะเลการกลายเป็นน้ำแข็งไปจนถึงการปรากฏตัวและการหายไปของสัตว์และพืชและอื่น ๆ เหตุการณ์ของมาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยา มันถูกสร้างขึ้นโดยอาศัยการศึกษาชั้นหินของดาวเคราะห์เป็นหลัก

• สถานะเริ่มต้นของโลก

ในตอนแรกโลกหลอมละลายและร้อนเนื่องจากภูเขาไฟที่รุนแรงและการชนกับวัตถุอื่นๆ บ่อยครั้ง แต่ในที่สุด ชั้นนอกของดาวเคราะห์ก็เย็นลงและกลายเป็นเปลือกโลก

หลังจากนั้นเล็กน้อยอันเป็นผลมาจากการปะทะกันสัมผัสกับวัตถุท้องฟ้าขนาดเท่าดาวอังคารและมวลประมาณ 10% ของโลกดวงจันทร์ก่อตัวขึ้น เป็นผลให้วัสดุส่วนใหญ่ของวัตถุกระทบและบางส่วนของวัสดุของเสื้อคลุมของโลกถูกโยนเข้าสู่วงโคจรใกล้โลก จากเศษซากเหล่านี้โปรโต - มูนรวมตัวกันและเริ่มโคจรด้วยรัศมีประมาณ 60,000 กม.

• การสร้างวงโคจร

พื้นดินมีความคมอันเป็นผลมาจากแรงกระแทกความเร็วในการหมุนเพิ่มขึ้นทำการปฏิวัติหนึ่งครั้งใน 5 ชั่วโมงและการเอียงของแกนหมุนที่เห็นได้ชัด การระเหยของก๊าซและการระเบิดของภูเขาไฟได้สร้างชั้นบรรยากาศแรกบนโลก การควบแน่นของไอน้ำเช่นเดียวกับน้ำแข็งจากดาวหางที่ชนกับโลกทำให้เกิดมหาสมุทร

• พื้นผิว

เป็นเวลาหลายร้อยล้านปีที่พื้นผิวดาวเคราะห์มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาทวีปต่างๆก่อตัวและสลายตัว พวกมันอพยพข้ามพื้นผิวบางครั้งก็รวมตัวกันเป็นมหาทวีป ประมาณ 750 ล้านปีก่อน Rodinia ซุปเปอร์คอนติเนนต์ที่รู้จักกันมากที่สุดเริ่มสลายตัว ต่อมาจาก 600 ถึง 540 ล้านปีก่อนทวีปต่างๆได้รวมตัวกันเป็น Pannotia และในที่สุด Pangea ซึ่งสลายตัวไปเมื่อ 180 ล้านปีก่อน

ยุคน้ำแข็งสมัยใหม่เริ่มขึ้นประมาณ 40 ล้านเมื่อหลายปีก่อนและรุนแรงขึ้นในตอนท้ายของไพลโอซีน บริเวณขั้วโลกได้ผ่านวัฏจักรของน้ำแข็งและการหลอมละลายซ้ำแล้วซ้ำเล่าทุกๆ 40-100 พันปี ยุคน้ำแข็งสุดท้ายของยุคน้ำแข็งในปัจจุบันสิ้นสุดลงเมื่อประมาณ 10,000 ปีก่อน

• โครงสร้าง

ภายในของโลกสามารถแบ่งออกได้เป็นชั้น ๆ ตามลักษณะของมันคุณสมบัติทางกล (โดยเฉพาะทางรีโอโลยี) หรือคุณสมบัติทางเคมี ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกล พวกมันถูกแบ่งออกเป็น เปลือกโลก, แอสเธโนสเฟียร์, มีโซสเฟียร์, แกนกลางชั้นนอก และแกนใน

ประวัติศาสตร์โลก

สมมติฐานทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เกี่ยวกับการก่อตัวของโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะคือสมมติฐานเนบิวลาสุริยะตามที่ระบบสุริยะก่อตัวขึ้นจากเมฆฝุ่นและก๊าซในดวงดาวขนาดใหญ่ เมฆส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมซึ่งก่อตัวหลังบิ๊กแบง และองค์ประกอบที่หนักกว่าที่ทิ้งไว้จากการระเบิดของซุปเปอร์โนวา

ประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน เมฆกลายเป็นการหดตัวซึ่งอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการกระแทกของคลื่นกระแทกจากซุปเปอร์โนวาที่ปะทุในระยะทางหลายปีแสง เมื่อเมฆเริ่มหดตัว โมเมนตัมเชิงมุม แรงโน้มถ่วง และความเฉื่อยของเมฆก็ทำให้เมฆแบนจนกลายเป็นดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ที่ตั้งฉากกับแกนการหมุนของมัน

หลังจากนั้นเศษซากในดิสก์ต้นแบบที่อยู่ภายใต้โดยการกระทำของแรงโน้มถ่วงพวกมันเริ่มชนกันและรวมตัวกันก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ดวงแรก การเปรียบเทียบขนาดของดาวเคราะห์บก (จากซ้ายไปขวา): ดาวพุธดาวศุกร์โลกดาวอังคาร

ในกระบวนการสะสมดาวเคราะห์น้อยฝุ่นก๊าซและเศษซากที่เหลือหลังจากการก่อตัวของระบบสุริยะเริ่มรวมกันเป็นวัตถุขนาดใหญ่กว่าเดิมจนกลายเป็นดาวเคราะห์ วันที่โดยประมาณของการก่อตัวของโลกคือ 4.54 ± 0.04 พันล้านปีก่อน กระบวนการก่อตัวของดาวเคราะห์ทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 10-20 ล้านปี

ดวงจันทร์ก่อตัวในเวลาต่อมา - ประมาณ 4.527±0.01พันล้านปีก่อนแม้จะยังไม่ทราบที่มาที่แน่ชัดก็ตาม สมมติฐานหลักระบุว่ามันถูกสร้างขึ้นโดยการเพิ่มขึ้นจากวัสดุที่เหลืออยู่หลังจากการชนกันในวงสัมผัสของโลกกับวัตถุที่มีขนาดใกล้เคียงกับดาวอังคารและมีมวล 10-12% ของโลก (บางครั้งวัตถุนี้เรียกว่า “เธีย” ).

การชนกันครั้งนี้เกิดขึ้นประมาณพลังงานมากกว่าพลังงานที่ทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ถึง 100 ล้านเท่า นี่เพียงพอที่จะทำให้ชั้นนอกของโลกระเหยออกไปและละลายทั้งสองวัตถุ

ส่วนหนึ่งของเนื้อโลกถูกโยนเข้าสู่วงโคจรของโลกซึ่งทำนายว่าทำไมดวงจันทร์จึงไม่มีวัตถุที่เป็นโลหะและอธิบายองค์ประกอบที่ผิดปกติของมัน ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของมันเอง สสารที่พุ่งออกมาจึงมีรูปร่างเป็นทรงกลมและดวงจันทร์ก็ก่อตัวขึ้น

โปรโต-โลกขยายตัวเนื่องจากการสะสมและเป็นร้อนพอที่จะหลอมโลหะและแร่ธาตุได้ เหล็กและธาตุไซเดอโรฟิลซึ่งสัมพันธ์กับธรณีเคมีซึ่งมีความหนาแน่นสูงกว่าซิลิเกตและอะลูมิโนซิลิเกต จมลงสู่ใจกลางโลก

สิ่งนี้นำไปสู่การแยกชั้นในของโลกเข้าไปในเสื้อคลุมและแกนโลหะเพียง 10 ล้านปีหลังจากที่โลกเริ่มก่อตัวสร้างโครงสร้างชั้นของโลกและสร้างสนามแม่เหล็กของโลก

การปล่อยก๊าซจากเปลือกโลกและภูเขาไฟกิจกรรมนำไปสู่การก่อตัวของบรรยากาศปฐมภูมิ การควบแน่นของไอน้ำที่เพิ่มขึ้นจากน้ำแข็งที่ดาวหางและดาวเคราะห์น้อยนำเข้ามา ทำให้เกิดการก่อตัวของมหาสมุทร

จากนั้นชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยปอดองค์ประกอบในบรรยากาศ: ไฮโดรเจนและฮีเลียม แต่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าปัจจุบันอย่างมีนัยสำคัญและช่วยประหยัดมหาสมุทรจากการแช่แข็งเนื่องจากความส่องสว่างของดวงอาทิตย์ไม่เกิน 70% ของระดับปัจจุบัน เมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อนสนามแม่เหล็กของโลกได้ก่อตัวขึ้นซึ่งป้องกันการทำลายล้างของชั้นบรรยากาศโดยลมสุริยะ

พื้นผิวดาวเคราะห์มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลากว่าร้อยล้านปี: ทวีปต่างๆ ปรากฏขึ้นและพังทลาย เคลื่อนตัวผ่านพื้นผิว รวมตัวกันเป็นทวีปใหญ่เป็นระยะๆ แล้วแยกออกเป็นทวีปที่แยกออกจากกัน

เมื่อประมาณ 750 ล้านปีที่แล้วซิงเกิลRodinia จากนั้นชิ้นส่วนของมันก็รวมเข้ากับ Pannotia (600-540 ล้านปีก่อน) และในช่วงปลายสุดของทวีป - Pangea ซึ่งสลายตัวไปเมื่อ 180 ล้านปีก่อน

ลักษณะของดวงจันทร์

ดาวเทียมธรรมชาติที่ค่อนข้างใหญ่ของโลกดวงจันทร์มีขนาดใหญ่กว่าเมื่อสัมพันธ์กับดาวเคราะห์ของมันมากกว่าดาวเทียมอื่นๆ ในระบบสุริยะ ในระหว่างโครงการอะพอลโล หินถูกนำกลับมายังโลกจากพื้นผิวของดวงจันทร์

การหาอายุด้วยรังสีของหินเหล่านี้แสดงให้เห็นดวงจันทร์มีอายุ 4.53 ± 0.01 พันล้านปี และก่อตัวอย่างน้อย 30 ล้านปีหลังจากระบบสุริยะถือกำเนิด หลักฐานใหม่บ่งชี้ว่าดวงจันทร์ก่อตัวในเวลาต่อมา 4.48 ± 0.02 พันล้านปีก่อน หรือ 70-110 ล้านปีหลังจากการกำเนิด การเกิดขึ้นของระบบสุริยะ

ทฤษฎีเกี่ยวกับการก่อตัวของดวงจันทร์จะต้องอธิบายการก่อตัวล่าช้าของมัน รวมถึงข้อเท็จจริงต่อไปนี้

ประการแรก ดวงจันทร์มีความหนาแน่นต่ำ (3.3 เท่าของน้ำ เทียบกับ 5.5 ของโลก) และมีแกนกลางโลหะขนาดเล็ก

ประการที่สอง บนดวงจันทร์ไม่มีน้ำหรือสารระเหยอื่นๆ เลย

ประการที่สามโลกและดวงจันทร์มีความเหมือนกันลายเซ็นของออกซิเจนไอโซโทป (ความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทปของออกซิเจน) จากทฤษฎีที่ได้รับการเสนอเพื่ออธิบายข้อเท็จจริงเหล่านี้มีเพียงทฤษฎีเดียวเท่านั้นที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง: สมมติฐานการชนกันขนาดยักษ์แสดงให้เห็นว่าดวงจันทร์ถูกสร้างขึ้นโดยวัตถุขนาดเท่าดาวอังคารที่พุ่งชนโปรโต - เอิร์ ธ

ซึ่งเป็นผลมาจากการชนกันของวัตถุชิ้นนี้ซึ่งบางครั้งเรียกว่า Theia โลกปล่อยพลังงานมากกว่าผลกระทบที่ทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ประมาณ 100 ล้านเท่า

แค่นี้ก็ระเหยไปบ้างแล้วชั้นนอกของโลกและการละลายของวัตถุทั้งสอง ส่วนหนึ่งของเนื้อโลกถูกโยนขึ้นสู่วงโคจรรอบโลก สมมติฐานนี้ทำนายว่าเหตุใดดวงจันทร์จึงปราศจากวัสดุโลหะและอธิบายองค์ประกอบที่ผิดปกติของมัน

สารที่ถูกโยนเข้าสู่วงโคจรรอบโลกสามารถรวมตัวเป็นเนื้อเดียวได้ภายในไม่กี่สัปดาห์ ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของมันเองวัสดุที่พุ่งออกมาจึงมีรูปร่างเป็นทรงกลมและดวงจันทร์ก็ก่อตัวขึ้น

ทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับองค์ประกอบของโลก

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐแอริโซนา (ASU) ได้เตรียมบทความที่สรุปเหตุผลใหม่สำหรับสมมติฐานเกี่ยวกับภัยพิบัติที่ไม่อาจจินตนาการได้จากอดีตอันไกลโพ้นของโลกในระหว่างที่ดวงจันทร์ปรากฏ

สันนิษฐานว่ามากกว่าดาวเคราะห์หนาแน่น แต่มีขนาดเล็กกว่า Theia ชิ้นส่วนที่แตกออกจากโลกหรือ Theia กลายเป็นดวงจันทร์และเศษของ Theia กระจัดกระจายไปตามอวกาศหรือจมลงสู่พื้นโลกขณะที่นักวิจัยจากสหรัฐอเมริกากำลังพยายามพิสูจน์

ทฤษฎีการก่อตัวกระทบของดวงจันทร์ไม่ใช่เรื่องใหม่และความคิดเกี่ยวกับการปรากฏตัวของพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีความเร็วเฉือนต่ำภายในโลกของเรา - ความผิดปกติขนาดยักษ์สองประการภายในเสื้อคลุมบนพื้นผิวของแกนโลกชั้นนอก

แต่นี่เป็นเพียงสมมติฐานที่ไม่มีหลักฐานโดยตรง นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐแอริโซนามั่นใจว่าการคำนวณใหม่ของพวกเขาได้เพิ่มน้ำหนักอย่างมีนัยสำคัญให้กับสมมติฐานของการกำเนิดความผิดปกติของมนุษย์ต่างดาวในเสื้อคลุมของโลก

ความหนาแน่นของดาวเคราะห์สมมุติ Theia มีความสำคัญเกินความหนาแน่นของโลกโบราณดังนั้นเศษชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่อุดมด้วยเหล็กจึงค่อยๆจมลงสู่แกนกลางของโลกของเรา ส่วนหนึ่งดังกล่าวตั้งอยู่ใต้ทวีปแอฟริกาและอีกส่วนหนึ่งอยู่ใต้มหาสมุทรแปซิฟิก นักวิจัยศึกษาพฤติกรรมแผ่นดินไหวของความผิดปกติเหล่านี้และระบุความแตกต่างจากพฤติกรรมของหินบกอื่น ๆ จากการจำลองพฤติกรรมของความผิดปกติแบบใหม่มันเข้ากับทฤษฎีการชนกับโลกของดาวเคราะห์ขนาดเล็ก แต่มีความหนาแน่นสูงขึ้น 6%

อ่านเพิ่มเติม:

นักฟิสิกส์ได้สร้างอะนาล็อกของหลุมดำและยืนยันทฤษฎีของ Hawking นำไปสู่ที่ไหน?

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบอนุภาคในตำนานของ Odderon

ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ลึกลับที่สุด Ball Lightning มาจากไหนและอันตรายอย่างไร?