Kwestia pochodzenia Ziemi, planet i Układu Słonecznego jako całości martwi ludzi od czasów starożytnych. Mity o pochodzeniu Ziemi można prześledzić wśród wielu starożytnych ludów. Chińczycy, Egipcjanie, Sumerowie, Grecy mieli własne wyobrażenie o kształtowaniu się świata. Na początku naszej ery ich naiwne idee zostały zastąpione dogmatami religijnymi, które nie tolerowały sprzeciwów. W średniowiecznej Europie próby poszukiwania prawdy kończyły się niekiedy ogniem inkwizycji. Pierwsze naukowe wyjaśnienia tego problemu pochodzą dopiero z XVIII wieku. Nawet teraz nie ma jednej hipotezy o pochodzeniu Ziemi, która daje miejsce na nowe odkrycia i pożywienie dla dociekliwego umysłu.
Mitologia starożytnych
Człowiek jest ciekawskim stworzeniem. Od czasów starożytnych ludzie różnili się od zwierząt nie tylko chęcią przetrwania w surowym, dzikim świecie, ale także próbą jego zrozumienia. Uznając całkowitą wyższość sił natury nad sobą, ludzie zaczęli deifikować zachodzące procesy. Najczęściej to niebiańskim przypisuje się zasługę stworzenia świata.
Mity o pochodzeniu Ziemi w różnych częściach planety znacznie się od siebie różniły. Zgodnie z ideami starożytnych Egipcjan wykluła się ze świętego jaja uformowanego przez boga Chnuma ze zwykłej gliny. Według wierzeńludy wyspiarskie, ziemia została wyłowiona z oceanu przez bogów.
Teoria chaosu
Starożytni Grecy byli najbliżej teorii naukowej. Według ich koncepcji narodziny Ziemi pochodziły z pierwotnego Chaosu, wypełnionego mieszaniną wody, ziemi, ognia i powietrza. Wpisuje się to w naukowe postulaty teorii powstania Ziemi. Wybuchowa mieszanka pierwiastków obracała się chaotycznie, wypełniając wszystko, co istnieje. Ale w pewnym momencie, z wnętrzności pierwotnego Chaosu, narodziła się Ziemia - bogini Gaja i jej wieczny towarzysz, Niebo, bóg Uran. Razem wypełnili martwe przestrzenie różnorodnością życia.
Podobny mit powstał w Chinach. Chaos Hun-tun, wypełniony pięcioma żywiołami - drewnem, metalem, ziemią, ogniem i wodą - krążył w formie jajka przez bezgraniczny wszechświat, aż narodził się w nim bóg Pan-Gu. Kiedy się obudził, zastał wokół siebie tylko martwą ciemność. I ten fakt bardzo go zasmucił. Zbierając siły, bóstwo Pan-Gu rozbiło skorupę jaja chaosu, uwalniając dwie zasady: Yin i Yang. Ciężki Yin opadł, tworząc ziemię, lekki i lekki Yang wzbił się w górę, tworząc niebo.
Teoria klasowa powstania Ziemi
Pochodzenie planet, aw szczególności Ziemi, zostało wystarczająco zbadane przez współczesnych naukowców. Istnieje jednak szereg fundamentalnych pytań (na przykład skąd wzięła się woda), które wywołują gorącą debatę. Dlatego nauka o Wszechświecie rozwija się, każde nowe odkrycie staje się cegłą w fundamencie hipotezy o powstaniu Ziemi.
Słynny radziecki naukowiec Otto Yulievich Schmidt, lepiej znany z badań polarnych, pogrupował wszystkozaproponowali hipotezy i pogrupowali je w trzy klasy. Pierwsza obejmuje teorie oparte na postulacie powstania Słońca, planet, księżyców i komet z jednego materiału (mgławicy). Są to dobrze znane hipotezy Wojtkewicza, Laplace'a, Kanta, Fesenkowa, ostatnio zrewidowane przez Rudnika, Sobotowicza i innych naukowców.
Druga klasa łączy idee, według których planety powstały bezpośrednio z substancji Słońca. Takie są hipotezy o pochodzeniu Ziemi autorstwa naukowców Jeansa, Jeffreysa, Multona i Chamberlina, Buffona i innych.
I wreszcie trzecia klasa obejmuje teorie, które nie jednoczą Słońca i planet wspólnym pochodzeniem. Najbardziej znana jest hipoteza Schmidta. Zastanówmy się nad charakterystyką każdej klasy.
Hipoteza Kanta
W 1755 niemiecki filozof Kant krótko opisał pochodzenie Ziemi w następujący sposób: pierwotny Wszechświat składał się z nieruchomych cząstek przypominających pył o różnych gęstościach. Siły grawitacji doprowadziły ich do ruchu. Sklejają się ze sobą (efekt akrecji), co ostatecznie prowadzi do powstania centralnej wiązki gorącej - Słońca. Kolejne zderzenia cząstek doprowadziły do rotacji Słońca, a wraz z nią obłoku pyłu.
W tym ostatnim stopniowo formowały się oddzielne skrzepy materii - zarodki przyszłych planet, wokół których według podobnego schematu formowały się satelity. Tak uformowana na początku swojego istnienia Ziemia wydawała się zimna.
Koncepcja Laplace'a
Francuski astronom i matematyk P. Laplace zaproponował nieco innewariant wyjaśniający pochodzenie planety Ziemia i innych planet. Jego zdaniem Układ Słoneczny powstał z gorącej mgławicy gazowej z wiązką cząstek w centrum. Obracał się i kurczył pod wpływem uniwersalnej grawitacji. Wraz z dalszym ochłodzeniem, prędkość rotacji mgławicy rosła, wzdłuż obrzeży oderwały się od niej pierścienie, które rozpadły się na prototypy przyszłych planet. Te ostatnie na początkowym etapie były kulami z gorącym gazem, które stopniowo schładzały się i krzepły.
Brak hipotez Kanta i Laplace'a
Hipotezy Kanta i Laplace'a, wyjaśniające pochodzenie planety Ziemia, dominowały w kosmogonii aż do początku XX wieku. I odegrały progresywną rolę, służąc jako podstawa nauk przyrodniczych, zwłaszcza geologii. Główną wadą hipotezy jest niemożność wyjaśnienia rozkładu momentu pędu (MKR) w Układzie Słonecznym.
MKR jest zdefiniowany jako iloczyn masy ciała razy odległość od środka układu i prędkość jego rotacji. Rzeczywiście, biorąc pod uwagę fakt, że Słońce ma ponad 90% całkowitej masy układu, musi również mieć wysoki MCR. W rzeczywistości Słońce ma tylko 2% całkowitego MKR, podczas gdy planety, zwłaszcza olbrzymy, są obdarzone pozostałymi 98%.
Teoria Fesenkowa
W 1960 roku radziecki naukowiec Fesenkov próbował wyjaśnić tę sprzeczność. Według jego wersji pochodzenia Ziemi, Słońce i planety powstały w wyniku zagęszczenia gigantycznej mgławicy – „globul”. Mgławica zawierała bardzo rozrzedzoną materię, składającą się głównie z wodoru, helu iniewielka ilość ciężkich pierwiastków. Pod wpływem siły grawitacji w centralnej części kuli pojawiła się gromada w kształcie gwiazdy, Słońce. Kręciło się szybko. W wyniku ewolucji materii słonecznej do otaczającego ją środowiska gazowo-pyłowego od czasu do czasu emitowana była materia. Doprowadziło to do utraty jego masy przez Słońce i przeniesienia znacznej części ISS na stworzone planety. Powstanie planet nastąpiło poprzez akrecję materii mgławicy.
Teorie Multona i Chamberlina
Amerykańscy badacze, astronom Multon i geolog Chamberlin, wysunęli podobne hipotezy dotyczące pochodzenia Ziemi i Układu Słonecznego, zgodnie z którymi planety powstały z materii gazowych gałęzi spiralnych, „rozciągniętych” od Słońca przez nieznana gwiazda, która przeszła w dość bliskiej odległości od niej.
Naukowcy wprowadzili do kosmogonii pojęcie „planetesimal” - są to skrzepy skondensowane z gazów pierwotnej substancji, które stały się zarodkami planet i asteroid.
Jeans Wyrok
Angielski astronom i fizyk D. Jeans (1919) zasugerował, że kiedy inna gwiazda zbliżyła się do Słońca, od niej oderwał się występ w kształcie cygara, który później rozpadł się na oddzielne skrzepy. Co więcej, duże planety powstały ze środkowej, pogrubionej części „cygara”, a małe wzdłuż jego krawędzi.
Hipoteza Schmidta
W kwestiach dotyczących teorii pochodzenia Ziemi, oryginalny punkt widzenia został wyrażony w 1944 roku przez Schmidta. Jest to tzw. hipoteza meteorytowa, którą następnie pod względem fizycznym i matematycznym uzasadnili uczniowie słynnegonaukowiec. Nawiasem mówiąc, problem formowania się Słońca nie jest rozważany w hipotezie.
Zgodnie z teorią, Słońce na jednym z etapów swojego rozwoju uchwyciło (przyciągnęło do siebie) zimny obłok meteorytu gazowo-pyłowego. Wcześniej posiadał bardzo mały MKR, podczas gdy chmura obracała się ze znaczną prędkością. W silnym polu grawitacyjnym Słońca chmura meteorytów zaczęła różnicować się pod względem masy, gęstości i rozmiaru. Część materiału meteorytowego uderzyła w gwiazdę, druga w wyniku procesów akrecyjnych utworzyła skrzepy-zarodki planet i ich satelitów.
W tej hipotezie powstanie i rozwój Ziemi zależne jest od wpływu "wiatru słonecznego" - ciśnienia promieniowania słonecznego, które odpychało lekkie składniki gazu na obrzeża Układu Słonecznego. Utworzona w ten sposób ziemia była zimnym ciałem. Dalsze ogrzewanie wiąże się z ciepłem radiogenicznym, różnicowaniem grawitacyjnym i innymi źródłami energii wewnętrznej planety. Naukowcy uważają bardzo małe prawdopodobieństwo uchwycenia takiej chmury meteorytu przez Słońce za dużą wadę tej hipotezy.
Założenia Rudnika i Sobotovicha
Historia powstania Ziemi wciąż ekscytuje naukowców. Stosunkowo niedawno (w 1984 r.) V. Rudnik i E. Sobotovich przedstawili własną wersję pochodzenia planet i Słońca. Według ich pomysłów inicjatorem procesów w mgławicy gazowo-pyłowej może być pobliska eksplozja supernowej. Dalsze wydarzenia, zdaniem badaczy, wyglądały tak:
- Pod wpływem eksplozji rozpoczęło się ściskanie mgławicy i tworzenie się centralnego skrzepu -niedz.
- Z formującego się Słońca MRK był przesyłany na planety drogą elektromagnetyczną lub turbulentno-konwekcyjną.
- Zaczęły tworzyć się gigantyczne pierścienie, przypominające pierścienie Saturna.
- W wyniku akrecji materiału pierścieni, po raz pierwszy pojawiły się planetozymale, później uformowane we współczesne planety.
Cała ewolucja nastąpiła bardzo szybko - przez około 600 milionów lat.
Kształtowanie się składu Ziemi
Istnieje różne rozumienie sekwencji formowania się wewnętrznych części naszej planety. Według jednego z nich proto-Ziemia była nieposortowanym konglomeratem materii żelazowo-krzemianowej. Później w wyniku grawitacji nastąpił podział na rdzeń żelazny i płaszcz krzemianowy - zjawisko jednorodnej akrecji. Zwolennicy niejednorodnej akrecji uważają, że najpierw akumulował się ogniotrwały rdzeń żelazny, a następnie przyczepiło się do niego więcej topliwych cząstek krzemianu.
W zależności od rozwiązania tego zagadnienia, możemy mówić o stopniu wstępnego nagrzania Ziemi. Rzeczywiście, natychmiast po utworzeniu planeta zaczęła się nagrzewać z powodu połączonego działania kilku czynników:
- Bombardowanie jego powierzchni planetozymalami, któremu towarzyszyło uwolnienie ciepła.
- Rozpad radioaktywnych izotopów, w tym krótkożyciowych izotopów glinu, jodu, plutonu itp.
- Zróżnicowanie grawitacyjne podłoża (przy założeniu jednorodnej akrecji).
Według niektórych badaczy, na tym wczesnym etapiePodczas formowania się planety zewnętrzne części mogły znajdować się w stanie bliskim topnienia. Na zdjęciu planeta Ziemia wyglądałaby jak gorąca kula.
Kontraktowa teoria powstawania kontynentów
Jedną z pierwszych hipotez dotyczących powstania kontynentów było kurczenie się, zgodnie z którym budowanie gór wiązało się z ochłodzeniem Ziemi i zmniejszeniem jej promienia. To ona była podstawą wczesnych badań geologicznych. Na jej podstawie austriacki geolog E. Suess zsyntetyzował w monografii „Oblicze Ziemi” całą istniejącą wówczas wiedzę o budowie skorupy ziemskiej. Ale już pod koniec XIX wieku. pojawiły się dane pokazujące, że kompresja występuje w jednej części skorupy ziemskiej, a napięcie w drugiej. Teoria skurczu ostatecznie upadła po odkryciu radioaktywności i obecności dużych rezerw pierwiastków promieniotwórczych w skorupie ziemskiej.
Dryf kontynentalny
Na początku XX wieku. rodzi się hipoteza dryfu kontynentalnego. Naukowcy od dawna zauważają podobieństwo wybrzeży Ameryki Południowej i Afryki, Afryki i Półwyspu Arabskiego, Afryki i Hindustanu itp. Jako pierwszy porównał dane Pilligrini (1858), później Bichanow. Samą ideę dryfu kontynentalnego sformułowali amerykańscy geolodzy Taylor i Baker (1910) oraz niemiecki meteorolog i geofizyk Wegener (1912). Ten ostatni uzasadnił tę hipotezę w swojej monografii „O powstawaniu kontynentów i oceanów”, opublikowanej w 1915 roku. Argumenty podane na poparcie tej hipotezy:
- Podobieństwo zarysów kontynentów po obu stronach Atlantyku, a także kontynentów graniczących z Indianamiocean.
- Podobieństwa struktur na sąsiednich kontynentach w przekrojach geologicznych skał późnego paleozoiku i wczesnego mezozoiku.
- Skamieniałe szczątki zwierząt i roślin, które wskazują, że starożytna flora i fauna południowych kontynentów tworzyła jedną grupę: dowodzą tego zwłaszcza skamieniałe szczątki dinozaurów z rodzaju Lystrosaurus znalezione w Afryce, Indiach i Antarktyda.
- Dane paleoklimatyczne: na przykład obecność śladów pokrywy lodowej późnego paleozoiku.
Tworzenie skorupy ziemskiej
Pochodzenie i rozwój Ziemi są nierozerwalnie związane z budownictwem górskim. A. Wegener twierdził, że kontynenty, składające się z dość lekkich mas mineralnych, wydają się unosić na leżącej pod spodem ciężkiej plastycznej substancji złoża baz altowego. Przypuszcza się, że początkowo cienka warstwa materiału granitowego pokryła rzekomo całą Ziemię. Stopniowo naruszono jego integralność przez siły pływowe przyciągania Księżyca i Słońca, działające na powierzchnię planety ze wschodu na zachód, a także przez siły odśrodkowe z obrotu Ziemi, działające od biegunów do równika.
Z granitu (przypuszczalnie) składał się z jednego superkontynentu Pangea. Istniała do połowy ery mezozoicznej i rozpadła się w okresie jurajskim. Zwolennikiem tej hipotezy o pochodzeniu Ziemi był naukowiec Staub. Następnie istniało stowarzyszenie kontynentów półkuli północnej - Laurasia i stowarzyszenie kontynentów półkuli południowej - Gondwana. Pomiędzy nimi znajdowały się skały dna Oceanu Spokojnego. Pod kontynentami leżało morze magmy, po którym się poruszali. Laurasia i Gondwana rytmicznieprzeniósł się na równik, a następnie na bieguny. Gdy superkontynenty zbliżały się do równika, kurczyły się frontalnie, podczas gdy ich boki naciskały na masę Pacyfiku. Te procesy geologiczne są uważane przez wielu za główne czynniki w tworzeniu dużych łańcuchów górskich. Ruch na równik miał miejsce trzykrotnie: w orogenezie kaledońskiej, hercyńskiej i alpejskiej.
Wniosek
Ukazało się wiele literatury popularnonaukowej, książek dla dzieci, publikacji specjalistycznych na temat powstawania Układu Słonecznego. Pochodzenie Ziemi dla dzieci w przystępnej formie jest opisane w podręcznikach szkolnych. Ale jeśli weźmiemy literaturę sprzed 50 lat, jasne jest, że współcześni naukowcy patrzą na niektóre problemy w inny sposób. Kosmologia, geologia i nauki pokrewne nie stoją w miejscu. Dzięki podbojowi kosmosu bliskiego Ziemi ludzie już wiedzą, jak planeta Ziemia jest widziana na zdjęciu z kosmosu. Nowa wiedza tworzy nowe zrozumienie praw Wszechświata.
Jest oczywiste, że potężne siły natury zostały użyte do stworzenia Ziemi, planet i Słońca z pierwotnego chaosu. Nic dziwnego, że starożytni przodkowie porównywali je z dokonaniami Bogów. Nawet w przenośni nie można sobie wyobrazić powstania Ziemi, obrazy rzeczywistości z pewnością przerosłyby najśmielsze fantazje. Jednak fragmenty wiedzy gromadzone przez naukowców stopniowo budują pełny obraz otaczającego nas świata.
