Klodenes form, størrelse og struktur
Jorden har en kompleks konfigurasjon. Formen tilsvarer ikke noen av de vanlige geometriske formene. Når vi snakker om formen på kloden, antas det at figuren på jorden er begrenset til en imaginær overflate som sammenfaller med vannoverflaten i verdenshavet, konvensjonelt utvidet under kontinentene på en slik måte at rørledningen når som helst punkt på kloden er vinkelrett på denne overflaten. Denne formen kalles en geoid, dvs. en form som bare er spesiell for jorden.
Studiet av jordens form har en ganske lang historie. De første antagelsene om jordens sfæriske form tilhører den gamle greske forskeren Pythagoras (571-497 f.Kr.). Imidlertid ble vitenskapelig bevis på sfærisiteten til planeten gitt av Aristoteles (384-322 f.Kr.), den første som forklarte naturen til måneformørkelser som skyggen av jorden.
På 1700-tallet beregnet I. Newton (1643-1727) at jordens rotasjon forårsaker et avvik i formen fra en nøyaktig ball og gir den litt flatning ved polene. Årsaken til dette er sentrifugalkraft.
Å bestemme størrelsen på jorden har også lenge okkupert menneskene. For første gang ble størrelsen på planeten beregnet av den alexandrinske forskeren Eratosthenes fra Cyrene (ca 276-194 f.Kr.): ifølge hans data er jordens radius ca 6290 km. I årene 1024-1039. AD Abu Reyhan Biruni beregnet jordens radius, som viste seg å være 6340 km.
For første gang ble den nøyaktige beregningen av geoidens form og størrelse gjort i 1940 av A.A. Izotov. Figuren han beregnet er oppkalt etter den berømte russiske geodesisten FN Krasovsky av Krasovsky ellipsoiden. Disse beregningene viste at formen på jorden er en triaksial ellipsoid og skiller seg fra en ellipsoid av revolusjon.
I følge målinger er jorden en ball flatet fra polene. Ekvatorialradiusen (halv-hovedaksen til ellipsen - a) er 6378 km 245 m, den polære radiusen (semi-mindre aksen - b) er 6356 km 863 m. Forskjellen mellom ekvatorial og polar radius er 21 km 382 m .Jordens kompresjon (forholdet mellom forskjellen mellom a og b til a) er (a-b) / a = 1 / 298,3. I tilfeller der det ikke kreves større nøyaktighet, blir den gjennomsnittlige radiusen på jorden tatt til 6371 km.
Moderne målinger viser at geoidens overflate litt overstiger 510 millioner km, og jordens volum er omtrent 1.083 milliarder km. Bestemmelse av andre egenskaper på jorden - masse og tetthet - gjøres på grunnlag av grunnleggende fysikklover, så jordens masse er 5,98 * 10 tonn. Verdien av gjennomsnittlig tetthet viste seg å være 5,517 g / cm.
Jordens generelle struktur
I dag er det ifølge seismologiske data omtrent ti grensesnitt som skiller seg ut på jorden, noe som indikerer den konsentriske naturen til dens interne struktur. Hovedgrensen til disse grensene er: overflaten av Mohorovichich på 30-70 km dyp på kontinentene og på en dybde på 5-10 km under havbunnen; Wichert - Gutenberg overflate på en dybde på 2900 km. Disse hovedgrensene deler planeten vår i tre konsentriske skjell - geosfærer:
Jordskorpen - jordens ytre skall, plassert over overflaten av Mohorovichich;
Jordens kappe er et mellomliggende skall avgrenset av overflatene til Mohorovich og Wichert - Gutenberg;
Jordens kjerne er den sentrale kroppen på planeten vår, som ligger dypere enn overflaten til Wichert - Gutenberg.
I tillegg til hovedgrensene skiller man ut et antall sekundære overflater innenfor geosfærene.
Jordskorpen. Denne geosfæren utgjør en liten brøkdel av jordens totale masse. I henhold til tykkelsen og sammensetningen skiller man ut tre typer jordskorpe:
Den kontinentale skorpen er preget av en maksimal tykkelse på 70 km. Den består av magmatiske, metamorfe og sedimentære bergarter som danner tre lag. Tykkelsen på det øvre laget (sedimentært) overstiger vanligvis ikke 10-15 km. Under er et granitt-gneis-lag 10-20 km tykt. I den nedre delen av skorpen er det et opptil 40 km tykt balsatlag.
Havskorpen er preget av en liten tykkelse - synkende til 10-15 km. Den består også av 3 lag. Den øvre, sedimentære, overstiger ikke flere hundre meter. Den andre, balsamico, med en total kapasitet på 1,5-2 km. Det nedre laget av havskorpen når en tykkelse på 3-5 km. Denne typen jordskorpe mangler et granitt-gneis-lag.
Skorpen i overgangsområder er vanligvis karakteristisk for periferien til store kontinenter, hvor marginale hav er utviklet, og det er øygrupper. Her er den kontinentale skorpen erstattet av havskorpen, og naturlig nok når det gjelder struktur, tykkelse og tetthet av bergarter, opptar skorpen i overgangsområdene et mellomliggende sted mellom de to ovennevnte typer skorpe.
Jordens mantel. Denne geosfæren er det største elementet på jorden - den opptar 83% av volumet og utgjør omtrent 66% av massen. Det skiller seg ut flere grensesnitt i kappen, hvorav de viktigste er overflater som forekommer på dybder på 410, 950 og 2700 km. I henhold til verdiene til de fysiske parametrene er denne geosfæren delt inn i to subshells:
Øvre kappe (fra overflaten av Mohorovichich til en dybde på 950 km).
Nedre kappe (fra en dybde på 950 km til overflaten av Wichert - Gutenberg).
Den øvre kappen er i sin tur delt inn i lag. Den øvre, som ligger fra overflaten av Mohorovichich til en dybde på 410 km, kalles Gutenberg-laget. Inne i dette laget skiller det seg ut et hardt lag og en astenosfær. Jordskorpen, sammen med den faste delen av Gutenberg-laget, danner et enkelt stivt lag som ligger på astenosfæren, som kalles litosfæren.
Under Gutenberg-laget er Golitsin-laget. Som noen ganger kalles midtkappen.
Den nedre kappen har en betydelig tykkelse, nesten 2000 km, og består av to lag.
Jordens kjerne. Den sentrale geosfæren på jorden opptar omtrent 17% av volumet og utgjør 34% av massen. I kjernedelen skilles to grenser ut - på dybder på 4980 og 5120 km. I denne forbindelse er den delt inn i tre elementer:
Den ytre kjernen er fra overflaten Wichert-Gutenberg til 4980 km. Dette stoffet, som har høyt trykk og temperaturer, er ikke en væske i vanlig forstand. Men den har noen av egenskapene.
Overgangsskall - i intervallet 4980-5120 km.
Underkjernen er under 5120 km. Muligens solid.
Jordens kjemiske sammensetning ligner sammensetningen av andre jordiske planeter.<#"justify">· litosfæren (skorpe og den øverste delen av kappen) · hydrosfæren (flytende skall) · atmosfære (gasskonvolutt) Omtrent 71% av jordens overflate er dekket av vann, dens gjennomsnittlige dybde er ca 4 km. Jordens atmosfære: mer enn 3/4 - nitrogen (N2); ca 1/5 - oksygen (O2). Skyer, som består av små dråper med vann, dekker omtrent 50% av planetens overflate. Atmosfæren på planeten vår, som dens indre, kan deles inn i flere lag. · Det laveste og tetteste laget kalles troposfæren. Det er skyer her. · Meteorer antennes i mesosfæren. · Auroraer og mange baner av kunstige satellitter er innbyggere i termosfæren. Det svever også spøkelsesaktige sølvfargede skyer. Hypoteser om opprinnelsen til jorden. De første kosmogonistiske hypotesene Den vitenskapelige tilnærmingen til spørsmålet om opprinnelsen til jorden og solsystemet ble mulig etter styrking av ideen om materiell enhet i universet innen vitenskap. Vitenskapen om opprinnelse og utvikling av himmellegemer - kosmogoni oppstår. De første forsøkene på å gi et vitenskapelig grunnlag for spørsmålet om solsystemets opprinnelse og utvikling ble gjort for 200 år siden. Alle hypoteser om jordens opprinnelse kan deles inn i to hovedgrupper: tåke (latin "nebula" - tåke, gass) og katastrofal. Den første gruppen er basert på prinsippet om dannelse av planeter fra gass, fra støvete tåker. Den andre gruppen er basert på forskjellige katastrofale fenomener (kollisjon av himmellegemer, tett gjennomgang av stjerner fra hverandre, etc.). En av de første hypotesene ble fremmet i 1745 av den franske naturforskeren J. Buffon. I følge denne hypotesen ble planeten vår dannet som et resultat av avkjøling av en av klumpene av solmateriale som Solen kastet ut under sin katastrofale kollisjon med en stor komet. Ideen til J. Buffon om dannelsen av jorden (og andre planeter) fra plasma ble brukt i en hel serie med senere og mer perfekte hypoteser om den "varme" opprinnelsen til planeten vår. Nebular teorier. Kant og Laplace's hypotese Blant dem er utvilsomt det ledende stedet okkupert av hypotesen utviklet av den tyske filosofen I. Kant (1755). Uavhengig av ham kom en annen forsker - den franske matematikeren og astronomen P. Laplace - til de samme konklusjonene, men utviklet en hypotese dypere (1797). Begge hypotesene er like i essensen og blir ofte betraktet som en, og forfatterne regnes som grunnleggerne av vitenskapelig kosmogoni. Kant-Laplace-hypotesen tilhører gruppen av nebulære hypoteser. I følge deres konsept var en enorm gassstøvtåke tidligere lokalisert på stedet for solsystemet (en støvete tåke av faste partikler, ifølge I. Kant; en gassnebula, ifølge P. Laplace). Tåken var varm og roterende. Under påvirkning av gravitasjonslovene ble dens materie gradvis tettere, flatere og dannet en kjerne i sentrum. Slik ble primærsolen dannet. Videre kjøling og komprimering av tåken førte til en økning i rotasjonshastigheten, som et resultat av at den ytre delen av tåken ble skilt fra hovedmassen ved ekvator i form av ringer som roterer i ekvatorialplanet: flere av dem ble dannet. Laplace nevnte ringene til Saturn som et eksempel. Avkjølingen var ujevn, ringene brøt fra hverandre, og på grunn av tiltrekningen mellom partiklene skjedde dannelsen av planeter som kretser rundt Slant. Kjøleplanetene ble dekket av en hard skorpe, på hvilken overflate geologiske prosesser begynte å utvikle seg. I. Kant og P. Laplace bemerket riktig de viktigste og karakteristiske trekkene ved solsystemets struktur: ) den overveldende delen av massen (99,86%) av systemet er konsentrert i solen; ) planetene kretser i nesten sirkulære baner og i nesten samme plan; ) alle planeter og nesten alle satellittene deres roterer i samme retning, alle planeter roterer rundt sin akse i samme retning. En betydelig fortjeneste av I. Kant og P. Laplace var opprettelsen av en hypotese basert på ideen om utvikling av materie. Begge forskerne mente at tåken hadde en rotasjonsbevegelse, som et resultat av at partiklene kondenserte og planetene og solen ble dannet. De mente at bevegelse er uadskillelig fra materie og er like evig som materien i seg selv. Kant-Laplace-hypotesen har eksistert i nesten to hundre år. Deretter ble dets inkonsekvens bevist. Så det ble kjent at satellittene til noen planeter, for eksempel Uranus og Jupiter, roterer i en annen retning enn planetene selv. I følge moderne fysikk må gass skilt fra det sentrale legemet sprede seg og kan ikke formes til gassringer, og senere til planeter. Andre vesentlige ulemper ved hypotesen om Kant og Laplace er følgende: Det er kjent at vinkelmomentet i et roterende legeme alltid forblir konstant og fordeles jevnt over kroppen i forhold til massen, avstanden og vinkelhastigheten til den tilsvarende delen av kroppen. Denne loven gjelder også nebula som solen og planetene ble dannet av. I solsystemet samsvarer ikke momentet med fordelingsloven for momentum i en masse som oppstår fra en kropp. Solsystemets planet konsentrerer 98% av systemets vinkelmoment, og solen har bare 2%, mens solen utgjør 99,86% av solsystemets totale masse. Hvis vi legger sammen rotasjonsmomentene til solen og andre planeter, viser det seg i beregningene at den primære solen roterte i samme hastighet som Jupiter nå roterer med. I denne forbindelse burde solen ha hatt samme kompresjon som Jupiter. Og dette, som beregninger viser, er ikke nok til å forårsake knusing av den roterende solen, som, som Kant og Laplace mente, gikk i oppløsning på grunn av overdreven rotasjon. Det er nå bevist at en stjerne med rotasjonsoverskudd bryter opp i deler, og ikke danner en familie av planeter. Et eksempel er spektral binærfiler og multipler. Katastrofale teorier. Jeanshypotese jordkosmogonisk konsentrisk opprinnelse Etter Kant-Laplace-hypotesen i kosmogoni ble flere hypoteser om dannelsen av solsystemet opprettet. De såkalte katastrofale vises, som er basert på et tilfeldighetselement, et element av en lykkelig tilfeldighet av omstendigheter: I motsetning til Kant og Laplace, som bare "lånte" fra J. Buffon ideen om den "varme" fremveksten av jorden, utviklet tilhengerne av denne trenden også hypotesen om katastrofisme. Buffon mente jorden og planetene ble dannet av kollisjonen av solen med en komet; Chamberlain og Multon - dannelsen av planeter er assosiert med tidevannseffekten av en annen stjerne som går forbi Solen. Som et eksempel på en hypotese om en katastrofal trend, la oss se på begrepet den engelske astronomen Jeans (1919). Hans hypotese er basert på muligheten for at en annen stjerne går forbi solen. Under påvirkning av tiltrekningen rømte en gassstråle fra solen, som med videre utvikling ble til planeter i solsystemet. Bensinstrålen var formet som en sigar. I den sentrale delen av denne kroppen som dreier seg om Solen, ble store planeter dannet - Jupiter og Saturn, og i endene av "sigaren" - jordiske planeter: Merkur, Venus, Jorden, Mars, Pluto. Jeans trodde at passering av en stjerne forbi solen, som førte til dannelsen av planeter i solsystemet, forklarer avviket i fordelingen av masse og vinkelmoment i solsystemet. Stjernen, som rev gassstrålen fra solen, ga den roterende "sigaren" et overskudd av vinkelmoment. Dermed ble en av de viktigste manglene ved Kant-Laplace-hypotesen eliminert. I 1943 beregnet den russiske astronomen N.I. Pariyskiy at ved en høy hastighet av en stjerne som gikk forbi Solen, burde gasspregen være igjen med stjernen. Ved en lav hastighet av stjernen skulle gassstrålen ha falt på solen. Bare i tilfelle av en strengt definert hastighet til stjernen kunne en gass fremtredende bli en satellitt av solen. I dette tilfellet bør bane være 7 ganger mindre enn banen til planeten nærmest solen - Merkur. Dermed kunne ikke jeanshypotesen, så vel som Kant-Laplace-hypotesen, gi en korrekt forklaring på den uforholdsmessige fordelingen av vinkelmomentet i solsystemet I tillegg har beregninger vist at tilnærming av stjerner i verdensrommet er praktisk talt umulig, og selv om dette skjedde, kunne en forbipasserende stjerne ikke gi planetene bevegelse i sirkulære baner. Moderne hypoteser En grunnleggende ny ide er innebygd i hypotesene om den "kalde" opprinnelsen til jorden. Den dypest utviklede meteoritthypotesen ble foreslått av den sovjetiske forskeren O.Yu. Schmidt i 1944. Andre hypoteser av "kald" opprinnelse inkluderer hypotesene til K. Weizsacker (1944) og J. Kuiper (1951), som i mange henseender er nær teorien om O.Yu. Schmidt, F. Foyle (England), A. Cameron (USA) og E. Shatsman (Frankrike). De mest populære er hypoteser om opprinnelsen til solsystemet, opprettet av O.Yu. Schmidt og V.G. Fesenkov. Begge forskerne gikk videre fra ideene om materiens enhet i universet, om kontinuerlig bevegelse og utvikling av materie, som er dens viktigste egenskaper, om mangfoldet i verden på grunn av forskjellige former for eksistens av materie. . Hypotesen om O.Yu. Schmidt I følge begrepet O.Yu. Schmidt ble solsystemet dannet av en klynge av interstellar materie fanget av solen i bevegelsesprosessen i verdensrommet. Solen beveger seg rundt sentrum av Galaxy og gjør en fullstendig revolusjon på 180 millioner år. Blant stjernene i galaksen er det store klynger av gassstøvtåker. Ut fra dette mente O.Yu. Schmidt at solen kom inn i en av disse skyene under bevegelsen og tok den med seg selv. Rotasjon av skyen i det sterke gravitasjonsfeltet til solen førte til en kompleks omfordeling av meteorittpartikler i masse, tetthet og størrelse, som et resultat av hvilken del av meteorittene, hvis sentrifugalkraft var svakere enn gravitasjonskraften, ble absorbert av solen. Schmidt mente at den opprinnelige skyen av interstellar materie hadde en viss rotasjon, ellers ville partiklene falle på solen. Skyen ble til en flat, komprimert roterende plate, der kondens oppsto på grunn av økningen i den gjensidige tiltrekningen av partiklene. De resulterende kondenskroppene vokste på grunn av de små partiklene som var festet til dem, som en snøball. I prosessen med skyrotasjon, når partiklene kolliderer, begynte deres vedheft, dannelsen av aggregater som er større i masse og festingen til dem - tilveksten av mindre partikler som faller inn i sfæren av deres gravitasjonspåvirkning. På denne måten ble planetene og satellittene som dreide seg om dem dannet. Planetene begynte å rotere i sirkulære baner på grunn av gjennomsnittet av banene til små partikler. Jorden, ifølge O.Yu. Schmidt, ble også dannet av en sverm av kalde faste partikler. Den gradvise oppvarmingen av jordens indre skjedde på grunn av energien fra radioaktivt forfall, som førte til frigjøring av vann og gass, som ble inkludert i små mengder i sammensetningen av faste partikler. Som et resultat oppsto havene og atmosfæren, noe som førte til fremveksten av liv på jorden. O.Yu. Schmidt, og senere hans studenter, ga en seriøs fysisk og matematisk underbyggelse av meteorittmodellen for dannelsen av planeter i solsystemet. Den moderne meteoritthypotesen forklarer ikke bare særegenheter ved planetenes bevegelse (banens form, forskjellige rotasjonsretninger osv.), Men også den faktisk observerte fordelingen av deres masse og tetthet, så vel som forholdet mellom planetarisk vinkelmoment til solenergi. Forskeren mente at de eksisterende inkonsekvensene i fordelingen av solens og planetens vinkelmoment forklares av forskjellige innledende øyeblikk av solens vinkelmoment og gassstøvtåken. Schmidt beregnet og matematisk underbygget planetenes avstander fra solen og seg imellom, og fant ut årsakene til dannelsen av store og små planeter i forskjellige deler av solsystemet og forskjellen i deres sammensetning. Årsakene til planetenes rotasjonsbevegelse i en retning underbygges ved hjelp av beregninger. Ulempen med denne hypotesen er vurderingen av spørsmålet om planetenes opprinnelse isolert fra dannelsen av solen - det definerende medlemmet av systemet. Konseptet er ikke blottet for et element av tilfeldigheter: fangst av interstellar materie av solen. Faktisk er muligheten for å fange en tilstrekkelig stor meteorittsky av solen veldig liten. Videre, ifølge beregninger, er en slik fangst bare mulig med gravitasjonsassistanse fra en annen, nærliggende stjerne. Sannsynligheten for en kombinasjon av slike forhold er så ubetydelig at den gjør muligheten for å fange interstellar materie av solen til en eksepsjonell begivenhet. Hypotesen til V.G. Fesenkova Verkene til astronomen VA Ambartsumyan, som beviste kontinuiteten i stjernedannelsen som et resultat av kondensering av materie fra utladede gassstøvtåker, tillot akademikeren VG Fesenkov å fremføre en ny hypotese (1960) som forbinder solsystemets opprinnelse med de generelle lovene for dannelse av materie i rommet. Fesenkov mente at prosessen med planetdannelse er utbredt i universet, der det er mange planetariske systemer. Etter hans mening er dannelsen av planeter assosiert med dannelsen av nye stjerner som oppstår som et resultat av kondensering av opprinnelig sjeldent materiale i en av de gigantiske tåken ("globules"). Disse tåken var veldig sjeldne stoffer (med en tetthet i størrelsesorden 10 g / cm) og besto av hydrogen, helium og en liten mengde tungmetaller. For det første dannet solen seg i kjernen av "globulen", som var en varmere, mer massiv og raskt roterende stjerne enn i dag. Solens evolusjon ble ledsaget av gjentatte utkast av materie i den protoplanetære skyen, som et resultat av at den mistet en del av massen og overførte til de dannende planetene en betydelig brøkdel av dens vinkelmoment. Beregninger viser at med ikke-stasjonære utkast av materie fra Solens indre, kunne det faktisk observerte forholdet mellom solens vinkelmoment og den protoplanetære skyen (og dermed planetene) ha dannet seg. Samtidig dannelse av Solen og planetene er bevist av samme alder av jorden og solen. Som et resultat av komprimeringen av gassstøvskyen ble det dannet en stjerneformet fortykning. Under påvirkning av den hurtige rotasjonen av tåken, beveget en betydelig del av det gassformede og støvete stoffet seg i økende grad bort fra sentrum av tåken langs ekvatorialplanet og danner noe som en skive. Gradvis førte komprimeringen av gassstøvtåken til dannelsen av planetklynger, som deretter dannet de moderne planetene i solsystemet. I motsetning til Schmidt, mener Fesenkov at gassstøvtåken var i glødende tilstand. Hans store fortjeneste er underbyggelsen av loven om planetariske avstander avhengig av tettheten av mediet. VG Fesenkov underbygget matematisk årsakene til stabiliteten til vinkelmomentet i solsystemet ved tap av solens materie når man valgte materie, som et resultat av at rotasjonen avtok. VG Fesenkov gir også argumenter for omvendt bevegelse av noen måner av Jupiter og Saturn, og forklarer dette ved at planetene fanget asteroider. Fesenkov ga en viktig rolle for prosessene med radioaktivt forfall av isotopene K, U, Th og andre, hvis innhold da var mye høyere. Til dags dato er det teoretisk beregnet en rekke varianter av radiogen oppvarming av undergrunnen, hvorav den mest detaljerte ble foreslått av E.A. Lyubimova (1958). I samsvar med disse beregningene nådde temperaturen i jordens indre på en dybde på flere hundre kilometer etter en milliard år jernets smeltepunkt. Tilsynelatende begynner begynnelsen av dannelsen av jordens kjerne, representert av metallene som sank ned til sentrum - jern og nikkel - tilbake til denne tiden. Senere, med en ytterligere temperaturøkning, begynte smeltingen av de mest lavtsmeltende silikatene fra kappen, som på grunn av deres lave tetthet steg oppover. Denne prosessen, teoretisk og eksperimentelt studert av A.P. Vinogradov, forklarer dannelsen av jordskorpen. Det skal også bemerkes to hypoteser som utviklet seg mot slutten av 1900-tallet. De vurderte utviklingen av jorden uten å påvirke utviklingen av solsystemet som helhet. Jorden ble fullstendig smeltet og i ferd med å tømmes av interne varmekilder (radioaktive elementer) begynte gradvis å kjøle seg ned. Det har dannet seg en hard skorpe i den øvre delen. Og med en nedgang i volumet til den avkjølte planeten, brøt denne skorpen, og folder og andre former for lettelse ble dannet. Det var ingen fullstendig smelting av materie på jorden. I en relativt løs protoplanet ble lokale smeltesentre dannet (dette begrepet ble introdusert av akademikeren Vinogradov) på en dybde på ca. 100 km. Gradvis reduserte mengden radioaktive elementer, og LOP-temperaturen sank. De første mineralene ved høy temperatur krystalliserte seg fra magma og falt til bunnen. Den kjemiske sammensetningen av disse mineralene var forskjellig fra den for magma. Tunge elementer ble hentet fra magma. Og den gjenværende smelten var relativt lett beriket. Etter fase 1 og en ytterligere reduksjon i temperatur, krystalliserte den neste fasen av mineraler fra løsningen, som også inneholder mer tunge elementer. Slik skjedde den gradvise avkjølingen og krystalliseringen av LOP. Fra den opprinnelige ultrabasiske magmasammensetningen ble magma av den grunnleggende balsatsammensetningen dannet. En væskelokk (gass-væske) ble dannet i den øvre delen av LOP. Balsatisk magma var mobil og flytende. Den sprakk ut av LOP-ene og strømmet ut på planetens overflate og danner den første tøffe basaltskorpen. Væskelokket brøt også gjennom til overflaten og dannet den første atmosfæren på planeten, blandet med rester av urgasser. Den primære atmosfæren inneholdt nitrogenoksider. H, He, inerte gasser, CO, CO, HS, HCl, HF, CH, vanndamp. Det var nesten ikke noe gratis oksygen. Temperaturen på jordoverflaten var omtrent 100 C, det var ingen væskefase. Det indre av den ganske løse protoplaneten hadde en temperatur nær smeltepunktet. Under disse forholdene gikk prosessene med varme og masseoverføring inne på jorden intensivt. De fant sted i form av termiske konveksjonsstrømmer (TCF). SCT som oppstår i overflatelagene er spesielt viktig. Der utviklet det seg cellulære termiske strukturer, som til tider ble omorganisert til en encellet struktur. De stigende SSP-ene overførte en impuls til planetens overflate (balsatskorpe), og det ble opprettet en forlengelsessone på den. Som et resultat av å strekke seg i sonen til TKP-løftet, dannes en kraftig utvidet feil med en lengde på 100 til 1000 km. De ble kalt riftfeil. Temperaturen på planetens overflate og atmosfæren avkjøles under 100 C. Vann kondenserer fra den primære atmosfæren og den primære hydrosfæren dannes. Jordens landskap er et grunt hav med en dybde på 10 m, med individuelle vulkanske pseudoeer utsatt for lavvann. Det var ikke noe fast land. Med en ytterligere reduksjon i temperatur, krystalliserte LOP-ene helt og ble til harde krystallinske kjerner i dypet av en ganske løs planet. Overflaten på planeten ble ødelagt av den aggressive atmosfæren og hydrosfæren. Alle disse prosessene resulterte i dannelsen av magmatiske, sedimentære og metamorfe bergarter. Dermed forklarer hypoteser om opprinnelsen til planeten vår moderne data om dens struktur og posisjon i solsystemet. Og romutforskning, lansering av satellitter og romraketter gir mange nye fakta for praktisk testing av hypoteser og ytterligere forbedring. Litteratur 1. Spørsmål om kosmogoni, M., 1952-64 2. Schmidt O. Yu., Fire forelesninger om teorien om jordens opprinnelse, 3. utg., M., 1957; Levin B. Yu. Jordens opprinnelse. "Izv. USSR Academy of Sciences Physics of the Earth ", 1972, nr. 7; Safronov VS, Evolution of a preplanetary cloud and the formation of the Earth and planets, M., 1969; ... Kaplan S.A., Physics of Stars, 2. utg., M., 1970; Problems of Modern Cosmogony, red. V. Ambartsumyan, 2. utgave, M., 1972. Arkady Leokum, Moskva, "Julia", 1992
I moderne astronomi, konseptet kald starttilstand for planeter, som, under påvirkning av elektromagnetiske og gravitasjonskrefter, ble dannet som et resultat av kombinasjonen av faste partikler av en gassstøvsky som omgav solen. Den protoplanetære tåken besto av tett interstellar materie, som kunne ha dannet seg som et resultat av eksplosjonen av en relativt nærliggende supernova, som akselererte prosessen med gasskondensasjon.
Trykknivået i den protoplanetære skyen var slik at stoffet fra gassen kondenserte umiddelbart til faste partikler, utenom form av en væske. På et eller annet tidspunkt viste gassens tetthet seg å være så høy at selene dannet seg i den. Kolliderer med hverandre fortsatte gassproppene å krympe og kondensere, og dannet de såkalte preplanetære kroppene.
Dannelsen av preplanetære kropper varte titusenvis av år. Kollisjonen mellom disse kroppene med hverandre førte til at den største av dem begynte å øke enda mer i størrelse, som et resultat av at planetene ble dannet, inkludert vår jord.
Tidlig historie om jordens utvikling inkluderer tre faser av evolusjon: tilvekst (fødsel); smelting av den ytre sfæren på kloden; primærskorpe (månefase).
Akkresjonsfase representerte et kontinuerlig nedfall på den voksende jorden av et økende antall store kropper, som forstørret seg i flukt ved kollisjoner med hverandre, så vel som et resultat av tiltrekningen av fjernere små partikler til dem. I tillegg falt de største gjenstandene til jorden - planetesimaler og nådde mange kilometer. I løpet av tiltredelsesfasen fikk Jorden omtrent 95% av sin nåværende masse. Det tok omtrent 17 millioner år (selv om noen forskere utvider denne perioden til 400 millioner år). Samtidig forble Jorden et kaldt romlegeme, og først på slutten av denne fasen, da den ekstremt intense bombingen av store gjenstander begynte, var det en sterk oppvarming, og deretter en fullstendig smelting av stoffet i planetens overflate.
Smeltefasen til den ytre sfæren på kloden begynte i intervallet 4-4,6 milliarder år siden. På dette tidspunktet fant den planetariske kjemiske differensieringen av materie sted, noe som førte til dannelsen av jordens sentrale kjerne og kappen omsluttet den. Senere ble jordskorpen dannet.
I denne fasen var jordoverflaten et hav av tung smeltet masse med gasser som rømte fra den. Små og store romlegemer fortsatte raskt å falle ned i det, og forårsaket utbrudd av tung væske. Over det glødende havet henger jeg helt dekket med tykke skyer på himmelen, som ikke en dråpe vann kan falle fra.
Månefase - avkjølingstiden for smeltet jordens materie som et resultat av utstråling av varme ut i rommet og svekkelse av meteorittbombardement. Slik ble den primære skorpen av basaltisk sammensetning dannet. Samtidig skjedde dannelsen av granittlaget av den kontinentale skorpen. Det er sant at mekanismen i denne prosessen fortsatt ikke er klar. I månefasen var det en gradvis avkjøling av jordoverflaten fra smeltetemperaturen til basalter, fra 800-1000 til 100 ° C.
Da temperaturen falt under 100 ° C, falt alt vannet som dekket jorden ut av atmosfæren. Som et resultat ble overflate- og grunnvannsstrømmer dannet, vannforekomster dukket opp, inkludert det primære hav.
Den oppsto for rundt 4600 millioner år siden. Siden den gang har overflaten endret seg kontinuerlig under påvirkning av forskjellige prosesser. Jorden, tilsynelatende, dannet flere millioner år etter en kolossal eksplosjon i rommet. Eksplosjonen skapte en enorm mengde gass og støv. Forskere tror at partiklene, kolliderer med hverandre, kombineres til gigantiske klumper av glødende materie, som til slutt ble til eksisterende planeter.
Ifølge forskere dukket jorden opp etter en kolossal kosmisk eksplosjon. De første kontinentene ble sannsynligvis dannet av smeltet stein som strømmer til overflaten fra ventilasjonene. Frysende gjorde hun jordskorpen tykkere. Havene kan ha dannet seg i lavlandet fra dråper som er inneholdt i vulkanske gasser. Originalen besto sannsynligvis av de samme gassene.
Jorden antas å ha vært utrolig varm i starten, med et hav av smeltet stein på overflaten. For omtrent 4 milliarder år siden begynte jorden å avkjøles sakte og delte seg i flere lag (se høyre). De tyngste steinene sank dypt inn i jordens tarm og dannet kjernen, og forblir ufattelig varm. Den mindre tette materien har dannet en serie lag rundt kjernen. På overflaten størknet den smeltede bergarten gradvis og danner en solid jordskorpe, dekket av mange vulkaner. Den smeltede steinen, som brøt ut til overflaten, frøs og dannet jordskorpen. Lave seksjoner ble fylt med vann.
Jorden i dag
Selv om jordoverflaten virker solid og urokkelig, finner fremdeles endringer sted. De er forårsaket av forskjellige typer prosesser, hvorav noen ødelegger jordoverflaten, mens andre gjenskaper den. De fleste endringene er ekstremt langsomme og kan bare oppdages av spesielle instrumenter. Det tar millioner av år å danne et nytt fjellkjede, men et kraftig vulkanutbrudd eller et monstruøst jordskjelv kan forvandle jordoverflaten i løpet av dager, timer eller til og med minutter. I 1988 ødela et jordskjelv i Armenia, som varte i rundt 20 sekunder, bygninger og drepte mer enn 25 000 mennesker.
Jordens struktur
Generelt har jorden form av en ball, litt flat fra polene. Den består av tre hovedlag: skorpe, kappe og kjerne. Hvert lag er dannet av forskjellige bergarter. Bildet nedenfor viser jordens struktur, men lagene er ikke i målestokk. Det ytre laget kalles jordskorpen. Tykkelsen er fra 6 til 70 km. Under skorpen er det øvre laget av kappen, dannet av harde bergarter. Dette laget, sammen med skorpen, kalles og har en tykkelse på ca 100 km. Den delen av kappen som ligger under litosfæren kalles astenosfæren. Den er omtrent 100 km tykk og består sannsynligvis av delvis smeltede bergarter. Mantelen varierer fra 4000 ° C nær kjernen til 1000 ° C i den øvre delen av astenosfæren. Den nedre kappen er muligens hard rock. Den ytre kjernen består av jern og nikkel, tilsynelatende smeltet. Temperaturen på dette laget kan nå 55CTGC. Underkjernens temperatur kan være over 6000 ° C. Det er solid på grunn av det kolossale trykket i alle andre lag. Forskere mener at det hovedsakelig består av jern (mer om dette i artikkelen "").
Inntil nå blir Big Bang-teorien ansett som hovedteorien om opprinnelsen til menneskehetens vugge. I følge astronomer var det for uendelig lang tid siden i verdensrommet en enorm glødende ball, hvis temperatur ble beregnet i millioner av grader. Som et resultat av kjemiske reaksjoner som skjedde inne i den brennende sfæren, skjedde en eksplosjon som spredte en enorm mengde av de minste partiklene av materie og energi i rommet. I utgangspunktet var disse partiklene for varme. Så ble universet avkjølt, partiklene ble tiltrukket av hverandre og samlet seg i ett rom. De lettere elementene ble tiltrukket av de tyngre, som oppsto som et resultat av den gradvise nedkjølingen av universet. Slik ble galakser, stjerner, planeter dannet.
Til støtte for denne teorien siterer forskere jordens struktur, hvis indre del, kalt kjernen, består av tunge elementer - nikkel og jern. Kjernen er i sin tur dekket av en tykk kappe av glødende steiner, som er lettere. Overflaten på planeten, med andre ord, jordskorpen, ser ut til å flyte på overflaten av smeltede masser, som et resultat av avkjøling.
Dannelse av levekår
Gradvis avkjøles kloden og skaper stadig tettere jordområder på overflaten. Den vulkanske aktiviteten til planeten på den tiden var ganske aktiv. Som et resultat av magmautbrudd ble en enorm mengde forskjellige gasser kastet ut i rommet. Den letteste, som helium og hydrogen, fordampet øyeblikkelig. Tyngre molekyler forble over planetens overflate, tiltrukket av gravitasjonsfeltene. Under påvirkning av eksterne og interne faktorer ble dampene fra de utslippte gassene en kilde til fuktighet, den første nedbøren dukket opp, som spilte en nøkkelrolle i fremveksten av liv på planeten.
Gradvis førte interne og eksterne metamorfoser til mangfoldet i landskapet som menneskeheten lenge har vært vant til:
- fjell og daler dannet;
- hav, hav og elver dukket opp;
- et bestemt klima ble dannet i hvert område, noe som ga drivkraft til utviklingen av en eller annen form for liv på planeten.
Meningen om roen på planeten og at den endelig er dannet, er feil. Under påvirkning av endogene og eksogene prosesser blir planetens overflate fortsatt under dannelse. Ved sin destruktive ledelse bidrar en person til akselerasjonen av disse prosessene, noe som fører til de mest katastrofale konsekvensene.
Historien til planeten vår har fortsatt mange mysterier. Forskere fra ulike naturvitenskapelige felt har bidratt til studiet av utviklingen av livet på jorden.
Det antas at planeten vår er omtrent 4,54 milliarder år gammel. Hele denne tidsperioden er vanligvis delt inn i to hovedfaser: fenerozoisk og prekambrisk. Disse stadiene kalles eoner eller eonotemer. Eoner er i sin tur delt inn i flere perioder, som hver er preget av et sett med endringer som fant sted i den geologiske, biologiske, atmosfæriske tilstanden til planeten.
- Prekambrian eller kryptose- Dette er en eon (tidsperioden for jordens utvikling) som dekker omtrent 3,8 milliarder år. Det vil si at prekambrium er utviklingen av planeten fra øyeblikket av dannelsen, dannelsen av jordskorpen, protoocean og fremveksten av liv på jorden. Ved slutten av prekambrium var høyt organiserte organismer med et utviklet skjelett allerede utbredt på planeten.
Eon inkluderer to flere eonotemer - katarkean og archaea. Sistnevnte inkluderer i sin tur 4 epoker.
1. Catarkaeus- dette er tiden for dannelsen av jorden, men det var fortsatt verken en kjerne eller en jordskorpe. Planeten var fortsatt et kaldt romlegeme. Forskere antar at det i løpet av denne perioden allerede var vann på jorden. Catarchean varte i rundt 600 millioner år.
2. Archaea dekker en periode på 1,5 milliarder år. I løpet av denne perioden var det fortsatt ikke noe oksygen på jorden, dannelsen av avleiringer av svovel, jern, grafitt, nikkel fant sted. Hydrosfæren og atmosfæren var en enkelt dampgasskonvolutt som innhyllet kloden i en tett sky. Solens stråler trengte praktisk talt ikke gjennom dette sløret, så mørket hersket på planeten. 2.1 2.1. Eoarcheus- dette er den første geologiske æra, som varte i rundt 400 millioner år. Den viktigste hendelsen i Eoarchean er dannelsen av hydrosfæren. Men det var fortsatt lite vann, reservoarene eksisterte atskilt fra hverandre og til de smeltet sammen med verdenshavet. Samtidig blir jordskorpen solid, selv om asteroider fortsatt bombarderer jorden. På slutten av Eoarchean dannes det første superkontinentet i planetens historie, Vaalbara.
2.2 Paleoarkean- neste æra, som også varte i rundt 400 millioner år. I løpet av denne perioden dannes jordens kjerne, intensiteten til magnetfeltet øker. En dag på planeten varte bare 15 timer. Men oksygeninnholdet i atmosfæren øker på grunn av aktiviteten til bakteriene som har dukket opp. Rester av disse første formene av den paleoarkanske livstiden er funnet i Vest-Australia.
2.3 Mesoarchean varte også i rundt 400 millioner år. I Mesoarchean-tiden var planeten vår dekket av et grunt hav. Landområdene var små vulkanske øyer. Men allerede i løpet av denne perioden begynner dannelsen av litosfæren og mekanismen for platetektonikk utløses. På slutten av Mesoarchean observeres den første istiden, der snø og is dannes for første gang på jorden. Biologiske arter er fremdeles representert av bakterier og mikrobielle livsformer.
2.4 Neoarchean- den siste æra av Archean eon, som varer omtrent 300 millioner år. Kolonier av bakterier utgjør på dette tidspunktet de første stromatolittene på jorden (kalkavleiringer). Den viktigste neoarchean hendelsen er dannelsen av oksygenisk fotosyntese.
II. Proterozoisk- en av de lengste tidsperioder i jordens historie, som vanligvis er delt inn i tre epoker. Under proterozoikumet vises ozonlaget for første gang, verdens hav når nesten moderne volum. Og etter den lengste isbreen fra Huronian, vises de første flercellede livsformene på jorden - sopp og svamper. Det er vanlig å dele proterozoikumet i tre epoker, som hver inneholdt flere perioder.
3.1 Paleo-proterozoisk- den første æraen av proterozoikumet, som begynte for 2,5 milliarder år siden. På dette tidspunktet er litosfæren fullformet. Men de gamle livsformene på grunn av økningen i oksygeninnholdet har praktisk talt dødd ut. Denne perioden ble kalt oksygenkatastrofen. Ved slutten av æraen vises de første eukaryotene på jorden.
3.2 Mesoproterozoic varte i rundt 600 millioner år. De viktigste hendelsene i denne tiden: dannelsen av kontinentale masser, dannelsen av superkontinentet Rodinia og utviklingen av seksuell reproduksjon.
3.3 Nyproterozoisk... I løpet av denne tiden oppløses Rodinia i omtrent 8 deler, Mirovia superocean slutter å eksistere, og på slutten av tiden er jorden dekket av is nesten til ekvator. I den neoproterozoiske æra begynner levende organismer for første gang å skaffe seg et hardt skall, som senere vil tjene som grunnlag for skjelettet.
III. Paleozoikum- den første æraen av den fenerozoiske eon, som begynte for omtrent 541 millioner år siden og varte i cirka 289 millioner år. Dette er tiden med fremveksten av det gamle livet. Superkontinentet Gondwana forener de sørlige kontinentene, litt senere blir resten av landet knyttet til det og Pangaea dukker opp. Klimasoner begynner å danne seg, og flora og fauna representeres hovedsakelig av marine arter. Først på slutten av paleozoikumet begynner landutviklingen, og de første virveldyrene dukker opp.
Den paleozoiske æra er konvensjonelt delt inn i 6 perioder.
1. Kambriumperiode varte i 56 millioner år. I løpet av denne perioden dannes hovedbergartene, og et mineralskjelett dukker opp i levende organismer. Og den viktigste begivenheten i Kambrium er fremveksten av de første leddyrene.
2. Ordoviceperiode- den andre perioden av paleozoikum, som varte i 42 millioner år. Dette er tiden med dannelsen av sedimentære bergarter, fosforitter og oljeskifer. Ordoviciens organiske verden er representert av marine virvelløse dyr og blågrønne alger.
3. Silur-periode dekker de neste 24 millioner årene. På denne tiden dør nesten 60% av levende organismer som eksisterte før. Men den første brusk og benete fisken i planetens historie dukker opp. På land er Silurian preget av fremveksten av karplanter. Superkontinent nærmer seg og danner Laurasia. Ved slutten av perioden ble issmelting notert, havnivået steg og klimaet ble mildere.
4. Devonian periode preges av den raske utviklingen av ulike livsformer og utviklingen av nye økologiske nisjer. Devon dekker et tidsrom på 60 millioner år. De første bakkenes virveldyr, edderkopper, insekter dukker opp. Lunger dannes hos sushidyr. Selv om fisk som før dominerer. Riket av floraen i denne perioden er representert av prop-bregner, hestehaler, lyr og gåsefrø.
5. Karbonperiode ofte kalt karbon. På denne tiden kolliderer Laurasia med Gondwana og det nye superkontinentet Pangea dukker opp. Et nytt hav blir også til - Tethys. Dette er tiden for de første amfibiene og reptilene.
6. Permperiode- den siste perioden med paleozoikum, som endte for 252 millioner år siden. Det antas at det på denne tiden falt en stor asteroide til jorden, noe som førte til betydelige klimaendringer og utryddelse av nesten 90% av alle levende organismer. Det meste av landet er dekket av sand, de mest omfattende ørkenene som har eksistert i hele jordens utvikling.
IV. Mesozoikum- den andre æraen av den fenerozoiske eon, som varte i nesten 186 millioner år. På dette tidspunktet får kontinentene en nesten moderne form. Og det varme klimaet bidrar til den raske utviklingen av livet på jorden. Kjempebregner forsvinner, og angiospermer ser ut til å erstatte dem. Mesozoikum er dinosaurenes tid og utseendet til de første pattedyrene.
I den mesozoiske perioden er det tre perioder: trias, jura og kritt.
1. Triasperiode varte i overkant av 50 millioner år. På denne tiden begynner Pangea å splitte, og innlandshavet blir gradvis grunt og tørt. Klimaet er mildt, sonene er ikke uttalt. Nesten halvparten av landplantene forsvinner når ørkener spres. Og i fauna-riket dukker de første varmblodige reptilene opp og som ble forfedrene til dinosaurer og fugler.
2. Jurassic periode dekker et intervall på 56 millioner år. Et fuktig og varmt klima hersket på jorden. Landet er dekket med kratt av bregner, furu, palmer, sypresser. Dinosaurer hersker på planeten, og mange pattedyr var bemerkelsesverdige for sin lille vekst og tykke hår.
3. krittperiode- den lengste perioden av mesozoikum, som varer nesten 79 millioner år. Splittelsen av kontinentene nærmer seg nesten en slutt, Atlanterhavet øker betydelig i volum, det dannes isark ved polene. Økningen i havmassen fører til dannelsen av drivhuseffekten. På slutten av krittperioden oppstår en katastrofe, og årsakene til dette er fremdeles ikke klare. Som et resultat ble alle dinosaurer og de fleste arter av reptiler og gymnospermer utryddet.
V. Cenozoic- Dette er epoken for dyr og Homo sapiens, som begynte for 66 millioner år siden. Kontinentene fikk på dette tidspunktet sin moderne form, Antarktis okkuperte jordens sørpol, og havene fortsatte å vokse. Planter og dyr som overlevde kritt-katastrofen befant seg i en helt ny verden. Unike samfunn av livsformer begynte å dannes på hvert kontinent.
Den cenozoiske æra er delt inn i tre perioder: Paleogen, Neogen og Quaternary.
1. Paleogen periode avsluttet for rundt 23 millioner år siden. På dette tidspunktet hersket et tropisk klima på jorden, Europa gjemte seg under eviggrønne tropiske skoger, bare løvtrær vokste nord på kontinentene. Det var i løpet av Paleogen-perioden at pattedyr utviklet seg raskt.
2. Neogen periode dekker de neste 20 millioner årene av planets utvikling. Hvaler og flaggermus dukker opp. Og selv om sabeltannede tigre og mastodoner fortsatt streifer rundt på jorden, får faunaen i økende grad moderne trekk.
3. Kvartærperiode begynte for mer enn 2,5 millioner år siden og fortsetter til i dag. To store begivenheter kjennetegner denne tidsperioden: istiden og fremveksten av mennesket. Istidene fullførte fullstendig dannelsen av kontinentets klima, flora og fauna. Og menneskets utseende markerte begynnelsen på sivilisasjonen.
Laster inn ...
