Jordens opprinnelse bestemmer dens alder, kjemiske og fysiske sammensetning. Jorden vår er en av de ni planetene (Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto) i solsystemet. Alle planetene i solsystemet kretser rundt Solen omtrent i samme plan og i samme retning i elliptiske baner, svært nær sirkler.
Galaxy - Sol og stjernesystem. Hovedtyngden av stjerner er lokalisert i ringen av Melkeveien. Stjerner er større eller mindre enn solen. Solen befinner seg nærmere sentrum av galaksen og roterer sammen med alle stjernene rundt den.
Utenfor galaksen er det mange andre galakser, som inneholder fra 1 til 150 milliarder stjerner. En så stor gruppering av stjerner kalles en metagalaxy, eller Big Universe. Vår metagalakse ble oppdaget av den amerikanske astronomen Edwin Hubble (1924-1926). Han slo fast at Melkeveien er den eneste av mange "stjerneverdener" vi observerer. Galaksen (Melkeveien) har en spiralstruktur. Dette er en langstrakt stripe av stjerner med betydelig fortykkelse i midten og i endene.
Utallige antall galakser relativt nær oss utgjør skjærgården av stjerneøyer, det vil si at de danner et system av galakser.
Stort univers er et system av øygrupper, flere millioner galakser. Diameteren til det store universet er mange milliarder lysår. Universet er uendelig i tid og rom.
Jordens opprinnelse har interessert forskere siden antikken., og mange hypoteser har blitt fremsatt om dette emnet, som kan deles inn i hypoteser av varm og kald opprinnelse.
Den tyske filosofen Kant (1724-1804) la frem en hypotese om at Jorden ble dannet av en tåke bestående av støvpartikler, mellom hvilke tiltrekning og frastøting eksisterte, noe som resulterte i dannelsen av en sirkulær bevegelse av tåken.
Den franske matematikeren og astronomen Laplace (1749-1827) antok at Jorden ble dannet fra en enkelt varm tåke, men forklarte ikke dens bevegelse. I følge Kant ble jorden dannet uavhengig av solen, og ifølge Laplace er den et produkt av solas oppløsning (dannelsen av ringer).
I XIX og XX århundrer. I Vest-Europa ble det fremsatt en rekke hypoteser om opprinnelsen til Jorden og andre planeter (Chamberlain, Multon, Jeans, etc.), som viste seg å være idealistiske eller mekaniske og vitenskapelig ubegrunnede. Russiske forskere - akademiker O. Yu. Shmidt og V. G. Fesenkov - ga et stort bidrag til vitenskapen om opprinnelsen til jorden og verdensrommet.
Akademiker O. Yu. Schmidt beviste vitenskapelig at planetene (inkludert Jorden) ble dannet av faste fragmenterte partikler fanget av Solen. Når de passerte gjennom en klynge av slike partikler, fanget gravitasjonskreftene dem, og de begynte å bevege seg rundt solen. Som et resultat av deres bevegelse dannet partiklene klumper, som grupperte seg og ble til planeter. I følge hypotesen til O. Yu. Schmidt var Jorden, som andre planeter i solsystemet, kald fra begynnelsen av sin eksistens. Deretter begynte forfallet av radioaktive elementer i jordens kropp, som et resultat av at jordens tarmer begynte å varmes opp og smelte, og massen begynte å stratifisere i separate soner eller sfærer med forskjellige fysiske egenskaper og kjemisk sammensetning .
Akademiker V. G. Fesenkov for å forklare sin hypotese gikk fra det faktum at solen og planetene ble dannet i en enkelt utviklings- og evolusjonsprosess fra en stor klump av gass-støvtåken. Denne klumpen hadde utseendet til en veldig flatet disklignende sky. Solen dannet seg fra den tykkeste varme skyen i sentrum. På grunn av bevegelsen til hele skyens masse, var tettheten i periferien ulik. Tettere skypartikler ble sentre hvorfra de fremtidige ni planetene i solsystemet, inkludert Jorden, begynte å dannes. V. G. Fesenkov konkluderte med at solen og dens planeter ble dannet nesten samtidig fra en gass-støvmasse med høy temperatur.
Det er omtrent 100 milliarder stjerner i én galakse, og totalt er det 100 milliarder galakser i universet vårt. Hvis du ønsket å reise fra jorden til ytterkanten av universet, ville det tatt deg mer enn 15 milliarder år, forutsatt at du beveger deg med lysets hastighet - 300 000 km per sekund. Men hvor kom kosmisk materie fra? Hvordan oppsto universet? Jordens historie går omtrent 4,6 milliarder år tilbake. I løpet av denne tiden oppsto og døde mange millioner arter av planter og dyr ut; de høyeste fjellkjedene vokste og ble til støv; Enorme kontinenter splittes enten i stykker og spredt i forskjellige retninger, eller kolliderte med hverandre og dannet nye gigantiske landmasser. Hvordan vet vi alt dette? Faktum er at, til tross for alle katastrofene og katastrofene som historien til planeten vår er så rik med, er overraskende mye av dens turbulente fortid innprentet i bergartene som eksisterer i dag, i fossilene som finnes i dem, så vel som i organismene til levende vesener som lever på jorden i dag. Selvfølgelig er denne kronikken ufullstendig. Vi kommer bare over fragmenter av det, gapende tomrom mellom dem, hele kapitler som er ekstremt viktige for å forstå hva som egentlig skjedde, faller ut av fortellingen. Og likevel, selv i en så avkortet form, er ikke jordens historie dårligere i fascinasjon enn noen detektivroman.
Astronomer tror at vår verden oppsto som et resultat av Big Bang. Den gigantiske ildkulen eksploderte og spredte materie og energi over hele verdensrommet, som deretter kondenserte seg til milliarder av stjerner, som igjen smeltet sammen til mange galakser.
Big Bang teorien.
Teorien fulgt av de fleste moderne vitenskapsmenn sier at universet ble dannet som et resultat av det såkalte Big Bang. En utrolig varm ildkule, hvis temperatur nådde milliarder av grader, eksploderte på et tidspunkt og spredte strømmer av energi og materiepartikler i alle retninger, og ga dem kolossal akselerasjon.
Ethvert stoff består av bittesmå partikler - atomer. Atomer er de minste materialpartiklene som kan delta i kjemiske reaksjoner. Imidlertid består de på sin side av enda mindre, elementære partikler. Det er mange varianter av atomer i verden, som kalles kjemiske elementer. Hvert kjemisk element inneholder atomer av en viss størrelse og vekt og er forskjellig fra andre kjemiske elementer. Derfor, under kjemiske reaksjoner, oppfører hvert kjemisk element seg bare på sin egen måte. Alt i universet, fra de største galaksene til de minste levende organismene, består av kjemiske elementer.
Etter Big Bang.
Fordi ildkulen som blåste fra hverandre i Big Bang var så varm, var de små materiepartiklene i utgangspunktet for energiske til å kombineres med hverandre for å danne atomer. Etter omtrent en million år falt imidlertid universets temperatur til 4000 "C, og forskjellige atomer begynte å dannes fra elementære partikler. Først dukket de letteste kjemiske elementene opp - helium og hydrogen. Gradvis ble universet avkjølt mer og mer og tyngre grunnstoffer ble dannet.Prosessen med dannelse av nye atomer og grunnstoffer fortsetter den dag i dag i dypet av stjerner som vår sol, hvis temperaturer er uvanlig høye.
Universet ble avkjølt. De nydannede atomene samlet seg til gigantiske skyer av støv og gass. Støvpartikler kolliderte med hverandre og slo seg sammen til en enkelt helhet. Gravitasjonskrefter trakk små gjenstander mot større. Som et resultat dannet det seg galakser, stjerner og planeter i universet over tid.
Jorden har en smeltet kjerne rik på jern og nikkel. Jordskorpen består av lettere elementer og ser ut til å flyte på overflaten av delvis smeltede bergarter som danner jordkappen.
Ekspanderende univers.
Big Bang viste seg å være så kraftig at all materie i universet spredte seg utover verdensrommet i stor hastighet. Dessuten fortsetter universet å utvide seg til i dag. Vi kan si dette med selvtillit fordi fjerne galakser fortsatt beveger seg bort fra oss, og avstandene mellom dem øker stadig. Dette betyr at galakser en gang lå mye nærmere hverandre enn de er i dag.
Ingen vet nøyaktig hvordan solsystemet ble dannet. Den ledende teorien er at solen og planetene ble dannet av en virvlende sky av kosmisk gass og støv. De tettere delene av denne skyen, ved hjelp av gravitasjonskrefter, tiltrakk seg mer og mer materie fra utsiden. Som et resultat oppsto solen og alle dens planeter fra den.
Mikrobølger fra fortiden.
Basert på antakelsen om at universet ble dannet som et resultat av et "varmt" Big Bang, det vil si at det oppsto fra en gigantisk ildkule, prøvde forskere å beregne i hvilken grad det skulle ha avkjølt nå. De konkluderte med at temperaturen i det intergalaktiske rommet burde være rundt -270°C. Forskere bestemmer også universets temperatur ved intensiteten av mikrobølgestråling (termisk) som kommer fra dypet av verdensrommet. Målingene som ble utført bekreftet at det faktisk er omtrent -270 "C.
Hvor gammelt er universet?
For å finne ut avstanden til en bestemt galakse, bestemmer astronomer størrelsen, lysstyrken og fargen på lyset den sender ut. Hvis Big Bang-teorien er riktig, betyr det at alle eksisterende galakser opprinnelig ble presset sammen til en supertett og varm ildkule. Du trenger bare å dele avstanden fra en galakse til en annen med hastigheten de beveger seg bort fra hverandre med for å fastslå hvor lenge siden de dannet en enkelt helhet. Dette vil være universets tidsalder. Denne metoden gir selvfølgelig ikke nøyaktige data, men den gir likevel grunn til å tro at universets alder er fra 12 til 20 milliarder år.
En lavastrøm renner fra krateret til vulkanen Kilauea, som ligger på øya Hawaii. Når lava når jordoverflaten, stivner den og danner nye steiner.
Dannelse av solsystemet.
Galakser ble trolig dannet rundt 1 til 2 milliarder år etter Big Bang, og solsystemet oppsto omtrent 8 milliarder år senere. Tross alt ble ikke materie fordelt jevnt over hele rommet. Tette områder, takket være gravitasjonskrefter, tiltrakk seg mer og mer støv og gass. Størrelsen på disse områdene økte raskt. De ble til gigantiske virvlende skyer av støv og gass – de såkalte stjernetåkene.
En slik tåke - nemlig soltåken - kondenserte og dannet vår sol. Fra andre deler av skyen dukket det opp klumper av materie som ble til planeter, inkludert Jorden. De ble holdt i sine solbaner av det kraftige gravitasjonsfeltet til solen. Etter hvert som gravitasjonskrefter trakk partikler av solmateriale nærmere og nærmere hverandre, ble solen mindre og tettere. Samtidig oppsto det et monstrøst trykk i solkjernen. Den ble omdannet til kolossal termisk energi, og dette akselererte i sin tur fremdriften av termonukleære reaksjoner inne i solen. Som et resultat ble det dannet nye atomer og enda mer varme ble frigjort.
Fremveksten av levekår.
Omtrent de samme prosessene, selv om de var i mye mindre skala, skjedde på jorden. Jordens kjerne krympet raskt. På grunn av kjernefysiske reaksjoner og nedbrytning av radioaktive grunnstoffer ble det frigjort så mye varme i jordens tarm at bergartene som dannet den smeltet. Lettere stoffer rike på silisium, et glasslignende mineral, skilt fra tettere jern og nikkel i jordens kjerne for å danne den første skorpen. Etter omtrent en milliard år, da jorden avkjølte seg betydelig, herdet jordskorpen til et tøft ytre skall på planeten vår, bestående av solide bergarter.
Etter hvert som jorden ble avkjølt, kastet den ut mange forskjellige gasser fra kjernen. Dette skjedde vanligvis under vulkanutbrudd. Lette gasser, som hydrogen eller helium, slapp for det meste ut i verdensrommet. Jordens tyngdekraft var imidlertid sterk nok til å holde tyngre gasser nær overflaten. De dannet grunnlaget for jordens atmosfære. Noe av vanndampen fra atmosfæren kondenserte, og hav dukket opp på jorden. Nå var planeten vår helt klar til å bli livets vugge.
Fødsel og død av steiner.
Jordens landmasse er dannet av faste bergarter, ofte dekket med et lag med jord og vegetasjon. Men hvor kommer disse steinene fra? Nye bergarter dannes av materiale som er født dypt inne i jorden. I de nederste lagene av jordskorpen er temperaturen mye høyere enn på overflaten, og bergartene som utgjør dem er under enormt trykk. Under påvirkning av varme og trykk bøyer og mykner bergarter, eller til og med helt smelter. Når et svakt punkt dannes i jordskorpen, bryter smeltet stein - kalt magma - ut til jordoverflaten. Magma strømmer ut av vulkanske ventiler i form av lava og sprer seg over et stort område. Når lava stivner, blir den til fast stein.
Eksplosjoner og brennende fontener.
I noen tilfeller er fødselen av bergarter ledsaget av grandiose katastrofer, i andre skjer det stille og ubemerket. Det finnes mange varianter av magma, og de danner forskjellige typer bergarter. For eksempel er basaltisk magma veldig flytende, kommer lett til overflaten, sprer seg i brede bekker og stivner raskt. Noen ganger bryter den ut av krateret til en vulkan som en lys "ildfontene" - dette skjer når jordskorpen ikke tåler trykket.
Andre typer magma er mye tykkere: deres tetthet, eller konsistens, er mer som svart melasse. Gassene i slik magma har store problemer med å komme seg til overflaten gjennom dens tette masse. Husk hvor lett luftbobler slipper ut fra kokende vann og hvor mye saktere dette skjer når du varmer opp noe tykkere, for eksempel gelé. Når tettere magma stiger nærmere overflaten, avtar trykket på det. Gasser oppløst i den har en tendens til å utvide seg, men kan ikke. Når magmaet endelig bryter ut, utvider gassene seg så raskt at det oppstår en enorm eksplosjon. Lava, steinrester og aske flyr ut i alle retninger som granater avfyrt fra en kanon. Et lignende utbrudd skjedde i 1902 på øya Martinique i Det karibiske hav. Det katastrofale utbruddet av Moptap-Pelé-vulkanen ødela havnen i Sept-Pierre fullstendig. Rundt 30 000 mennesker døde.
Krystalldannelse.
Bergarter som dannes fra avkjølende lava kalles vulkanske eller magmatiske bergarter. Når lavaen avkjøles, blir mineralene i den smeltede bergarten gradvis til faste krystaller. Hvis lava avkjøles raskt, har ikke krystallene tid til å vokse og forblir veldig små. En lignende ting skjer under dannelsen av basalt. Noen ganger avkjøles lava så raskt at den produserer en jevn, glassaktig bergart som ikke inneholder krystaller i det hele tatt, for eksempel obsidian (vulkansk glass). Dette skjer vanligvis under et undervannsutbrudd eller når små partikler av lava blir kastet ut fra vulkanens krater høyt opp i den kalde luften.
Erosjon og forvitring av steiner i Cedar Breaks Canyons, Utah, USA. Disse kløftene ble dannet som et resultat av den erosive virkningen av elven, som la sin kanal gjennom lag av sedimentære bergarter, "presset ut" oppover av bevegelser av jordskorpen. De eksponerte fjellskråningene eroderte gradvis, og steinfragmenter dannet steinete fjellskråninger på dem. Midt i disse rasene stikker fremspring av fortsatt solide steiner, som danner kantene på kløftene.
Bevis for fortiden.
Størrelsen på krystallene i vulkanske bergarter gjør at vi kan bedømme hvor raskt lavaen avkjølte seg og i hvilken avstand fra jordoverflaten den lå. Her er et stykke granitt, slik det ser ut i polarisert lys under et mikroskop. Ulike krystaller har forskjellige farger i dette bildet.
Gneis er en metamorf bergart dannet av sedimentær bergart under påvirkning av varme og trykk. Mønsteret av flerfargede striper som du ser på dette stykket av gneis lar deg bestemme retningen som jordskorpen, beveger seg, presset på steinlagene. Slik får vi en ide om hendelsene som fant sted for 3,5 milliarder år siden.
Ved folder og forkastninger (brudd) i bergarter kan vi bedømme i hvilken retning kolossale spenninger virket i jordskorpen i tidligere geologiske tidsepoker. Disse foldene oppsto som et resultat av fjellbyggende bevegelser av jordskorpen som begynte for 26 millioner år siden. På disse stedene komprimerte monstrøse krefter lag av sedimentære bergarter – og det dannet seg folder.
Magma når ikke alltid jordens overflate. Den kan dvele i de nedre lagene av jordskorpen og avkjøles så mye saktere, og danner herlige store krystaller. Slik blir granitt til. Størrelsen på krystallene i noen småstein gjør at vi kan fastslå hvordan denne bergarten ble dannet for mange millioner år siden.
Hoodoos, Alberta, Canada. Regn og sandstormer ødelegger myke bergarter raskere enn harde bergarter, noe som resulterer i utstikkere (fremspring) med bisarre konturer.
Sedimentære "smørbrød".
Ikke alle bergarter er vulkanske, som granitt eller basalt. Mange av dem har mange lag og ser ut som en enorm stabel med smørbrød. De ble en gang dannet av andre bergarter ødelagt av vind, regn og elver, hvis fragmenter ble vasket inn i innsjøer eller hav, og de slo seg ned på bunnen under vannsøylen. Gradvis akkumuleres en enorm mengde slik nedbør. De hoper seg oppå hverandre og danner lag som er hundrevis og til og med tusenvis av meter tykke. Vannet i en innsjø eller et hav presser på disse avsetningene med kolossal kraft. Vannet inni dem presses ut, og de presses til en tett masse. Samtidig ser det ut til at mineralstoffer, tidligere oppløst i det utpressede vannet, sementerer hele denne massen, og som et resultat dannes en ny bergart fra den, som kalles sedimentær.
Både vulkanske og sedimentære bergarter kan presses oppover under påvirkning av bevegelser av jordskorpen, og danner nye fjellsystemer. Kolossale krefter er involvert i dannelsen av fjell. Under deres påvirkning blir bergarter enten varme opp eller er monstrøst komprimerte. Samtidig blir de transformert - transformert: ett mineral kan bli til et annet, krystallene blir flate og får en annen ordning. Som et resultat vises en annen i stedet for en stein. Bergarter dannet ved transformasjon av andre bergarter under påvirkning av de ovennevnte kreftene kalles metamorfe.
Ingenting varer evig, ikke engang fjell.
Ved første øyekast kan ingenting være sterkere og mer holdbart enn et stort fjell. Akk, dette er bare en illusjon. Basert på geologiske tidsskalaer på millioner og til og med hundrevis av millioner år, viser fjell seg å være like forbigående som noe annet, inkludert deg og meg.
Enhver stein, så snart den begynner å bli eksponert for atmosfæren, vil umiddelbart kollapse. Hvis du ser på et friskt stykke stein eller en knust rullestein, vil du se at den nydannede overflaten på fjellet ofte har en helt annen farge enn den gamle som har vært i luften lenge. Dette skyldes påvirkningen av oksygen i atmosfæren, og i mange tilfeller regnvann. På grunn av dem oppstår forskjellige kjemiske reaksjoner på overflaten av bergarten, som gradvis endrer egenskapene.
Over tid fører disse reaksjonene til at mineralene som holder bergarten sammen frigjøres, og den begynner å smuldre. Små sprekker dannes i fjellet som lar vann trenge inn. Når dette vannet fryser, utvider det seg og river fjellet fra innsiden. Når isen smelter vil slik stein rett og slett falle fra hverandre. Snart vil de nedfallne steinstykkene vaskes bort av regnet. Denne prosessen kalles erosjon.
Muir-breen i Alaska. Den destruktive innvirkningen fra breen og steinene som er frosset inn i den nedenfra og fra sidene forårsaker gradvis erosjon av veggene og bunnen av dalen som den beveger seg langs. Som et resultat dannes det lange strimler av steinfragmenter på isen - såkalte morener. Når to nabobreer smelter sammen, slutter morene deres seg også.
Vann er en ødelegger.
Biter av ødelagt stein havner til slutt i elver. Strømmen drar dem langs elveleiet og sliter dem ned i fjellet som danner selve sengen, inntil de overlevende fragmentene til slutt finner et stille tilfluktssted på bunnen av en innsjø eller et hav. Frosset vann (is) har enda større ødeleggende kraft. Isbreer og isdekker drar bak seg mange store og små steinfragmenter som er frosset inn i de iskalde sidene og magene. Disse fragmentene lager dype riller i bergartene som isbreer beveger seg langs. En isbre kan bære steinfragmenter som faller oppå seg i mange hundre kilometer.
Skulpturer skapt av vinden
Vind ødelegger også steiner. Dette skjer spesielt ofte i ørkener, hvor vinden bærer millioner av bittesmå sandkorn. Sandkorn består for det meste av kvarts, et ekstremt slitesterkt mineral. En virvelvind av sandkorn treffer steinene, og slår ut flere og flere sandkorn fra dem.
Ofte hoper vinden opp sand i store sandbakker, eller sanddyner. Hvert vindkast legger et nytt lag med sandkorn på sanddynene. Plasseringen av bakkene og brattheten til disse sandbakkene gjør det mulig å bedømme retningen og styrken til vinden som skapte dem.
Isbreer skjærer dype U-formede daler langs stien. Ved Nantfrankon, Wales, forsvant isbreene i forhistorisk tid, og etterlot seg en bred dal som tydeligvis er for stor for den lille elven som nå renner gjennom den. Den lille innsjøen i forgrunnen er blokkert av en stripe med spesielt sterk stein.
Inntil nå er hovedteorien om opprinnelsen til menneskehetens vugge ansett for å være Big Bang-teorien. I følge astronomer eksisterte det for uendelig lenge siden en enorm varm ball i verdensrommet, hvis temperatur var millioner av grader. Som et resultat av de kjemiske reaksjonene som fant sted inne i den brennende sfæren, skjedde det en eksplosjon som spredte et stort antall bittesmå partikler av materie og energi i verdensrommet. I utgangspunktet hadde disse partiklene for høy temperatur. Så ble universet avkjølt, partiklene ble tiltrukket av hverandre og samlet seg i ett rom. Lettere elementer ble tiltrukket av tyngre, som oppsto som et resultat av den gradvise avkjølingen av universet. Dette er hvordan galakser, stjerner og planeter ble dannet.
For å støtte denne teorien, siterer forskere jordens struktur, hvis indre del, kalt kjernen, består av tunge elementer - nikkel og jern. Kjernen er på sin side dekket med en tykk mantel av varme bergarter, som er lettere. Overflaten av planeten, med andre ord, jordskorpen, ser ut til å flyte på overflaten av smeltede masser, som et resultat av deres avkjøling.
Skapelse av levekår
Gradvis ble kloden avkjølt, og skapte stadig tettere jordområder på overflaten. Den vulkanske aktiviteten til planeten i disse dager var ganske aktiv. Som et resultat av magma-utbrudd ble en enorm mengde forskjellige gasser sluppet ut i verdensrommet. De letteste, som helium og hydrogen, fordampet øyeblikkelig. Tyngre molekyler forble over overflaten av planeten, tiltrukket av gravitasjonsfeltene. Under påvirkning av ytre og indre faktorer ble damper av emitterte gasser en kilde til fuktighet, og den første nedbøren dukket opp, som spilte en nøkkelrolle i fremveksten av liv på planeten.
Gradvis førte indre og ytre metamorfoser til mangfoldet i landskapet som menneskeheten lenge har vært vant til:
- fjell og daler ble dannet;
- hav, hav og elver dukket opp;
- Et visst klima utviklet seg i hvert område, som ga impulser til utviklingen av en eller annen form for liv på planeten.
Oppfatningen om at planeten er rolig og at den endelig er dannet er feil. Under påvirkning av endogene og eksogene prosesser blir overflaten av planeten fortsatt dannet. Gjennom sin destruktive ledelse bidrar mennesket til å akselerere disse prosessene, noe som fører til de mest katastrofale konsekvenser.
Først relativt nylig mottok folk faktamateriale som gjør det mulig å fremsette vitenskapelig baserte hypoteser om jordens opprinnelse, men dette spørsmålet har bekymret filosofenes sinn i uminnelige tider.
Første forestillinger
Selv om de første ideene om jordens liv kun var basert på empiriske observasjoner av naturfenomener, spilte ikke desto mindre fantastisk fiksjon ofte en grunnleggende rolle i dem snarere enn objektiv virkelighet. Men allerede i disse dager oppsto ideer og synspunkter som selv i dag forbløffer oss med deres likhet med våre ideer om jordens opprinnelse.
Så, for eksempel, trodde den romerske filosofen og poeten Titus Lucretius Carus, som er kjent som forfatteren av det didaktiske diktet "On the Nature of Things", at universet er uendelig og det er mange verdener som ligner vår i det. Den antikke greske vitenskapsmannen Heraclitus (500 f.Kr.) skrev om det samme: «Verden, en av alle, ble ikke skapt av noen av gudene og av noen av menneskene, men var, er og vil være en evig levende ild, naturlig tennende og naturlig slukkende "
Etter Romerrikets fall begynte en vanskelig tid i middelalderen for Europa - perioden med dominans av teologi og skolastikk. Denne perioden ble deretter erstattet av renessansen; verkene til Nicolaus Copernicus og Galileo Galilei forberedte fremveksten av progressive kosmogoniske ideer. De ble uttrykt til forskjellige tider av R. Descartes, I. Newton, N. Stenon, I. Kant og P. Laplace.
Hypoteser om jordens opprinnelse
R. Descartes' hypotese
Så spesielt hevdet R. Descartes at planeten vår tidligere var en varm kropp, som solen. Og deretter avkjølte det seg og begynte å se ut som et utdødt himmellegeme, i hvis dyp det fortsatt var ild. Den varme kjernen var dekket av et tett skall, som besto av et stoff som ligner på stoffet til solflekker. Over var et nytt skall - laget av små fragmenter som følge av oppløsningen av flekkene.
Immanuel Kants hypotese
1755 - den tyske filosofen I. Kant foreslo at stoffet som solsystemets kropp består av - alle planetene og kometene, før starten på alle transformasjoner, ble dekomponert til primære elementer og fylte hele universets volum i som kroppene dannet av dem nå beveger seg. Disse kantianske ideene om at solsystemet kunne ha dannet seg som et resultat av akkumulering av urspredt spredt stoff virker overraskende korrekte i vår tid.
P. Laplaces hypotese
1796 - Den franske vitenskapsmannen P. Laplace uttrykte lignende ideer om jordens opprinnelse, uten å vite noe om den eksisterende avhandlingen til I. Kant. Den nye hypotesen om jordens opprinnelse fikk dermed navnet Kant-Laplace-hypotesen. I følge denne hypotesen ble solen og planetene som beveget seg rundt den dannet fra en enkelt tåke, som under rotasjon brøt opp i separate klumper av materie - planeter.
Den opprinnelig brennende flytende jorda kjølte seg ned og ble dekket av en skorpe, som ble forvridd ettersom dypet ble avkjølt og volumet ble redusert. Det skal bemerkes at Kant-Laplace-hypotesen rådde blant andre kosmogoniske synspunkter i mer enn 150 år. Det var på grunnlag av denne hypotesen at geologer forklarte alle de geologiske prosessene som skjedde i jordens tarmer og på overflaten.
E. Chladnis hypotese
Selvfølgelig er meteoritter - romvesener fra det dype rommet - av stor betydning for utviklingen av pålitelige vitenskapelige hypoteser om jordens opprinnelse. Dette er fordi meteoritter alltid har falt på planeten vår. Imidlertid ble de ikke alltid betraktet som romvesener fra verdensrommet. En av de første som korrekt forklarte utseendet til meteoritter var den tyske fysikeren E. Chladni, som beviste i 1794 at meteoritter er rester av ildkuler av ujordisk opprinnelse. Ifølge ham er meteoritter biter av interplanetarisk materie som reiser i verdensrommet, sannsynligvis fragmenter av planeter.
Moderne konsept om jordens opprinnelse
Men ikke alle delte denne typen tanker på den tiden, men ved å studere stein- og jernmeteoritter, var forskere i stand til å skaffe interessante data som ble brukt i kosmogoniske konstruksjoner. For eksempel ble den kjemiske sammensetningen av meteoritter avklart - det viste seg hovedsakelig å være oksider av silisium, magnesium, jern, aluminium, kalsium og natrium. Følgelig ble det mulig å finne ut sammensetningen av andre planeter, som viste seg å være lik den kjemiske sammensetningen av jorden vår. Meteorittenes absolutte alder ble også bestemt: den er i området 4,2-4,6 milliarder år. For tiden er disse dataene supplert med informasjon om den kjemiske sammensetningen og alderen til månens bergarter, samt atmosfærene og bergartene til Venus og Mars. Disse nye dataene viser spesielt at vår naturlige satellitt Månen ble dannet av en kald gass- og støvsky og begynte å "fungere" for 4,5 milliarder år siden.
En stor rolle i å underbygge det moderne konseptet om jordens og solsystemets opprinnelse tilhører den sovjetiske vitenskapsmannen, akademikeren O. Schmidt, som ga et betydelig bidrag til å løse dette problemet.
Dermed ble det vitenskapelige grunnlaget for moderne kosmogoniske oppfatninger gradvis dannet, bit for bit, basert på isolerte isolerte fakta... De fleste moderne kosmogonister holder seg til følgende synspunkt.
Utgangsmaterialet for dannelsen av solsystemet var en gass- og støvsky plassert i ekvatorialplanet til galaksen vår. Stoffet i denne skyen var i kald tilstand og inneholdt vanligvis flyktige komponenter: hydrogen, helium, nitrogen, vanndamp, metan, karbon. Det primære planetariske stoffet var veldig homogent, og temperaturen var ganske lav.
På grunn av gravitasjonskrefter begynte interstellare skyer å presse seg sammen. Stoffet ble fortettet til stjernestadiet, samtidig økte dens indre temperatur. Bevegelsen av atomer inne i skyen akselererte, og når de kolliderte med hverandre, ble atomene noen ganger forenet. Termonukleære reaksjoner skjedde, hvor hydrogen ble omdannet til helium, og frigjorde en enorm mengde energi.
I raseri av kraftige elementer dukket Proto-solen opp. Fødselen hans skjedde som et resultat av en supernovaeksplosjon - et ikke så sjeldent fenomen. I gjennomsnitt dukker en slik stjerne opp i enhver galakse hvert 350. millioner år. Under en supernovaeksplosjon sendes det ut enorm energi. Stoffet som ble kastet ut som et resultat av denne termonukleære eksplosjonen dannet en bred, gradvis tettere gassplasmasky rundt Proto-Sun. Det var en slags tåke i form av en skive med en temperatur på flere millioner grader Celsius. Fra denne protoplanetariske skyen dukket det opp planeter, kometer, asteroider og andre himmellegemer i solsystemet. Dannelsen av Proto-solen og den protoplanetære skyen rundt den skjedde for kanskje rundt 6 milliarder år siden.
Hundrevis av millioner år har gått. Over tid ble det gassformige stoffet i den protoplanetariske skyen avkjølt. De mest ildfaste elementene og deres oksider kondenserte fra den varme gassen. Etter hvert som ytterligere avkjøling fortsatte over millioner av år, dukket det opp støvete faste stoffer i skyen, og den tidligere varme gasskyen ble relativt kald igjen.
Gradvis ble det dannet en bred ringformet skive rundt den unge solen som et resultat av kondensering av støvete stoffer, som deretter gikk i oppløsning til kalde svermer av faste partikler og gass. Fra de indre delene av gass- og støvskiven begynte planeter som Jorden å dannes, som som regel består av ildfaste elementer, og fra de perifere delene av skiven begynte det å dannes store planeter rike på lette gasser og flyktige elementer . Et stort antall kometer dukket opp i selve den ytre sonen.
Primær jord
Så, for omtrent 5,5 milliarder år siden, oppsto de første planetene, inkludert den opprinnelige jorden, fra kald planetarisk materie. På den tiden var det et kosmisk legeme, men ennå ikke en planet; det hadde ikke en kjerne eller mantel, og det var ikke engang faste overflateområder.
Dannelsen av Proto-jorden var en ekstremt viktig milepæl - det var jordens fødsel. I disse dager skjedde ikke de vanlige, velkjente geologiske prosessene på jorden, og det er grunnen til at denne perioden av planetens utvikling kalles pre-geologisk eller astronomisk.
Proto-jorden var en kald ansamling av kosmisk materie. Under påvirkning av gravitasjonskomprimering, oppvarming fra kontinuerlige påvirkninger av kosmiske kropper (kometer, meteoritter) og frigjøring av varme fra radioaktive elementer, begynte overflaten av Proto-jorden å varmes opp. Det er ingen konsensus blant forskere om omfanget av oppvarmingen. I følge den sovjetiske forskeren V. Fesenko ble stoffet i Proto-jorden varmet opp til 10 000 °C og gikk som et resultat over i en smeltet tilstand. I følge andre forskeres antagelser kunne temperaturen knapt nå 1000 ° C, og atter andre benekter selv muligheten for å smelte stoffet.
Uansett, oppvarmingen av Proto-jorden bidro til differensieringen av materialet, som fortsatte gjennom den påfølgende geologiske historien.
Differensieringen av Proto-Earth-stoffet førte til konsentrasjonen av tunge elementer i dets indre områder, og lettere elementer på overflaten. Dette på sin side forutbestemte den videre inndelingen i kjernen og mantelen.
I utgangspunktet hadde ikke planeten vår en atmosfære. Dette kan forklares med det faktum at gasser fra den protoplanetariske skyen gikk tapt i de første stadiene av dannelsen, fordi på den tiden ikke jordens masse kunne beholde lette gasser nær overflaten.
Dannelsen av kjernen og mantelen, og deretter atmosfæren, fullførte den første fasen av jordens utvikling - pre-geologisk eller astronomisk. Jorden har blitt en solid planet. Deretter begynner den lange geologiske utviklingen.
For 4-5 milliarder år siden dominerte således solvinden, varme solstråler og kosmisk kulde overflaten på planeten vår. Overflaten ble konstant bombardert av kosmiske kropper - fra støvpartikler til asteroider...
1. Introduksjon……………………………………………………………………… 2 sider.
2. Hypoteser om dannelsen av jorden………………………………3 - 6 pp.
3. Jordens indre struktur…………………………7 - 9 s.
4. Konklusjon………………………………………………………………10 s.
5. Referanser………………………………………..11 sider.
Introduksjon.
Folk ønsket til enhver tid å vite hvor og hvordan verden vi lever i kom fra. Det er mange sagn og myter som kommer fra antikken. Men med fremkomsten av vitenskapen i sin moderne forståelse, blir mytologiske og religiøse erstattet av vitenskapelige ideer om verdens opprinnelse.
For tiden har det oppstått en situasjon i vitenskapen at utviklingen av kosmogonisk teori og restaureringen av solsystemets tidlige historie kan utføres primært induktivt, basert på sammenligning og generalisering av nylig innhentede empiriske data om materialet til meteoritter, planeter og månen. Siden vi har lært mye om strukturen til atomer og oppførselen til deres forbindelser under forskjellige termodynamiske forhold, og fullstendig pålitelige og nøyaktige data er oppnådd om sammensetningen av kosmiske kropper, er løsningen på problemet med opprinnelsen til planeten vår. plassert på et solid kjemisk grunnlag, som tidligere kosmogoniske konstruksjoner ble fratatt. Det bør forventes i nær fremtid at løsningen på problemene med kosmogoni i solsystemet generelt og problemet med opprinnelsen til vår jord spesielt vil oppnå stor suksess på atom-molekylært nivå, akkurat som på samme nivå de genetiske problemene i moderne biologi blir briljant løst foran øynene våre.
I dagens vitenskapelige tilstand er en fysisk-kjemisk tilnærming til å løse problemer med kosmogoni i solsystemet helt uunngåelig. Derfor må de lenge kjente mekaniske egenskapene til solsystemet, som var hovedfokuset i klassiske kosmogoniske hypoteser, tolkes i nær sammenheng med de fysiske og kjemiske prosessene i solsystemets tidlige historie. Nylige fremskritt innen kjemiske studier av individuelle legemer i dette systemet tillater oss å ta en helt ny tilnærming til restaurering av historien til jordens stoff og, på dette grunnlaget, gjenopprette rammen for forholdene der fødselen av planeten vår fant sted - dannelsen av dens kjemiske sammensetning og dannelsen av skallstrukturen.
Derfor er formålet med dette arbeidet å snakke om de mest kjente hypotesene om dannelsen av jorden, så vel som dens indre struktur.
Hypoteser om dannelsen av jorden.
Folk ønsket til enhver tid å vite hvor og hvordan verden vi lever i kom fra. Det er mange sagn og myter som kommer fra antikken. Men med fremkomsten av vitenskapen i sin moderne forståelse, blir mytologiske og religiøse erstattet av vitenskapelige ideer om verdens opprinnelse. De første vitenskapelige hypotesene om opprinnelsen til jorden og solsystemet, basert på astronomiske observasjoner, ble fremsatt først på 1700-tallet.
Alle hypoteser om jordens opprinnelse kan deles inn i to hovedgrupper:
1. Nebular (latin "tåke" - tåke, gass) - den er basert på prinsippet om dannelsen av planeter fra gass, fra støvtåker;
2. Katastrofal - det er basert på prinsippet om dannelsen av planeter på grunn av forskjellige katastrofale fenomener (kollisjon av himmellegemer, nær passasje av stjerner fra hverandre, etc.).
Nebulære hypoteser til Kant og Laplace. Den første vitenskapelige hypotesen om opprinnelsen til solsystemet var Immanuel Kant (1755). Kant mente at solsystemet oppsto fra en eller annen urmaterie som tidligere var fritt spredt i rommet. Partikler av denne saken beveget seg i forskjellige retninger og, kolliderte med hverandre, mistet hastigheten. Den tyngste og tetteste av dem, under påvirkning av tyngdekraften, forbundet med hverandre og dannet en sentral koagel - Solen, som igjen trakk til seg fjernere, små og lette partikler. Dermed oppsto et visst antall roterende kropper, hvis baner krysset hverandre. Noen av disse kroppene, som opprinnelig beveget seg i motsatte retninger, ble til slutt trukket inn i en enkelt strømning og dannet ringer av gassformig materiale, plassert omtrent i samme plan og roterer rundt solen i samme retning, uten å forstyrre hverandre. Mer tettere kjerner dannet i individuelle ringer, som lettere partikler gradvis ble tiltrukket av, og dannet sfæriske ansamlinger av materie; Slik ble planetene dannet, som fortsatte å sirkle rundt Solen i samme plan som de opprinnelige ringene av gassformig materie.
Uavhengig av Kant kom en annen vitenskapsmann - den franske matematikeren og astronomen P. Laplace - til de samme konklusjonene, men utviklet hypotesen dypere (1797). Laplace mente at Solen opprinnelig eksisterte i form av en enorm varm gass-tåke (tåke) med ubetydelig tetthet, men av kolossal størrelse. Denne tåken, ifølge Laplace, roterte først sakte i verdensrommet. Under påvirkning av gravitasjonskrefter trakk tåken seg gradvis sammen, og rotasjonshastigheten økte. Den resulterende sentrifugalkraften økte og ga tåken en flatet og deretter en linseformet form. I ekvatorialplanet til tåken endret forholdet mellom tyngdekraften og sentrifugalkraften seg til fordel for sistnevnte, slik at massen av materie som samlet seg i tåkens ekvatorialsone til slutt skilte seg fra resten av kroppen og dannet en ring. Fra tåken som fortsatte å rotere, ble flere og flere nye ringer suksessivt separert, som kondenserte på visse punkter og gradvis ble til planeter og andre kropper i solsystemet. Totalt skilte ti ringer seg fra den opprinnelige tåken, og delte seg opp i ni planeter og et belte av asteroider - små himmellegemer. Satellittene til individuelle planeter ble dannet av stoffet til sekundære ringer, skilt fra den varme gassmassen til planetene.
På grunn av den fortsatte komprimeringen av materie var temperaturen på de nydannede legene eksepsjonelt høy. På den tiden var jorden vår, ifølge P. Laplace, en varm gassformig ball som glødet som en stjerne. Gradvis ble denne kulen imidlertid avkjølt, dens stoff gikk over i en flytende tilstand, og etter hvert som den ble avkjølt, begynte det å danne seg en fast skorpe på overflaten. Denne skorpen var innhyllet i tunge atmosfæriske damper, hvorfra vann kondenserte mens den avkjølte seg. Begge teoriene er i hovedsak like og betraktes ofte som én, gjensidig komplementære, derfor blir de i litteraturen ofte referert til under det generelle navnet som Kant-Laplace-hypotesen. Siden vitenskapen ikke hadde mer akseptable forklaringer på den tiden, hadde denne teorien mange tilhengere på 1800-tallet.
Jeans' katastrofale teori. Etter Kant–Laplace-hypotesen i kosmogoni ble flere flere hypoteser for dannelsen av solsystemet laget. Det dukker opp såkalte katastrofale hypoteser, som er basert på et element av tilfeldig tilfeldighet. Som et eksempel på en katastrofal retningshypotese kan du vurdere konseptet til den engelske astronomen Jeans (1919). Hypotesen hans er basert på muligheten for at en annen stjerne passerer nær solen. Under påvirkning av tyngdekraften slapp en strøm av gass fra solen, som med videre utvikling ble til planetene i solsystemet. Jeans mente at passasjen av en stjerne forbi solen gjorde det mulig å forklare avviket i fordelingen av masse og vinkelmomentum i solsystemet. Men i 1943 Den russiske astronomen N.I. Pariysky beregnet at bare i tilfelle av en strengt definert hastighet på stjernen kunne en gassklump bli en satellitt av solen. I dette tilfellet bør banen være 7 ganger mindre enn banen til planeten nærmest Solen - Merkur.
Jeans' hypotese kunne derfor ikke gi en riktig forklaring på den uforholdsmessige fordelingen av vinkelmomentum i solsystemet. Den største ulempen med denne hypotesen er tilfeldigheten, som motsier det materialistiske verdensbildet og de tilgjengelige fakta om tilstedeværelsen av planeter i andre stjerneverdener. I tillegg har beregninger vist at konvergens av stjerner i det kosmiske rommet er praktisk talt umulig, og selv om dette skjedde, kunne ikke en forbipasserende stjerne gi planetene bevegelse i sirkulære baner.
Big Bang teorien. Teorien fulgt av de fleste moderne vitenskapsmenn sier at universet ble dannet som et resultat av det såkalte Big Bang. En utrolig varm ildkule, hvis temperatur nådde milliarder av grader, eksploderte på et tidspunkt og spredte strømmer av energi og materiepartikler i alle retninger, og ga dem kolossal akselerasjon. Fordi ildkulen som blåste fra hverandre i Big Bang var så varm, var de små materiepartiklene i utgangspunktet for energiske til å kombineres med hverandre for å danne atomer. Etter omtrent en million år falt imidlertid universets temperatur til 4000 "C, og forskjellige atomer begynte å dannes fra elementære partikler. Først oppsto de letteste kjemiske elementene - helium og hydrogen, og deres akkumulering ble dannet. Gradvis, universet avkjølte seg mer og mer og tyngre grunnstoffer ble dannet Over tid I mange milliarder år har det vært en økning i masse i ansamlinger av helium og hydrogen Masseøkningen fortsetter til en viss grense er nådd, hvoretter kraften av gjensidig tiltrekning av partikler inne i gass- og støvskyen er veldig sterk og da begynner skyen å krympe (kollapse) Under kollapsprosessen utvikles det høyt trykk inne i skyen, forhold som er gunstige for reaksjonen av termonukleær fusjon - fusjonen av lys hydrogenkjerner med dannelse av tunge grunnstoffer I stedet for den kollapsende skyen blir en stjerne født. Som et resultat av en stjernes fødsel havner mer enn 99 % av massen til den opprinnelige skyen i stjernekroppen , og resten danner spredte skyer av faste partikler hvorfra planeter senere dannes stjernesystem.
Moderne teorier. De siste årene har amerikanske og sovjetiske forskere fremsatt en rekke nye hypoteser. Hvis det tidligere ble antatt at i utviklingen av jorden var det en kontinuerlig prosess med varmeoverføring, så anses utviklingen av jorden i nye teorier som et resultat av mange heterogene, noen ganger motstridende prosesser. Samtidig med reduksjonen i temperatur og tap av energi kan andre faktorer virke som forårsaker frigjøring av store mengder energi og dermed kompensere for varmetapet. En av disse moderne antakelsene er "støvskyteorien", dens forfatter var den amerikanske astronomen F. L. Weiple (1948). Imidlertid er dette i hovedsak ikke noe mer enn en modifisert versjon av tåketeorien til Kant-Laplace. Også populære er hypotesene til russiske forskere O.Yu. Schmidt og V.G. Fesenkova. Begge forskerne, da de utviklet sine hypoteser, gikk ut fra ideer om enhetens enhet i universet, om den kontinuerlige bevegelsen og utviklingen av materien, som er dens hovedegenskaper, om mangfoldet i verden, på grunn av ulike former for eksistens av materie. .
Interessant nok, på et nytt nivå, bevæpnet med mer avansert teknologi og en dypere kunnskap om kjemien i solsystemet, vendte astronomer tilbake til ideen om at solen og planetene oppsto fra en enorm, kjølig tåke bestående av gass og støv. Kraftige teleskoper har oppdaget mange gass- og støvskyer i det interstellare rommet, hvorav noen faktisk kondenserer til nye stjerner. I denne forbindelse ble den opprinnelige Kant-Laplace-teorien revidert ved å bruke de nyeste dataene; det kan fortsatt tjene et godt formål med å forklare prosessen med fremveksten av solsystemet.
Hver av disse kosmogoniske teoriene har bidratt til å belyse et komplekst sett med problemer knyttet til jordens opprinnelse. Alle anser fremveksten av jorden og solsystemet som et naturlig resultat av utviklingen av stjerner og universet som helhet. Jorden dukket opp samtidig med andre planeter, som i likhet med den kretser rundt solen og er de viktigste elementene i solsystemet.
Laster inn...
