Земля: происхождение и динамика геосфер - От физики существующего к физике возникающего
Разработка космогонических гипотез является результатом усилий многих ученых (Декарт, 1644; Кант, 1775; Лаплас, 1796; в XX столетии - О. Шмидт, Х. Альвен, Ф. Хойл, А. Камерон, Э. Шацман и др.).
Сейчас считается общепризнанным, что планеты возникли в результате объединения твердых тел и частиц, образовавшихся во вращающемся вокруг Солнца гигантском протопланетном облаке, состоящем и газа и пыли. Пока не существует однозначного ответа на вопрос: откуда взялось протопланетное облако? Однако у некоторых звезд, например Веги, обнаружены газово-пылевые диски.
Протопланетное облако содержало газ "звездного" состава (водород и гелий) и пыль из более тяжелых элементов. Сжимающееся облако увеличивало скорость вращения. Пылевой слой, будучи гравитационно неустойчивым, распался на множество сгустков, превратившихся в рой твердых тел. Сначала размеры этих тел были сравнительно невелики, а их орбиты юыли близки к круговым. По мере роста масс увеличивалось взаимное притяжение тел, возрастали их относительные скорости, орбиты становились эллиптическими.
Гравитационное взаимодействие было определяющим фактором в формировании будущих планет. Уменьшение числа зародышей и появление сверхзародышей происходило до тех пор, пока возникающие крупные и массивные тела не оказались на таких расстояниях, где взаимное притяжение не могло уже существенно изменить их орбиты. Эти безопасные расстояния и стали залогом устойчивости будущей Солнечной системы.
Планеты земной группы сформировались сравнительно быстро (Земля за 100 млн. лет), планеты-гиганты росли дольше.
В начале 50-х гг. наука отказалась от представления о первичной огненно-жидкой планете. Было развито представление об изначально холодной Земле. Но теперь ученые говорят если не об огненно-жидкой, то об умеренно горячей планете. Крупные по массам и размерам тела, падая на относительно холодную Землю и глубоко врезаясь в нее, разогревали нашу планету. Такой разогрев оказался сильнее, чем это могло произойти за счет энергии других механических (гравитационное сжатие) и немеханических (радиоактивный распад) процессов. Земля частично плавилась, изменяла свою структуру, формировала ядро и оболочки.
В настоящее время, как известно, Земля имеет расплавленное ядро, состоящее в основном из железа и никеля. Вещества, содержащие более легкие элементы (кремний, магний и др.), постепенно всплывали, образуя мантию и кору Земли. Самые легкие элементы вошли в состав океана и первичной атмосферы.
Самые легкие и легче всего испаряющиеся элементы - водород, углерод, азот и кислород - являются составными частями современной атмосферы и самой жизни. Внешние слои Земли содержали эти элементы не в свободном, а в связанном виде в составе других молекул. Под влиянием разогрева при соударениях вещество теряло летучие элементы, из которых образовалась первичная атмосфера. Некоторые молекулы разрушались в процессе фотодиссоциации под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. В результате атмосфера включала и небольшое количество водорода. Таким образом, атмосфера была слабо восстановительной.
Состав атмосферы менялся в результате улетучивания атомов и молекул водорода и выделения газов из земной коры, разогретой за счет распада радиоактивных изотопов. Выделение летучих элементов, которое в значительно ослабленной форме происходит и теперь из вулканов, внесло в атмосферу большое количество водяного пара, углекислого газа, азота и окиси углерода. Таким образом, практически вся вода современных океанов выделилась из пород, слагающих ныне кору и верхнюю мантию Земли.
Под влиянием ультрафиолетового излучения молекулы воды, входящие в состав атмосферы, распадаются на атомы водорода и кислорода. Однако, пока молекулы водорода оставались в составе атмосферы, свободные атомы кислорода быстро вступали в реакцию с ними. Как только водород улетучился, в атмосфере образовался свободный кислород, а затем и озон, который образовал озоновый экран, преградивший путь жесткому ультрафиолетовому излучения к поверхности Земли.
Дальнейшие изменения атмосферы, гидросферы и верхних слоев литосферы происходили под существенным влиянием возникшей на Земле жизни. Что же произошло за последние 4 млрд. лет?
Похожие статьи
-
Роль живых организмов в эволюции земли - От физики существующего к физике возникающего
Живое вещество биосферы - это активное начало, преобразующее остальные сферы Земли. Эта роль жизни была впервые обоснована В. И.Вернадским. Современная...
-
Происхождение галактик и солнечной системы - От физики существующего к физике возникающего
Происхождение галактик и звезд (космогония) связано с возникновением неоднородностей в однородной среде. Крупномасштабные неоднородности с массой в...
-
Введение, Современная физическая картина мира - От физики существующего к физике возникающего
Представленная работа посвящена теме "От физики существующего к физике возникающего". Проблема данного исследования носит актуальный характер в...
-
Земля - Космос и биосфера Земли
Существует представление о том, что Земля состоит из ядра, мантии и коры, которые характеризуются различными мощностями, физическими свойствами пород,...
-
Энергия и происхождение жизни на Земле, Образование малых молекул - Возникновение жизни на Земле
В процессе гравитационного коллапса звезд гравитационная энергия превращается в тепло и энергию световых квантов, инициируя реакцию слияния протонов в -...
-
Сценарий происхождения жизни Ю. А. Колясникова На сегодня очевидно, что рождение Жизни могло произойти только в жидкой воде. Однако ни один исследователь...
-
Биохимическая эволюция - Строение удаленных планет-гигантов: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон
Среди астрономов, геологов и биологов принято считать, что возраст Земли составляет примерно 4,5 - 5 млрд. лет. По мнению многих биологов, в прошлом...
-
Биохимическая эволюция - Теории возникновения жизни
Среди астрономов, геологов и биологов принято считать, что возраст Земли составляет примерно 4,5 - 5 млрд. лет. По мнению многих биологов, в прошлом...
-
Введение - Структура Земли и ее циклы
Земля имеет массу 6 1021 т и состоит из 88 различных химических элементов. Несмотря на все изменения, наблюдаемые в самых разных масштабах времени и...
-
Структура атмосферы Земли - Химия атмосферы
Физическое состояние атмосферы определяется погодой и климатом. Основные параметры атмосферы: плотность воздуха, давление, температура и состав. С...
-
Биосфера - Структура Земли и ее циклы
Живая оболочка составляет 3-10-9 массы Земли. Необходимо помнить, что она "теснейшим образом связана со строением земной коры, входит в ее механизм и в...
-
Влияние Солнца на экологические процессы Земли - Космос и биосфера Земли
Из всех элементов электромагнитного излучения для биосферы наиболее опасно ультрафиолетовое излучение, поскольку, воздействуя на живое на Земле,...
-
Атмосфера - Структура Земли и ее циклы
Воздушная оболочка составляет 0,0001 % (10-6) массы Земли, сильно перемешана, состоит из азота, кислорода и аргона на 99,9 %. За счет динамической...
-
Жизнь на Земле могла появиться в вулканических озерах - Зарождение жизни в горячей воде
Первые примитивные живые клетки могли появиться в водах пресных озер, которые подогревались и насыщались микроэлементами доисторическими геотермальными...
-
Эволюция химического состава атмосферы планеты Земля - Химия атмосферы
Образование Земли было связано с аккумуляцией вещества солнечного газа. Относительно способа аккумуляции единого мнения не существует. Принято считать,...
-
Связь жизни на Земле с физическими условиями. Происхождение жизни - Космос и биосфера Земли
Жизнь на Земле однотипна в том смысле, что генетический код любого организма, любого биологического вида состоит из сходных органических соединений....
-
Элементы первичной жизни на заре эволюции - Эволюция состава организмов
К органогенам традиционно причисляют, учитывая их общее содержание в живом веществе (98,72 ат%), четыре элемента: Кислород, углерод, водород и азот , -...
-
Понятие "атмосфера" и развитие представлений о ее составе - Химия атмосферы
Атмосфера земля химический состав Атмосферой по современным представлениям называется газовая оболочка, которая окружает нашу планету Земля и вращается...
-
Биосфера Земли - Космос и биосфера Земли
Биосфера, по определению В. И. Вернадского, - наружная оболочка (сфера) Земли, область распространения жизни (bios - жизнь). По последним данным, толщина...
-
Гидросфера - Структура Земли и ее циклы
Водная оболочка составляет 0,025 % (0,25 10-3) массы Земли. Объем гидросферы 1375 106 км3. Океаны покрывают 70,8 % земной поверхности и имеют среднюю...
-
Внеземной живой биохимический эволюция Согласно данной концепции жизнь - это особый вид энергии, которая никуда не исчезает и ниоткуда не появляется....
-
Циклы биогенных элементов - Структура Земли и ее циклы
Другой пример глобального цикла, также хорошо известный каждому со школьной скамьи, - цикл углерода, приведенный на рис. 11. Главный резервный фонд...
-
Согласно этой концепции все многообразие органического мира планеты Земля созданы неким верховным существом или божеством. Основные положения...
-
Синузии. Мозаичность. Парацеллы - Биогеоценотический покров земли
Так же из учебника СИНУЗИИ В трактовке синузий существуют большие разногласия Большинство исследователей понимают ее как синузию второго порядка Гамма....
-
Развитие жизни на земле делят на эоны: криптозой( скрытая жизнь) и фанерозой (явная жизнь). Эоны делятся на периоды, периоды иногда делят на более мелкие...
-
Ранние представления о происхождении жизни - Возникновение жизни на Земле
В течение многих веков для большинства людей проблемы возникновения живого вообще не существовало. Даже известные ученые допускали возможность...
-
Миллиарды лет Солнце дарит Земле свою энергию. Долгие годы эффект от этого был сравнительно небольшим - энергия бесследно исчезала в бескрайнем космосе....
-
Пять концепций возникновения жизни - Концепция возникновения "живого"
1. креационизм - божественное сотворение живого. Согласно креационизму, возникновение жизни относится к определенному событию в прошлом, которое можно...
-
Под понятием планеты-гиганты подразумевают 4 планеты Солнечной системы: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Основные отличия планет-гигантов от других планет...
-
В каждом организме (животном, растительном или микробной клетке) все время происходят сложные процессы превращения веществ. Велика роль в этих процессах...
-
Юпитер хранит ключи от многих тайн Солнечной системы. Около 4.5 миллиардов лет тому назад, когда Солнечная система формировалась из вращающегося облака...
-
Понятие "воздух" и его состав - Химия атмосферы
Термин "воздух" в наиболее общем виде может быть определен как смесь газов, а также твердых и жидких взвешенных частиц. С химической точки зрения воздух...
-
Происхождение вирусов и происхождение клетки - Строгие постулаты Коха
Проблема происхождения вирусов - это, по существу проблема независимости генетических элементов в репродуктивном и эволюционном отношении. Основные...
-
Ярусность биогеоценозов - Биогеоценотический покров земли
Биоценозы обладают рядом признаков и свойств, которые дают представление о характере их структуры. Любой биоценоз слагается из многих видов животных,...
-
Флористический состав фитоценозов. Фитоценотипы - Биогеоценотический покров земли
Раменский выделял полночленные фитоценозы-они включают все виды которые могут существовать в данном биоценозе и неполночленные - клен как сорняк....
-
Взаимопревращения пластид - Пластиды: строение, происхождение, взаимопревращения
В эволюционном смысле первичным, исходным типом пластид являются хлоропласты, из которых при расчленении тела растений на органы произошли пластиды...
-
1) [-]продолговатого и мозжечка 2) [+]зрительного бугра среднего мозга 3) [-]мозжечка 4) [-]больших полушарий переднего мозга При вдохе у птиц...
-
Происхождение пластид - Пластиды: строение, происхождение, взаимопревращения
Существует две основные теории происхождения митохондрий и пластид. Это теории прямой филиации и последовательных эндосимбиозов. Согласно теории прямой...
-
В настоящее время в области фундаментальной теоретической физики выделяются три уровня строения материи: микромир - мир предельно малых, непосредственно...
-
Гипотеза самозарождения - Возникновение жизни на Земле
Эта теория была широко распространена в Древнем мире - Вавилоне, Китае, Древнем Египте и Древней Греции (этой теории в частности придерживался и развивал...
Земля: происхождение и динамика геосфер - От физики существующего к физике возникающего