Походження сонячної системи і планети земля
1.Строеніе Всесвіту і Сонячної системи.
Всесвіту або космосом називається весь навколишній матеріальний світ (грец. # 9562; космос # 9577; - мир). Всесвіт нескінченний в просторі і в часі. Матерія у Всесвіті розподілена нерівномірно і представлена зірками, планетами, пилом, метеоритами, кометами, газами. Доступна для вивчення частина Всесвіту називається Метагалактикою, що включає понад мільярд зоряних скупчень галактик (грец. # 9562; галактика # 9577; - молочний, молочний).
Наша Галактика носить назву Чумацького шляху і відноситься до типу спіральних і включає понад 150 млрд. Зірок. Вона являє собою широку білясту смугу зірок. вік Галактики
Маса Сонця - 99,87- від всієї маси Галактики (Юпітер - найбільша планета - 0,1%), тому воно центр тяжіння всіх космічних тіл. Фізично Сонце - плазмова куля. Хімічний склад - 70 елементів; головні: водень і гелій; середня t ° С
5600 ° С; вік - 6-6,5 млрд. років. Теплова енергія Сонця обумовлена термоядерними процесами перетворення водню в гелій.
Тепло і світло випромінює Сонцем дуже впливають на геологічні процеси. Безперервна вибухова діяльність на Сонце викликає утворення так званого сонячного вітру (рух в просторі заряджених частинок), з яким пов'язані полярне сяйво і магнітні явища в атмосфері Землі.
До складу Сонячної системи входять 9 планет, 42 супутника, близько 50 тисяч астероїдів, безліч метеорів і комет.
Орбіти планет розташовуються в одній площині, що збігається з екваторіальній площиною Сонця і напрямком обертання навколо Сонця, крім Венери й Урана, воно протилежне і збігається з напрямком обертання Сонця навколо своєї осі.
2.Гіпотези походження Сонячної системи і Землі.
Німецький філософ Еммануїл Кассет в 1755 р висловив ідею походження Всесвіту з первинної матерії, що складається з найдрібніших частинок. Освіта зірок, Сонця та інших космічний тел, на його думку, відбулося під впливом сил тяжіння і відштовхування в умовах хаотичного руху частинок. Французький математик П. Лаплас (1796 г.) пов'язував освіту сонячної системи з обертовим рухом розрядженою і розпеченій газоподібної туманності, який привів до виникнення згустків матерії - зародків планет. За гіпотезою Канта-Лапласа, спочатку розпечена Земля охолоджувалася, стискалася, що призвело до деформації земної кори.
За гіпотезою О. Ю. Шмідта (1943 р) планетна система утворилася з пилової і метеорної матерії при попаданні її в сферу Сонця. Спочатку холодні Земля й інші планети поступово розігрівалися під впливом енергії радіоактивного розпаду гравітаційних та інших процесів, а потім остигає.
Радянський астроном В. Г. Фесенков в 50-і роки запропонував вирішення проблеми з точки зору освіти Сонця і планет з загального середовища, яка виникла в результаті ущільнення газопилової матерії. При цьому передбачалося, що Сонце утворилося з центральної частини згущення, а планети - з зовнішньої частин.
За сучасними уявленнями, тіла Сонячної системи формувалися з первинно холодної космічної твердої і газоподібної матерії шляхом ущільнення і згущення до освіти Сонця і прото планет. Астероїди і Метеорити вважаються вихідним матеріалом планет земної групи (Меркурій, Венера, Земля, і Марс - невеликі за розмірами; висока щільність, мала маса атмосфери, невелика швидкість обертання навколо своєї осі); а комети і метеори - планет-гігантів (Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон - величезні розміри, низька щільність, щільна атмосфера з H2, Ge і метаном, висока швидкість обертання). Формування сучасних оболонок Землі зв'язується з процесами гравітаційної диференціації початкового однорідного речовини.
Сама передова гіпотеза - це пояснення виникнення Всесвіту теорією Великого вибуху. Відповідно до цієї теорії
15 млрд. Років тому наш Всесвіт була стиснута в грудку, в мільярди разів менше шпилькової головки. За математичними розрахунками її діаметр дорівнював, а щільність близька до нескінченності. Такий стан називається сингулярним - нескінченна щільність в точковому обсязі. Нестійкий початковий стан речовини призвело до вибуху, котрий породив стрибкоподібний перехід до Всесвіту.
Самий ранній етап розвитку Всесвіту називається інфляційним - його період до 10-33 секунди після вибуху. В результаті виникають простір і час. Розміри Всесвіту в кілька разів перевищують розміри сучасної, речовина відсутня.
Наступний етап - гарячий. Викид тіла пов'язаний з вивільненої енергією при Великому вибуху. Випромінювання нагріло Всесвіт до 1027 К. Потім настав період охолодження Всесвіту протягом
500 тисяч років. В результаті виникла однорідна Всесвіт. Перехід від однорідної до структурної відбувався від 1 до 3 млрд. Років.
3.Основні етапи геологічної історії: еволюція літосфери, атмосфери, гідросфери і живого світу.
Геологічний розвиток Землі характеризується спрямованістю і необоротністю всіх геологічних подій, в тому числі і тектонічних, які привели до формування сучасної складної структури літосфери. Відомий український тектоніст В. Е. Хани. Віктор Юхимович (1914 р.н.) в 1973 році виділив етапи її розвитку:
I. догеологической (4,6 - 4,5 млрд. Років);
II. місячний; від утворення земної кори до формування гідросфери (4,5 - 4,0 млрд. років);
III. катархейскій, утворюється первинна континентальна літосфера, що складають ядра майбутніх материків (4,0 - 3,5 млрд. років);
IV. подзднеархейско-раннепротерозойских або раннегеосінклінальний: освіта протогеосінкліналей і перших платформ (3,5 - 2,0 млрд. років);
V. среднепротерозойського - раннеріфейскій або раннеплатформенний, консолідація первинної континентальної кори, 2,0 - 1,4 млрд. Років;
VI. позднепротерозойський - палеозойський або геосинклинально-платформний; відокремлення стародавніх платформ і їх розвиток (1,4 - 0,2 млрд.лет);
VII. мезозойської-кайнозойської або континентально-океанічний; оформлення сучасних континентів, створення на палеозойських і раннемезозойских складчастих структур молодих платформ; освіту молодих океанів (0,2 млрд. років).
В геологічному розвитку останніх етапів історії Землі спостерігається певна спрямованість: постійно збільшується обсяг літосфери і верхньої мантії, а також розміри стійких плит, незважаючи на простежування протилежного процесу - океанізація за рахунок обвалення і розвитку хмар материків.
Для спрямованого розвитку літосфери характерна циклічність процесів, які проявляються переважно на різних територіях. Т. о. в історії Землі спостерігаються певні етапи розвитку літосфери, протягом яких тектонічні процеси призводять до тектонічної перебудови то одних ділянок літосфери то інших.
При цьому в історії літосфери можна виділити періоди інтенсивних тектонічних деформацій, в ході яких проісходжіт горотворення. Це явище пояснюють тривалою акумуляцією напружень в літосфері і подальшої їх розрядкою у вигляді тектонічних процесів.
Тривалі періоди, по завершенні яких тектонічні процеси, в т.ч. і горотворення, виявляються найбільш інтенсивно, називаються тектонічними циклами або циклами (етапами) тектоногенеза. Вони носять планетарний характер.
В історії Землі виділяють 11 основних циклів тектоногенеза: від раннеархіческого до альпійського (або кайнозойского) незавершеного. У долембріі вони мають тривалість 300-600 млн. Років, в фалерозое - 140-170 млн. Років, в кайнозої - 80 млн. Років.
Кожен тектонічний цикл складається з двох частин: тривалого еволюційного розвитку і короткочасних активних тектонічних деформацій, які супроводжуються регіональним метаморфізмом, горотворенням.
Завершальна частина циклу називається епохою складчастості, для якої характерно закінчення розвитку окремих геосинклінальних систем і їх перетворення в епігеосинклінальні Ороген, після чого розвивається плит форма або утворюються внегеосінклінальние гірські споруди.
Для еволюційних етапів характерно:
- тривале прогинання Геос-их (рухомих) областей та накопичення в них потужних осадових і осадово-вулканічних товщ;
- вирівнювання рельєфу суші (руйнування гір, площинний змив з платформних рівнин і т.д.);
- великі опускання околиць платформ, прилеглих до геосинклінальним областям, затоплення їх водами епіконтінентальних морів;
- вирівнювання кліматичних умов, що пов'язано з широким розповсюдженням дрібних темних епіконтінентальних морів і зволоженням клімату материків; в нижніх шарах атмосфери відбувається акумуляція сонячної енергії; зникають області визначення;
- виникнення сприятливих умов для життя і широкого розселення фауни і флори.
Ці етапи еволюційного розвитку Землі називають таласократіческімі. Для них характерний широкий розвиток морських відкладень, розвиток рослинності і соотв. Формування вугільних покладів, бурхливий розвиток життя в морях, формування нафтогазоносних товщ, карб. Порід в теплих морях.
Епох складчастості і горотворення притаманні такі риси:
- широкий розвиток горообразовательних рухів в Геос. областях, коливання на платформах;
- прояв потужного интрузивного, а потім і еффузівного магматизму;
- підняття околиць платформ, прилеглих до епіогеосінклінальним областям, регресії епіконтінентальних морів і ускладнення рельєфів суші;
- контіненталізація кулеметів, заспокоєння кліматичних умов, посилення зональності, розширення пустель і поява областей континентального заледеніння (в горах і у помостів).
- погіршення умов для розвитку органічного світу, в результаті чого відбувається вимирання панівних і високоспеціалізованих форм і поява нових.
Умови цих епох складчастості називаються геократіческімі, тобто етапи відносного збільшення суші.
На Землі розвинені континентальні відкладення з частими червоно кольоровими утвореннями (іноді карбональная, загіпсованим і засоленими), що мають різноманітний генезис (освіта в пустелях, лагунах, солонуватих або прісних озерах, дельтах річок, на рівнинах і передгір'ях).
Атмосфера не завжди мала сучасний склад і будова. Первинна гелієво-воднева атмосфера була загублена Землею при розігріві. З утворив планету речовини, при її формуванні виділялися різні гази. Особливо інтенсивно це відбувалося в процесі тектонічної діяльності: при утворенні тріщин і розломів.
Ймовірно, атмосфера і гідросфера роздяглися не відразу. Деякий час Землю обволікав потужний шар з водяної пари і газів (CO, CO2, HF, H2, S, NH3, CH4); малопроникних для сонячних променів. Ця оболонка мала температуру
+100 ° С. При зниженні температури відбувся поділ цієї оболонки на атмосферу і гідросферу. Вільного кисню в цій атмосфері не було. Він повинен був виділятися з земного вещестьва і утворювався за рахунок розмноження молекул водяної пари, але витрачався на процеси окислення. Через відсутність озону атмосфера не захищала Землю від короткохвильового випромінювання Сонця. Значна кількість сполук водню на Землі - наслідки його переважання в первинній атмосфері.
Вулканічні процеси збагатили атмосферу вуглекислим газом. Знадобилося тривалий час, перш ніж в результаті реакції з іншими елементами і фотосинтезу відбулося поглинання великої кількості вуглецю з атмосфери. В кінці PZ склад атмосфери в цілому вже мало відрізнявся від сучасного: вона стала азотно-кисневої. Склад сучасної атмосфери як і в ранні геологічні епохи регулюється організмами.
Атмосфера знаходиться в безперервній взаємодії з іншими оболонками Землі, обмінюючись речовиною і енергією, і постійно відчуває вплив Космосу і Сонця.
Гідросфера - водна оболонка Землі, що включає хімічно зв'язану воду незалежно від її стану: рідку, тверду, газоподібну.
Земля - сама водна планета Сонячної системи: більш 70% її поверхні вкрито водами Світового океану.
Ймовірно, гідросфера утворилася одночасно з літосферою і атмосферою в результаті охолодження і дегазації речовини мантії. Хімічно зв'язана вода була вже в речовині холодного газово-пилового протопланетного хмари. Під впливом глибинного тепла Землі вона виділялася і переміщалася до поверхні Землі. Первинний океан, можливо, покривав майже всю Землю, але не був глибоким. Океанічна вода, ймовірно, була теплою, високо мінералізованої. Океан заглиблювався, а площа його скорочувалася. З поверхні Океану випаровувалася волога, випадали рясні дощі.
Прісна вода на суші - результат проходження океанської води через атмосферу. Виділення води з магми триває до теперішнього часу. При виверженні вулканів виділяється в середньому за рік 1,3108т води. Термальні джерела і фумароли виносять 108 т.
Якщо допустити, що надходження води з мантії в літосферу і на її поверхню було рівномірним і становило в рік на 1 см2 поверхні планети всього 0,00011г, то і цього достатньо, щоб за час існування Землі утворилася гідросфера.
Припускають також надходження води з космосу в результаті падіння на Землю крижаних ядер комет, але її кількість в цьому випадку невелика.
Гідросфера також втрачає воду з випаровуванням її в Космос, де під дією у / ф променів H2O розпадається на H2 і O2.
Активна взаємодія атмосфери, гідросфери і літосфери за участю сонячної енергії і внутрішнього тепла Землі було найважливішою передумовою виникнення життя.
Дані палеонтологічних досліджень дозволяють припускати, що примитивнейшие організми сформувалися з білкових структур в кінці AR1 (тобто
3 млрд. Років тому). Перші одноклітинні організми, здатні до фотосинтезу, виникли близько 2,7 млрд. Років тому, а перші багатоклітинні тварини - не менше ніж на 1-1,5 млрд. Років пізніше.
В умовах відсутності озонового екрану місцями розвитку життя ймовірно були прибережні частини морів і внутрішні водойми, на дно яких проникало сонячне світло, а вода не пропускала у / фіолетову радіацію. З сполук утворилися многомолекулярние системи, взаємодіючі із середовищем.
В ході еволюції вони набули властивості живих організмів: розмноження, обмін речовин, ріст і т.д.
Водне середовище сприяла обміну речовин, була опорою для організмів без скелета. Перші живі організми з'явилися в умовах теплого і вологого клімату (в при екваторіальній широті), оскільки коливання температури згубні для зародження життя.
Тривалий час життя # 9562; розміщувалася # 9577; в географічній оболонці плямами, # 9562; плівка життя # 9577; була дуже переривчастою. Згодом маса живої речовини швидко збільшувалася, форми життя ставали складніше і різноманітніше, області її поширення розширювалися, ускладнювалися взаємозв'язку з іншими компонентами географічної оболонки.
Широкому та швидкому поширенню життя на Землі сприяли пристосованість до середовища і можливості розмноження.