Гипотезы происхождения Солнечной системы
Объединенная гипотеза Канта-Лапласа - солнечная система возникла из газопылевой туманности.
Немецкий философ Иммануил Кант в 1755 году впервые изложил идею о возникновении Солнечной системы из облака холодных пылинок, находящихся в хаотическом движении. Планеты по Канту формируются из того же газопылевого облака, что и Солнце. В 1796 году французский ученый Пьер Симон Лаплас описал образование Солнца и Солнечной системы из медленно вращающейся раскаленной газовой туманности. Под действием гравитации центральная часть протосолнца сжималась, скорость его вращения увеличивалась, поэтому оно приобретало сплюснутую форму. Сгустки отделялись от протосолнца и затем охлаждались. Вещество, из которого образовались планеты, первоначально по Лапласу было в горячем, расплавленном состоянии. Но потом стало ясно, что Земля никогда не была ни газовой, ни раскаленной. Такая туманность находилась в состоянии вращения и под действием сил тяготения сжималась, при этом вращение все убыстрялось. От туманности вследствие центробежных сил отделялись кольца, из которых впоследствии образовались планеты. Однако такая модель не объясняет необычное распределение момента количества движения.
Гипотеза Джинса образования планет Солнечной системы.
Предложенная в 1916 году Джеймсом Джинсом новая теория, согласно которой вблизи Солнца прошла звезда и ее притяжение вызвало выброс солнечного вещества, из которого в последующем образовались планеты, должна была объяснить парадокс распределения момента импульса. Однако в настоящее время специалисты не поддерживают эту теорию.
В 1935 году Рассел предположил, что Солнце было двойной звездой. Вторая звезда была разорвана силами гравитации при тесном сближении с другой, третьей звездой. Девятью годами позже Хойл высказал теорию, что Солнце было двойной звездой, причем вторая звезда прошла весь путь эволюции и взорвалась как сверхновая, сбросив всю оболочку. Из остатков этой оболочки и образовалась планетная система. В сороковых годах ХХ века советский астроном Отто Шмидт предположил, что Солнце захватило при обращении вокруг Галактики облако пыли. Из вещества этого огромного холодного пылевого облака сформировались холодные плотные допланетные тела – планетезимали. Элементы многих из перечисленных выше теорий использует современная космогония.
Сегодняшний уровень развития науки четко указывает, что невозможно построить модель солнечной системы с учетом только гравитационных сил. Шведские астрофизики Х.Альвен и Г.Аррениус разрабатывают модель, учитывающую влияние различных процессов - гравитационных, магнитогидродинамических, электромагнитных и плазменных.
Планета Земля.
Самоорганизующаяся система – Земля:
разрушение упорядоченности (например, наступление пустынь) и - образование упорядоченных подсистем (например, биосфера).
Большая часть наук непосредственно связана с Землей - геология, география, биология, все гуманитарные науки. Лишь физика, химия и математика - общие науки.
R(Земли)= 6378 км
М - 5.98•1024кг.
Сильное магнитное поле
Луна - на первоначальной стадии (не успев стать планетой) была захвачена Землей.
Сначала Луна образовалась как планета, и лишь затем была захвачена Землей.
Происхождение Луны в результате катастрофы - ПротоЗемля столкнулась с ПротоМарсом, в результате чего от Земли отделился кусок вещества (на месте впадины Тихого океана).
4.6млрд. лет назад Земля была
Быстро вращающейся, горячей – более 1000°и безводной
Продолжались бомбардировки кометами и астероидами
Континентов нет
Высокая вулканическая активность
Луна была гораздо ближе ~ 17 тыс.км (сегодня – 384 тыс. км)
Сутки длились около 6 часов
(становятся длиннее ~ на 4 часа каждый миллиард лет)
Примерно через 200 млн. лет Земля остыла до температуры, когда могла существовать жидкая вода
Вода и атмосфера были
принесены кометами
пары вулканов
ОБОЛОЧКИ ЗЕМЛИ
Рельеф земной поверхности - глобальная асимметрия двух полушарий - северного и южного. Южное полушарие – впадина (океан).
Внутренние силы - землетрясения и извержения вулканов, но они также действуют постоянно и незаметно и за миллионы лет изменяют облик Земли.
Главные черты рельефа Земли - континенты и океаны. Континенты возвышаются над ложем океанов в среднем почти на 6 км; с учетом максимальной глубины океанов (11 км.) и высоты гор (9 км.) оказывается, что размах земного рельефа составляет 20 км. Континенты сложены в основном гранитами и гнейсами (горными породами), а ложе океанов состоит из базальтов. Кора континентов намного толще (в среднем 35-40 км.), чем кора океанов (5-7 км.).
Строение глубинных оболочек Земли.
Верхняя часть верхней мантии и земная кора – литосфера.
Гидросфера и атмосфера.
Литосфера- из отдельных литосферных плит, которые осуществляют движение по астеносфере - размягченном (возможно, частично и жидком) глубинном слое с небольшой вязкостью.
Согласно современным представлениям, в составе мантии преобладает сравнительно небольшая группа химических элементов: Si, Mg, Fe, Al, Ca и O. Внутреннее (твердое) и внешнее (жидкое) ядра Земли состоят не только из металлического железа, но также содержат Si, O, S и даже водород. Новые научные данные позволяют говорить о том, что жидкое ядро Земли больше похоже на желе, чем на жидкость (т.е. имеет достаточно большую вязкость). По мере продвижения к центру Земли вязкость увеличивается, и желе переходит в твердое тело, но не кристаллическое (как предполагалось ранее), а аморфное (т.е. внутреннее твердое ядро на основе железа является стеклом).
Самые верхние оболочки Земли, гидросфера и атмосфера имеют очень незначительную массу, и возникли на самых ранних стадиях формирования планеты. Ученые предполагают, что Земля подвергалась бомбардировке планетезималиями (вещество газопылевого облака). Удары сопровождались сильным локальным разогревом и плавлением земных пород и планетезималий. При этом выделялись газы и пары, содержащиеся в породах. Пары воды конденсировались, образуя гидросферу. В результате ударной дегазации Земля теряла водород и гелий, но сохраняла более тяжелые газы. Кроме ударной дегазации, часть воды и атмосферы образовались за счет вулканической деятельности.
Обе внешние оболочки активно взаимодействуют друг с другом и с остальными оболочками Земли. Каждая из этих оболочек представляет собой открытую систему, способную к саморегуляции и самоорганизации.
Концепция тектоники литосферных плит.
Кора современных континентов в основном древняя, в среднем не моложе 2 млрд. лет, а кора океанов нигде не старше 180 млн. лет. Это объясняется тем, что в океанах постоянно происходит процесс обновления коры и именно с этим связано образование основных черт океанского ложа.
Для ранней Земли основная энергия поставлялась радиоактивными распадами некоторых элементов (например, 40К). Разогретые потоки вещества из горячих центральных областей Земли за счет конвекции идут к поверхности планеты, а нисходящие потоки уносят вещество поверхности в глубь Земли. Формировавшаяся литосфера оказалась разбитой на отдельные плиты. Замкнутые конвективные потоки создают горизонтальные направления сил, движущих плиты. Вдоль границ литосферных плит расположены зоны повышенной тектонической активности.
Прослеживая движения материковых массивов в обратном направлении к их исходным позициям, можно заметить, что континенты, окружающие Атлантический океан, когда-то были частями единого массива суши, расколовшегося около 180 млн. лет назад. Гипотезу дрейфа континентов активно пропагандировал немецкий геофизик Альфред Вегенер, который связал вместе совпадение очертаний береговых линий материков (геоморфологические признаки), продолжение геологических пород возрастом более 180 млн. лет за пределы континентов (геологические признаки), совпадение направлений намагниченности предполагаемых разломов (палеомагнитные данные), сведения о распространении геологических видов и климатических зон (палеоботаника и палеоклиматология).
Можно ожидать, что жизнь суперконтинента длится около 100 млн. лет. Океаны, образующиеся при расколе суперконтинента, не могут существовать более 400 млн. лет. Таким образом, каждые 500 млн. лет все континенты собираются в единый массив суши.
