Голубая планета
Желтая звезда-карлик, как заботливая наседка, окруженная своими цыплятами- планетами, удобно устроилась на краю рукава одной из спиральных галактик - галактики Млечный Путь. Планеты все разные - большие и маленькие, твердые, каменные и газообразные, обожженные звездой и оледеневшие. Посмотрите на третью планету от звезды. На самом удобном месте расположился этот голубой шар, укутанный в белые облака атмосферы. Здесь не холодно и не жарко. Здесь вода находится в жидком состоянии. Здесь сошлись все условия, необходимые для развития биологической белково- углеродной формы жизни, нас с вами. Эта планета, плывущая вокруг Солнца, важно, слегка покачиваясь, горделиво подставляя ему свои бока - наша Земля.
Давайте заглянем в свидетельство о рождении этого гражданина Галактики. Время рождения - около 4,57 миллиардов лет назад, вместе с другими планетами и звездой Солнце. Место рождения - газопылевая туманность. Место жительства - в среднем 149597870 километров от Солнца, эллиптическая орбита. Период вращения вокруг собственной оси - 23 часа 56 минут 4 секунды. Период обращения вокруг Солнца - 365,25 суток. Средняя скорость движения по орбите - 26,76 километров в секунду. Средняя высота суши над уровнем океана - 875 метров. Наибольшая высота суши - 8848 метров (Эверест). Наибольшая глубина океана - 11022 метра (Марианская впадина).
Земля имеет сложную геометрическую форму - геоид. Это не шар, не диск и, уж конечно, не плоскость. Мы живем на чем- то вроде помятого шара. Впрочем, нам это нисколько не мешает, только лишний раз напоминает о масштабности космической мастерской и впечатляющем процессе формирования этого гигантского "комка" из обломков астероидов и комет. Средний радиус Земли принимают в 6400 километров. С начала процесса формирования большая часть ее была расплавлена из- за столкновений с другими астероидными объектами и начавшейся вулканической деятельностью. Протоземля увеличивалась за счет аккреции. Поверхность ее была достаточно горячей, чтобы расплавить тяжелые сидерофильные элементы. Металлы, обладающие большей плотностью, чем силикаты, погружались внутрь планеты. Это привело к разделению массы на примитивную мантию и металлическое ядро спустя всего 10 миллионов лет после того, как Земля начала формироваться, создав слоистую структуру и сформировав магнитное поле планеты. На поверхности остывающей планеты образовалась первичная кора, континентальная и океаническая, низины заполнились водой, образовав океаны. Земная кора состоит из отдельных блоков - тектонических плит. Эти плиты находятся в постоянном движении.
Конвекция в мантии является результатом теплового потока из раскаленных недр Земли к ее поверхности. Этот процесс управляет тектоникой плит, включая образование твердых тектонических плит в срединно- океанических хребтах. При этом, в зонах расширения (срединно- океанических хребтах и континентальных рифтах) образуется новая океаническая кора, а старая поглощается в результате погружения под континентальную кору в мантию. На протяжении всей истории Земли ее поверхность непрерывно видоизменялась. Континенты формировались и распадались. Они мигрировали по поверхности, иногда объединялись и создавали суперконтинент, рождались и угасали вулканические цепи, появлялись и закрывались моря и океаны. Исследования показали, что с периодом примерно 500 - 600 миллионов лет блоки континентальной коры собираются в единый суперконтинент.
Согласно косвенным данным, уже 2,75 миллиарда лет назад на Земле существовал древнейший суперконтинент Кенорленд, находящийся в низких широтах. Затем он распался, а через некоторое время ему на смену пришел новый суперконтинент Нуна (Колумбия) около 1,8 - 1,5 миллиарда лет назад. После распада Нуны, 1,1 миллиарда лет назад формируется одна гигантская часть суши на Земле - суперконтинент Родиния, расположенный на экваторе, и один гигантский океан Мировия. И уже 750 миллионов лет назад этот суперконтинент начал распадаться. Позднее, 600 - 540 миллионов лет назад, континенты сформировали Паннотию, пан- африканское образование. Она объединяла континентальные массы современных Африки, Южной Америки, Антарктиды и Австралии. Видимо, агрегация континентальных масс не была завершена, так как континент, называемый Лавренция (современная Северная Америка), начал отходить уже около 610 миллионов лет назад. Паннотия распадается на более мелкие континенты - Лавренцию, Балтику, Сибирь и Годвану. Затем Лавренция и Балтика столкнулись, образовав Лавразию (Евроамерику). Следы горных поясов, которые возникли в результате этого столкновения, могут быть найдены в Скандинавии, Шотландии и на севере Аппалачей. В девонском периоде Сибирь и Гондвана начали двигаться в сторону Лавразии. Столкновение Сибири и Лавразии привело к образованию Уральских шор, столкновение Гондваны с Лавразией называется герцинской или вариеской складчатостью в Европе и аллеганским орогенезом в Северной Америке. Локализованный вокруг Южного полюса около 750 - 530 миллионов лет назад континент Гондвана смещался на север и привел к образованию Пангеи - последнего суперконтинента. Она сформировалась около 360 миллионов лет назад. А около 180 миллионов лет назад уже раскололась на Гондвану и Лавразию, которые разделил океан Тетис. Спустя 30 миллионов лет Гондвана стала рассыпаться на новые (нынешние) материки. Лавразия объединяла большую часть территории Северной Америки и Евразии, отошедших друг от друга около 200 - 135 миллионов лет назад. Ученые полагают, что примерно через 300 миллионов лет континенты вновь образуют суперконтинент Пангею Ультима.
Обратимся теперь к появлению атмосферы, которая дала возможность появиться океанам. Принято считать, что Земля имела три атмосферы. Первая состояла в основном из водорода и гелия, захваченных из первичной газопылевой туманности. Из- за солнечного ветра и высокой температуры молодой Земли эта атмосфера была частично утеряна и в настоящее время содержание водорода и гелия в ней ниже, чем в окружающем космосе.
Вторая атмосфера образовалась в результате столкновений с метеорными и астероидными телами и начавшейся вулканической деятельности. Считают, что она содержала водяной пар, углекислый газ, азот и некоторое количество других газов, образующихся при испарении сталкивающихся астероидных тел и выделяющихся при работе вулканов. В это же время начинается образование океанов. Положение планетозимали на расстоянии в 1 астрономическую единицу от Солнца не способствовало существованию воды на Земле, так как туманность была слишком горячей для льда, а гидратация пород в водяной пар занимает слишком много времени. Считают, что вода была доставлена на Землю кометами и астероидами из внешнего пояса. Компьютерное моделирование показало, что раньше он располагался ближе. С охлаждением планеты появились облака. Дожди наполняли океаны. Они начали формироваться еще 4,4 миллиарда лет назад и к началу архея покрывали всю Землю.
Наконец, третья атмосфера, богатая кислородом, сформировалась, когда бактерии стали производить кислород, около 2.8 миллиарда лет назад. Биосфера оказывает значительное влияние на атмосферу и абиотические условия, такие, как образование озонового слоя, распространение кислорода и создание почвы.
Сформировавшаяся на Земле биосфера выгодно отличает ее от объектов окружающего космоса. Но образование это достаточно хрупко и много раз равновесие нарушалось в результате космических катастроф. Однако, планете удавалось его возродить. Наш резвый голубой шарик продолжает свой полет в бескрайнем космосе и хочется знать, что так будет всегда, что голубое небо и бирюзовую гладь океана мы оставим в наследство далеким потомкам.
Информация:
Хал Халлман "Великие противостояния в науке. Десять самых захватывающих диспутов", М., Диалектика, 2007
www.evolution.power net.
www.znaniya-sila.narod.ru