Эссе в рамках проекта «Открытое образование»

Вопрос о том как и когда сформировалась Земля волновал и интересует не только ученых, но, как я думаю, и простых обывателей. К настоящему времени выдвинуто достаточно много гипотез и теорий.

Итак, как возникла Земля?

С давних времен существовали теории о сотворении мира некоей божественной силой. Затем Землю рассматривали как шар, который являлся центром Вселенной. В XVI веке появилось учение Н.Коперника, которое поместило Землю в ряд планет, вращающихся вокруг Солнца.

Отодвинув в сторону теологические воззрения на происхождение Земли в хронологическом порядке они выглядят следующим образом:

1.     Теория Канта. Согласно ей Земля образовалась из раскаленной газово-пылевой туманности, медленно вращавшаяся вокруг плотного ядра в центре, состоящей из пылевых частиц, в результате притяжения и  отталкивания между которыми, образовалось круговое движение её, что и привело к формированию планеты. Формировалась Земля независимо от Солнца.

2.     Теория Лапласа. Теория утверждает, что Земля образовалась из единой раскаленной туманности и является про­дуктом распада Солнца. Основная часть туманности осталась в центре, до сих пор не остыла и стала Солнцем.

3.     Теория Шмидта. Согласно утверждеию нашего соотечественника планеты (в том числе и Земля) образовались из твердых раздробленных частиц, захваченных Солнцем. Захватывая, солнце приводило их в движение, частички образо­вывали сгустки, которые группировались и превращались в пла­неты. Земля, как и другие планеты Солнечной системы, с начала существования была холодной, но в дальнейшем в теле Земли начался распад радиоактивных эле­ментов, вследствие чего недра Земли начали разогреваться и рас­тапливаться, а ее масса — расслаиваться на отдельные зоны или сферы с различными физическими свойствами и химическим со­ставом.

4.     Гипотеза Бюффона. Гипотеза предполагает, что когда-то в окрестностях Солнца пронеслась другая звезда. Ее притяжение вызвало на Солнце огромную приливную волну, вытянувшуюся в пространстве на сотни миллионов километров. Оторвавшись, эта волна стала закручиваться вокруг Солнца и распадаться на сгустки, каждый из которых сформировал свою планету

5.     Гипотеза Хойла. Согласно этой теории, у Солнца была звезда-близнец, которая взорвалась. Большая часть осколков унеслась в космическое пространство, меньшая осталась на орбите Солнца и образовала планеты

6.     Теория Фесенкова. Солнце и планеты образовались в едином процес­се развития и эволюции из большого сгустка газово-пылеватой туманности. Этот сгусток имел вид очень сплюснутого дископодобного облака. Из наиболее густого горячего облака в центре образовалось Солнце. В силу движения всей массы облака на его периферии плотность была неодинакова. Более плотные частички облаков стали центрами, с которых начали формироваться буду­щие девять планет Солнечной системы, в том числе и Земля. В. Г. Фесенков сделал вывод, что Солнце и его планеты образо­вались почти одновременно из газово-пылеватой массы, имеющей высокую температуру.

7.     Теория Сафронова. Земля обра­зовалась около 4,54 млрд. лет назад из рассеянного в солнечной системе газово-пылеватого вещества, путём аккреции из протопланетного диска, дискообразной массы газа, пыли, оставшихся от образования Солнца, которая и дала начало Солнечной системе.

Эта теория в настоящий момент поддерживается большинством ученых в мире и основана на «гипотезе планетезималей»

Гипотеза планетезималей была предложена еще советским  астрономом Виктором Сафроновым в 1969 г. Планетезималь - это объект, образовавшийся из пыли, камня и других материалов, размеры которых могут быть от нескольких метров до сотен километров. Согласно гипотезе о планетезималях, когда образуется планетная система, есть протопланетный диск с материей (веществом) из туманностей, из которых появилась эта система. Этот материал постепенно стягивается вместе гравитацией и образует  маленькие глыбы. Эти глыбы становятся все больше и больше, пока они не образуют планетезимали. Многие из этих объектов распадаются на части, когда сталкиваются, но некоторые продолжают расти. Некоторые из этих планетезималей продолжают становиться планетами и лунами. Планеты рождались примерно на тех же орбитах, где расположены сейчас. По достижении нескольких земных масс, планеты стали притягивать из протопланетного диска более легкие элементы, например водород, и формировать свои атмосферы. Так как газовые гиганты - это шары газа с жидкими ядрами, может показаться невозможным, что похожий на астероид объект образовал их.

Планетезимали очень ценны для ученых, потому что они могут предоставить информацию о создании нашей Солнечной Системы. Внешнюю часть планетезималей бомбардировало солнечное излучение (радиация), которое может изменять их химию в течение миллиардов лет. Хотя внутри это вещество, которое не было затронуто, с тех пор как объект впервые образовался. С помощью этого материала астрономы надеются  узнать об условиях туманности, из которых была образована наша Солнечная Система

Когда же возникла наша Земля?

Возраст Земли  -  время, которое прошло с момента образования Земли как самостоятельного планетарного тела.

При решении этого вопроса мировой наукой тоже было предложено нескольео теорий, вернее способов расчёта.

1.     Снижение уровня морей (Бенуа де Майе). Считал что окаменелости на возвышениях означали, что Земля была покрыта большим океаном и ему потребовалочсь 2 миллиарда лет, чтобы испариться до теперешнего уровня. Ученые отказались от этой теории, когда поняли, что для уровня моря естественно его повышение и понижение.

2.     Охлаждение земного шара (Уильям Томпсон). Он предположил, что Земля когда-то представляла собой расплавленный каменный шар с температурой Солнца. Земле, согласно этой теории, понадобилось около 400 миллионов лет для охлаждения до нынешней температуры.

3.     Охлаждение Солнца  (Герман фон Гельмгольц). Ученый определил, что Солнцу понадобилось бы 22 миллиона лет для того, чтобы конденсироваться до его текущего вида с диффузного облака пыли и газа.

4.     Эрозия мела (Чарльз Дарвин). Дарвин подсчитал, что мелу в Англии, возможно, понадобилось 300 млн. лет для формирования его в нынешнем виде.

5.     Орбита Луны (Джордж Дарвин). Предположил, что Луна, была образована из Земли, вращение которой вызвало отделение вращающегося куска планеты в космос. Луне понадобилось около 56 миллионов лет, для достижения нынешнего положения относительно Земли.

6.     Соленость океана – (Эдмунд Галлей). Предположил, используя этот метод,  что Земле около 80-150 млн. лет.

7.     Радиометрическое датирование - точный метод определения возраста Земли.

В 1896 году  Анри Беккерель открыл радиоактивность - процесс, при котором материалы разлагаются на другие материалы с выделением энергии при этом. На Земле содержится большое количество радиоактивных материалов, которые могут предоставить возможность подсчета возраста Земли. Некоторые материалы распадаются быстрее,  другие миллионы и миллиарды лет.

Измеряя периоды полураспадов радиоактивных изотопов, геологи построили лестницу измерения, позволяющую точно вычислять возраст геологических объектов, в том числе и Земли. На сегодняшний момент используются распад урана на различные изотопы свинца. Измеряется количество трех разных изотопов свинца (Pb-206, Pb-207 и Pb-208 или Pb-204), и таким образом вычисляется, сколько урана было первоначально в образце данного материала.

Геологи исследуют Землю, ищут самые старые скалы на планете. Самые старейшие скалы находятся в Канаде, Африке и Австралии, их возраст от 2,5 до 3,8 миллиарда лет. Очень старая порода была найдена в Канаде в 1999 году, ей чуть более 4 миллиардов лет.

Этот метод и дал возможность определить минимальный возраст Земли, но из-за геологических процессов, он может быть еще больше.

8.     Метеоритная гипотеза.  Согласно ей, если предположить, что в Солнечной системе все образованно в одно время, то метеориты в космосе не подвержены геологическим процессам как на Земле. В качестве объекта для исследования был взят метеорит Каньона Дьябло (осколок астероида), как способ, который поможет определить правильный возраст Солнечной системы и Земли. С помощью методики радиометрического датирования на метеоритах, геологи смогли вычислить, что возраст Земли составляет 4.54 миллиарда лет с погрешностью около 1 %.

Резюмирая, можно сказать, что в настоящий момент считается, что Земля, согласно «гипотезе планетезималей», обра­зовалась 4,54 миллиардов лет (4.54·10⁹ лет ± 1 %). лет назад из рассеянного в солнечной системе газово-пылеватого вещества, путём аккреции из протопланетного диска, дискообразной массы газа и пыли.

Ольга Муромская