Žemės, planetų ir visos Saulės sistemos kilmės klausimas žmonėms rūpi nuo senų senovės. Mitų apie Žemės kilmę galima atsekti tarp daugelio senovės tautų. Kinai, egiptiečiai, šumerai, graikai turėjo savo idėją apie pasaulio formavimąsi. Mūsų eros pradžioje jų naivias idėjas pakeitė prieštaravimų netoleruojančios religinės dogmos. Viduramžių Europoje bandymai ieškoti tiesos kartais baigdavosi inkvizicijos ugnimi. Pirmieji moksliniai problemos paaiškinimai priklauso tik XVIII a. Net ir dabar nėra vienos hipotezės apie Žemės kilmę, kuri suteikia vietos naujiems atradimams ir maisto smalsiam protui.
Senovės mitologija
Žmogus yra smalsus padaras. Nuo seniausių laikų žmonės nuo gyvūnų skyrėsi ne tik noru išgyventi atšiauriame laukiniame pasaulyje, bet ir bandymu jį suprasti. Pripažindami visišką gamtos jėgų pranašumą prieš save, žmonės ėmė dievinti vykstančius procesus. Dažniausiai pasaulio kūrimo nuopelnai priskiriami dangiškiems žmonėms.
Mitai apie Žemės kilmę įvairiose planetos dalyse labai skyrėsi vienas nuo kito. Remiantis senovės egiptiečių idėjomis, ji išsirito iš švento kiaušinio, kurį dievas Khnum nulipdė iš paprasto molio. Pagal įsitikinimussalų tautos, žemę iš vandenyno išžvejoja dievai.
Chaoso teorija
Senovės graikai buvo arčiausiai mokslinės teorijos. Pagal jų sampratą, Žemė gimė iš pirminio Chaoso, pripildyto vandens, žemės, ugnies ir oro mišinio. Tai dera su moksliniais Žemės atsiradimo teorijos postulatais. Sprogstamasis elementų mišinys sukosi chaotiškai, užpildydamas viską, kas egzistuoja. Tačiau tam tikru momentu iš pirminio Chaoso vidurių gimė Žemė – deivė Gaja ir jos amžinasis palydovas Dangus, dievas Uranas. Kartu jie užpildė negyvas erdves įvairia gyvybe.
Panašus mitas susiformavo Kinijoje. Chaosas Hun-tunas, pripildytas penkių elementų – medžio, metalo, žemės, ugnies ir vandens – kiaušinio pavidalu skriejo per beribę visatą, kol joje gimė dievas Pan-Gu. Pabudęs jis aplinkui rado tik negyvą tamsą. Ir šis faktas jį labai nuliūdino. Sukaupusi jėgas, Pan-Gu dievybė sulaužė chaoso kiaušinio lukštą, išlaisvindama du principus: Yin ir Yang. Sunkusis Yin nusileido, kad suformuotų žemę, šviesa ir lengvas Yang pakilo aukštyn, kad suformuotų dangų.
Žemės formavimosi klasių teorija
Planetų, ypač Žemės, kilmę šiuolaikiniai mokslininkai pakankamai ištyrė. Tačiau yra keletas esminių klausimų (pavyzdžiui, iš kur atsirado vanduo), dėl kurių kyla karštų diskusijų. Todėl mokslas apie Visatą vystosi, kiekvienas naujas atradimas tampa Žemės atsiradimo hipotezės pagrindo plyta.
Žymusis sovietų mokslininkas Otto Julijevičius Schmidtas, geriau žinomas dėl poliarinių tyrimų, viską sugrupavopasiūlė hipotezes ir sugrupavo jas į tris klases. Pirmoji apima teorijas, pagrįstas Saulės, planetų, mėnulių ir kometų susidarymo iš vienos medžiagos (ūko) postulatu. Tai gerai žinomos Voitkevičiaus, Laplaso, Kanto, Fesenkovo hipotezės, neseniai peržiūrėtos Rudniko, Sobotovičiaus ir kitų mokslininkų.
Antra klasė jungia idėjas, pagal kurias planetos susidarė tiesiogiai iš Saulės substancijos. Tai mokslininkų Jeans, Jeffreys, Multon ir Chamberlin, Buffon ir kitų hipotezės apie Žemės kilmę.
Ir pagaliau trečioji klasė apima teorijas, kurios nesujungia Saulės ir planetų pagal bendrą kilmę. Labiausiai žinomas yra Schmidto spėjimas. Panagrinėkime kiekvienos klasės charakteristikas.
Kanto hipotezė
1755 metais vokiečių filosofas Kantas trumpai apibūdino Žemės kilmę: pirminė Visata susideda iš nejudančių, į dulkes panašių įvairaus tankio dalelių. Gravitacijos jėgos paskatino juos judėti. Jie prilimpa vienas prie kito (akrecijos efektas), o tai galiausiai lemia centrinės karštos krūvos – Saulės – susidarymą. Tolesni dalelių susidūrimai paskatino Saulės sukimąsi, o kartu ir dulkių debesį.
Pastarajame pamažu formavosi atskiri medžiagos krešuliai – būsimų planetų užuomazgos, aplink kurias pagal panašią schemą susiformavo palydovai. Taip susiformavusi Žemė savo egzistavimo pradžioje atrodė š alta.
Laplaso koncepcija
Prancūzų astronomas ir matematikas P. Laplasas pasiūlė kiek kitokįvariantas, paaiškinantis Žemės planetos ir kitų planetų kilmę. Saulės sistema, jo nuomone, susidarė iš karšto dujinio ūko, kurio centre buvo krūva dalelių. Jis sukosi ir susitraukė veikiamas visuotinės gravitacijos. Toliau aušinant, ūko sukimosi greitis augo, išilgai periferijos nuo jo atsilupo žiedai, kurie subyrėjo į ateities planetų prototipus. Pastarieji pradiniame etape buvo karštų dujų rutuliukai, kurie palaipsniui atvėso ir kietėjo.
Kanto ir Laplaso hipotezių nebuvimas
Kanto ir Laplaso hipotezės, paaiškinančios Žemės planetos kilmę, kosmogonijoje vyravo iki XX amžiaus pradžios. Ir jie vaidino progresyvų vaidmenį, tapdami gamtos mokslų, ypač geologijos, pagrindu. Pagrindinis hipotezės trūkumas yra nesugebėjimas paaiškinti kampinio momento (MKR) pasiskirstymo Saulės sistemoje.
MKR apibrėžiamas kaip kūno masės sandauga, padauginta iš atstumo nuo sistemos centro ir jos sukimosi greičio. Iš tiesų, remiantis tuo, kad Saulė turi daugiau nei 90% visos sistemos masės, ji taip pat turi turėti aukštą MCR. Tiesą sakant, Saulė turi tik 2% viso MKR, o planetos, ypač milžinai, turi likusius 98%.
Fesenkovo teorija
1960 m. sovietų mokslininkas Fesenkovas bandė paaiškinti šį prieštaravimą. Pagal jo versiją apie Žemės kilmę, Saulė ir planetos susiformavo sutankinus milžinišką ūką – „globulius“. Ūkas turėjo labai retų medžiagų, kurias daugiausia sudarė vandenilis, helis irnedidelis kiekis sunkiųjų elementų. Gravitacijos jėgos įtakoje centrinėje rutulio dalyje atsirado žvaigždės formos spiečius – Saulė. Greitai sukosi. Dėl saulės medžiagos evoliucijos į ją supančią dujų-dulkių aplinką laikas nuo laiko medžiaga buvo išmetama. Dėl to Saulė prarado savo masę ir didelę TKS dalį perkėlė į sukurtas planetas. Planetos susiformavo sukaupus ūko materiją.
Multono ir Chamberlino teorijos
Amerikos tyrinėtojai astronomas Multonas ir geologas Chamberlinas pateikė panašias Žemės ir Saulės sistemos atsiradimo hipotezes, pagal kurias planetos susidarė iš dujų spiralės šakų medžiagos, „ištemptų“nuo Saulės. nežinoma žvaigždė, kuri praėjo gana arti nuo jos.
Mokslininkai į kosmogoniją įvedė „planetizmo“sąvoką – tai krešuliai, kondensuoti iš pirminės medžiagos dujų, kurios tapo planetų ir asteroidų embrionais.
Džinsų sprendimas
Anglų astronomas ir fizikas D. Jeansas (1919) pasiūlė, kad kitai žvaigždei priartėjus prie Saulės, nuo pastarosios nutrūko cigaro formos išsikišimas, kuris vėliau subyrėjo į atskirus krešulius. Be to, iš vidurinės sustorėjusios „cigaro“dalies susidarė didelės planetos, o išilgai jos kraštų – mažos.
Schmidto hipotezė
Žemės kilmės teorijos klausimais originalų požiūrį 1944 m. išreiškė Schmidtas. Tai vadinamoji meteorito hipotezė, kurią vėliau fizikiniais ir matematiniais terminais pagrindė garsiųjųmokslininkas. Beje, Saulės susidarymo problema hipotezėje nenagrinėjama.
Remiantis teorija, Saulė viename iš savo vystymosi etapų užfiksavo (pritraukė prie savęs) š altą dujų ir dulkių meteorito debesį. Prieš tai jam priklausė labai mažas MKR, o debesis sukosi dideliu greičiu. Stipriame Saulės gravitaciniame lauke meteorito debesis pradėjo skirtis pagal masę, tankį ir dydį. Dalis meteorito medžiagos atsitrenkė į žvaigždę, kita, dėl akrecijos procesų, suformavo planetų ir jų palydovų krešulius-embrionus.
Šioje hipotezėje Žemės kilmė ir vystymasis priklauso nuo „saulės vėjo“– saulės spinduliuotės slėgio, kuris atstūmė lengvųjų dujų komponentus į Saulės sistemos pakraščius – įtakos. Taip susidariusi žemė buvo š altas kūnas. Tolesnis šildymas yra susijęs su radiogenine šiluma, gravitacine diferenciacija ir kitais planetos vidinės energijos š altiniais. Tyrėjai mano, kad labai maža tikimybė, kad Saulė užfiksuos tokį meteorito debesį, yra didelis hipotezės trūkumas.
Rudniko ir Sobotovičiaus prielaidos
Žemės atsiradimo istorija vis dar jaudina mokslininkus. Palyginti neseniai (1984 m.) V. Rudnikas ir E. Sobotovičius pateikė savąją planetų ir Saulės kilmės versiją. Pagal jų idėjas, procesų dujų-dulkių ūke iniciatorius galėtų būti netoliese įvykęs supernovos sprogimas. Kiti įvykiai, pasak tyrėjų, atrodė taip:
- Sprogimo metu prasidėjo ūko suspaudimas ir centrinio krešulio susidarymas -sekmadienis.
- Iš besiformuojančios Saulės MRK buvo perduotas į planetas elektromagnetiniu arba turbulentiniu-konvekciniu būdu.
- Pradėjo formuotis milžiniški žiedai, panašūs į Saturno žiedus.
- Dėl žiedų medžiagos susikaupimo iš pradžių atsirado planetezimalės, vėliau susiformavusios į šiuolaikines planetas.
Visa evoliucija vyko labai greitai – apie 600 milijonų metų.
Žemės sudėties formavimasis
Mūsų planetos vidinių dalių formavimosi seką supranta skirtingai. Vieno iš jų teigimu, protožemė buvo nerūšiuotas geležies silikato konglomeratas. Vėliau dėl gravitacijos įvyko padalijimas į geležinę šerdį ir silikatinę mantiją - vienalytės akrecijos reiškinys. Heterogeninės akrecijos šalininkai mano, kad pirmiausia susikaupė ugniai atspari geležies šerdis, o paskui prie jos prilipo daugiau tirpių silikato dalelių.
Priklausomai nuo šio klausimo sprendimo, galime kalbėti apie pradinio Žemės įkaitimo laipsnį. Iš tiesų, iš karto po susiformavimo planeta pradėjo šilti dėl kelių veiksnių bendro veikimo:
- Jos paviršiaus bombardavimas planetezimaliais, kartu išsiskyręs šiluma.
- Radioaktyviųjų izotopų, įskaitant trumpaamžius aliuminio, jodo, plutonio ir kt. izotopus, skilimas
- Padirvio gravitacinė diferenciacija (darant prielaidą, kad akrecija yra vienalytė).
Kai kurių tyrinėtojų teigimu, šiuo ankstyvuoju etapuPlanetos formavimosi metu išorinės dalys galėjo būti artimos tirpimui. Nuotraukoje Žemės planeta atrodytų kaip karštas kamuolys.
Žemynų susidarymo sutarčių teorija
Viena iš pirmųjų žemynų atsiradimo hipotezių buvo susitraukimas, pagal kurią kalnų statyba buvo siejama su Žemės atšalimu ir jos spindulio sumažėjimu. Būtent ji buvo ankstyvųjų geologinių tyrimų pagrindas. Ja remdamasis austrų geologas E. Suessas monografijoje „Žemės veidas“apibendrino visas tuo metu egzistavusias žinias apie žemės plutos sandarą. Tačiau jau XIX amžiaus pabaigoje. pasirodė duomenų, rodančių, kad vienoje žemės plutos dalyje atsiranda suspaudimas, o kitoje – įtampa. Susitraukimo teorija galutinai žlugo po to, kai buvo atrastas radioaktyvumas ir didelės radioaktyviųjų elementų atsargos Žemės plutoje.
Žemynų dreifas
Dvidešimtojo amžiaus pradžioje. gimsta žemynų dreifo hipotezė. Mokslininkai jau seniai pastebėjo Pietų Amerikos ir Afrikos, Afrikos ir Arabijos pusiasalio, Afrikos ir Hindustano ir tt pakrančių panašumą. Pirmasis duomenis palygino Pilligrini (1858), vėliau – Bikhanovas. Pačią žemyno dreifo idėją suformulavo amerikiečių geologai Taylor ir Baker (1910) bei vokiečių meteorologas ir geofizikas Wegeneris (1912). Pastarasis šią hipotezę pagrindė savo monografijoje „Žemynų ir vandenynų kilmė“, kurią 1915 m. Šią hipotezę pagrindžiantys argumentai:
- Žemynų abiejose Atlanto pusėse, taip pat žemynų, besiribojančių su Indija, kontūrų panašumasvandenynas.
- Struktūrų panašumai gretimuose vėlyvojo paleozojaus ir ankstyvojo mezozojaus uolienų geologinių sekcijų žemynuose.
- Suakmenėjusios gyvūnų ir augalų liekanos, rodančios, kad senovinė pietinių žemynų flora ir fauna sudarė vieną grupę: tai ypač liudija suakmenėjusios Lystrosaurus genties dinozaurų liekanos, aptiktos Afrikoje, Indijoje ir Antarktida.
- Paleoklimatiniai duomenys: pavyzdžiui, vėlyvojo paleozojaus ledo sluoksnio pėdsakų buvimas.
Žemės plutos susidarymas
Žemės kilmė ir vystymasis yra neatsiejamai susiję su kalnų statyba. A. Wegeneris teigė, kad žemynai, sudaryti iš gana lengvų mineralinių masių, tarsi plūduriuoja ant apatinės baz alto sluoksnio sunkiosios plastikinės medžiagos. Spėjama, kad iš pradžių plonas granitinės medžiagos sluoksnis tariamai dengė visą Žemę. Palaipsniui jos vientisumą pažeidė Mėnulio ir Saulės traukos potvynių jėgos, veikiančios planetos paviršių iš rytų į vakarus, taip pat išcentrinės jėgos iš Žemės sukimosi, veikiančios nuo ašigalių iki pusiaujas.
Iš granito (greičiausiai) sudarė vienas superkontinentas Pangea. Jis egzistavo iki mezozojaus eros vidurio ir suiro Juros periode. Šios Žemės atsiradimo hipotezės šalininkas buvo mokslininkas Staubas. Tada buvo šiaurinio pusrutulio žemynų asociacija - Laurazija ir pietų pusrutulio žemynų asociacija - Gondvana. Tarp jų buvo Ramiojo vandenyno dugno uolos. Po žemynais gulėjo magmos jūra, kuria jie judėjo. Laurasia ir Gondvana ritmingaipersikėlė į pusiaują, paskui į ašigalius. Kai superkontinentai judėjo link pusiaujo, jie susitraukė iš priekio, o jų šonai prispaudė Ramiojo vandenyno masę. Šiuos geologinius procesus daugelis laiko pagrindiniais didelių kalnų grandinių formavimosi veiksniais. Judėjimas į pusiaują įvyko tris kartus: per Kaledonijos, Hercino ir Alpių orogeniją.
Išvada
Saulės sistemos formavimosi tema išleista daug populiariosios mokslo literatūros, knygų vaikams, specializuotų leidinių. Vaikams prieinama Žemės kilmė yra išdėstyta mokykliniuose vadovėliuose. Bet jei paimtume 50 metų senumo literatūrą, aišku, kad šiuolaikiniai mokslininkai į kai kurias problemas žiūri kitaip. Kosmologija, geologija ir susiję mokslai nestovi vietoje. Artimos Žemės erdvės užkariavimo dėka žmonės jau žino, kaip nuotraukoje iš kosmoso matoma Žemės planeta. Naujos žinios formuoja naują Visatos dėsnių supratimą.
Akivaizdu, kad galingos gamtos jėgos buvo panaudotos kuriant Žemę, planetas ir Saulę iš pirmapradžio chaoso. Nenuostabu, kad senovės protėviai juos lygino su dievų pasiekimais. Net perkeltine prasme neįmanoma įsivaizduoti Žemės kilmės, tikrovės vaizdai tikrai pranoktų drąsiausias fantazijas. Tačiau mokslininkų surinktos žinios palaipsniui kuria visą mus supančio pasaulio vaizdą.
