Гіпотэзы паходжання Зямлі. паходжанне планет

Пытанне паходжання Зямлі, планет і Сонечнай сістэмы ў цэлым хваляваў людзей яшчэ з глыбокай старажытнасці. Міфы пра паходжанне Зямлі прасочваюцца ў шматлікіх старажытных народаў. Кітайцы, егіпцяне, шумеры, грэкі мелі сваё ўяўленне аб фарміраванні свету. У пачатку нашай эры іх наіўныя ўяўленні замянілі рэлігійныя дагматы, ня церпяць пярэчанняў. У сярэднявечнай Еўропе спробы пошуку ісціны часам заканчваліся вогнішчам інквізіцыі. Першыя навуковыя тлумачэнні праблемы ставяцца толькі да XVIII ст. Нават цяпер няма адзінай гіпотэзы паходжання Зямлі, што дае прастору для новых адкрыццяў і ежу для дапытлівага розуму.

міфалогія старажытных

Чалавек - істота дапытлівых. Спрадвеку людзі адрозніваліся ад жывёл не толькі жаданнем выжыць у суровым дзікім свеце, але і спробай зразумець яго. Прызнаючы татальнае перавага сіл прыроды над сабой, людзі сталі абагаўляць працэсы, якія адбываюцца. Часцей за ўсё менавіта жыхары неба прыпісваецца заслуга стварэння свету.

Міфы пра паходжанне Зямлі ў розных кутках планеты значна адрозніваліся адзін ад аднаго. Па паданнях старажытных егіпцян, яна вылупілася з свяшчэннага яйкі, злепленага богам Хнум са звычайнай гліны. Паводле вераванняў астраўных народаў, зямлю вывудзілі багі з акіяна.

тэорыя хаосу

Бліжэй за ўсіх да навуковай тэорыі падышлі старажытныя грэкі. Па іх паняццям, нараджэнне Зямлі адбылося з першароднага Хаосу, напоўненага сумессю з вады, зямлі, агню і паветра. Гэта стасуецца з навуковымі пастулатамі тэорыі паходжання Зямлі. Грымучая сумесь элементаў хаатычна круцілася, запаўняючы ўсё існае. Але ў нейкі момант з нетраў першароднага Хаосу нарадзілася Зямля - багіня Гея, і яе вечны спадарожнік, Неба, - бог Уран. Сумеснымі намаганнямі яны напоўнілі безжыццёвыя абшары разнастайнасцю жыцця.

Падобны міф сфармаваўся і ў Кітаі. Хаос Хунь-тунь, напоўнены пяццю элементамі - дрэвам, металам, зямлёй, агнём і вадой - кружыў у форме яйкі па бязмежнай Сусвету, пакуль у ім не зарадзіўся бог Пань-Гу. Абудзіўшыся, ён выявіў вакол сябе толькі мёртвую цемру. І гэты факт яго моцна засмуціў. Сабраўшыся з сіламі, боства Пань-Гу разломе шкарлупіну яйкі-хаосу, вызваліўшы два пачаткі: Інь і Ян. Цяжкі Інь апусціўся ўніз, сфармаваўшы зямлю, светлы і лёгкі Ян узняўся ўгору, утварыўшы неба.

Класавая тэорыя фарміравання Зямлі

Паходжанне планет, і ў прыватнасці Зямлі, сучаснымі навукоўцамі досыць вывучана. Але ёсць шэраг прынцыповых пытанняў (напрыклад, адкуль узялася вада), якія выклікаюць гарачыя спрэчкі. Таму навука аб Сусвету развіваецца, кожнае новае адкрыццё становіцца цаглінкай у падмурку гіпотэзы паходжання Зямлі.

Знакаміты савецкі вучоны Ота Юльевіч Шміт, больш вядомы па палярных даследаванняў, згрупаваў ўсе прапанаваныя гіпотэзы і аб'яднаў іх у тры класы. Да першага ставяцца тэорыі, выходныя з пастулату аб адукацыі Сонца, планет, месяцаў і камет з адзінага матэрыялу (імглістасці). Гэта вядомыя гіпотэзы Вайткевіча, Лапласа, Канта, Фесенкова, нядаўна перапрацаваныя Руднікам, Соботовичем і іншымі вучонымі.

Другі клас аб'ядноўвае прадстаўлення, згодна з якімі планеты фармаваліся непасрэдна з рэчыва Сонца. Гэта гіпотэзы паходжання Зямлі навукоўцаў джынса, Джеффриса, Мультона і Чемберлина, Бюфону і іншых.

І, нарэшце, да трэцяга класа ставяцца тэорыі, ня аб'ядноўваюць Сонца і планеты агульнасцю паходжання. Найбольш вядомая гіпотэза Шміта. Спынімся на характарыстыцы кожнага класа.

гіпотэза Канта

У 1755 году нямецкі філосаф Кант паходжанне Зямлі коратка апісаў наступным чынам: першапачатковая Сусвет складалася з нерухомых пылападобнага часціц рознай шчыльнасці. Сілы гравітацыі прывялі іх рух. Адбывалася наліпанне іх адзін на аднаго (эфект аккреции), у канчатковым выніку прывяло да адукацыі цэнтральнага распаленага згустку - Сонца. Далейшыя сутыкнення часціц прывялі да кручэння Сонца, а разам з ім і пылавога воблака.

У апошнім паступова ўтвараліся асобныя згусткі рэчывы - зародкі будучых планет, вакол якіх па падобнай схеме сфармаваліся спадарожнікі. Адукаваная такім шляхам Зямля ў пачатку свайго існавання ўяўлялася халоднай.

канцэпцыя Лапласа

Французскі астраном і матэматык П. Лаплас прапанаваў некалькі выдатны варыянт, які тлумачыць паходжанне планеты Зямля і іншых планет. Сонечная сістэма, на яго думку, утварылася з распаленай газавай імглістасці са згусткам часціц у цэнтры. Яна круцілася і дрыжалі пад дзеяннем сусветнага прыцягнення. Пры далейшым астуджэнні хуткасць кручэння імглістасці расла, па перыферыі ад яе адслойваліся кольцы, якія распадаліся на правобразы будучых планет. Апошнія на пачатковай стадыі ўяўлялі сабой распаленыя газавыя шары, якія паступова астуджаліся і дубянелі.

Недахоп гіпотэз Канта і Лапласа

Гіпотэзы Канта і Лапласа, якія тлумачаць паходжанне планеты Зямля, былі панавальнымі ў касмагоніі аж да пачатку ХХ стагоддзя. І згулялі прагрэсіўную ролю, служачы асновай натуральным навуках, у асаблівасці геалогіі. Галоўным недахопам гіпотэзы з'яўляецца няздольнасць растлумачыць размеркаванне ўнутры Сонечнай сістэмы моманту колькасці руху (МКР).

МКР вызначаецца як твор масы цела на адлегласць ад цэнтра сістэмы і хуткасць яго кручэння. Сапраўды, зыходзячы з факту, што Сонца валодае больш чым 90% усёй масы сістэмы, яно павінна мець і высокі МКР. На самай жа справе Сонца мае толькі 2% агульнага МКР, планеты ж, асабліва гіганты, надзелены астатнімі 98%.

тэорыя Фесенкова

Азначанае супярэчнасць у 1960 паспрабаваў растлумачыць савецкі навуковец Фясенка. Згодна з яго версіі паходжання Зямлі, Сонца з планетамі ўтварыліся ў выніку ўшчыльнення гіганцкай імглістасці - «глобулы». Імглістасць валодала вельмі разрэджанай матэрыяй, складзенай у асноўным з вадароду, гелія і невялікай колькасці цяжкіх элементаў. Пад дзеяннем сілы гравітацыі ў цэнтральнай частцы глобулы паўстала зоркападобным згушчэнне - Сонца. Яно хутка круцілася. У выніку эвалюцыі сонечнага рэчывы ў навакольнае яго газава-пылавых сераду час ад часу ажыццяўляліся выкіды матэрыі. Гэта прыводзіла да страты Сонцам сваю масу і перадачы ствараным планет значнай часткі МКР. Фарміраванне планет праходзіла шляхам аккреции рэчывы імглістасці.

Тэорыі Мультона і Чемберлина

Амерыканскія даследчыкі астраном Мультон і геолаг Чемберлин прапанавалі падобныя гіпотэзы паходжання Зямлі і Сонечнай сістэмы, згодна з якімі планеты ўтварыліся з рэчыва газавых галінак спіраляў, «выцягнутых» з Сонца невядомай зоркай, якая прайшла на досыць блізкай адлегласці ад яго.

Навукоўцамі было ўведзена ў касмагонію паняцце «планетезималь» - гэта згусткі, сконденсированные з газаў першапачатковага рэчывы, якія сталі эмбрыёнамі планет і астэроідаў.

меркаванні джынса

Англійская астрафізік Д. Джынс (1919г) выказаў здагадку, што пры збліжэнні з Сонцам іншы зоркай з апошняй адарваўся сигарообразный выступ, які ў далейшым распаўся на асобныя згусткі. Прычым з сярэдняй патоўшчанай часткі «цыгары» утварыліся буйныя планеты, а па яе краях - дробныя.

гіпотэза Шміта

У пытаннях тэорыі паходжання Зямлі арыгінальную пункт гледжання ў 1944 году выказаў Шміт. Гэта так званая метэарытнага гіпотэза, пасля фізіка-матэматычна абгрунтаваная вучнямі вядомага навукоўца. Дарэчы, у гіпотэзе праблема адукацыі Сонца не разглядаецца.

Паводле тэорыі, Сонца на адной са стадый свайго развіцця захапіла (прыцягнула да сябе) халоднае газава-пылавое метэарытнага воблака. Да гэтага яно валодала вельмі малым МКР, воблака жа круцілася са значнай хуткасцю. У моцным гравітацыйным полі Сонца пачалася дыферэнцыяцыя метэарытнага аблокі па масе, шчыльнасці і памерах. Частка метэарытнага матэрыялу трапіла на свяціла, іншая, у выніку працэсаў аккреции, стварала тое згусткі-зародкі планет і іх спадарожнікаў.

У гэтай гіпотэзе паходжанне і развіццё Зямлі ў залежнасці ад уздзеяння «сонечнага ветру» - ціску сонечнага выпраменьвання, якое адштурхоўвала лёгкія газавыя кампаненты на перыферыю Сонечнай сістэмы. Адукаваная такім чынам Зямля была халодным целам. Далейшы разагрэў звязваецца з радиогенным цяплом, гравітацыйнай дыферэнцыяцыяй і іншымі крыніцамі ўнутранай энергіі планеты. Вялікім недахопам гіпотэзы даследчыкі лічаць вельмі нізкую верагоднасць захопу Сонцам падобнага метэарытнага аблокі.

Здагадкі Рудніка і Соботовича

Гісторыя паходжання Зямлі да гэтага часу хвалюе навукоўцаў. Адносна нядаўна (у 1984 годзе) В. Руднік і Е. Соботович прадставілі ўласную версію паходжання планет і Сонца. Згодна з іх уяўленнях, ініцыятарам працэсаў у газава-пылавы імглістасці мог паслужыць блізкі выбух звышновай зоркі. Далейшыя падзеі, на думку даследчыкаў, выглядалі так:

1. Пад дзеяннем выбуху пачалося сціск імглістасці і адукацыя цэнтральнага згустку - Сонца.
2. Ад фарміруецца Сонца МРК перадаваўся планет электрамагнітным або турбулентнасць-Канвектыўныя шляхам.
3. Сталі ўтварацца гіганцкія кольцы, якія нагадваюць кольцы Сатурна.
4. У выніку аккреции матэрыялу кольцаў спачатку з'явіліся планетезимали, пасля сфармаваліся ў сучасныя планеты.

Уся эвалюцыя праходзіла вельмі хутка - на працягу каля 600 млн гадоў.

Фарміраванне складу Зямлі

Існуе рознае разуменне паслядоўнасці фарміравання ўнутраных частак нашай планеты. Паводле адной з іх, протоземля ўяўляла сабой неотсортированный кангламерат жалеза-сілікатнай рэчывы. У далейшым у выніку гравітацыі адбыўся падзел на жалезнае ядро і сілікатную мантыю - з'ява гамагеннай аккреции. Прыхільнікі гетэрагеннай аккреции лічаць, што спачатку акумулявалася тугоплавковое жалезнае ядро, затым на яго наліпалі больш лёгкаплаўкага сілікатныя часціцы.

У залежнасці ад вырашэння гэтага пытання гаворка можа ісці і аб ступені першапачатковага разагрэву Зямлі. Сапраўды, адразу ж пасля свайго адукацыі планета пачатку разагравацца з прычыны сумесных дзеянняў некалькіх фактараў:

• Бамбаванне яе паверхні планетезималями, што суправаджалася вылучэннем цяпла.
• Распад радыеактыўных ізатопаў, у тым ліку кароткачасовых ізатопаў алюмінія, ёду, плутонію і інш.
• Гравітацыйная дыферэнцыяцыя нетраў (калі прыняць гамагенную аккрецию).

На думку шэрагу даследчыкаў, на гэтай ранняй стадыі фарміравання планеты знешнія часткі маглі знаходзіцца ў стане, блізкім да расплаву. На фота планета Зямля выглядала б распаленым шарам.

Контракционная тэорыя адукацыі мацерыкоў

Адной з першых гіпотэз паходжання мацерыкоў была контракционная, па якой гораўтварэння звязвалася з астуджэннем Зямлі і скарачэннем яе радыусу. Менавіта яна служыла падмуркам ранніх геалагічных даследаванняў. На яе падставе аўстрыйскі геолаг Е. Зюс сінтэзаваў ўсе існуючыя на той час веды аб структуры зямной кары ў манаграфіі «Аблічча Зямлі». Але ўжо ў канцы XIX ст. з'явіліся дадзеныя, якія сведчаць, што ў адной частцы зямной кары адбываецца сціск, у другой - расцяжэнне. Канчаткова павалілася контракционная тэорыя пасля адкрыцця радыеактыўнасці і наяўнасці ў кары Зямлі вялікіх запасаў радыеактыўных элементаў.

дрэйф мацерыкоў

У пачатку ХХ ст. зараджаецца гіпотэза дрэйфу кантынентаў. Навукоўцы даўно заўважылі падабенства берагавых ліній Паўднёвай Амерыкі і Афрыкі, Афрыкі і Аравійскага паўвострава, Афрыкі і Індастана і інш. Першым супаставіў дадзеныя Пиллигрини (1858 г.), пазней Биханов. Сама ідэя дрэйфу мацерыкоў была сфармуляваная амерыканскімі геолагамі Тэйларам і Бэйкер (1910) і нямецкім метэаролагам і геафізікам Вегенером (1912). Апошні абгрунтаваў гэтую гіпотэзу ў сваёй манаграфіі «Паходжанне мацерыкоў і акіянаў», якая выйшла ў свет ў 1915 годзе. Аргументы, якія прыводзіліся ў абарону гэтай гіпотэзы:

• Падабенства абрысаў мацерыкоў па абодва бакі Атлантыкі, а таксама мацерыкоў, адгароджваючы Індыйскі акіян.
• Падабенства будовы на сумежных мацерыках геалагічных разрэзаў позднепалеозойских і раннемезозойских парод.
• Скамянелыя рэшткі жывёл і раслін, якія сведчаць, што старажытная флора і фауна паўднёвых мацерыкоў стварала тое адзіную групоўку: асабліва пра гэта сведчаць скамянелыя рэшткі дыназаўраў роду листрозавров, знойдзеныя ў Афрыцы, Індыі і Антарктыдзе.
• Палеоклиматические дадзеныя: напрыклад, наяўнасць слядоў позднепалеозойского покрыўнага абляднення.

Фармаванне зямной кары

Паходжанне і развіццё Зямлі непарыўна звязана з гораўтварэння. А. Вегенер сцвярджаў, што мацерыкі, якія складаюцца з досыць лёгкіх мінеральных мас, як бы плаваюць на падсцілаючы іх цяжкім пластычным рэчыве базальтавага ложа. Мяркуецца, што спачатку тонкі пласт гранітнага матэрыялу нібыта пакрываў ўсю Зямлю. Паступова цэласнасць яго была парушаная прыліўнымі сіламі прыцягнення Месяца і Сонца, якія ўздзейнічаюць на паверхню планеты з усходу на захад, а таксама цэнтрабежнымі сіламі ад кручэння Зямлі, якія ўздзейнічаюць ад палюсоў да экватара.

З граніту (меркавана) складаўся адзіны суперматерик Пангея. Ён праіснаваў да сярэдзіны мезозойской эры і распаўся ў Юрскім перыядзе. Прыхільнікам гэтай гіпотэзы паходжання Зямлі быў вучоны Штауб. Затым паўстала аб'яднанне мацерыкоў паўночнага паўшар'я - Лавразия, і аб'яднанне мацерыкоў паўднёвага паўшар'я - Гандвана. Паміж імі апынуліся заціснутыя пароды дна Ціхага акіяна. Пад мацерыкамі залягаюць мора магмы, па якім яны рухаліся. Лавразия і Гандвана рытмічна перамяшчаліся то да экватара, то да канцавоссяў. Пры зрушэнні да экватара суперматерики франтальна сціскаліся, пры гэтым флангамі націскаючы на ціхаакіянскую масу. Гэтыя геалагічныя працэсы многія лічаць асноўнымі фактарамі адукацыі буйных горных масіваў. Рух да экватара адбывалася тройчы: падчас Каледонскі, герцинского і альпійскага гораўтварэння.

выснову

На тэму фарміравання Сонечнай сістэмы выпушчана шмат навукова-папулярнай літаратуры, дзіцячых кніг, спецыялізаваных публікацый. Паходжанне Зямлі для дзяцей у даступнай форме выкладзена ў школьных падручніках. Але калі ўзяць літаратуру 50-гадовай даўніны, відаць, што на некаторыя праблемы сучасныя навукоўцы глядзяць ужо па-іншаму. Касмалогія, геалогія і сумежныя навукі не стаяць на месцы. Дзякуючы заваявання калязямной прасторы людзі ўжо ведаюць, якой бачыцца на фота планета Зямля з космасу. Новае веданне фармуе новае ўяўленне аб законах Сусвету.

Відавочна, што для стварэння з першароднага хаосу Зямлі, планет і Сонца былі задзейнічаныя магутныя сілы прыроды. Нядзіўна, што старажытныя продкі супастаўлялі іх са здзяйсненнямі Багоў. Нават вобразна немагчыма ўявіць паходжанне Зямлі, карцінкі рэальнасці напэўна пераўзышлі б самыя смелыя фантазіі. Але па крупінках ведаў, збіраем навукоўцамі, паступова выбудоўваецца цэласная карціна навакольнага свету.