Паходжанне Зямлі. Розныя гіпотэзы паходжання Зямлі

Калі выходзіш раннім марозным раніцай на вуліцу і адчуваеш похрустывание сняжынак пад нагамі або сустракаеш світанак на беразе ракі ў гарачым ліпені, вельмі цяжка ўявіць сабе, што калісьці даўно нічога гэтага не было. Наогул нічога: ні снегу, ні ракі, ні травы, ні нават Сонца. Існаваў толькі бязмежны космас, у якім насіліся часцінкі пылу, уразаючыся сябар у сябра на велізарных хуткасцях. Гэты перыяд цяжка неяк назваць. Ён не дагістарычны, ён нейкі внеисторический: настолькі неспасціжна даўно гэта адбывалася, і так безнадзейна безжыццёва было тады прастору ...

Аднак паходжанне Зямлі непарыўна звязана з гэтым этапам станаўлення Сусвету. Ўмовы, пасля якія прывялі да з'яўлення нашай планеты, пачалі фарміравацца з самага моманту Вялікага выбуху. Розныя гіпотэзы паходжання Зямлі і зараджэння свету ўзнікалі ў розумах людзей з тых часоў, калі чалавек упершыню задумаўся пра сваё месца ў Сусвеце і пра тое, што існуе па-за межамі звыклай яму тэрыторыі.

міфалогія

Ва ўсіх народаў ёсць легенды аб узнікненні свету. Аб'ядноўваюцца яны чароўным пачаткам, які ляжыць у аснове міфалагічнага тварэння. З хаосу з'яўляюцца першыя бажаства, якія даюць пачатак сомной звышнатуральных істот, а таксама ўсім, што ёсць: акіяну, сушы, дню і ночы, людзям. Канцэпцыі паходжання Зямлі ў розных народаў часта звязаныя з жаданнем бога стварыць цьвердзь пасярод сусветных вод. У розныя эпохі міфы аб стварэнні свету дапаўняліся, альбо з'яўляліся новыя версіі. Так, у індуізме паходжанне Зямлі і ўсяго светабудовы разглядаецца ў пяці варыянтах. Асновай для Сусвету, паводле розных паданняў, лічыцца святы гук Ом, першачалавека Пуруша, ахвяраваць часткай свайго цела для стварэння свету, дыханне Маха-Вішну. Таксама ў якасці пачатку ўсяго існага выступае «першаснае цяпло» і «касмічнае яйка».

касмагонія славян

Паходжанне Зямлі па старажытных славян шмат у чым падобна з іншымі міфалагічнымі ўяўленнямі. Першапачаткова Сусвет не была ўпарадкавана. У той час існаваў толькі адзіны бог Род, які структураванай першародны Хаос. Ён стварыў зямлю з злучэння марской і нябеснай стыхіі. Затым яго сын Сварог пачаў парадкаваць прастору. Ён удыхнуў жыццё ва ўсе зямное, стварыў чалавека і патлумачыў першым людзям законы, па якіх трэба жыць.

Пад уплывам хрысціянства міф некалькі перайначыўся. У летапісах сустракаецца паданне пра Бога, якое плыве па першародным водам на лодцы і які сустракае рыса. Бог пасылае беса на дно марское за жменяй пяску і стварае з яе зямную цвердзь.

Назва

З міфалагічнымі паданняў пра светабудове звязана і паходжанне назвы «Зямля». У мысленні далёкіх продкаў усіх сучасных народаў не існавала ўяўленні аб шарападобнай форме планеты, ды і пра самую планеце таксама. Паходжанне назвы «Зямля» звязана, з аднаго боку, з легендай пра плоскай, нібы сподак, паверхні з сушай і морамі, якая спачывае на спінах гіганцкіх жывёл. У розных народаў гэта былі сланы, чарапаха або кіт. З іншага боку, паходжанне слова «зямля» звязана з падзелам светабудовы на тры ўзроўні: неба, абшар, населены людзьмі і жывёламі, і апраметная, ці падземнае царства. Абодва гэтыя моманты паўплывалі на з'яўленне звыклага абазначэння нашай планеты ў розных мовах. Паходжанне назвы «Зямля» ў старажытных славян звязана з паняццямі «ніз» і «глеба». Зямля - гэта тое, што пад небам, унізе: глеба пад нагамі, аснова. Такім чынам, паходжанне назвы «Зямля» заснавана на разуменні свету людзей як «плоскага сподкі» і як прасторы, размешчанага ніжэй нябеснага жылля багоў.

Акрамя таго, у культуры нашых продкаў слова «зямля» суадносілася з усім родным, са знаёмай тэрыторыяй. Чужое і часта варожае пазначалася як далёкае, і назва яго мела аналагічнае паходжанне. «За трыдзевяць земляў» - фразеалагізм, які азначае «вельмі далёка". Старажытныя славяне часта пазначалі так і царства мёртвых.

Цікава, што падобнае са славянскім значэнне маюць і карані, ад якіх узнікла назва планеты ў іншых мовах. Так, паходжанне слова «Зямля» (Earth) у ангельскай таксама звязана з паняццем нізу і глебы пад нагамі.

Як з нічога атрымалася нешта

Натуральна, сучасныя навуковыя ўяўленні аб з'яўленні Сусвету моцна адрозніваюцца ад тых, што ляжаць у аснове любой рэлігіі. Сёння ўсе мадэлі светабудовы пабудаваныя на тэорыі Вялікага выбуху. Згодна з ёй, прыкладна 13,77 млрд гадоў назад Сусвет ўзнікла ў выніку цяжка прадстаўляльныя па сваёй магутнасці выбуху. Стан, у якім яна знаходзілася да гэтага моманту, называецца сінгулярнасці. Па сваіх характарыстыках яно настолькі адрознівалася ад усяго вядома зараз, што нават навукоўцы з цяжкасцю могуць зразумець, якія працэсы ў ім адбываліся.

Неўзабаве пасля Вялікага выбуху маладая Сусвет пачатку пашырацца. Вялізныя тэмпературныя паказчыкі і хуткасць складнікаў яе часціц не дазвалялі аб'ядноўвацца ў больш буйныя аб'екты. Аднак па меры пашырэння зніжалася тэмпература. Прайшло каля мільёна гадоў, пакуль Сусвет астыла да 4000 ºС, і элементарныя часціцы сталі ўтвараць атамы. Першымі з'явіліся гелій і вадарод, за імі сфармаваліся і атамы больш цяжкіх элементаў.

На наступным этапе развіцця Сусвету часціцы пылу і газу, якія складалі яе, пачалі сутыкацца і ўтвараць ўсё больш буйныя аб'екты. Павольна фармаваліся галактыкі з зоркамі і планетамі. Сусвет пры гэтым працягвала пашырэнне, і працэс гэты ідзе да гэтага часу.

Роднай кавалачак Млечнага Шляху

Прэзентацыя «Паходжанне Зямлі» на ўроках часта пачынаецца з аповяду пра гісторыю Сонечнай сістэмы. Яна пачалася прыкладна 4,6 млрд гадоў таму. Да з'яўлення нашага кавалачка Галактыкі прывялі тыя ж працэсы, у выніку якіх сфармаваліся многія ўчасткі Сусвету. Сам Млечны Шлях з'явіўся прыкладна на 7-8 млрд гадоў раней. Да адукацыі Сонечнай сістэмы прывёў гравітацыйны калапс параўнальна невялікага ўчастка малекулярнага міжзоркавага воблака. Разуменне працэсаў, якія адбываліся тады ў гэтым месцы Сусвету, - даволі няпростая задача ў сілу аддаленасці іх ў часе. Судзіць пра падзеі, якія паслужылі штуршком да адукацыі Сонечнай сістэмы ў вядомым нам выглядзе, можна, толькі выбудоўваючы тэорыі на аснове вывучаных касмічных і фізічных заканамернасцяў і суаднясення іх высноў з тым, што мы ў рэчаіснасці назіраем.

«Гарачая» гіпотэза

У канцы XIX стагоддзя паходжанне Зямлі і ўсёй Сонечнай сістэмы актыўна вывучалі астраномы Т. Чэмберлен і Ф. Мультон. Яны вылучылі так званую гарачую гіпотэзу. На стварэнне тэорыі іх падштурхнула адкрыццё, зробленае ў той час. Стала вядома, што глыбока пад паверхняй Зямлі варта літаральна пякельная гарачыня: тэмпература нетраў дасягае 1000 ºС.

«Гарачая» гіпотэза мяркуе, што Зямля, як і іншыя планеты, першапачаткова ўяўляла сабой распалены шар, які затым стаў паступова астываць. З'яўленне гэтых гарачых згусткаў матэрыі тлумачылася узаемадзеяннем маладога Сонца з іншым, супастаўным па сіле гравітацыйнага прыцягнення, аб'ектам. Зорка праходзіла ў адноснай блізкасці ад нашага свяціла. У выніку паміж імі сфармавалася нешта накшталт моста, які складаецца з рэчыва абодвух касмічных тэл. Паступова зоркі разышліся, а мост распаўся на асобныя гарачыя «астраўкі» матэрыі, званыя планетезималями. Яны і сталі пасля планетамі і спадарожнікамі, вядомымі цяпер.

Спачатку было холадна

Аднак гэта далёка не адзіная тэорыя, якая тлумачыць паходжанне Зямлі. Гіпотэзы ў навуковым свеце пачынаюць дамінаваць тады, калі тлумачаць вялікая колькасць бачных фактаў. У другой палове мінулага стагоддзя астраномы і фізікі звярнулі сваю ўвагу зноў на канцэпцыю першапачаткова халодных планет.

Упершыню небулярная тэорыя была сфармулявана ў XVIII стагоддзі. Як мяркуецца, яе выказаў Эмануіл Сведенборг, затым падхапіў Імануіл Кант. Асноўнае ж развіццё гіпотэза атрымала ў працах П'ера-Сымона Лапласа. Этапы паходжання Зямлі і Сонечнай сістэмы ў цэлым, згодна з гэтай тэорыі, выстройваліся некалькі інакш, чым у апісанай вышэй, і першым з іх была адукацыя імглістасці, або небулы. Яна ўяўляла сабой газапылавога згустак, сканцэнтраваныя ў выніку калапсу ўчастка малекулярнага міжзоркавага воблака. Небула, у сілу ўздзеяння на яе сілы прыцягнення ад суседніх падобных утварэнняў, стала круціцца. У імглістасці з-за кручэння з'явілася сіла цяжару, якая прывяла да памяншэння яе радыусу. Вынікам гэтага стала павелічэнне хуткасці руху. Маладая імглістасць нагадвала цэнтрыфугу, і яе першапачаткова блізкая да шара форма станавілася ўсё больш падобнай на эліпс. Праз некаторы час цэнтрабежная сіла на экватары ўраўнаважыла сілу прыцягнення, і ад сярэдняй зоны імглістасці пачалі адно за адным адслойвацца кольца. Яны складаліся з усё тых жа часціц пылу і газу, якія паступова сталі аб'ядноўвацца ў больш буйныя аб'екты. З часам яны «дараслі» да планет, прычым тэмпература новых касмічных тэл ніяк не дазваляла назваць іх гарачымі.

жар нетраў

Сёння небулярная тэорыя лічыцца найбольш верагодным сцэнаром фарміравання Сонечнай сістэмы. Развіццё гіпотэзы адбывалася пры ўдзеле шматлікіх навуковых дысцыплін, некаторыя палажэнні Лапласа былі змененыя або дапоўнены. Высокая тэмпература зямных нетраў таксама атрымала тлумачэнне, ня супярэчыць тэорыі.

Існуюць дзве асноўныя прычыны для разагрэву: радыеактыўны распад і гравітацыйная дыферэнцыяцыя нетраў. Першы дае прыкладна 15% ад разагрэву. Асноўнае ж значэнне мае падзел першапачаткова перамяшаных элементаў на некалькі слаёў пад дзеяннем сілы цяжару. Гэты працэс прывёў не толькі да павышэння тэмпературы нетраў, але і да адукацыі той унутранай структуры планеты, якую ўсе мы вывучаем яшчэ ў школе: ядро, мантыя, кара.

Маладая Зямля ўяўляла сабой блізкі да шара па форме касмічны аб'ект, які складаецца з некалькіх хаатычна перамяшаных элементаў. Сучасныя назірання, аднак, паказваюць, што структура планеты мае даволі спарадкаванае будынак. Асноўныя элементы, якія складаюць Зямлю, - гэта кісларод у складзе аксідаў, крэмній, жалеза і алюміній. Кожны з іх пры гэтым ўплывае на шчыльнасць рэчывы.

дыферэнцоўка

Маса і аб'ём Зямлі, пэўныя яшчэ ў XVIII стагоддзі, дазволілі навукоўцам вылічыць яе сярэднюю шчыльнасць. Яна апынулася роўнай прыкладна 5,5 г / см ^3. Пры гэтым велічыня параметру для паверхні - усяго 2,8 г / см ^3. Выяўленыя значэння дазволілі выказаць здагадку, што больш цяжкія элементы сканцэнтраваныя ў цэнтры зямнога шара, а лёгкія складаюць павярхоўныя пласты.

Парадкаванне элементаў пачалося з самага моманту з'яўлення планеты. Пад дзеяннем сілы цяжару жалеза стала «асядаць» ў цэнтр, а злучэння алюмінія і крэмнію, наадварот, «усплываць» на паверхню. Жалеза, змяняючы месца свайго становішча, ссоўвае і цэнтр цяжару планеты. З-за пэўных фізічных законаў пры гэтым выдзяляецца вялікая колькасць цеплавой энергіі, якая і прыводзіць да нагрэву ўнутраных слаёў Зямлі. Велічыня якая ўтвараецца энергіі велізарная. Пры гэтым даследаванні паказваюць, што планета ніколі не была цалкам расплаўленай. Гэта яшчэ раз пацвярджае небулярную гіпотэзу.

Астуджэнне і нагрэў

Вядома, цяпло нетраў пастаянна расходуецца на абаграванне паверхні, і частка энергіі пры гэтым губляецца. Аднак яна паспяхова кампенсуецца сонечным выпраменьваннем. Энергія дыферэнцыяцыі выкарыстоўваецца ва ўсіх падзей, якія адбываюцца на Зямлі працэсах: перамяшчэнні кантынентаў, адукацыі гор, вулканізму.

Па падліках вучоных, на сённяшні дзень працэс падзелу элементаў завяршыўся на 85%. Пасля заканчэння дыферэнцыяцыі Зямля стане геалагічна неактыўнай планетай, падобнай у гэтым плане на Месяц. Адбудзецца гэта прыкладна праз 1,5 млрд гадоў.

бамбаванні

Акрамя дыферэнцыяцыі нетраў і распаду радыеактыўных элементаў на першых этапах фарміравання Зямлі, пэўную ролю ў разагрэве яе ўнутраных слаёў гулялі астэроіды. Павышэнню тэмпературы спрыялі частыя сутыкненні малых касмічных целаў з планетай. Па адной з версій, самае вялікае з падобных соударений прывяло да з'яўлення Месяца. З З Зямлёй сутыкнулася цела памерам з Марс. У выніку з планеты быў выбіты даволі вялікі кавалак матэрыі, які пасля і стаў спадарожнікам. Сутыкненне мела і іншыя вынікі: прыкметна павысілася хуткасць кручэння Зямлі і нахілілася яе вось. Таксама астэроіды і каметы лічацца адным з верагодных крыніц вады.

З'яўленне жыватворнай вільгаці

Паходжанне вады на Зямлі - тэма дастаткова шырокая. Найбольш верагоднай на сённяшні дзень лічыцца версія аб яе «дастаўцы» астэроідамі. Ускосна гіпотэзу пацвярджаюць дадзеныя касмічных даследаванняў, у выніку якіх была выяўленая вада на некалькіх малых целах Сонечнай сістэмы. Навукоўцы, схіляюся да гэтай версіі, паказваюць на тое, што вада - даволі лятучае рэчыва, а таму ў гарачых умовах малады Зямлі, хутчэй за ўсё, выпарылася б цалкам. Адсюль і нізкая верагоднасць зямнога паходжання вады. Верагодна, гэтак неабходнае для ўсяго жывога рэчыва патрапіла на планету з астроидами і каметамі з галоўнага пояса, размешчанага паміж Марсам і Юпітэрам.

Аднак дакладнае паходжанне вады на Зямлі - пакуль усё ж пытанне без адназначнага адказу. Ёсць меркаванне, што ў гэтым працэсе адыгралі сваю ролю некалькі фактараў. Сярод іх і дэгазацыя магмы, выплаўленне з яе лятучых элементаў. Вадзяной пар і некаторыя іншыя злучэнні Някляеву на паверхню Зямлі падчас вывяржэння вулканаў. Затым выпарэння кандэнсаваных, так паступова назапашваліся акіяны, фармавалася гідрасфера.

З'яўленне вады, як і праблема паходжання Зямлі, - ня вырашаны да канца пытанне. Верагодна, сваю ролю тут адыгралі абодва працэсу: і бамбаванне, і дэгазацыя магмы. Апошні таксама спрыяў фарміраванню атмасферы.

Паходжанне жывога на Зямлі

Яшчэ адзін шырока абмяркоўваецца пытанне, звязанае з гісторыяй развіцця Зямлі, - гэта з'яўленне жывых арганізмаў. На сённяшні дзень існуе некалькі гіпотэз, якія апісваюць паходжанне жыцця на Зямлі. Біялогія, выкладала гадоў дзесяць таму, прыадчыняе перад вучнямі заслону таямніцы: жыццё з'явілася ў водах сусветнага акіяна, у так званым першасным булёне. З тых часоў карціна некалькі змянілася, абрасла новымі дадзенымі.

Ўрок «Паходжанне жыцця на Зямлі» сёння пачынаецца з аповяду аб РНК-свеце. Рібанукляінавай кіслата, паводле апошніх даследаванняў, - першая малекула на планеце са здольнасцю да самапрайгравання. Наступным этапам на шляху ад нежывога свету да арганічных было здабыццё межаў. Малекулы РНК, верагодна, тым ці іншым чынам апынуліся ўнутры полых сфер, якія ў тоўшчы вады акіяна ўтвараюцца тлустымі кіслотамі. Так з'явіўся прататып найпростай клеткі: малекула РНК, акружаная мембранай.

Фарміраванне абмену рэчываў паміж знешняй асяроддзем і РНК стала магчымым дзякуючы здольнасці апошняй прыцягваць адны нуклеатыдаў і адштурхоўваць іншыя. Паходжанне жыцця на Зямлі біялогія і сумежныя навукі вывучылі яшчэ не да канца. Застаецца мноства нявысветленых пытанняў. Сярод іх, напрыклад, ўзнікненне дзялення і адукацыя мнагаклетачных арганізмаў.

вялікі сімбіёз

Менш туманнай сёння лічыцца гісторыя ўзнікнення розных арганэл ў клетцы. Усё пачалося са з'яўлення ў першых мікраарганізмаў здольнасці да фагацытоз, паглынання пажыўных рэчываў з навакольнага асяроддзя з адукацыяй харчовых вакуоляў. Новы спосаб харчавання прывёў да павелічэння памераў клетак: драпежнік павінен быць буйней ахвяры. Спадчынны матэрыял пры гэтым захоўваўся ў выглядзе генофор, папярэднікаў храмасом. Прымацоўваліся яны непасрэдна да мембране. Фагацытоз суправаджаўся з'яўленнем моцнага плыні ў цытаплазме, у зоне якога аказваліся і генофоры. Ўзнікала небяспека страты часткі генетычнага матэрыялу або парушэння яго структуры. У выніку ў клетцы ўтварылася паражніну, аддзеленая мембранай ад цытаплазмы. Паступова ён пераўтварыўся ў ядро. Так з'явіліся першыя эукарыятычнай клеткі.

Такія арганэл, як мітахондрыі і жгутики, хутчэй за ўсё, паўсталі таксама ў працэсе фагацытозу. Папярэднікі сучасных клетак, паглынаючы ежу, абзавяліся сімбіёнтах, дружалюбнымі мікраарганізмамі. Яны, выкарыстоўваючы пажыўныя рэчывы, якія трапляюць у цытаплазму, сталі ажыццяўляць функцыі рэгуляцыі розных ўнутрыклеткавых працэсаў. Згодна з канцэпцыяй симбиогенеза, такім чынам у клетцы з'явіліся ўжо названыя мітахондрыі і жгутики. Многія сучасныя даследаванні пацвярджаюць справядлівасць гіпотэзы.

альтэрнатывы

РНК-свет як папярэднік ўсяго жывога мае «канкурэнтаў». Сярод іх ёсць і крэацыянісцкі тэорыі, і навуковыя гіпотэзы. Шматлікія стагоддзі існавала здагадка аб самазараджэння жыцця: мухі і чарвякі з'яўляюцца ў гнілых адходах, мышы - у старым рыззё. Аспрэчаная мыслярамі XVII-XVIII стагоддзяў, яна атрымала другое нараджэнне ў мінулым стагоддзі ў тэорыі Опарина-Холдейна. Згодна з ёй, жыццё ўзнікла ў выніку ўзаемадзеяння арганічных малекул у першасным булёне. Здагадкі навукоўцаў былі ўскосна пацверджаныя ў знакамітым эксперыменце Стэнлі Мілера. Менавіта гэтую тэорыю і змяніла ў пачатку нашага стагоддзя гіпотэза РНК-свету.

Паралельна існуе меркаванне, што жыццё мае першапачаткова пазаземныя паходжанне. Прынеслі яе на нашу планеты, паводле тэорыі Панспермии, усё тыя ж астэроіды і каметы, якія «паклапаціліся» аб фарміраванні акіянаў і мораў. Па сутнасці, гэтая гіпотэза не тлумачыць з'яўленне жыцця, а канстатуе яе як факт, неад'емная ўласцівасць матэрыі.

Калі абагульніць усё вышэйсказанае, становіцца зразумела, што паходжанне Зямлі і жыцця на ёй на сённяшні дзень - гэта ўсё ж такі адкрытыя пытанні. Сучасныя навукоўцы, вядома, нашмат бліжэй да разгадкі ўсіх таямніц нашай планеты, чым мысляры Антычнасці або Сярэднявечча. Аднак многае яшчэ патрабуе тлумачэння. Розныя гіпотэзы паходжання Зямлі змянялі адзін аднаго ў тыя моманты, калі выяўляліся новыя звесткі, якія не ўпісваюцца ў старую карціну. Цалкам магчыма, што падобнае можа здарыцца і ў не такой далёкай будучыні, і тады на змену устояным тэорыям прыйдуць новыя.