Возникновение земли 5 класс география


Планета Земля уникальная в своём роде. Огромный каменный шар, окружностью примерно в 40 тысяч километров. Приблизительно 71 % поверхности планеты занимает Мировой океан, остальную часть поверхности занимают континенты и острова. На материках расположены моря, реки, озёра, подземные воды и льды, которые вместе с Мировым океаном составляют водную оболочку Земли – гидросферу. Гидросфера и богатая кислородом атмосфера (воздушная оболочка Земли) создали единственное, известное место во Вселенной, где есть жизнь.

Люди всегда искали объяснения непонятному и такому загадочному миру вокруг них. Как возникла Земля? Этот вопрос волновал человечество не одно тысячелетие. Существует немало разных теорий возникновения нашей планеты. Одна из них гипотеза креационизма. Креационизм – это гипотеза возникновения жизни, согласно которой человечество, жизнь, планета Земля, а также мир в целом, рассматриваются как непосредственно созданные Богом. С научной точки зрения гипотезу Божественного возникновения жизни нельзя ни доказать, ни опровергнуть. В течении долгих веков и по сегодняшний день многие свято верят в акт Божественного творения.


Учёные постигают тайны Земли ещё с давних времён, однако именно сейчас их выдающиеся открытия могут рассказать нам невероятную историю возникновения Земли. На протяжении тысячелетий люди не имели представления об истинном возрасте и происхождении планеты. Первые гипотезы, то есть научные предположения, о возникновении Земли стали появляться только в восемнадцатом веке, когда наука накопила достаточное количество сведений о Земле и о Солнечной системе в целом.

Некоторые учёные, чьи гипотезы о происхождении Земли являются наиболее популярными.

Жорж Бюффон. Это французский натуралист, биолог, математик и естествоиспытатель восемнадцатого века.

Жорж Бюффон

Возникновение земли 5 класс география

Жорж Бюффон предположил, что наша планета Земля образовалась из кусочка Солнца, который был оторван от звезды в результате столкновения её с небесным телом (например, с огромной, по своим размерам, кометой). Поверхность Земли тогда представляла собой океан раскалённой лавы глубиной в несколько километров. Температура на поверхности Земли превышала 4000 °C. Эту температуру можно было сравнить с температурой на поверхности Солнца.


мля представляла собой огромный раскалённый огненный шар, который спустя время стал остывать. Жорж Бюффон – это великий французский естествоиспытатель. В своём основном труде «Всеобщая и частная естественная история» он описал множество животных, а также высказал идею о единстве растительного и животного мира. В другой своей работе «Теория Земли» Жорж Бюффон выдвинул гипотезу о происхождении земного шара из солнечного осколка. В тысяча семьсот семьдесят шестом году он был избран почётным иностранным членом Петербургской академии наук.

Совсем иначе объяснял возможность возникновения небесных тел немецкий мыслитель Иммануил Кант.

Иммануил Кант

Возникновение земли 5 класс география

Этот выдающийся философ разработал гипотезу происхождения Солнечной системы из гигантской первоначальной газовой туманности, свою гипотезу он изложил в книге «Всеобщая естественная история и теория неба». Кроме этого, Кант выдвинул идею естественного происхождения человеческих рас, а также изучал роль приливов и отливов на нашей планете. В 1935 году Международный астрономический союз присвоил имя Иммануила Канта кратеру на видимой стороне Луны. А с 2005 года имя Канта носит Балтийский Федеративный университет, который находится в городе Калининграде, в России. В сквере перед этим зданием находится памятник Канту.

Стоит отметить, что гипотеза Иммануила Канта о происхождении Земли не привлекала особого внимания учёных того времени. Наибольшей популярностью в те времена пользовалась гипотеза, выдвинутая Пьером Лапласом. Это французский математик, механик, физик и астроном.

Пьер Лаплас


Возникновение земли 5 класс география

Согласно гипотезе Лапласа, Солнечная система образовалась из постоянно вращающегося газового облака, раскалённого до огромной температуры. Постепенно это облако остывало, сжимаясь, оно образовывало многочисленные кольца, эти кольца уплотнялись, таким образом возникли планеты. Центральный сгусток, по мнению Лапласа, превратился в звезду – Солнце. Кроме этого, Пьер Лаплас подробно исследовал и дал научное объяснение движению таких небесных тел, как Луна, Юпитер и Сатурн. Имя этого выдающегося исследователя было внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.

Не менее интересную гипотезу о происхождении планет выдвинул Джеймс Джинс. Это британский физик-теоретик, астроном и математик.

Джеймс Джинс

Возникновение земли 5 класс география

Согласно его гипотезе, вблизи Солнца пролетала другая звезда. Солнце, благодаря силе притяжения, вырвало некоторую массу из этой звезды. Сгустившись вокруг Солнца, эта масса дала начало планетам.


Идею о происхождении небесных тел предложил и Отто Юльевич Шмидт. Это советский математик, географ, геофизик и астроном. Родился Шмидт в 1891 году в городе Могилёве, в Республике Беларусь. Долгое время он работал в Московском университете. Участвовал в организации дрейфующей научной станции «Северный полюс-1». Кроме этого, в тысяча девятьсот двадцать восьмом году Шмидт исследовал горную систему на юге Центральной Азии – Памир.

Отто Юльевич Шмидт

Возникновение земли 5 класс география

Согласно гипотезе Шмидта, Солнце, путешествуя по Галактике, проходило сквозь газопылевое облако и, тем самым, увлекло его за собой. Частицы этого облака вращаясь, сталкивались и объединялись, образовали планеты Солнечной системы. В честь Шмидта были названы мыс на побережье Чукотки, равнина в Антарктиде, остров на архипелаге Северная Земля и многое другое.

В современном обществе, гипотезы вышеперечисленных людей даже бы не стали слушать, так как мы сейчас обладаем куда большими знаниями о нашей Солнечной системе и о Земле в целом, чем раньше знали люди. Однако, мысли и теории этих выдающихся учёных легли в основу современного представления о происхождении Земли и всей Солнечной системы.


Теория Большого взрыва. Согласно ей, вначале была тьма, потом был мощный взрыв, создавший время, пространство и материю. Большой взрыв был вспышкой энергии, в результате чего образовался огромный по своим размерам огненный шар. Спустя время этот шар стал остывать и превращаться в облако материи. Постепенно из этого облака стали рождаться галактики. В одной из которой, галактике Млечный путь, живём мы. Солнечная система находится в одном из рукавов Млечного пути.

Млечный путь

Возникновение земли 5 класс география

Согласно современным представлениям, формирование Солнечной системы началось около 4,6 миллиардов лет назад путём гравитационного сжатия газопылевого облака. В процессе сжатия размер газопылевого облака уменьшался, а скорость вращения его увеличивалась. Центр облака, где собиралась большая часть массы, становился всё более и более горячим. Так зародилось наше Солнце, звезда, которая была окружена частицами пыли и газа.

Кажется, невероятным, но наша планета Земля образовалась из пыли и камней, которые вращаясь вокруг Солнца, сталкивались и образовывали нечто похожее на планету –огненный шар из камней в жидком состоянии. Твёрдой поверхности на планете не было – одно лишь бескрайнее море лавы. В то время температура на поверхности Земли превышала 1200 °C, воздуха не было, был лишь углекислый газ, азот и водяной пар. Согласно теории гигантского столкновения (возможно с гипотетической планетой Тейя) был рождён спутник Земли – Луна. Фаза столкновений продолжалась в течении очень большого количества времени, пока на орбитах не осталось восемь массивных небесных тел, известных нам сейчас, как Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.


Наша планета Земля остывала. Из межпланетного пространства на нашу планету то и дело падали метеориты. Считается, что именно в метеоритах оказалось крайне необходимое составляющее жизни на Земле – вода. В метеоритах содержится лишь небольшое количество воды, однако они бомбили Землю более двадцати миллионов лет. Таким образом вода, собираясь на твёрдом грунте Земли, образовала водоёмы. В последующем, именно в воде и зародилась жизнь.

Процесс образования Солнечной системы нельзя считать досконально изученным, а предложенные все выше гипотезы – совершенными. На сегодняшний день остаётся много чего необъяснимого и спорного. Учёным предстоит разрешить немало вопросов, прежде чем мы достоверно узнаем, как возникла Земля. Выяснение этих и других вопросов – дело будущего.

Источник: videouroki.net

Урок географии 5 класс ФГОС

«Как возникла Земля»

Цель: Сформировать у учащихся понятия о возникновении Солнечной системы и планеты Земля

Познакомить учащихся с гипотезами о происхождении Земли


Задачи:

Образовательные: расширить и углубить знания учащихся о возникновении Солнечной системы и планеты Земля, определить значение этих знаний в жизни человека.

Развивающие: развивать познавательный интерес учащихся, умение сравнивать, анализировать, делать выводы

Воспитательные: воспитывать наблюдательность, интерес к науке астрономии.

Планируемые результаты:

предметные УУД : объяснять значение понятий: гипотеза. Знать разные гипотезы возникновения Земли и их особенности.

метапредметные УУД: способность к самостоятельному приобретению новых знаний и практических умений.

личностные УУД : формирование коммуникативной компетенции в общении, сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной деятельности.

Ход урока

Мотивационный этап — слайд1

На третий день творенья с Его благословенья

Явилась взору суша, названная Землёй,

Шесть дней господь трудился, чтоб целый мир родился

Создал он мир, чтоб вместе в нём люди жили в чести

И глупый и мудрец.

— Как вы думаете, какова тема нашего урока?

Ученики: «Как возникла Земля»

Правильно, давайте запишем тему урока в тетрадь. Слайд2

А как вы думаете, какова цель нашего урока?

(Учащиеся выдвигают свои версии, учитель координирует ответы и помогает учащимся определить цель урока) Слайд 2 — нажать


Ребята, а вы знаете, как появилась наша планета? Слайд 3

Этот вопрос интересовал всех. Самые давние мифы – древние священные религиозные сказания начинались всегда с повествования о сотворении мира. Вначале представления о мире у наших предков не слишком отличались от представлений о той местности, в которой они жили. Мир казался крупнее. Горы были больше домов и хижин. А могучие реки – шире и обильнее ручейков. А коли мир был больше домов и селений, то создавать его и строить должны были существа посильнее человека, то есть боги. Слайд 4

(учитель предлагает прочитать информацию о том, как появилась Земля и определить, что это?) слайд 5

Земли еще не было. Суша, море и воздух были так перемешаны, что земля не была твердой, море — жидким, а воздух — прозрачным. И над этой бесформенной массой царило беспечное божество по имени Хаос, и никто не знал, как оно выглядит, поскольку света еще не было. Хаос делил трон со своей женой, темной богиней ночи по имени Никс, чьи черные одежды и еще более черный облик не могли разогнать окружающий мрак. В начале своего существования Земля вовсе не была такой прекрасной, какой она стала сейчас. На холмах не качали ветвями покрытые густой листвой деревья, в долинах не росли цветы, на лугах не было травы, в воздухе не порхали птички. Земля была голой; повсюду царили безмолвие и покой. Первым это заметил Эрос и, схватив свои животворящие стрелы, пустил их в холодную грудь земли. И тут же ее коричневая поверхность покрылась роскошной зеленью, из листьев деревьев выпорхнули разноцветные птицы, на густых лугах появились самые разнообразные животные, а в прозрачных водах ручьев замелькали быстрые рыбы. Повсюду воцарилась жизнь, радость и движение.


Это достоверный рассказ? – выдумка. А как называются недостоверные рассказы, выдумки

Это миф. Миф Древней Греции о возникновении Земли.

На прошлых уроках мы с вами уже говорили, какие ещё представления были у древних людей о сотворении мира.

Вспомним: представления каких народов о строении Вселенной изображены на рисунке 1 и 2 – слайд 6.

А как называются научные объяснения? Найдите в учебнике параграф 19, с. 88-89. Слайд 7

Запишите определение гипотезы в тетрадь.

Очень долго существовали наивные легенды о сотворении мира некоей божественной силой.

Лишь в XVI веке появилось учение Н.Коперника, которое поместило Землю в ряд планет, вращающихся вокруг Солнца. Это был первый шаг в подлинно научном решении вопроса о происхождении Земли. Давайте вспомним суть его учения. Для этого вам необходимо заполнить пропуски в тексте.

Задание

Наблюдения за звёздами и планетами, сложные математические расчеты позволили ему сделать вывод о том, что Земля обращается вокруг Солнца. Центром мира является Солнце, вокруг которого движутся все планеты, вращаясь одновременно вокруг своих осей. Звёзды неподвижны и находятся на огромных расстояниях от Земли и Солнца. Звёзды образуют сферу.


Подсчитайте количество баллов: 5 слов – 5 баллов, 4 слова – 4, 3 слова – 3, 2 слова – 2, 1 слово – 1 балл, 0 – 0 баллов.

ФИЗМИНУТКА!!!

В настоящее время есть несколько гипотез, каждая из которых по-своему описывает периоды становления Вселенной и положение Земли в Солнечной системе. Знакомиться с ними мы вы будете самостоятельно, используя текст учебника стр.89-91, заполните таблицу у вас на столах. Слайд 9

Индивидуальная работа

Ученый

Гипотеза

С помощью слайдов 10 — 14 проверяем и корректируем свои записи.

Сегодня у ученых нет единого взгляда по этому вопросу. Почти все соглашаются с теорией, которую я вам сейчас дам прослушать. Электронное приложение 49. По ходу вы должны вставить пропуски в предложениях.

Задание

Солнце и планеты возникли одновременно из межзвёздного вещества – частиц пыли и газа. Это холодное вещество постепенно уплотнялось, сжималось, а затем распалось на несколько неравных сгустков. Один их них, самый большой, дал начало Солнцу. Его вещество продолжало сжиматься и разогреваться. Вокруг него образовалось вращающееся газо – пылевое облако, которое имело форму диска. Из плотных сгустков этого облака возникли планеты.

Закрепление изученного материала

Стрелками укажите, кому из учёных принадлежат перечисленные гипотезы:

Ж.Бюффон

Солнечная система возникла из гигантского

холодного облака.

И Кант

Планеты и Солнце возникли из вращающегося

раскалённого газового облака.

П. Лаплас

Планеты образовались из вращающегося вокруг Земли холодного газово-пылево облака.

О.Ю.Шмидт

Земной шар возник в результате катастрофы

Проверка — У интерактивной доски

Д/з п 19, стр. 93 « Подумайте» №1

Самооценка работы на уроке. Подсчитать количество баллов.

Оценка 5 – 19-18 баллов

Оценка 4 – 17-15 баллов

Оценка 3 – 14-13 баллов

Оценка 2 – менее 13 баллов

Источник: kopilkaurokov.ru

Рождение Земли и ее структура (4,6 млрд лет назад)

Туманность, из которой появилась Земля, представляла собой обломки звезд более ранних поколений. Она состояла из микроскопических частиц льда, железа и других веществ, собранных в более охлажденных слоях звезд и выброшенных в космос. Силы притяжения сталкивали эти частицы газового диска и склеивали их между собой. Такое явление называется аккрецией.

История нашей планеты записана в горных породах, но даже самые древние из них насчитывают только 3,7 млрд лет, поэтому о более ранних событиях земной эволюции можно судить лишь на основании косвенных данных и построенных на их основе гипотез.

На следующем этапе формирования планеты мелкие частицы соединялись в крупные (размером до километра) — «строительные блоки», называемые планетезималями, которые сталкивались, то разрушаясь, то, наоборот, соединяясь вместе. Таким образом постепенно 5–4,6 млрд лет назад возникло ядро — центр-зародыш будущей планеты Земля.

Наиболее крупные из таких зародышей стали конкурировать между собой за планетезимали, которые оставались свободными. Это происходило на протяжении 1–10 млн лет. Зародыши планет внутренней части Солнечной системы захватывали газовые облака и сливались друг с другом. Процесс образования каждой планеты оказался уникальным, этим и объясняется их разнообразие.

Современная наука считает, что Земля сформировалась за 300–400 млн лет. Этот процесс был достаточно бурным, его сопровождали столкновения с астероидами и падения метеоритов.

Как в гигантской центрифуге, более плотные вещества опускались к центру планеты, в то время как легкие всплывали на поверхность. Эволюция Земли продолжалась и после ее рождения. Два вида энергии: та, которая образовывалась при склеивании частиц, та, что высвобождалась в результате ядерных реакций, разогревали недра юной планеты. В результате этого стало интенсивно формироваться ядро и внутренние оболочки Земли.

Внутренние слои планеты были настолько раскалены, что на глубине всего в несколько десятков километров лежал пласт расплавленных горных пород. С момента формирования Земли вещество и энергия недр, поверхности и атмосферы находились в состоянии постоянного взаимного обмена. Тем самым были созданы условия для зарождения будущей жизни.

Начальный этап жизни юной планеты после ее рождения принято называть догеологическим. Этот период длился 0,9 млрд лет, он пока еще недостаточно изучен и скрывает множество загадок. В то время появлялось множество вулканов, которые выбрасывали газы и водяные пары.

Принято считать, что в догеологический период сформировались важнейшие оболочки, которые современная наука выделяет в структуре Земли, — ядро, мантия и земная кора. Такое расслоение было вызвано мощной метеоритной бомбардировкой планеты и последующим плавлением некоторых ее частей.

Существует две гипотезы того, как появилось земное ядро. Согласно первой изначально однородное вещество, из которого состояла Земля, разделилось на тяжелый центр, куда «стекало» расплавленное железо, и более легкую мантию, состоящую из силикатов. Образование ядра, которое и по сей день остается жидким, происходило по мере того, как капли металла и другие тяжелые химические соединения как бы просачивались к сердцу планеты. Место опускающихся тяжелых соединений занимали более легкие шлаки — они поднимались к поверхности Земли. Из них состоит современная кора планеты и внешняя часть мантии. Это предположение не дает убедительного объяснения тому, как расплавленный железно-никелевый сплав мог «просочиться» более чем на тысячу километров вглубь земного шара и достичь его центра.

Сторонники второй гипотезы считают, что железное ядро Земли — это остатки железных метеоритов, с которыми сталкивалась планета вскоре после своего рождения. Потом их покрыл слой каменных (силикатных) метеоритов, из которого образовалась мантия. Уязвимое место этой гипотезы в том, что для такого хода событий железные и каменные метеориты должны были существовать раздельно и падать на Землю в строгой очередности. В то же время исследования показывают, что те из них, которые имеют железную структуру, могут появиться только в результате разрушения уже сформированной планеты. Таким образом, они не могут быть младше других планет Солнечной системы. Так как обе гипотезы не вполне убедительны, остается признать, что точным знанием о возникновении ядра Земли люди пока не обладают.

Плотное внутреннее ядро Земли очень важно для всего живого. Благодаря ему масса планеты достаточно велика, чтобы удерживать в своем гравитационном поле атмосферные газы, водяные пары, без которых не было бы гидросферы, и другие земные слои. Если бы Земля лишилась своего ядра, то мы остались бы и без воды, и без воздуха.

Как же устроено земное ядро, которое, очевидно, возникло в самом начале жизни планеты? В нем есть внешние и внутренние оболочки. Считается, что внешний слой лежит на глубине в 2900–5100 км от поверхности Земли и по своим физическим свойствам характеризуется почти как жидкость. Он состоит из потоков расплавленного железа и никеля и является прекрасным проводником электрического тока. Именно этому слою мы обязаны существованием магнитного поля нашей планеты, которое создается по законам электромагнитной индукции постоянно движущимся проводником тока.

Промежуток в 1270 км от внешнего слоя до центра земного шара занимает внутреннее ядро, состоящее на 4/5 из железа и на 1/5 из диоксида кремния. Оно обладает очень высокой температурой и большой плотностью. Внешнее ядро связано с земной мантией, тогда как внутреннее существует само по себе. Высокие температуры сочетаются в последнем с огромным давлением (до 3 млн атмосфер), поэтому его вещество остается твердым. Предполагают, что даже легчайший из земных газов — водород — в таких условиях существует в твердой фазе.

Происхождение земного ядра и внутренняя структура нашей планеты продолжают быть научными загадками. Очень многое остается непознанным по сей день. Пока большинство ученых сходятся во мнении, что формирование центральной оболочки началось одновременно с рождением самой Земли.

Ядро покрывает мантия. Ее пластическое (полурасплавленное, нетвердое) вещество заполняет толщу пространства на глубину 2900 км от земной коры к центру планеты. Масса мантии составляет примерно 67% от общей массы планеты. Считается, что этот слой неустойчив за счет своего пластического состояния и находится в постоянном движении. В наиболее глубоких слоях мантии, где давление выше, его состояние переходит в твердое. Внешняя оболочка Земли — кора — имеет толщину от нескольких километров под дном океанов до нескольких десятков километров под материками.

В самом начале истории нашей планеты земная кора была относительно тонкая и представляла собой застывший слой расплавленного базальта. На сегодняшний день в ней различают три слоя: осадочный — у самой поверхности, гранитный и самый глубокий — базальтовый. Первые два хорошо изучены геологами, а вот третий пока никто не видел. На континентах базальтовый слой не выходит на поверхность, а из-за нахождения на большой глубине он недоступен даже для самых современных буровых скважин.

Однако мы все равно знаем о нем кое-что благодаря новейшим сейсмическим методам. Во время землетрясений на глубине 10–700 км возникают волны, которые называют сейсмическими. Как у всякой волны, их скорость тем выше, чем плотнее та среда, в которой они распространяются (например, звуковые волны распространяются в воде в 4,5 раза быстрее, чем в воздухе). Анализируя скорость сейсмических волн, можно судить о плотности вещества на разных уровнях в земной коре.

С помощью такого метода была построена карта глубины нашей планеты и доказано, что скорость сейсмических волн в самом нижнем слое земной коры близка к той, которая развивается в базальтовом. Еще одно косвенное подтверждение существования этого третьего загадочного слоя — повсеместное распространение на Земле базальтовых лав. Современные поля, состоящие из этого вещества, на поверхности планеты — след древних вулканических извержений. По глубоким разломам расплавленный базальт поднимался из земных недр, выплескивался на поверхность и застывал.

Как же возник базальтовый слой земной коры? В самом начале жизни нашей планеты, примерно 4–4,5 млрд лет назад, Земля была сильно раскалена. В верхней части мантии давление было немного ниже, поэтому там был возможен переход части веществ из твердого состояния в жидкое. Образовывалась магма, близкая по составу к базальту. Она медленно двигалась вверх к поверхности Земли. Извергаясь, магма остывала и отвердевала. Так постепенно складывалась кора из базальтов.

Говоря о строении Земли, нам часто придется пользоваться термином «горные породы». Считается, что впервые так назвал разные группы минералов русский ученый Василий Михайлович Севергин в конце XVIII в. В те времена изучение камней было частью горного дела, поэтому использовалось слово «горные», хотя камни, разумеется, существуют не только в горах.

Горные породы делятся на три основных типа: магматические, осадочные и метаморфические. Происхождение первого типа нам уже понятно: эти породы образованы застывшей магмой. Они имеют ярко выраженное кристаллическое строение, при этом чем медленнее остывала вулканическая лава, тем крупнее получались кристаллы. К таким породам относятся, например, граниты и базальты.

Осадочные породы возникают из обломков кристаллических минералов, их так и называют — обломочные (песок, речная галька или мельчайшие частицы, которые образуют глину), а также из останков живых организмов — тогда они называются органическими (это и каменный уголь, и известняк, в котором видны осколки морских ракушек, и, конечно же, нефть). Когда минералы подвергаются глубоким физическим и химическим изменениям (метаморфозам) под действием высоких температур и давления, получаются метаморфические породы.

Метаморфизму могут подвергаться как магматические, так и осадочные породы. К первым относятся многие сланцы, а ко вторым — хорошо известный мрамор, который возник в результате глубоких преобразований известняка.

Одной из самых распространенных в земной коре пород считаются метаморфические гнейсы.

Формирование поверхности древней Земли и возникновение Луны (4,6–4 млрд лет назад)

На начальном этапе формирования Земли (около 4,6–4 млрд лет назад) расслоение внутренней материи земного шара сопровождалось интенсивной метеоритной бомбардировкой поверхности планеты. Метеориты падали на Землю и образовывали кратеры. Огромная энергия ударов, подчиняясь закону ее сохранения, переходила в тепло: холодные (около абсолютного нуля!) метеориты разогревали земную поверхность и недра планеты. Одновременно с метеоритным подогревом шло постоянное извержение огромного количества вулканов. Пары и газы выходили наружу из глубин планеты.

Из раскаленных недр вырывалась расплавленная магма, которая покрывала огромные пространства юной планеты и образовывала базальтовые поля — в то время земная поверхность была похожа на лунную.

Шаг за шагом внутренняя структура Земли приближалась к современной научной модели. Формировались ядро, мантия и кора, которая еще многократно изменялась, прежде чем приняла знакомые нам очертания.

Луна превосходит любой другой спутник в Солнечной системе по соотношению собственного размера к такой же характеристике Земли. В этом заключатся непохожесть Луны на другие планеты-спутники. Ее загадку долго пыталась разгадать современная наука. Наиболее убедительной считается гипотеза, согласно которой Луна появилась после мощного столкновения небесных тел. О подробностях этой космической катастрофы и ее влиянии на историю Земли мы поговорим позже.

Луна не похожа на нашу планету: на ее поверхности нет воды, не существует лунной атмосферы, в ее составе мало железа, а также летучих соединений. Однако соотношение изотопов кислорода у этих планет почти одинаково. Этот важный показатель еще называют кислородной подписью. Такие данные позволяют выдвинуть гипотезу о том, что и Земля, и Луна сформировались из одних и тех же планетезималей («строительных блоков») на одинаковом расстоянии от Солнца.

Присутствием огромного спутника объясняются многие явления на нашей планете. Луна находится по космическим меркам не очень далеко от нас, поэтому ее притяжение хорошо ощущается на Земле. Оно вызывает приливы и отливы не только в океанах, но и в закрытых водоемах земной коры.

Лунное притяжение вызывает волны, которые пробегают по земной поверхности и вытягивают ее примерно на 50 см в сторону планеты-спутника.

Великая космическая катастрофа и метеоритные бомбардировки

Ученые Дональд Дэвис и Уильям Хартманн объясняли появление Луны с помощью гипотезы космической катастрофы. Суть ее в том, что протоземля в некоторый момент столкнулась с другой древней планетой, размер которой был, как у современного Марса. Этой гипотетической планете дали имя Тея — так греки называли мать богов солнца, зари и луны (Гелиоса, Эос и Селены).

Считается, что Тея появилась 4,6 млрд лет назад одновременно с другими планетами Солнечной системы и тоже вращалась по орбите Земли, но притяжение Солнца и Земли сместили ее, и она врезалась в Землю.

Столкновение произошло на небольшой скорости и почти по касательной — планеты не разрушились и только часть вещества Земли и Теи была выброшена в космос. Эти попавшие на околоземную орбиту обломки и дали начало Луне, которая стала двигаться по земной орбите. Земля же после столкновения увеличила скорость своего вращения (цикл «день-ночь») и наклон его оси.

Компьютерное моделирование подтвердило возможность такого хода событий и указало на то, что Луне после столкновения потребовалась сто лет — лишь миг по космическим меркам, — чтобы стать шаром. Низкое содержание железа в составе спутника нашей планеты объясняется тем, что столкновение произошло уже после формирования земного ядра, которое вобрало в себя большую часть земного железа.

Обломки астероидов, блуждающие в космосе, куски планетезималей, которые так и не стали планетами, — весь этот космический мусор выпадал на поверхности Земли и Луны в виде метеоритов. Предполагают, что в первые 700 млн лет своей жизни наша планета притягивала больше метеоритов, чем ее спутник, из-за своей массы, превосходящей лунную.

Масштабные геологические изменения последующих временных эпох скрыли от нас следы былых космических атак. На поверхности же Луны, а также таких планет, как Марс и Меркурий, остались отметки соударений — кратеры. Они могут быть огромными и напоминать моря размером в тысячи километров или совсем маленькими. Земля в начале своей жизни также подвергалась бомбардировке метеоритами самых разных размеров.

На поверхность нашей планеты за 100 млн лет упало 3 ´ 1022 кг космических обломков — этого хватило бы, чтобы составить грузовой поезд из 500 000 000 000 000 000 нагруженных вагонов! При падении метеоритов их кинетическая энергия переходила в тепловую. Они разрушались и взрывались, нагревая Землю, выделяя газы и смешивая вещества из своего состава с земными.

Тепло, которое при этом выделялось, частично расплавило оболочку молодой планеты, но последовавшие гигантские извержения вулканов почти полностью уничтожили следы космической бомбардировки.

Более 160 метеоритных кратеров найдено на поверхности Земли. Они сразу возникали группами в зонах метеоритных дождей, которые покрывали десятки квадратных километров земной поверхности. Метеоритный дождь — это падение множества обломков одного крупного метеорита.

При этом вместо одного углубления появляется целое поле из них — серия кратеров, направление которой может указать путь, по которому двигались обломки, оказавшись в атмосфере.

Кратеры, как правило, имеют округлую форму, они около 100 км в диаметре и обнесены возвышающимся по краям насыпным валом.

Метеориты достигают Земли по сей день. Фрагменты разрушившегося астероида упали из космоса 15 февраля 2013 г. на город Челябинск в России. Всего на территории этого государства существует 16 крупных кратеров, метеоритное происхождение которых доказано. Их помогают выявить снимки, сделанные со спутников.

В 1908 г. на Землю упал Тунгусский метеорит. Взрыв при этом был сравним с эффектом от взрыва очень мощной водородной бомбы (40–50 мегатонн в тротилловом эквиваленте). В радиусе 25–30 км от места падения были повалены деревья, а на значительной части Евразии заметно свечение неба и облаков. Далеко не всегда падение метеоритов выглядит так катастрофично. Большинство из найденных более скромны по размеру.

Метеориты по своему составу делятся на железные, каменные и смешанного типа (железокаменные). Железные метеориты в своем составе всегда имеют металл никель, анализ содержания которого в найденном камне позволяет признать его небесное происхождение.

Поверхность метеорита хранит следы его прохождения через земную атмосферу. Обломки космических тел проникают в верхние слои атмосферы с чудовищной скоростью — более 11 км/с! Возникающее при этом трение очень велико — летящее тело разогревается и плавится. Встречный поток воздуха мгновенно срывает размягчившийся слой, и за движущимся метеоритом тянется дымовой след — шлейф мелких капелек расплава. Сопротивление воздуха тормозит разогнавшееся тело, снижая его скорость до скорости свободного падения. При этом последний из расплавленных слоев застывает на поверхности небесного камня в виде тонкой (менее 1 мм) пленки, которую называют корой плавления. Она не отличается по своему составу от самого метеорита, но выделяется своей структурой и видом. Кора плавления почти всех метеоритов черного цвета.

В Российской Академии наук существует специальный комитет, который занимается поиском и изучением метеоритов. За долгое время им собрана одна из лучших в мире коллекций небесных камней — ее начало было положено еще в XVIII в. Метеориты собирают во многих городах России, с ними можно познакомиться в краеведческих и геологических музеях.

Десятки и сотни миллионов лет метеоритные обстрелы не только разогревали недра Земли, но и меняли ее облик. Даже процессы в первичной атмосфере, которые сделали ее наконец пригодной для жизни, могли быть вызваны такими небесными камнями. Когда метеорит на огромной скорости входит в плотные воздушные слои, он раскаляется и начинает гореть, при этом выделяются водяной пар и углекислый газ — обычные для многих реакций горения.

Типичный метеорит, попадая в атмосферу Земли, высвобождает около 12% своей массы в виде водяного пара и около 6% углекислого газа, всего 18% — почти пятую часть. Если вспомнить наш воображаемый гигантский поезд, нагруженный метеоритным веществом, которое выпало на планету вскоре после ее рождения, получится, что масса выделившихся газов поместилась бы в 90 000 000 000 000 000 наполненных вагонов. Такое колоссальное количество новых газов, занесенных метеоритами, изменило первичную атмосферу — она обогатилась веществами, которые впоследствии стали строительными материалами для жизни на Земле.

Одно из лучших мест для сбора и изучения метеоритов — ледяные пустыни Антарктиды. Своих камней там очень мало, поэтому чернеющий на снегу обломок, скорее всего, в буквальном смысле упал с неба. Изучение метеоритов настолько важно для развития наших знаний о космосе, что создаются даже специальные машины-роботы, которые будут способны обследовать антарктические просторы в поисках упавших небесных камней.

Сильно увеличив содержание в атмосфере водяных паров и углекислого газа, метеориты повысили общую влажность земной атмосферы и ее температуру. Второе обстоятельство вызвано присутствием углекислого газа и создаваемого им парникового эффекта — о нем мы еще будем говорить не раз. Часть ученых считает также, что метеоритный обстрел из космоса помог образованию в древнем океане крупных органических молекул. Для подтверждения этой гипотезы группа японских ученых провела интересный эксперимент: с помощью специально сконструированной пушки они воспроизводили древнюю метеоритную бомбардировку, обстреливая океан «метеоритами» типичного для космических тел состава (то есть содержащих железо, никель и углерод). Результаты показали, что в воде после такой бомбежки действительно появился ряд органических молекул, в том числе аминокислоты, жирные кислоты и амины.

Атмосфера и гидросфера Земли — условия существования будущей жизни (4,3–3,8 млрд лет назад)

В начале земной эволюции базальтовый слой земной коры образовывался в недрах планеты и расплавленная магма поднималась вверх по разломам коры. Она содержала газы. При высоких температурах и давлении химические реакции протекали бурно. Их продуктами становились такие привычные нам земные вещества, как азот, водород, монооксид углерода (угарный газ), углекислый газ и вода. Можно сказать, что первичная атмосфера вышла из земных недр.

Масса Земли к тому времени была уже достаточно большой, чтобы удерживать атмосферные газы за счет сил притяжения.

Однако первичная атмосфера не была похожа на современную.

Древние вулканы выбрасывали облака газов. Более легкие из них (водород и гелий) поднимались вверх, достигая открытого космоса, а тяжелые удерживались земным притяжением у поверхности планеты. Из этих газов 4,3–3,8 млрд лет назад и сложилась первичная атмосфера Земли. Конечно, то, что выдыхали вулканы, сильно отличалось от сегодняшней азотно-кислородной атмосферы. Юная планета была окружена облаками азота, аммиака, углекислого газа, метана, водорода, инертных (благородных) газов, а также парами воды, соляной, борной и плавиковой кислот. Только кислорода в первичной атмосфере почти не было — его содержание в «воздухе» древней планеты составляло менее 0,001% от нынешней концентрации.

В те времена практически весь кислород был связан в различных химических соединениях и не существовал в свободном состоянии. Ядовитая, непригодная для дыхания атмосфера также не обладала и озоновым слоем, который защищает сегодня все живое от космической радиации. Однако постепенно она обогащалась продуктами сгорания метеоритов.

Современная атмосфера Земли совсем не похожа на древнюю: ее главные составляющие — азот (3/4 объема), кислород (1/5) и благородный газ аргон (около 1/100). В ней существенно меньше углекислого газа и водяных паров, а другие летучие элементы представлены в крайне малых, как говорят химики, следовых количествах.

Медленное охлаждение Земли и формирование первичной атмосферы помогли появиться и водной оболочке планеты — гидросфере. Как мы знаем, в древней атмосфере было очень много водяного пара, который вырывался из недр вместе с расплавленной лавой. Конденсируясь, он выпадал в виде дождей. На земной поверхности собирались потоки воды, они сливались вместе и заполняли углубления. Так возникали древнейшие озера. Поверхность Земли была еще слишком горячей, жидкость закипала, и столбы пара снова поднимались в атмосферу. Такая циркуляция воды помогала остудить поверхность планеты. Со временем озера становились все крупнее, превращаясь в океаны. Новые потоки воды несли в них частицы горных пород, продукты выветривания и растворенные вещества с земной поверхности. Последние представляли собой смесь солей. Таким образом морская вода обретала свой вкус — именно такой, какой мы знаем сегодня.

Мы не должны удивляться тому, что вода на Земле появилась в виде пара вместе с потоками расплавленной магмы, вырывающейся из щелей коры: и в настоящее время количество воды, которая в связанном виде хранится в земной мантии, столь велико, что значительно превышает объем всех океанов и морей планеты.

Описанная схема формирования первичной атмосферы и гидросферы выглядит последовательной и логичной, но ведь никто из ученых не мог непосредственно наблюдать за теми процессами, которые протекали около 4 млрд лет назад. Мы имеем дело с гипотезами, основанными на косвенных данных. В них пока еще немало противоречий и загадок. Наука знает очень немного про первый период земной эволюции.

Земля — единственная среди планет Солнечной системы, где существует развитая гидросфера. Воды на нашей планете так много, что она занимает примерно 2/3 ее поверхности, образуя Мировой океан. Верхние слои коры, земную поверхность, нижние слои атмосферы и гидросферу иногда объединяют вместе и называют географической (ландшафтной) оболочкой.

Источник: SiteKid.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.