Въпросът за произхода на Земята, планетите и Слънчевата система като цяло тревожи хората от древни времена. Митовете за произхода на Земята могат да бъдат проследени сред много древни народи. Китайците, египтяните, шумерите, гърците са имали своя собствена представа за формирането на света. В началото на нашата ера техните наивни идеи са заменени от религиозни догми, които не търпят възражения. В средновековна Европа опитите за търсене на истината понякога завършвали с огъня на инквизицията. Първите научни обяснения на проблема се отнасят едва към 18 век. Дори и сега няма единна хипотеза за произхода на Земята, която да дава място за нови открития и храна за любознателния ум.
Митологията на древните
Човекът е любознателно същество. От древни времена хората са се различавали от животните не само по желанието си да оцелеят в суровия див свят, но и в опита си да го разберат. Признавайки пълното превъзходство на природните сили над себе си, хората започнаха да обожествяват протичащите процеси. Най-често небесните са тези, на които се приписва заслугата за създаването на света.
Митовете за произхода на Земята в различните части на планетата се различават значително един от друг. Според представите на древните египтяни тя се излюпи от свещено яйце, излято от бог Хнум от обикновена глина. Според вярваниятаостровни народи, земята е била извлечена от океана от боговете.
Теория на хаоса
Древните гърци се доближиха най-много до научната теория. Според техните концепции, раждането на Земята идва от първоначалния Хаос, изпълнен със смес от вода, земя, огън и въздух. Това се вписва в научните постулати на теорията за произхода на Земята. Експлозивна смес от елементи се въртяха хаотично, изпълвайки всичко съществуващо. Но в един момент от недрата на първоначалния Хаос се ражда Земята – богинята Гея и нейният вечен спътник Небето, богът Уран. Заедно те изпълниха безжизнените простори с разнообразен живот.
Подобен мит се формира в Китай. Хаосът Хун-тун, изпълнен с пет елемента - дърво, метал, земя, огън и вода - кръжи под формата на яйце из безкрайната вселена, докато в нея се роди бог Пан-Гу. Когато се събуди, намери около себе си само безжизнен мрак. И този факт много го натъжи. Събирайки силата си, божеството Пан-Гу счупи черупката на яйцето на хаоса, освобождавайки два принципа: Ин и Ян. Тежкият Ин се спусна, за да образува земята, светлината и светлината Ян се издигнаха нагоре, за да образуват небето.
Класова теория за формирането на Земята
Произходът на планетите и по-специално на Земята е достатъчно проучен от съвременните учени. Но има редица фундаментални въпроси (например откъде е дошла водата), които предизвикват разгорещен дебат. Затова науката за Вселената се развива, всяко ново откритие се превръща в тухла в основата на хипотезата за произхода на Земята.
Известният съветски учен Ото Юлиевич Шмид, по-известен с полярните изследвания, групира всичкопредложи хипотези и ги групира в три класа. Първият включва теории, базирани на постулата за образуването на Слънцето, планетите, луните и кометите от един материал (мъглявина). Това са добре познатите хипотези на Войткевич, Лаплас, Кант, Фесенков, наскоро ревизирани от Рудник, Соботович и други учени.
Вторият клас съчетава идеи, според които планетите са се образували директно от субстанцията на Слънцето. Това са хипотезите за произхода на Земята от учените Jeans, Jeffreys, Multon и Chamberlin, Buffon и др.
И накрая, третият клас включва теории, които не обединяват Слънцето и планетите от общ произход. Най-известната е хипотезата на Шмид. Нека се спрем на характеристиките на всеки клас.
Хипотезата на Кант
През 1755 г. немският философ Кант описва накратко произхода на Земята, както следва: първоначалната Вселена се състои от неподвижни прахообразни частици с различна плътност. Силите на гравитацията ги караха да се движат. Те се придържат един към друг (ефектът на натрупване), което в крайна сметка води до образуването на централен горещ сноп - Слънцето. По-нататъшни сблъсъци на частици доведоха до въртенето на Слънцето, а с него и праховия облак.
В последния постепенно се образуват отделни съсиреци материя - ембрионите на бъдещите планети, около които по подобна схема се формират спътници. Земята, образувана по този начин в началото на своето съществуване, изглеждаше студена.
Концепцията на Лаплас
Френският астроном и математик П. Лаплас предложи малко по-различенвариант, обясняващ произхода на планетата Земя и други планети. Слънчевата система, според него, се е образувала от гореща газообразна мъглявина с куп частици в центъра. Той се въртеше и свиваше под въздействието на универсалната гравитация. С по-нататъшно охлаждане скоростта на въртене на мъглявината нараства, по периферията от нея се отлепват пръстени, които се разпадат на прототипи на бъдещи планети. Последните в началния етап бяха топчета с горещ газ, които постепенно се охлаждаха и втвърдяваха.
Липсата на хипотези на Кант и Лаплас
Хипотезите на Кант и Лаплас, обясняващи произхода на планетата Земя, са доминиращи в космогонията до началото на двадесети век. И те играха прогресивна роля, служейки като основа за естествените науки, особено геологията. Основният недостатък на хипотезата е невъзможността да се обясни разпределението на ъгловия импулс (MKR) в рамките на Слънчевата система.
MKR се дефинира като произведение на телесната маса по разстоянието от центъра на системата и скоростта на нейното въртене. Всъщност, въз основа на факта, че Слънцето има повече от 90% от общата маса на системата, то също трябва да има висок MCR. Всъщност Слънцето има само 2% от общия MKR, докато планетите, особено гигантите, са надарени с останалите 98%.
Теорията на Фесенков
През 1960 г. съветският учен Фесенков се опитва да обясни това противоречие. Според неговата версия за произхода на Земята, Слънцето и планетите са се образували в резултат на уплътняването на гигантска мъглявина - "глобули". Мъглявината имаше много разредена материя, съставена главно от водород, хелий ималко количество тежки елементи. Под въздействието на силата на гравитацията в централната част на кълбото се появи звездообразен куп - Слънцето. Въртеше се бързо. В резултат на еволюцията на слънчевата материя в заобикалящата я газово-прахова среда, материята се излъчва от време на време. Това доведе до загубата на масата му от Слънцето и прехвърлянето на значителна част от МКС на създадените планети. Образуването на планетите стана чрез натрупване на материята на мъглявината.
Теориите на Мълтън и Чембърлин
Американски изследователи, астрономът Мултън и геологът Чембърлин, предложиха подобни хипотези за произхода на Земята и Слънчевата система, според които планетите са се образували от веществото на газови спираловидни клони, "разпънати" от Слънцето от неизвестна звезда, преминала на доста близко разстояние от нея.
Учените въведоха концепцията за "планетезимал" в космогонията - това са съсиреци, кондензирани от газовете на първоначалното вещество, които се превърнаха в ембриони на планети и астероиди.
Jeans Judgment
Английският астроном и физик Д. Джинс (1919) предполага, че когато друга звезда се приближи до Слънцето, от последното се откъсва издатина с форма на пура, която по-късно се разпада на отделни съсиреци. Освен това от средната удебелена част на "пурата" се образуваха големи планети, а по нейните краища - малки.
Хипотезата на Шмид
По въпросите на теорията за произхода на Земята, оригинална гледна точка е изразена през 1944 г. от Шмид. Това е така наречената метеоритна хипотеза, която впоследствие беше обоснована във физически и математически план от учениците на известнияучен. Между другото, проблемът за образуването на Слънцето не се разглежда в хипотезата.
Според теорията, Слънцето на един от етапите на своето развитие е уловило (привлечено към себе си) студен газопрахов метеоритен облак. Преди това той притежаваше много малък MKR, докато облакът се въртеше със значителна скорост. В силното гравитационно поле на Слънцето метеоритният облак започна да се диференцира по отношение на маса, плътност и размер. Част от метеоритния материал удари звездата, другата, в резултат на процеси на натрупване, образува съсиреци-ембриони на планети и техните спътници.
В тази хипотеза произходът и развитието на Земята зависи от влиянието на "слънчевия вятър" - налягането на слънчевата радиация, която отблъсква компонентите на лекия газ към периферията на Слънчевата система. Така образуваната земя беше студено тяло. По-нататъшното нагряване е свързано с радиогенна топлина, гравитационна диференциация и други източници на вътрешна енергия на планетата. Изследователите смятат, че много ниската вероятност за улавяне на такъв метеоритен облак от Слънцето е голям недостатък на хипотезата.
Предположения от Рудник и Соботович
Историята на произхода на Земята все още вълнува учените. Сравнително наскоро (през 1984 г.) В. Рудник и Е. Соботович представиха своя собствена версия за произхода на планетите и Слънцето. Според техните идеи инициатор на процесите в газопраховата мъглявина може да бъде близката експлозия на свръхнова. По-нататъшните събития, според изследователите, изглеждали така:
- Под действието на експлозията започва компресията на мъглявината и образуването на централен съсирек -нд.
- От формиращото се Слънце MRK се предава на планетите по електромагнитен или турбулентно-конвективен начин.
- Започнаха да се образуват гигантски пръстени, наподобяващи тези на Сатурн.
- В резултат на натрупването на материала на пръстените първо се появяват планетезималите, които по-късно се формират в съвременни планети.
Цялата еволюция се случи много бързо - за около 600 милиона години.
Образуване на състава на Земята
Има различни разбирания за последователността на формиране на вътрешните части на нашата планета. Според един от тях протоЗемята е била несортиран конгломерат от желязо-силикатна материя. По-късно, в резултат на гравитацията, настъпва разделяне на желязна сърцевина и силикатна мантия - феноменът на хомогенна акреция. Привържениците на хетерогенното натрупване вярват, че първо се натрупва огнеупорна желязна сърцевина, след което повече топими силикатни частици са прилепнали към нея.
В зависимост от решението на този въпрос можем да говорим за степента на първоначалното нагряване на Земята. Всъщност, веднага след образуването си, планетата започна да се затопля поради комбинираното действие на няколко фактора:
- Бомбардирането на повърхността му с планетезимали, което беше придружено от отделяне на топлина.
- Разпадането на радиоактивни изотопи, включително краткоживеещи изотопи на алуминий, йод, плутоний и др.
- Гравитационна диференциация на подпочвата (приемайки хомогенна акреция).
Според някои изследователи, на този ранен етапПо време на формирането на планетата външните части биха могли да бъдат в състояние, близко до топене. На снимката планетата Земя би изглеждала като гореща топка.
Договорна теория за образуването на континенти
Една от първите хипотези за произхода на континентите е свиването, според което планинското строителство се свързва с охлаждането на Земята и намаляването на нейния радиус. Именно тя послужи като основа на ранните геоложки изследвания. На негова основа австрийският геолог Е. Зюс синтезира всички съществуващи по това време знания за структурата на земната кора в монографията „Лицето на Земята“. Но вече в края на XIX век. се появиха данни, показващи, че в едната част на земната кора се получава компресия, а в другата – напрежение. Теорията за свиване окончателно рухна след откриването на радиоактивността и наличието на големи запаси от радиоактивни елементи в земната кора.
Континентален дрейф
В началото на ХХ век. се ражда хипотезата за континентален дрейф. Учените отдавна са забелязали сходството на бреговата линия на Южна Америка и Африка, Африка и Арабския полуостров, Африка и Индостан и др. Първият, който сравнява данните, е Пилигрини (1858), по-късно Биханов. Самата идея за дрейф на континента е формулирана от американските геолози Тейлър и Бейкър (1910) и германския метеоролог и геофизик Вегенер (1912). Последният обосновава тази хипотеза в монографията си „Произходът на континентите и океаните“, публикувана през 1915г. Аргументи, дадени в подкрепа на тази хипотеза:
- Приликата на очертанията на континентите от двете страни на Атлантика, както и на континентите, граничещи с Индийскатаокеан.
- Прилики на структури на съседни континенти на геоложки участъци от къснопалеозойски и ранномезозойски скали.
- Вкаменелите останки от животни и растения, които показват, че древната флора и фауна на южните континенти са образували една група: това е особено доказано от вкаменелите останки от динозаври от рода Lystrosaurus, открити в Африка, Индия и Антарктида.
- Палеоклиматични данни: например наличието на следи от късния палеозойски лед.
Образуване на земната кора
Произходът и развитието на Земята е неразривно свързано с планинското строителство. А. Вегенер твърди, че континентите, състоящи се от сравнително леки минерални маси, сякаш плуват върху подлежащото тежко пластмасово вещество на базалтовото легло. Предполага се, че първоначално тънък слой гранитен материал е покривал цялата Земя. Постепенно нейната цялост се нарушава от приливните сили на привличане на Луната и Слънцето, действащи върху повърхността на планетата от изток на запад, както и от центробежните сили от въртенето на Земята, действащи от полюсите към екватора.
От гранит (вероятно) се състои от един-единствен суперконтинент Пангея. Той съществува до средата на мезозойската ера и се разпада през юрския период. Поддръжник на тази хипотеза за произхода на Земята беше ученият Стауб. Тогава имаше асоциация на континентите от северното полукълбо - Лавразия и асоциация на континентите от южното полукълбо - Гондвана. Между тях се намираха скалите на дъното на Тихия океан. Под континентите лежеше море от магма, по което се движеха. Лавразия и Гондвана ритмичносе премества към екватора, след това към полюсите. Докато суперконтинентите се придвижват към екватора, те се свиват фронтално, докато фланговете им се притискат към масата на Тихия океан. Тези геоложки процеси се считат от мнозина за основни фактори за формирането на големи планински вериги. Преместването към екватора се случва три пъти: по време на каледонската, херцинската и алпийската орогенеза.
Заключение
Издадена е много научнопопулярна литература, детски книги, специализирани издания по темата за формирането на Слънчевата система. Произходът на Земята за деца в достъпна форма е изложен в училищните учебници. Но ако вземем литературата отпреди 50 години, става ясно, че съвременните учени гледат на някои проблеми по различен начин. Космологията, геологията и свързаните с нея науки не стоят на едно място. Благодарение на завладяването на околоземното пространство хората вече знаят как се вижда планетата Земя на снимката от космоса. Новото знание формира ново разбиране на законите на Вселената.
Очевидно е, че могъщите сили на природата са били използвани за създаване на Земята, планетите и Слънцето от първичния хаос. Не е изненадващо, че древните предци ги сравняват с постиженията на боговете. Дори образно е невъзможно да си представим произхода на Земята, картините от реалността със сигурност биха надминали най-смелите фантазии. Но части от знания, събрани от учени, постепенно изграждат пълна картина на света около нас.
