Як утворилася Земля?

Сотні мільйонів років сили тяжіння стискали «будівельний матеріал» Землі — третьої за віддаленістю від Сонця планети, яка з'явилася 4,6 млрд. років тому. Її формування не закінчено й досі. Досі надра планети та її тонка кора перебувають у постійному русі, змінюючи контури материків, рельєф та клімат.

Народження Землі та її структура (4,6 млрд років тому)

Туманність, з якої з'явилася Земля, була уламками зірок більш ранніх поколінь. Вона складалася з мікроскопічних частинок льоду, заліза та інших речовин, зібраних у більш охолоджених шарах зірок та викинутих у космос. Сили тяжіння зіштовхували ці частинки газового диска та склеювали їх між собою. Таке явище називається акрецією.

Історія нашої планети записана в гірських породах, але навіть найдавніші з них налічують лише 3,7 млрд років, тому про більш ранні події земної еволюції можна судити лише на підставі непрямих даних та побудованих на їх основі гіпотез.

На наступному етапі формування планети дрібні частинки з'єднувалися у великі (розміром до кілометра) — «будівельні блоки», які називають планетезімалями, які стикалися, то руйнуючись, то, навпаки, з'єднуючись разом. Таким чином, поступово 5–4,6 млрд років тому виникло ядро ​​— центр-зародок майбутньої планети Земля.

Найбільші з таких зародків стали конкурувати між собою за планеті зималі, які залишалися вільними. Це відбувалося протягом 1–10 млн. років. Зародки планет внутрішньої частини Сонячної системи захоплювали газові хмари та зливались один з одним. Процес утворення кожної планети виявився унікальним, цим і пояснюється їхня різноманітність.

Деякі планети зимали після зіткнень між собою, подібно до астероїдів, стали основою майбутніх планет

Сучасна наука вважає, що Земля сформувалася за 300-400 млн. років. Цей процес був досить бурхливим, його супроводжували зіткнення з астероїдами та падіння метеоритів.

Як у гігантській центрифузі, щільніші речовини опускалися до центру планети, тоді як легені виринали на поверхню. Еволюція Землі продовжувалася і після її народження. Два види енергії: та, що утворювалася при склеюванні частинок, та, що вивільнялася внаслідок ядерних реакцій, розігрівали надра юної планети. Внаслідок цього стало інтенсивно формуватися ядро ​​та внутрішні оболонки Землі.

Внутрішні шари планети були настільки розпечені, що на глибині всього кілька десятків кілометрів лежав пласт розплавлених гірських порід. З моменту формування Землі речовина та енергія надр, поверхні та атмосфери перебували у стані постійного взаємного обміну. Тим самим було створено умови для зародження майбутнього життя.

Початковий етап життя молодої планети після її народження прийнято називати догеологічним. Цей період тривав 0,9 млрд років, він поки недостатньо вивчений і приховує безліч загадок. На той час з'являлося безліч вулканів, які викидали гази та водяні пари.

Вважається, що у догеологічний період сформувалися найважливіші оболонки, які сучасна наука виділяє у структурі Землі, — ядро, мантія та земна кора. Таке розшарування було викликане потужним метеоритним бомбардуванням планети та подальшим плавленням деяких її частин.

Існує дві гіпотези, як з'явилося земне ядро.Згідно з першою, спочатку однорідна речовина, з якої складалася Земля, розділилася на важкий центр, куди «стікало» розплавлене залізо, і легшу мантію, що складається з силікатів. Утворення ядра, яке і до сьогодні залишається рідким, відбувалося в міру того, як краплі металу та інші важкі хімічні сполуки ніби просочувалися до серця планети. Місце важких сполук, що опускаються, займали легші шлаки — вони піднімалися до поверхні Землі. З них складається сучасна кора планети та зовнішня частина мантії. Це припущення не дає переконливого пояснення того, як розплавлений залізно-нікелевий сплав міг «проникнути» більш ніж на тисячу кілометрів углиб земної кулі та досягти її центру.

Прихильники другої гіпотези вважають, що залізне ядро ​​Землі — це залишки залізних метеоритів, із якими зіштовхувалася планета невдовзі після народження. Потім їх накрив шар кам'яних (силікатних) метеоритів, з якого утворилася мантія. Вразливе місце цієї гіпотези в тому, що для такого перебігу подій залізні та кам'яні метеорити мали існувати окремо і падати на Землю у суворій черговості. У той же час дослідження показують, що з них, які мають залізну структуру, можуть з'явитися тільки в результаті руйнування вже сформованої планети. Таким чином, вони не можуть бути молодшими за інші планети Сонячної системи. Так як обидві гіпотези не цілком переконливі, залишається визнати, що точним знанням про виникнення ядра Землі люди поки що не мають.

Щільне внутрішнє ядро ​​Землі дуже важливе для всього живого.Завдяки йому маса планети досить велика, щоб утримувати у своєму гравітаційному полі атмосферні гази, водяні пари, без яких не було б гідросфери та інші земні шари. Якби Земля втратила своє ядро, ми залишилися б і без води, і без повітря.

Як же влаштовано земне ядро, яке, очевидно, виникло на початку життя планети? У ньому є зовнішні та внутрішні оболонки. Вважається, що зовнішній шар лежить на глибині 2900-5100 км від поверхні Землі і за своїми фізичними властивостями характеризується майже як рідина. Він складається з потоків розплавленого заліза та нікелю і є чудовим провідником електричного струму. Саме цьому шару ми зобов'язані існуванням магнітного поля нашої планети, яке створюється за законами електромагнітної індукції провідником струму, що постійно рухається.

Проміжок у 1270 км від зовнішнього шару до центру земної кулі займає внутрішнє ядро, що складається на 4/5 із заліза та на 1/5 із діоксиду кремнію. Воно має дуже високу температуру і велику щільність. Зовнішнє ядро ​​пов'язане із земною мантією, тоді як внутрішнє існує саме собою. Високі температури поєднуються в останньому з величезним тиском (до 3 млн. атмосфер), тому його речовина залишається твердою. Припускають, що навіть найлегший із земних газів — водень — у таких умовах існує у твердій фазі.

Походження земного ядра та внутрішня структура нашої планети продовжують бути науковими загадками. Дуже багато залишається непізнаним досі. Поки що більшість учених сходяться на думці, що формування центральної оболонки почалося одночасно з народженням самої Землі.

Ядро покриває мантію.Її пластична (напіврозплавлена, нетверда) речовина заповнює товщу простору на глибину 2900 км від земної кори до центру планети. Маса мантії становить приблизно 67% загальної маси планети. Вважається, що цей шар нестійкий за рахунок свого пластичного стану та знаходиться у постійному русі. У найглибших шарах мантії, де тиск вищий, його стан перетворюється на тверде. Зовнішня оболонка Землі – кора – має товщину від кількох кілометрів під дном океанів до кількох десятків кілометрів під материками.

На самому початку історії нашої планети земна кора була відносно тонка і була застиглим шаром розплавленого базальту. На сьогоднішній день в ній розрізняють три шари: осадовий - біля самої поверхні, гранітний і найглибший - базальтовий. Перші два добре вивчені геологами, а ось третій поки що ніхто не бачив. На континентах базальтовий шар не виходить на поверхню, а через знаходження на великій глибині він недоступний навіть для найсучасніших свердловин.

Однак ми все одно знаємо про нього дещо завдяки новітнім сейсмічним методам. Під час землетрусів на глибині 10–700 км. виникають хвилі, які називають сейсмічними. Як у будь-якої хвилі, їхня швидкість тим вища, чим щільніше те середовище, в якому вони поширюються (наприклад, звукові хвилі поширюються у воді в 4,5 рази швидше, ніж у повітрі). Аналізуючи швидкість сейсмічних хвиль, можна будувати висновки про щільності речовини різних рівнях у земної корі.

За допомогою такого методу була побудована карта глибини нашої планети і доведено, що швидкість сейсмічних хвиль у нижньому шарі земної кори близька до тієї, що розвивається у базальтовому.Ще одне опосередковане підтвердження існування цього третього загадкового шару — повсюдне поширення Землі базальтових лав. Сучасні поля, які з цієї речовини, лежить на поверхні планети — слід древніх вулканічних вивержень. За глибокими розломами розплавлений базальт піднімався із земних надр, виплескувався на поверхню та застигав.

Як виник базальтовий шар земної кори? На початку життя нашої планети, приблизно 4–4,5 млрд років тому, Земля була сильно розпечена. У верхній частині мантії тиск був трохи нижчим, тому там був можливий перехід частини речовин із твердого стану в рідкий. Утворювалася магма, близька за складом базальту. Вона повільно рухалася до поверхні Землі. Вивергаючись, магма остигала і тверділа. Так поступово складалася кора з базальтів.

Говорячи про будову Землі, нам часто доведеться скористатися терміном «гірські породи». Вважається, що вперше назвав різні групи мінералів російський учений Василь Михайлович Севергін наприкінці XVIII в. У ті часи вивчення каміння було частиною гірської справи, тому використовувалося слово «гірські», хоча каміння, зрозуміло, існує не тільки в горах.

Гірські породи поділяються на три основні типи: магматичні, осадові та метаморфічні. Походження першого типу нам зрозуміло: ці породи утворені застиглої магмою. Вони мають яскраво виражену кристалічну будову, причому чим повільніше остигала вулканічна лава, тим більше виходили кристали. До таких пород відносяться, наприклад, граніти та базальти.

Осадові породи виникають з уламків кристалічних мінералів, їх так і називають - уламкові (пісок, річкова галька або дрібні частинки, що утворюють глину), а також з останків живих організмів - тоді вони називаються органічними (це і кам'яне вугілля, і вапняк, в якому видно уламки морських черепашок, і, звичайно ж, нафта). Коли мінерали піддаються глибоким фізичним та хімічним змінам (метаморфозам) під дією високих температур та тиску, виходять метаморфічні породи.

Метаморфізм можуть піддаватися як магматичні, так і осадові породи. До перших відносяться багато сланців, а до других — добре відомий мармур, який виник у результаті глибоких перетворень вапняку.

Однією з найпоширеніших у земній корі порід вважаються метаморфічні гнейси.

Формування поверхні давньої Землі та виникнення Місяця (4,6–4 млрд років тому)

На початковому етапі формування Землі (близько 4,6–4 млрд років тому) розшарування внутрішньої матерії земної кулі супроводжувалося інтенсивним метеоритним бомбардуванням поверхні планети. Метеорити падали на Землю та утворювали кратери. Величезна енергія ударів, підкоряючись закону її збереження, переходила в тепло: холодні (біля абсолютного нуля!) метеорити розігрівали земну поверхню та надра планети. Поруч із метеоритним підігрівом йшло постійне виверження величезної кількості вулканів. Пари та гази виходили назовні з глибин планети.

З розпечених надр виривалася розплавлена ​​магма, яка покривала величезні простори юної планети і утворювала базальтові поля — на той час земна поверхня була схожа на місячну.

Крок за кроком внутрішня структура Землі наближалася до сучасної наукової моделі.Формувалися ядро, мантія та кора, яка ще багаторазово змінювалася, перш ніж набула знайомих нам обрисів.

Місяць перевершує будь-який інший супутник у Сонячній системі за співвідношенням власного розміру до такої самої характеристики Землі. У цьому полягає несхожість Місяця інші планети-супутники. Її загадку довго намагалася розгадати сучасна наука. Найбільш переконливою вважається гіпотеза, згідно з якою Місяць з'явився після потужного зіткнення небесних тіл. Про подробиці цієї космічної катастрофи та її вплив на історію Землі ми поговоримо пізніше.

Місяць не схожий на нашу планету: на її поверхні немає води, не існує місячної атмосфери, у її складі мало заліза, а також летких сполук. Проте співвідношення ізотопів кисню цих планет майже однаково. Цей важливий показник ще називають кисневим підписом. Такі дані дозволяють висунути гіпотезу про те, що і Земля, і Місяць сформувалися з тих самих планетезималей («будівельних блоків») на однаковій відстані від Сонця.

Присутністю величезного супутника пояснюються багато явищ на планеті. Місяць знаходиться за космічними мірками не дуже далеко від нас, тому його тяжіння добре відчувається на Землі. Воно викликає припливи і відливи у океанах, а й у закритих водоймах земної кори.

Місячне тяжіння викликає хвилі, які пробігають земною поверхнею і витягують її приблизно на 50 см у бік планети-супутника.

Велика космічна катастрофа та метеорні бомбардування

Вчені Дональд Девіс та Вільям Хартманн пояснювали появу Місяця за допомогою гіпотези космічної катастрофи.Суть її в тому, що протоземля в якийсь момент зіткнулася з іншою давньою планетою, розмір якої був, як у Марса. Цій гіпотетичній планеті дали ім'я Тея – так греки називали матір богів сонця, зорі та місяця (Геліоса, Еос та Селени).

Вважається, що Тея з'явилася 4600000000 років тому одночасно з іншими планетами Сонячної системи і теж оберталася по орбіті Землі, але тяжіння Сонця і Землі змістили її, і вона врізалася в Землю.

Зіткнення сталося на невеликій швидкості і майже щодо — планети не зруйнувалися і лише частина речовини Землі та Теї була викинута в космос. Ці уламки, що потрапили на навколоземну орбіту, і дали початок Місяцю, який почав рухатися земною орбітою. Земля після зіткнення збільшила швидкість свого обертання (цикл «день-ніч») і нахил його осі.

Комп'ютерне моделювання підтвердило можливість такого перебігу подій і вказало на те, що Місяцю після зіткнення знадобилося сто років — лише мить за космічними мірками — щоб стати кулею. Низький вміст заліза у складі супутника нашої планети пояснюється тим, що зіткнення сталося вже після формування земного ядра, яке увібрало в себе більшу частину земного заліза.

Уламки астероїдів, що блукають у космосі, шматки планетезималей, які так і не стали планетами, — все це космічний сміття випадало на поверхні Землі та Місяця у вигляді метеоритів. Припускають, що в перші 700 млн. років свого життя наша планета притягувала більше метеоритів, ніж її супутник, через свою масу, що перевищує місячну.

Масштабні геологічні зміни наступних часових епох сховали від нас сліди колишніх космічних атак.На поверхні Місяця, а також таких планет, як Марс і Меркурій, залишилися позначки зіткнень — кратери. Вони можуть бути величезними і нагадувати моря розміром тисячі кілометрів або зовсім маленькими. Земля на початку свого життя також зазнавала бомбардування метеоритами різних розмірів.

На поверхню нашої планети за 100 млн років упало 3 '1022 кг космічних уламків — цього вистачило б, щоб скласти вантажний потяг із 500 000 000 000 000 000 вагонів! При падінні метеоритів їхня кінетична енергія переходила в теплову. Вони руйнувалися і вибухали, нагріваючи Землю, виділяючи гази та змішуючи речовини зі свого складу із земними.

Тепло, яке при цьому виділялося, частково розплавило оболонку молодої планети, але гігантські виверження вулканів, що послідували, майже повністю знищили сліди космічного бомбардування.

Понад 160 метеоритних кратерів знайдено на Землі. Вони одразу виникали групами у зонах метеоритних дощів, які покривали десятки квадратних кілометрів земної поверхні. Метеоритний дощ - це падіння безлічі уламків одного великого метеориту.

При цьому замість одного поглиблення з'являється ціле поле з них — серія кратерів, напрямок якої може вказати шлях, яким рухалися уламки, опинившись в атмосфері.

Кратери, як правило, мають округлу форму, вони близько 100 км в діаметрі і обнесені насипним валом, що піднімається по краях.

Метеорити досягають Землі до цього дня. Фрагменти астероїда, що зруйнувався, впали з космосу 15 лютого 2013 р. на місто Челябінськ у Росії. Усього біля цієї держави існує 16 великих кратерів, метеоритне походження яких доведено. Їх допомагають виявити знімки, зроблені із супутників.

У 1908 р. на Землю впав Тунгуський метеорит. Євразії помітне свічення неба та хмар. не завжди падіння метеоритів виглядає так катастрофічно.

Метеорити за своїм складом діляться на залізні, кам'яні та змішаного типу (залізокам'яні). Залізні метеорити у своєму складі завжди мають метал нікель, аналіз вмісту якого у знайденому камені дозволяє визнати його небесне походження.

Поверхня метеорита зберігає сліди його проходження через земну атмосферу. за рухомим метеоритом тягнеться димовий слід - шлейф дрібних крапельок розплаву. Опір повітря гальмує тіло, що розігналося, знижуючи його швидкість до швидкості вільного падіння. . Вона не відрізняється за своїм складом від самого метеорита, але виділяється своєю структурою та виглядом. Кора плавлення майже всіх метеоритів чорного кольору.

У Російській Академії наук існує спеціальний комітет, який займається пошуком і вивченням метеоритів.Метеорити збирають у багатьох містах Росії, з ними можна познайомитись у краєзнавчих та геологічних музеях.

Десятки і сотні мільйонів років метеоритні обстріли не лише розігрівали надра Землі, а й змінювали її образ. Навіть процеси в первинній атмосфері, які зробили її нарешті придатною для життя, могли бути викликані такими небесними каменями. Коли метеорит на величезній швидкості входить у щільні повітряні шари, він розжарюється і починає горіти, при цьому виділяються водяна пара та вуглекислий газ - звичайні для багатьох реакцій горіння.

Типовий метеорит, потрапляючи в атмосферу Землі, вивільняє близько 12% своєї маси у вигляді водяної пари та близько 6% вуглекислого газу, лише 18% — майже п'яту частину. Якщо згадати наш уявний гігантський поїзд, навантажений метеоритною речовиною, яка випала на планету невдовзі після її народження, вийде, що маса газів, що виділилися, помістилася б у 90 000 000 000 000 000 наповнених вагонів. Така колосальна кількість нових газів, занесених метеоритами, змінила первинну атмосферу — вона збагатилася речовинами, які згодом стали будівельними матеріалами життя на Землі.

Одне з найкращих місць для збирання та вивчення метеоритів — крижані пустелі Антарктиди. Свого каміння там дуже мало, тому уламок, що чорніє на снігу, швидше за все, в буквальному сенсі впав з неба. Вивчення метеоритів настільки важливе для розвитку наших знань про космос, що створюються навіть спеціальні машини-роботи, які будуть здатні обстежити антарктичні простори в пошуках небесного каміння, що впало.

Сильно збільшивши вміст в атмосфері водяної пари та вуглекислого газу, метеорити підвищили загальну вологість земної атмосфери та її температуру.Друга обставина викликана присутністю вуглекислого газу і парникового ефекту, який він створює, — про нього ми ще говоритимемо не раз. Частина вчених також вважає, що метеоритний обстріл з космосу допоміг утворенню в древньому океані великих органічних молекул. Для підтвердження цієї гіпотези група японських вчених провела цікавий експеримент: за допомогою спеціально сконструйованої гармати вони відтворювали древнє метеоритне бомбардування, обстрілюючи океан «метеоритами» типового для космічних тіл складу (тобто містять залізо, нікель і вуглець). Результати показали, що у воді після такої бомбардування справді з'явився ряд органічних молекул, у тому числі амінокислоти, жирні кислоти та аміни.

Атмосфера та гідросфера Землі – умови існування майбутнього життя (4,3–3,8 млрд років тому)

На початку земної еволюції базальтовий шар земної кори утворювався в надрах планети і розплавлена ​​магма піднімалася вгору розломами кори. Вона містила гази. При високих температурах та тиску хімічні реакції протікали бурхливо. Їхніми продуктами ставали такі звичні нам земні речовини, як азот, водень, монооксид вуглецю (чадний газ), вуглекислий газ та вода. Можна сміливо сказати, що первинна атмосфера вийшла із земних надр.

Первинна атмосфера була схожа на сучасну. Давні вулкани викидали хмари газів, і атмосфера була їх сумішшю з парами води, соляної, борної та плавикової кислот

Маса Землі на той час була досить великою, щоб утримувати атмосферні гази з допомогою сил тяжіння.

Проте первинна атмосфера була схожа на сучасну.

Стародавні вулкани викидали хмари газів.Легші їх (водень і гелій) піднімалися вгору, досягаючи відкритого космосу, а важкі утримувалися земним тяжінням біля планети. З цих газів 4,3–3,8 млрд. років тому й склалася первинна атмосфера Землі. Звісно, ​​те, що видихали вулкани, дуже відрізнялося від сьогоднішньої азотно-кисневої атмосфери. Юна планета була оточена хмарами азоту, аміаку, вуглекислого газу, метану, водню, інертних (шляхетних) газів, а також парами води, соляної, борної та плавикової кислот. Тільки кисню в первинній атмосфері майже не було — його вміст у «повітрях» стародавньої планети становив менше 0,001% від нинішньої концентрації.

В ті часи практично весь кисень був пов'язаний у різних хімічних сполуках та не існував у вільному стані. Отруйна, непридатна для дихання атмосфера також не мала і озонового шару, який захищає сьогодні все живе від космічної радіації. Однак поступово вона збагачувалась продуктами згоряння метеоритів.

Сучасна атмосфера Землі зовсім не схожа на давню: її головні складові - азот (3/4 обсягу), кисень (1/5) та благородний газ аргон (близько 1/100). У ній істотно менше вуглекислого газу та водяної пари, а інші леткі елементи представлені в вкрай малих, як кажуть хіміки, слідових кількостях.

Повільне охолодження Землі та формування первинної атмосфери допомогли з'явитися водній оболонці планети — гідросфері. Як ми знаємо, у давній атмосфері було дуже багато водяної пари, яка виривалася з надр разом із розплавленою лавою. Конденсуючись, він випадав як дощів. На земній поверхні збиралися потоки води, вони зливалися разом та заповнювали поглиблення. Так виникали найдавніші озера.Поверхня Землі була ще занадто гаряча, рідина закипала, і стовпи пари знову піднімалися в атмосферу. Така циркуляція води допомагала остудити поверхню планети. Згодом озера ставали все більшими, перетворюючись на океани. Нові потоки води несли в них частинки гірських порід, продукти вивітрювання та розчинені речовини із земної поверхні. Останні являли собою суміш солей. Таким чином морська вода набувала свого смаку — саме такого, який ми знаємо сьогодні.

Ми не повинні дивуватися з того, що вода на Землі з'явилася у вигляді пари разом з потоками розплавленої магми, що виривається з щілин кори: і в даний час кількість води, яка у зв'язаному вигляді зберігається в земній мантії, така велика, що значно перевищує об'єм усіх океанів. та морів планети.

Описана схема формування первинної атмосфери та гідросфери виглядає послідовною та логічною, але ж ніхто з учених не міг безпосередньо спостерігати за тими процесами, які протікали близько 4 млрд років тому. Ми маємо справу з гіпотезами, що базуються на непрямих даних. У них поки що чимало протиріч та загадок. Наука знає трохи про перший період земної еволюції.

Спочатку життя мало досить дивні форми. Риб ще не було, зате під водою жили багатоногі черв'я моторошного виду і закуті в панцирі трилобіти

Земля єдина серед планет Сонячної системи, де існує розвинена гідросфера. Води на планеті так багато, що вона займає приблизно 2/3 її поверхні, утворюючи Світовий океан. Верхні шари кори, земну поверхню, нижні шари атмосфери та гідросферу іноді об'єднують разом і називають географічною (ландшафтною) оболонкою.

Як з'явилася Сонячна система та Земля? Теорії та сучасний погляд

З найдавніших часів людство цікавило питання створення нашого світу. Тривалий час цікавість людей задовольняли спочатку язичницькі міфи, та був і священні тексти світових релігій. Проте розвиток науки, особливо астрономії, підштовхнуло людей до пошуку наукового пояснення виникнення Землі.

Гіпотеза Ж. Бюффона

Одним із перших учених, який запропонував свою теорію утворення нашої планети, став Жорж Бюффон. У 1749 р. він опублікував працю «Природна історія», у якому і описав свою ідею. Згідно з нею, у давнину в Сонці врізалася гігантська комета, внаслідок чого від світила відокремилася кілька фрагментів, які згодом утворили планети сонячної системи.

Бюффон вважав, що спочатку Сонце не оберталося навколо своєї осі, але удар комети, що припав по дотичній, розкрутив його, а також надав обертання і тій речовині, з якої виникли планети. Вчений вважав, що наша зірка є твердим об'єктом небес, але це не так. Також Бюффон переоцінював розміри комет. Вони надто малі, щоб зуміти значно вплинути на зірки.

Теорія Канта

Ще одну спробу пояснити виникнення Землі було здійснено Іммануїлом Кантом у 1755 р. Він припустив, що раніше Всесвіт був наповнений безліччю пилових частинок, що відрізнялися своїми розмірами та масою. Через дії гравітаційних сил вони стали притягуватися один до одного, утворюючи Сонце, а також пилову хмару навколо нього. Постійні зіткнення між частинками призвели до обертання зірки та хмари, з якої у подальшому утворилися планети. При цьому планети спочатку були холодними, а не остигали в процесі появи.

Гіпотеза Лапласа

П'єр Симон Лаплас переглянув теорію Канта. Він вважав, що існувала так звана первинна туманність, яка була розігріта, але при цьому оберталася. На кожну частинки туманності діяло дві протилежні сили – сила тяжіння, що притягує до центру, і відцентрова сила, пов'язана з обертанням туманності. У результаті частина речовини туманності утворила Сонце, інші частини – планети, включаючи Землю.

Також Лаплас припустив, що на обертання планет великий вплив мають сили припливів та відливів. Великий математик обґрунтував свою гіпотезу рядом розрахунків, проте все ж і вона виявилася помилковою, хоча і залишалася основною аж до початку XX століття.

Теорія Джинсу

У 1919 році фізик Джеймс Джинс висловив думку, що Сонячна система сформувалася через проходження поряд із нашим світилом іншої масивної зірки. Її сила тяжкості відірвала від нашого світила частину речовини, яка згодом перетворилася на планети. Проте точніші розрахунки показали помилковість цієї теорії. Відірвана речовина мала або знову впасти на Сонце, або назавжди покинути її орбіту і полетіти слідом за зіркою, що пролітала повз.

Гіпотеза Шмідта

У 1944 р. радянський учений Отто Шмідт припустив, що Земля та інші планети Сонячної системи виникли після того, як поряд із нашою зіркою пролетіла метеоритна хмара. Сонце захопило його своєю силою тяжіння, після чого одна частина матеріалу хмари впала на поверхню світила, а інша утворила планети. Недоліком цієї теорії є те, що ймовірність утворення планет навколо зірок виявляється занадто низькою.Останнім часом було виявлено величезну кількість екзопланет, тобто планет поза Сонячної системи.

Сучасні уявлення про виникнення Сонячної системи

Передбачається, що раніше на місці нашої планетної системи існувала величезна зірка Коатлікуе, яка мала в 30 разів більше сучасної сонячної маси. гравітаційного колапсу – швидкого стиснення речовини внаслідок дії його власної сили тяжкості.

Що ж викликало подібний гравітаційний колапс? Справа в тому, що відбулося ущільнення речовини в одній з частин хмари. до себе дедалі більше інших часток. «позитивним зворотним зв'язком»: зростання маси речовини в районі ущільнення збільшувало силу його тяжкості, що у свою чергу збільшувало приплив нової речовини і призводило до зростання маси матерії в центрі.

Через стиснення хмара, що мало невелике початкове обертання, збільшувало свою кутову швидкість. Таким чином працював закон збереження кутового моменту. мільйони градусів, що призвело до запуску термоядерної реакції.

У частині хмари, що залишилася, вже виникли інші ущільнення, які в майбутньому утворили протопланети. На час народження Сонця їх налічувалося близько 50-100 цих утворень. Вони продовжували стикатися один з одним і з'єднуватись, але іноді зіткнення призводили до утворення супутників. Вважається, що Місяць утворився внаслідок зіткнення протопланети Тея та Землі приблизно 4,533 млрд років тому. Удар пройшов по дотичній, тому наша планета стала обертатися навколо своєї осі.

На початку XXI століття серед учених переважала думка, що планети не відразу зайняли становище на своїх сучасних орбітах. 4,5 млрд років тому вони знаходилися значно ближче до Сонця, ніж зараз. Теоретично в районі пояса астероїдів могла утворитися ще одна планета, проте цього не сталося через формування Юпітера. Цей гігант має величезну масу, тому він став викидати з тіла з пояса астероїдів. Деякі з астероїдів потрапили у внутрішню Сонячну систему і бомбардували планети, що вже сформувалися там.

За рахунок цих бомбардувань Землі з'явилася вода. Справа в тому, що її молекули надто легкі, і тому вони не могли з'явитися на нашій планеті на стадії її формування. Однак при падінні на неї астероїдів з віддалених і холодніших районів Сонячної системи.

У початковий період свого виникнення Земля була сильно розігріта. Однак після припинення епохи бомбардувань почався процес її остигання. Спочатку поверхня планети була рідкою, і легші елементи виринали у верхні шари, а твердіші опускалися глибше. Згодом через остигання Землі утворилася тверда земна кора, проте під нею досі знаходиться рідка мантія.Метали, що опустилися вглиб, утворили металеве ядро, яке сьогодні створює магнітне поле планети. Цей процес зайняв 10 мільйонів років. Атмосфера Землі утворилася внаслідок високої вулканічної активності. Гази виривалися з надр землі назовні, проте через силу тяжіння планети не могли покинути її.