big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Происхождение Земли и других планет

Решение вопроса происхождения Земли имеет исключительно большое практическое значение. Зная происхождение Земли, можно выявить энергетические ресурсы, преобразующие Землю, установить закономерности формирования и развития земной коры и географической оболочки и, как практический выход, закономерности образования и размещения полезных ископаемых и других природных ресурсов. Однако до сих пор нет удовлетворительной гипотезы происхождения Земли. Главная трудность создания такой теории состоит в том, что в Галактике не удалось пока что наблюдать возникновение планетных систем, подобных солнечной.

Заслуживает внимания гипотеза, объясняющая возникновение планет путем аккумуляции вещества из протопланетного газово-пылевого облака. Одним из основоположников этой гипотезы был О. Ю. Шмидт, предложивший ее в 1944 г. В дальнейшем гипотеза Шмидта уточнялась и детализировалась учеными его школы в институте физики Земли АН СССР и зарубежными учеными.

Наиболее уязвимым местом гипотезы является происхождение протопланетного облака. Трудность объяснения его происхождения связана с удивительным распределением момента количества движения между Солнцем и планетами: планеты, суммарная масса которых почти в 1000 раз меньше Солнца, несут в своем орбитальном движении 98% общего момента системы. Чтобы объяснить такое явление, О. Ю. Шмидт предложил гипотезу захвата Солнцем газово-пылевого облака, которое имело другое исходное соотношение между массой и моментом количества движения, чем Солнце. Против этой гипотезы выдвинуты существенные возражения. В частности, из гипотезы не ясно, почему Солнце вращается в направлении планетных движений, и плоскости планетных орбит приблизительно совпадают с плоскостью солнечного экватора.

Были предложены гипотезы совместного происхождения Солнца и протопланетного облака. Такие гипотезы объясняют происхождение Солнца (как и других звезд) сжатием туманностей под действием силы притяжения и образованием при сжатии протопланетного газово-пылевого облака, оставшегося за пределами центрального сгущения. Физико-механические причины сжатия и отделения облака были весьма сложными и по разному толкуются в отдельных гипотезах. Не исключено и некоторое значение гипотезы ротационной неустойчивости, впервые выдвинутой еще Лапласом. Сущность ее состоит в том, что при сжатии вещества протосолнца центробежная сила на экваторе уравновесила притяжение и часть вещества отделилась и образовала протопланетное облако. По-разному объясняется распределение момента количества движения между Солнцем и планетами. Перспективна идея торможения вращения Солнца путем передачи с помощью магнитного поля момента количества движения частично ионизированному околосолнечному облаку после его отделения от протосолнца.

Первоначально газ и пыль были почти равномерно перемешаны по всему облаку. Пылинки, хаотические скорости которых гасились трением о газ и взаимными столкновениями, должны были приближаться к центральной плоскости облака, образуя тонкий диск с повышенной плотностью вещества. Уменьшение толщины диска довело его плотность до такой стадии, когда становится возможным распад диска на отдельные сгущения, в которых внутренние гравитационные силы больше, чем приливные силы Солнца, стремящиеся разрушить сгущение. В дальнейшем пылевые сгущения уплотнились и, сливаясь друг с другом, превратились в планеты астероидных размеров.

Сливаясь друг с другом и вычерпывая окружающее рассеянное вещество, планеты росли. В зоне каждой планеты образовалось множество крупных тел, одно из которых обогнало остальные в процессе роста и, поглотив их, превратилось в современную планету. Аккумуляция основной массы Земли, как показывают расчеты, должна была продолжаться 100—200 млн. лет. Позднее Земля стала расти медленнее за счет выпадения вещества на ее поверхность, которое продолжается и сейчас. Со времени образования Земли как планеты, по оценке геофизиков на основании радиологического и других методов, прошло примерно 5 млрд. лет.

По другим взглядам первоначальные планеты были телами звездной природы с высокой температурой. Сразу же после образования они стали быстро охлаждаться, так как их массы были меньше того предела, когда поддерживаются термоядерные реакции. При охлаждении происходила потеря легких элементов, возникли сложные молекулярные соединения и твердые оболочки.

Таким образом, Земля представляла собой первоначально холодное или охлажденное тело. Далее происходит нагревание Земли за счет радиоактивного распада, приливного трения и гравитационной дифференциации вещества. В результате гравитационной дифференциации образовались основные слои Земли — кора, мантия и ядро, и выделились атмосфера и гидросфера. Вертикальные и горизонтальные перемещения вещества Земли происходят непрерывно, что нарушает гравитационное равновесие и является причиной неустойчивости земной поверхности.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.