Большой Взрыв 1 января

Образование Галактик 10 января

Образование Солнечной системы 9 сентября

Образование Земли 14 сентября

Возникновение жизни 25 сентября

Океанский планктон 18 декабря

Первые рыбы 19 декабря

Первые динозавры 24 декабря

Первые млекопитающие 26 декабря

Первые птицы 27 декабря

Первые приматы 29 декабря

Первые гоминиды 30 декабря

Первые люди 31 декабря, в 22 часа 30 мин.

1.6. Земля – планета солнечной системы

Земля самая большая планета земной группы планет Солнечной системы. Она образовалась 4,6 млрд. лет назад. Ее масса 5,98·10²⁴ кг, диаметр 12756 км, плотность 5510 кг/м³. Средняя скорость ее движения по орбите 29,765 км/с. Период обращения вокруг Солнца составляет 365,24 суток. Наклон земной оси к плоскости эклептики 66⁰33^!22^!!. Период вращения вокруг своей оси 23 часа 56 мин 4,1 секунды. Земля имеет форму близкую к эллипсоиду, она сплющена у полюсов и растянута в экваториальной зоне, ее называют геоид.

В Солнечной системе нет другой планеты, на которой мог бы выжить человек. Необходимым условием для жизни белковых тел является наличие атмосферы, которая бы позволила живым существам дышать и защищала бы планету от смертоносной коротковолновой радиации, приходящей из космоса. Положение Земли в Солнечной системе, ее размер, плотная масса явились причиной образования у нее атмосферы особого типа, единственной в своем роде, поэтому Земле такая радиация не угрожает, поскольку она поглощается в верхнем слое атмосферы озоновым поясом.

В создании атмосферы огромную роль играет масса Земли. Будь она больше, Земля, как Юпитер и Сатурн, удерживала бы часть первоначального водорода, и атмосфера ее была бы другой. Меньшая масса способствовала бы тому, что улетучились бы не только водород, но и все другие газы. Атмосфера Земли отличается низким содержанием углекислого газа и высоким содержанием молекулярного кислорода. Два фактора позволяют формировать такую атмосферу: вода океанов и морей хорошо поглощает углекислый газ, а биосфера насыщает атмосферу молекулярным кислородом, образующимся в процессе фотосинтеза.

Определенное расстояние Земли от Солнца позволяет создать ту температуру, что необходима для существования белковых тел. Ближайшие соседи Земли уже не могут поддерживать подобную температуру: на Марсе, который расположен дальше от Солнца, чем Земля, отмечены очень холодные ночи, а на Венере, расположенной ближе к Солнцу, зарегистрирована температура +485 ⁰С.

На Земле активно протекают тектонические процессы, что считают признаком жизнедеятельности планеты, ее развития, так как именно при землетрясениях и извержении вулканов происходит активный обмен веществом и энергией между недрами и поверхностью планеты, в ходе которого формируются и поддерживаются атмосфера, гидросфера и господствующие типы рельефа поверхности. Рельеф земной поверхности в целом характеризуется глобальной асимметрией двух полушарий – северного и южного. Одно из них представляет собой гигантское пространство, заполненное водой – океаны. В другом полушарии сосредоточены поднятия коры, образующие континенты.

Современный, знакомый нам сложившийся рельеф нашей планеты не всегда был таким. Палеомагнитные исследования (данные об остаточной намагниченности пород различного возраста с различных континентов) свидетельствуют о том, что в ходе геологической истории Земли континенты испытывали значительные смещения относительно магнитных полюсов и расположение континентов существенно менялось. Полагают, что 600 млн. лет назад на Земле было несколько подвижных континентальных плит, весьма похожих на современные. Благодаря перемещению континентов произошло объединение их в единый суперконтинент, ориентированный в субмеридианном направлении, который был назван Пангея. Спустя 300-200 млн. лет Пангея начала распадаться на части, что привело сначала к образованию континентов Гондваны и Лавразии, а затем из них сформировались современные материки.

Современная наука о Земле, объясняющая динамику процессов в земной коре, строит свои знания, опираясь на теорию неомобилизма, то есть теорию дрейфа континентов, которая основывается на тектонике литосферных плит. Согласно этой теории считается, что верхний слой земной коры (литосфера) состоит примерно из пятнадцати жестких плит из них 6-7 являются крупными, которые могут сталкиваться, погружаться друг под друга и надвигаться одна на другую. Эти плиты плавают, медленно скользя и перемещаясь горизонтально, на горячем, пластичном слое мантии нашей планеты – астеносфере. Вместе с плитами могут перемещаться и континенты. Именно по этому механизму поверхность Земли приводится в состояние, близкое к гидростатическому равновесию.

Возникновение теории неомобилизма связано с открытием в 60-х годах ХХ столетия на дне Мирового океана цепи срединных горных хребтов, тянущихся на десятки тысяч километров. Рельеф океанического дна оказался отличным от континентального рельефа. Вдоль центральных частей срединно-океанических хребтов протянулись разломы, так называемые рифтовые зоны, через которые из мантии на поверхность в виде мощных потоков выходят свежие массы вещества. Они раздвигают кору, формируя ее в процессе непрерывного обновления. Однако, если новые участки поверхности наращиваются вдоль хребтов, а площадь поверхности Земли практически не изменилась за время ее существования, значит должны быть зоны уничтожения поверхности. Такие зоны существуют. Это зоны субдукции – глубоководные океанические желоба, где океаническая кора погружается под одну из островных дуг (например, Курильскую, Марианскую дугу) или под край континента (например, пластина земной коры с Японскими островами устойчиво мигрирует в сторону Китайской платформы и поддвигается под нее). Эти зоны характеризуются повышенной сейсмической и вулканической деятельностью. Таким образом, близ срединно-океанических хребтов литосферные плиты наращиваются за счет вещества, поднимающегося из недр, и расходятся в стороны. В глубоководных желобах одна плита поддвигается на другую и поглощается мантией. Там же, где плиты сталкиваются между собой, возникают складчатые сооружения. Расслоение недр Земли по плотности рождает своего рода течения в мантии. Эти течения и заставляют дрейфовать глобальные плиты с выступающими из Мирового океана континентами. Дно Мирового океана, считавшееся всегда нейтральным в геологическом отношении, оказалось живым, разделяющим жизнь материков.

По этой модели предполагается, что через несколько сот миллионов лет может возникнуть новый континент из Азии и Северной и Южной Америки. Атлантический океан будет при этом расширяться, а Тихий океан закроется из-за субдукции Восточно-Тихоокеанского спредингового центра.

Земля, в отличие от других планет Солнечной системы, имеет сильное магнитное поле, что связано с особенностями ее геологического строения. Благодаря зондированию недр Земли сейсмическими волнами удалось установить, что она имеет оболочечное строение и дифференцированный химический состав. Различают три главные концентрически расположенные области: кора, мантия и ядро. Ядро и мантия в свою очередь подразделяются на дополнительные оболочки, различающиеся физико-химическими свойствами. Каждая из оболочек Земли представляет собой открытую систему, обладающую определенной автономией и своими внутренними законами развития, но при этом они тесно взаимодействуют друг с другом.

Ядро занимает центральную область земного геоида и разделяется на две части. Внутреннее ядро находится в твердом состоянии на глубине 5120-6371 км, оно окружено внешним ядром, пребывающим в жидкой фазе, с глубинами 2920-4980 км. Между внутренним и внешним ядрами нет четкой границы, их разделяет переходная зона на глубинах 4980-5120 км. Предполагают, что внутреннее ядро состоит из железа (80%) и никеля (20%), что идентично составу железных метеоритов. Этот сплав при давлении земных недр должен иметь температуру порядка 4500 ⁰С. Внешнее же ядро содержит железо (52%) и жидкую смесь твердых веществ, образуемую железом и серой (48%). Температура плавления такой смеси оценивается примерно равной 3200 ⁰С.

С жидким состоянием внешнего ядра связывают представления о природе земного магнетизма, полагая, что магнитное поле Земли зарождается в глубинах планеты. Магнитное поле Земли изменчиво. Из года в год меняется положение магнитных полюсов. Убедительные эксперименты показали, что на протяжении последних 80 млн. лет имело место не только изменение напряженности поля, но и многократное систематическое перемагничивание, в результате которого северный и южный магнитные полюса Земли менялись местами. В периоды смены полюсов наступали моменты полного исчезновения магнитного поля. Предполагают, что причиной этого явления является масса жидкого ядра, перемещающаяся при вращении Земли вокруг своей оси.

Плотность и химический состав мантии, по данным сейсмических волн, резко отличается от соответствующих характеристик ядра. Мантию образуют различные силикаты — соединения, основу которых составляет кремний. Мантия имеет сложное строение, она подразделяется на верхнюю, среднюю и нижнюю части. На глубинах около 100-300 км выделяется слой астеносферы, в пределах которого формируются очаги глубокофокусных землетрясений. Глубина мантии достигает 1000-2700 км, а переходный слой между мантией и ядром лежит на глубине 2700-2920 км.

З емная кора – это верхний слой твердой оболочки Земли, отделенный от нижележащих слоев, так называемой, поверхностью Мохоровича (по фамилии сербского сейсмолога, открывшего ее в 1909 г.), при переходе к которой от мантии происходит изменение химического состава и скачкообразно изменяется скорость распространения упругих волн. Средняя мощность земной коры 35 км, под океанами она составляет около 6 км, а под материками достигает 60 км. Земная кора, образующая верхнюю часть литосферы, слагается в основном из восьми химических элементов: кислорода, кремния, алюминия, железа, кальция, магния, натрия, калия. Половина всей массы коры приходится на кислород, который содержится в ней в связанных состояниях, в основном в виде оксидов металлов. Геологические особенности коры определяются совместными действиями на нее атмосферы, гидросферы и биосферы – этих трех самых внешних оболочек планеты. Состав коры и внешних оболочек непрерывно обновляется. Так, благодаря выветриванию и сносу, вещество континентальной поверхности полностью обновляется за 80-100 млн. лет. Убыль вещества континентов восполняется вековыми поднятиями их из коры. Жизнедеятельность бактерий и животных сопровождается полной сменой содержащейся в атмосфере углекислоты за 6-7 лет, а кислорода – за 4000 лет. Вся масса воды гидросферы (1,4·10¹⁸ т) целиком обновляется за 10 млн. лет.

Самые верхние оболочки гидросфера и атмосфера возникли на ранней стадии формирования планеты и сыграли огромную роль в развитии жизни на Земле. Они отличаются по массе и химическому составу от других оболочек Земли.

По поводу возникновения атмосферы учёные выдвигают две гипотезы. Согласно первой гипотезе, атмосфера – газообразная выплавка первичного материала, когда-то покрывавшего расплавленную Землю. Большинство учёных придерживаются второй гипотезы, которая утверждает, что атмосфера является вторичным образованием, возникшим при освобождении газообразных химических элементов и соединений из расплавленного вещества.

Таблица 1.2.