Откуда взялась вода на планете земля

Горячее происхождение Земли

Наша планета когда-то была раскаленным телом. В результате остывания появилась литосфера.

Каждая из них выплеснула в космос большое количество сырья для новых миров.

В результате реакции двух химических элементов появилась парообразная вода. Она выходила из трещин в планете и заполняла собой пространство. Охлаждаясь, пар образовывал облака. Когда температура во вновь рожденной атмосфере снизилась, содержащийся в облаках пар превратился в жидкую воду, пошли дожди.

Ливни шли несколько тысячелетий, заполнив все выемки на земной тверди и образовав протоокеан.

Считается, что некогда Земля была расплавленным огненным шаром, который, излучая тепло в пространство, постепенно остывал. Появилась первородная кора, возникли химические соединения элементов и среди них соединение водорода с кислородом, или, проще говоря, вода. Credit: историиземли.рф/in-space.

«Земля — планета Солнечной системы»

Земля — планета Солнечной системы. Земля — одно из небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца. Солнце — это звезда, пылающий шар, вокруг которого вращаются планеты. Они вместе с Солнцем, своими спутниками, множеством малых планет (астероидов), комет и метеорной пыли составляют Солнечную систему. Наша галактика — Млечный путь, его диаметр равен примерно 100 тыс. световых лет (столько времени будет идти свет до последней точки данного пространства).

Земля — третья по счету из восьми планет, она имеет диаметр около 13 тыс. км. Она находится на расстоянии 150 млн км от Солнца (третья от Солнца). Земля вместе с Венерой, Марсом и Меркурием входит во внутреннюю (земную) группу планет. Один оборот вокруг Солнца Земля совершает за 365 суток 5 часов 48 минут, или за один год. Путь Земли вокруг Солнца (орбита Земли) близок по форме к окружности.

Земля, как и другие планеты, шарообразна. В результате вращения вокруг своей оси она слабо приплюснута у полюсов. Из-за неоднородного строения недр Земли и неоднородного распределения масс форма Земли отклоняется от правильной формы эллипсоида вращения. Истинная геометрическая фигура Земли получила название геоид (землеподобный). Геоид – фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести. Фигуры сфероида и геоида не совпадают. Различия наблюдаются в пределах 50—150 м.

Вращение Земли.

Одновременно с движением вокруг Солнца Земля вращается вокруг своей оси, поворачиваясь к Солнцу то одним полушарием, то другим. Период вращения равен примерно 24 часам, или одним суткам. Земная ось — это воображаемая прямая, проходящая через центр Земли. Ось пересекает поверхность Земли в двух точках: Северном и Южном полюсах. На равных расстояниях от географических полюсов проходит экватор — воображаемая линия, которая делит Землю на два равных полушария: Северное и Южное.

Воображаемая ось, вокруг которой вращается Земля, наклонена к плоскости орбиты, по которой Земля вращается вокруг Солнца. Из-за этого в разное время года Земля повернута к Солнцу то одним полюсом, то другим. Когда к Солнцу обращена область вокруг Северного полюса, то в Северном полушарии (в котором мы живем) лето, а в Южном — зима. Когда к Солнцу обращена область вокруг Южного полюса, то наоборот: в Южном полушарии — лето, а в Северном — зима.

Таким образом, из-за вращения Земли вокруг Солнца, а также из-за наклона земной оси на нашей планете сменяются времена года. Кроме того, разные части Земли получают от Солнца разное количество тепла, это определяет существование тепловых поясов: жаркого тропического, умеренных и холодных полярных.

Земля обладает невидимым магнитным полем. Наличие этого поля заставляет стрелку компаса всегда показывать на север. Земля имеет единственный естественный спутник — Луну (на расстоянии 384 400 км от Земли). Луна вращается вокруг Земли. Она отражает солнечный свет, поэтому нам кажется, что она светится.

От притяжения Луны на Земле бывают приливы и отливы. Они особенно заметны на побережье открытого океана. Лунное притяжение так велико, что поверхность океана выгибается навстречу нашему спутнику. Луна движется вокруг Земли, и за ней бежит по океану приливная волна. Когда она достигает берега, происходит прилив. Через некоторое время вода отходит от берега вслед за Луной.

Таблица «Земля — планета Солнечной системы».

Следующая тема: Движение Земли. Годовое обращение

Газы, вода и ток

Стэнли Миллер и Гарольд Юри в 1953 году провели интересный эксперимент. Они заполнили пробирки смесью метана, монооксида углерода, углерода и аммиака, а также добавили туда воды. Этот «первичный бульон» имитировал атмосферу Земли 4 млрд лет назад.

Затем через пробирки пропустили электрический ток. Он имитировал удары молнии.

В процессе взаимодействия химических веществ ученые получили пять основных аминокислот. Из этих блоков созданы все белки на планете.

В 2008 году другие исследователи проанализировали выводы Миллера и Юри и установили, что ученые полвека назад получили не пять аминокислот, а 22. Просто не все аминокислоты тогда удалось идентифицировать.

Большинство специалистов, проанализировав новую информацию, решили, что в результате удачной комбинации этих аминокислот появились РНК, ДНК и белки. Они стали новой ступенью формирования жизни.

Но часть ученых считает иначе. Так, Ричард Вульфенден и Чарльз Картер из Университета Северной Каролины заявили, что из 22 аминокислот были сначала созданы белковые ферменты. Они стали базой для РНК. А РНК, как универсальная молекула с возможностью самокопирования, обеспечила появление всего живого на планете.

Вульфенден доказал, что аминокислоты могли самостоятельно обеспечивать появление белков-ферментов, которые ускоряют химические реакции в организме. Картер установил, что белки могут распознавать транспортные рибонуклеиновые кислоты, чтобы обеспечивать их соответствие участкам генетического кода. В результате белки позволяют правильно передавать информацию из поколения в поколение.

Земная Луна — объяснение для детей

Дети не должны забывать, что у Земли есть верный спутник — Луна. В ширину достигает 3474 км (примерно четверть земного диаметра). Наша планета располагает всего одним спутником, хотя у Венеры и Меркурия их вообще нет, а у некоторых есть два и более.

Луна сформировалась после того, как в Землю врезался гигантский объект. Оторванные обломки и стали составным материалом Луны. Ученые считают, что объект был примерно размером с Марс.

Луна

Пока известно, что Земля – единственная планета во Вселенной, населенная жизнью. Насчитывают несколько миллионов известных видов от самого глубокого океанского дна до наивысших уровней атмосферы. Но исследователи говорят, что еще не все обнаружено (примерно 5-100 миллионов, из которых нашли лишь около 2 миллионов).

Ученые подозревают, что есть и другие обитаемые планеты. Среди них рассматривают спутник Сатурна Титан или Европу Юпитера. Пока исследователи все еще разбираются в процессах эволюции и кажется, что у Марса есть все шансы на наличие организмов. Некоторые думают, что именно из марсианских метеоритов, упавших на Землю, и зародилась наша жизнь.

Важно напомнить детям, что наша планета считается самой изученной, потому что исследование Земли ведется от первобытных племен до сегодня. Множество интересных наук предлагают характеристику планеты со всех сторон

География Земли раскрывает страны, геология изучает состав и движение плит, а биология рассматривает живые организмы. Чтобы ребенку было интереснее исследовать Землю, используйте печатные или Гугл карты, а также наши онлайн телескопы. Не забывайте, что планета Земля — уникальная система и пока единственный мир с жизнью. Поэтому ее нужно не только всесторонне изучать, но и оберегать.

Планеты

Формирование и эволюция Земли — объяснение для детей

Объяснение для детей останется неполным, если описание Земли обойдет предысторию. Исследователи полагают, что Земля сформировалась вместе с Солнцем и другими планетами 4.6 миллиардов лет назад. Тогда Солнечная система воссоединилась с огромнейшим газовым и пыльным облаком – солнечной туманностью. Сила тяжести постепенно разрушала ее, придавая больше скорости и форму диска. Большая часть материала притянулась в центр и начала формировать Солнце.

Другие частицы сталкивались и соединялись, образуя более крупные тела. Солнечный ветер обладал такой силой, что ему удалось сместить более легкие элементы (водород и гелий) из самых отдаленных миров. Именно поэтому Земля и другие планеты стали скалистыми.

В ранней истории планета Земля для детей способна показаться безжизненным куском скалы. Радиоактивные материалы и растущее из глубины давление давали достаточно тепла, чтобы расплавить внутреннее пространство. Из-за этого некоторые химикаты выплеснулись наружу, образовывая воду, а другие стали атмосферными газами. По последним данным, кора и океаны могли появиться через 200 миллионов лет после формирования планеты.

Дети должны знать, что земную историю делят на 4 эона: хадейский, архейский, протерозойский и фанерозойский. Первые три заняли почти 4 миллиарда лет и вместе называются докембрийскими. Доказательства наличия жизни обнаружили в архее около 3.8 миллиарда лет назад. Но жизнь не отличалась богатством до фанерозоя.

Период фанерозоя делится на 3 эпохи: палеозой, мезозой и кайнозой. Первая продемонстрировала появление многих разновидностей животных и растений в морях и на суше. Мезозой предоставил динозавров, а вот кайнозой – это буквально наша эпоха (млекопитающие).

Гипотетический вид планеты 3 миллиарда лет назад

Большинство окаменелостей из палеозоя – беспозвоночные животные (кораллы, трилобиты и моллюски). Окаменелости рыбы датировались возрастом в 450 миллионов лет, а земноводных – 380 миллионов лет. Огромные леса, болота и ранние рептилии заселили Землю 300 миллионов лет назад.

Мезозой стал периодом жизни динозавров. Хотя окаменелости млекопитающих также имели возраст в 200 миллионов лет. В этот период власть захватили цветущее растения (и продолжают удерживать ее сегодня).

Кайнозой стартовал около 65 миллионов лет назад, когда вымерли динозавры (ученые приписывают эту заслугу космическому воздействию). Млекопитающим удалось выжить, и они стали главными существами на планете.

Гипотезы возникновения Земли

Это очень непростой вопрос. Нельзя посмотреть в прошлое и увидеть как все начиналось и как все это начало зарождаться. Первые гипотезы возникновения планеты Земля стали появляться в XVII в., когда люди накопили уже достаточное количество знаний о космосе, нашей планете и самой солнечной системы. Сейчас мы придерживаемся возможных двух гипотез возникновения Земли: Научное – Земля сформировалась из пыли и газы. Затем Земля была опасным местом для жизни после долгих лет эволюции поверхность планеты Земля стала пригодной для нашей жизни: атмосфера Земли, пригодная для дыхания, твердая поверхность, времена года на Земле и много дрегое. И Религиозное – Бог создал Землю за 7 дней и поселил здесь все разнообразие животных и растений. Но в то время знаний было не достаточно чтобы отсеять все остальные гипотезы и тогда их было значительно больше:

Жорж Луи Леклерк Бюффон. (1707–1788)

Он сделал предположение в которое сейчас бы никто не поверил. Он предположил, что Земля могла образоваться из куска Солнца, который был оторван некой кометой попавшей в нашу звезду.

Но эта теория была опровергнута. Эдмунд Галлей – английский астроном заметил что нашу Солнечную систему посещает одна и та же комета с интервалом в несколько десятков лет. Галлею даже удалось прогнозировать следующее появление кометы. Он так же установил, что комета с каждым разом немного меняет свою орбиту, а значит не имеет значительной массы чтобы оторвать “кусок” от Солнца.

Иммануил Кант. (1724–1804)

Наша Земля и вся Солнечная система были образованы  из холодного и сжимающегося пылевого облака

Кант написал анонимную книгу где описал свои гипотезы возникновения планеты, но она не привлекала внимание ученых. Ученые к этому времени рассматривали более популярную гипотезу, которую выдвинул Пьер Лаплас – французский математик

Пьер-Симо́н Лапла́с (1749–1827)

Лаплас предположил, что Солнечная система была образована из постоянно вращающегося газового облака раскаленного до огромной температуры. Эта теория очень похожа на нынешнюю научную теорию.

Джеймс Джинс (1877–1946)

Некое космическое тело, а именно звезда, проходила слишком близко от нашего Солнца. Солнечное притяжение вырвала некоторую массу из этой звезды, образовав рукав раскаленного вещества, которое со временем и образовало все наши 9 планет. Джинс рассказывал о своей гипотезе так убедительно, что за короткое время она завоевала разум людей и они считали, что это единственное возможное возникновение планеты.

Итак, мы рассмотрели самые известные гипотезы возникновения Земли, они были очень необычны и разнообразны. В наше время таких людей не стали бы даже и слушать, потому что мы сейчас обладаем куда большими знаниями о нашей Солнечной системе и о Земле, чем тогда знал человек. Поэтому гипотезы возникновения Земли были основаны лишь на воображении ученых. Сейчас мы можем наблюдать за планетой со спутника и проводить различные изучения и эксперименты, но это так и не дало нам окончательного ответа о том, как и из чего точно возникла наша планета.

Взрыв вселенского масштаба

Ранние теории происхождения Вселенной

Ученые выдвигали разные гипотезы, объясняющие рождение Земли. В 18 веке французы утверждали, что причиной оказалась космическая катастрофа в результате столкновения Солнца с кометой. Англичане уверяли, что пролетающий мимо светила астероид отсек его часть, из которой в последствии появился целый ряд небесных тел.

Немецкие умы продвинулись дальше. Прототипом образования планет Солнечной системы они считали холодное пылевое облако невероятных размеров. Позже решили, что пыль была раскаленной. Ясно одно: образование Земли неразрывно связано с формированием всех планет и звезд, входящих в состав системы Солнца.

Большой Взрыв

Сегодня астрономы и физики единодушны во мнении, что Вселенная образовалась после Большого Взрыва. Миллиарды лет назад гигантский огненный шар разлетелся на куски в космическом пространстве. Это вызвало гигантский выброс материи, частички которой обладали колоссальной энергией.

Именно мощность последней мешала элементам создать атомы, заставляя отталкиваться друг от друга. Этому способствовала и высокая температура (примерно в миллиард градусов). Но через миллион лет пространство остыло приблизительно до отметки 4000º. С этого момента началось притяжение и образование атомов легких газообразных веществ (водорода и гелия).

Со временем они сгруппировались в скопления, называемыми туманностями. Такими были прототипы будущих небесных тел. Постепенно частицы внутри вращались все быстрее, наращивая температуру и энергию, заставляя туманность сжиматься. Достигнув критической точки, в определенный момент запустилась термоядерная реакция, способствующая формированию ядра. Так родилось яркое Солнце.

Строение

Недра Земли можно делить на слои по их механическим (в частности реологическим) или химическим свойствам. По механическим свойствам выделяют литосферу, астеносферу, мезосферу, внешнее ядро и внутреннее ядро. По химическим свойствам Землю можно разделить на земную кору, верхнюю мантию, нижнюю мантию, внешнее ядро и внутреннее ядро.

Схематическое изображение внутреннего строения Земли: 1 — континентальная кора; 2 — океаническая кора; 3 — верхняя мантия; 4 — нижняя мантия; 5 — внешнее ядро; 6 — внутреннее ядро; А — поверхность Мохоровичича; B — граница Гутенберга; C — разрыв Леманн-Буллен

Геологические слои Земли находятся на следующих глубинах под поверхностью[нет в источнике]:

Глубина	Слой
Километры	Мили
0—60	0—37	Литосфера (глубина разнится от 5 до 200 км)
0—35	0—22	Кора (глубина разнится от 5 до 70 км)
35—60	22—37	Верхняя часть мантии
35—2890	22—1790	Мантия
100—200	62—125	Астеносфера
35—660	22—410	Верхняя мезосфера (верхняя мантия)
660—2890	410—1790	Нижняя мезосфера (нижняя мантия)
2890—5150	1790—3160	Внешнее ядро
5150—6371	3160—3954	Внутреннее ядро

Слои Земли были определены косвенно с помощью измерения времени распространения преломлённых и отражённых сейсмических волн, созданных землетрясениями. Ядро не пропускает поперечные волны, а скорость распространения волн отличается в разных слоях. Изменения в скорости сейсмических волн между различными слоями вызывает их преломление благодаря закону Снелла.

Ядро

Основная статья: Ядро Земли

Средняя плотность Земли 5515 кг/м3. Поскольку средняя плотность вещества поверхности составляет всего лишь около 3000 кг/м3, мы должны заключить, что плотные вещества существуют в ядре Земли. Ещё одно доказательство высокой плотности ядра основано на сейсмологических данных. Следует учитывать и уплотнение вещества давлением. Имеются данные лабораторных исследований с выводом об изменения плотности веществ более плотной упаковкой атомов, например, железо уже при 1 млн атмосфер уплотняется примерно на 30%. «…Плотность верхней мантии начиная от значения 3,2 г/см3 на поверхности постепенно возрастает с глубиной вследствие сжатия её вещества… …В нижней мантии существенных перестроек в кристаллическом строении вещества больше не происходит, поскольку все окислы в этой геосфере уже находятся в состоянии предельно плотной упаковки атомов и сжатие мантийного вещества происходит только благодаря сжатию самих атомов.»

Сейсмические измерения показывают, что ядро делится на две части — твёрдое внутреннее ядро радиусом ~1220 км и жидкое внешнее ядро радиусом ~3400 км.

Мантия

Основная статья: Мантия Земли

Мантия Земли простирается до глубины 2890 км, что делает её самым толстым слоем Земли. Давление в нижней мантии составляет около 140 ГПа (1,4·106атм). Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием по отношению к вышележащей коре. Высокие температуры в мантии делают силикатный материал достаточно пластичным, чтобы могла существовать конвекция вещества в мантии, выходящего на поверхность через разломы в тектонических плитах. Плавление и вязкость вещества зависят от давления и химических изменений в мантии. Вязкость мантии разнится от 1021 до 1024Па·с в зависимости от глубины. Для сравнения, вязкость воды составляет около 10−3 Па·с, а песка — 107 Па·с.

Кора

Основная статья: Земная кора

Толщина земной коры разнится от 5 до 70 км в глубину от поверхности. Самые тонкие части океанической коры, которые лежат в основе океанических бассейнов (5—10 км), состоят из плотной (мафической (англ.)) железо-магниевой силикатной породы, такой как базальт.

Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы.

Современные представления о возникновении Солнечной системы

Предполагается, что раньше на месте нашей планетной системы существовала огромная звезда Коатликуэ, имевшая массу в 30 раз больше современной солнечной массы. Коатликуэ взорвалась и образовала огромное молекулярное облако. Примерно 4,6 млрд лет назад из него стало формироваться Солнце. Начало этого процесса вызвало явление гравитационного коллапса – быстрого сжатия вещества вследствие действия его собственной силы тяжести.

Что же вызвало подобный гравитационный коллапс? Дело в том, что произошло уплотнение вещества в одной из частей облака. Причиной этого уплотнения мог стать пролет крупного небесного тела, ударная волна от взрыва звезды или просто случайные колебания частиц облака. В любом случае возникшее уплотнение стало притягивать к себе всё больше и больше других частиц. Возник эффект, который в науке называют «положительной обратной связью»: рост массы вещества в районе уплотнения увеличивал силу его тяжести, что в свою очередь увеличивало приток нового вещества и приводило к росту массы материи в центре.

Из-за сжатия облако, имевшее небольшое начальное вращение, увеличивало свою угловую скорость. Таким образом работал закон сохранения углового момента. Одновременно с этим из-за увеличения плотности материи в центре облака температура там начинала возрастать. В какой-то момент она достигла значений в миллионы градусов, что привело к запуску термоядерной реакции. Этот момент можно считать временем рождения Солнца.

В оставшейся части облака уже возникли другие уплотнения, которые в будущем образовали протопланеты. На момент рождения Солнца их насчитывалось порядка 50-100 этих образований. Они продолжали сталкиваться друг с другом и соединяться, но иногда столкновения приводили к образованию спутников. Считается, что Луна образовалась в результате столкновения протопланеты Тея и Земли примерно 4,533 млрд лет назад. Удар прошел по касательной, а потому наша планета стала вращаться вокруг своей оси.

В начале XXI века среди ученых возобладало мнение, что планеты не сразу заняли положение на своих современных орбитах. 4,5 млрд лет назад они находились значительно ближе к Солнцу, чем сейчас. Теоретически в районе пояса астероидов могла образоваться ещё одна планета, однако этого не произошло из-за формирования Юпитера. Этот гигант обладает огромной массой, поэтому он стал выкидывать из тела из пояса астероидов. Некоторые из астероидов попали во внутреннюю Солнечную систему и бомбардировали уже сформировавшиеся там планеты.

За счет этих бомбардировок на Земле появилась вода. Дело в том, что ее молекулы слишком легкие, и поэтому они не могли появиться на нашей планете на начальной стадии ее формирования. Однако при падении на нее астероидов из отдаленных и более холодных районов Солнечной системы.

В начальный период своего возникновения Земля была сильно разогрета. Однако после прекращения эпохи бомбардировок начался процесс ее остывания. Изначально поверхность планеты была жидкой, и более легкие элементы всплывали в верхние слои, а более твердые опускались глубже. Со временем из-за остывания Земли образовалась твердая земная кора, однако под ней до сих пор находится жидкая мантия. Опустившиеся вглубь металлы образовали металлическое ядро, которое сегодня создает магнитное поле планеты. Этот процесс занял 10 миллионов лет. Атмосфера Земли образовалась в результате высокой вулканической активности. Газы вырывались из недр земли наружу, однако из-за силы тяжести планеты не могли покинуть ее.

Гипотеза «Расширяющейся Земли»

В начале семидесятых, когда заговорили о конечности запасов нефти, начались поиски иных энергоносителей, чем нефть, газ и каменный уголь. Было сделано удивительное открытие: в одном объёме металлического расплава может растворяться свыше тысячи объёмов водорода! Такой твёрдый раствор называется металлогидрид. Вот только реализовать подобный аккумулятор крайне сложно и затратно

Хотя сжигание водорода в кислороде с получением воды – очень заманчивая идея получения экологически чистой энергии! Однако советский учёный Владимир Николаевич Ларин обратил внимание на этот факт. В научных кругах общепризнанно, что земное ядро состоит, подобно метеоритному веществу, из сплава металлов и наличие в нём большого количества растворённого водорода вполне может сильно увеличить массу земного ядра против расчётной

Владимир Николаевич Ларин — советский и российский геолог, доктор геолого-минералогических наук. Автор одной из разновидностей геологической гипотезы «Расширяющейся Земли», известной как «Гипотеза изначально гидридной Земли».

Но возникает очевидный вопрос: на каком основании предполагается присутствие водорода в земном ядре?

Наукой установлено, что Вселенная на 90% состоит из водорода, на 10% из гелия и лишь 0,1% приходится на долю остальных химических элементов. То есть на Земле совершенно недостаточно водорода по вселенским меркам! Вот В.Ларин вполне обоснованно и предположил, что в земном ядре растворено колоссальное количество водорода и это обстоятельство значительно увеличивает плотность земного ядра. Именно поэтому более плотное вещество земного ядра занимало в доисторические времена намного меньший объём.

По разным оценкам, от 500 до 250 млн лет назад, водород начал выделяться из земного ядра. Учёным известно, что химическая активность водорода, как восстановителя, выше, чем кислорода, как окислителя. Поэтому водород, «продувая» недра, отнимал у оксидов земной коры кислород и образовывал воду и этот процесс продолжается до сих пор.

Человек исследует Землю

Греческое слово «гея», давшее название науке о Земле — географии, было именем богини земли Геи, супруги Неба Урана: греки считали Землю живым существом. Подобные представления мы обнаружим у всех древних народов — и у египтян, и у американских индейцев. Однако достаточно рано люди стали задаваться вопросами, какова форма Земли, как она появилась и каково ее место в огромном мире.

• Плавания к «Индиям»
• Покорение полюсов
• Одетая в ледяной панцирь Антарктида
• Покорение Арктики
• Исследование благодатной земли Австралии
• Кто открыл Америку?
• Вглубь африканского континента
• Изучение Мирового океана

Атмосфера Земли

Одним из необходимых условий для существования жизни на Земле без сомнения является ее атмосфера. Она состоит из примерно 78% азота (N2), 21% кислорода (О2) и 1% аргона. Также в составе есть совсем незначительное количество двуокиси углерода (CO2) и других газов. Примечательно, что азот и кислород необходимы для создания дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и производства биологической энергии, без которой невозможно существования жизни. Кроме того, кислород присутствующий в озоновом слое атмосферы, защищает поверхность планеты и поглощает вредное солнечное излучение.

Любопытно то, что Значительное количество кислорода, присутствующего в атмосфере, создается на Земле. Образуется он в качестве побочного продукта фотосинтеза, когда растения превращают углекислый газ из атмосферы в кислород. По существу, это означает, что без растений количество углекислого газа в атмосфере было бы гораздо выше, а уровень кислорода значительно ниже. С одной стороны, если уровень углекислого газа повысится, вполне вероятно, что Земля будет страдать от парникового эффекта как на Венере. С другой стороны, если процентное содержание углекислого газа станет даже немного ниже, то уменьшение парникового эффекта привело бы резкому похолоданию. Таким образом, текущий уровень углекислого газа способствует идеальному диапазону комфортных температур от -88 °С до 58 °С.

Этапы формирования

Разберем основные тезисы небулярной гипотезы возникновения Солнечной системы. Вначале рождается центральная звезда. Она формируется из огромного облака холодного водорода. В определенным момент водородная масса начинает быстро сжиматься под действием гравитационных сил, т.е. коллапсировать. От нее отделяются фрагменты, которые также подвергаются гравитационному коллапсу и сжимаются до размеров звезд. Эти части облака зовутся протозвездными туманностями.

Образование Солнца

Туманность начинает
постепенно притягивать к себе огромные массы межзвездной пыли и газа, за счет
чего начинается ее орбитальное движение. В центральной части данной области газ
начинает сжиматься, образуя раскаленное ядро звезды. Постепенно коллапс
туманности проходит и ускоряется вращательный момент протозвезды. Газ и пыль
вокруг нее приобретают значительное ускорение.

После набором протозвезды достаточной массы путем приращения газа и материи, запускается процесс термоядерных реакций в ее ядре. Для этого масса протозвезды должна быть в 80 раз больше массы Юпитера. С момента формирования туманности до запуска в протозвезде термоядерных реакций проходит в среднем 100000 лет.

Новая звезда еще очень
мала – она находится в стадии коричневого карлика. Она продолжает аккрецировать
материю из туманности и постепенно в течение нескольких сотен миллионов лет
превращается в звезду солнцеподобного типа.

После того, как
значительная часть массы протозвездной туманности сформировало звезду, вокруг
нее образуется протопланетный диск. Постепенно молодая звезда и окружающее ее
пространство остывает, что приводит к конденсации летучих веществ. Формируются
пылевые частички, начинающие слипаться между собой.  Так постепенно образуются планетазимали –
«кирпичики» диаметром не более 1 км, из которых строятся планеты.

Формирование планет
внутренней группы

Планеты внутренней группы  сформировались в тех областях протопланетного диска, где температура слишком высока для существования частиц льда и газа в диком состоянии. Поэтому эти объекты построены преимущественно из термоустойчивых горных пород. Планетазимали вначале быстро приращивают массу, достигая диаметра более километра. Далее крупные фрагменты притягивают к себе более мелкие, пока запас планетазималей в диске не окажется полностью исчерпан. Наступает стадия окончательного формирования Солнечной системы и приобретения ее телами определенной орбиты. Весь процесс возникновения планеты внутренней группы занял  от 10 до 100 миллионов лет.

Возникновение газовых гигантов

Формирование газовых
гигантов более сложный процесс. До момента образования крупных планетазималей
их развитие подобно планетам земного типа. Но в их составе содержатся частицы
льда, и они наращивают свою массу путем аккреции газа из протопланетного диска.
Это возможно, т.к. во внешней области будущей звездной системы температуры
относительно невысоки. Процесс сбора газа занимает несколько миллионов лет до
истощения газовых запасов диска. Формирование газовых гигантов оказывает
значительное влияние на количество твердотельных планет внутри системы. Чем
раньше началось образование газовых планет, тем меньше строительного материала
останется на формирование землеподобных тел.

Одной из заключительных стадий эволюции Солнечной системы стало образование главного пояса астероидов. Считается, что он образован из «строительного материала», оставшегося после формирования основных планет. Возникновение же спутников у планет могло идти тремя основными путями:

• захват независимых тел гравитацией планеты;
• выброс на орбиту фрагмента планеты после ее столкновения с крупным объектом;
• совместная аккреция с «хозяином» из одного протопланетного диска.

Марс

Достижения в области телескопов, которые пришли позже, позволили взглянуть на планету по-новому. Астрономы смогли измерить температуру планеты, определить ее атмосферное содержание и массу. На протяжении 1960-х годов, Советский Союз пытался отправить восемь зондов к Марсу, но ни разу так и не достиг успеха, хотя в 1970-х годах на Марс успешно прибыли орбитальные аппараты. NASA безуспешно попыталась отправить к Марсу Mariner 3, а вот Mariner 4, запущенный в 1964 году, успешно облетел планету и показал, что она мертва. И все же, вслед за этими разведчиками, миссии «Викингов» стали настоящим первым вторжением: 20 июля 1976 года зонд приземлился на Красную планету для проведения беспрецедентной миссии, которая продлилась до 1982 года. Вскоре за ним последовал «Викинг-2», приземлившийся на Марс в сентябре 1976 года и проработавший до 1980.

Несмотря на успех миссии, только в 1997 году на Марс был выгружен первый передвижной ровер в рамках миссии Mars Pathfinder. Последовавшая за ним миссия Mars Climate Orbiter провалилась из-за человеческой ошибки, а еще несколько марсианских зондов просто не долетели. В 2004 году NASA запустила марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити», которые оказались не в пример успешными. В 2012 году на смену этим роверам прибыл «Кьюриосити», который до сих пор работает.

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.

Процесс извержения вулкана

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.

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.