Jautājums par Zemes, planētu un Saules sistēmas izcelsmi kopumā ir satraucis cilvēkus kopš seniem laikiem. Daudzu seno tautu vidū var izsekot mītiem par Zemes izcelsmi. Ķīniešiem, ēģiptiešiem, šumeriem, grieķiem bija savs priekšstats par pasaules veidošanos. Mūsu ēras sākumā viņu naivos priekšstatus nomainīja reliģiskas dogmas, kas necieta iebildumus. Viduslaiku Eiropā mēģinājumi meklēt patiesību dažkārt beidzās ar inkvizīcijas uguni. Pirmie zinātniskie problēmas skaidrojumi pieder tikai 18. gs. Pat tagad nav vienas hipotēzes par Zemes izcelsmi, kas dod vietu jauniem atklājumiem un pārtiku zinātkāram prātam.
Seno cilvēku mitoloģija
Cilvēks ir zinātkārs radījums. Kopš seniem laikiem cilvēki atšķīrās no dzīvniekiem ne tikai ar vēlmi izdzīvot skarbajā savvaļas pasaulē, bet arī ar mēģinājumu to izprast. Atzīstot dabas spēku totālo pārākumu pār sevi, cilvēki sāka dievināt notiekošos procesus. Visbiežāk pasaules radīšanas nopelni tiek pieskaitīti debess cilvēkiem.
Mīti par Zemes izcelsmi dažādās planētas daļās būtiski atšķīrās cits no cita. Saskaņā ar seno ēģiptiešu priekšstatiem viņa izšķīlās no svētas olas, ko dievs Khnums bija veidojis no parasta māla. Saskaņā ar uzskatiemsalu tautas, zemi no okeāna izzvejoja dievi.
Haosa teorija
Senie grieķi bija vistuvāk zinātniskajai teorijai. Saskaņā ar viņu koncepcijām Zeme radās no sākotnējā Haosa, kas bija piepildīta ar ūdens, zemes, uguns un gaisa maisījumu. Tas saskan ar Zemes rašanās teorijas zinātniskajiem postulātiem. Sprādzienbīstams elementu maisījums, kas rotēja haotiski, piepildot visu, kas pastāv. Bet kādā brīdī no sākotnējā Haosa zarnām piedzima Zeme - dieviete Gaja un viņas mūžīgais pavadonis Debesis, dievs Urāns. Kopā viņi piepildīja nedzīvus plašumus ar daudzveidīgu dzīvi.
Līdzīgs mīts ir izveidojies Ķīnā. Haoss Huntuns, kas piepildīts ar pieciem elementiem – koku, metālu, zemi, uguni un ūdeni – olas veidā riņķoja cauri bezgalīgajam Visumam, līdz tajā piedzima dievs Pan-Gu. Kad viņš pamodās, viņš ap sevi atrada tikai nedzīvu tumsu. Un šis fakts viņu ļoti apbēdināja. Apkopojot spēkus, Pan-Gu dievība salauza haosa olas čaumalu, atbrīvojot divus principus: Iņ un Jaņ. Smagais Iņ nolaidās, veidojot zemi, gaisma un vieglais Jaņs pacēlās augšup, veidojot debesis.
Zemes veidošanās klašu teorija
Planētu un jo īpaši Zemes izcelsmi mūsdienu zinātnieki ir pietiekami pētījuši. Taču ir vairāki fundamentāli jautājumi (piemēram, no kurienes nāca ūdens), kas izraisa asas diskusijas. Tāpēc Visuma zinātne attīstās, katrs jauns atklājums kļūst par ķieģeli Zemes rašanās hipotēzes pamatos.
Slavenais padomju zinātnieks Otto Julijevičs Šmits, kas vairāk pazīstams ar polārpētniecību, visu sagrupējaizvirzīja hipotēzes un sagrupēja tās trīs klasēs. Pirmajā ietilpst teorijas, kuru pamatā ir Saules, planētu, pavadoņu un komētu veidošanās no viena materiāla (miglāja) postulāta. Šīs ir labi zināmās Voitkeviča, Laplasa, Kanta, Fesenkova hipotēzes, ko nesen pārskatīja Rudņiks, Sobotovičs un citi zinātnieki.
Otrā klase apvieno idejas, saskaņā ar kurām planētas veidojās tieši no Saules vielas. Šīs ir hipotēzes par Zemes izcelsmi, ko izvirzījuši zinātnieki Jeans, Jeffreys, Multon un Chamberlin, Buffon un citi.
Un, visbeidzot, trešajā klasē ietilpst teorijas, kas nesavieno Sauli un planētas ar kopīgu izcelsmi. Vispazīstamākais ir Šmita minējums. Pakavēsimies pie katras klases īpašībām.
Kanta hipotēze
1755. gadā vācu filozofs Kants īsi aprakstīja Zemes izcelsmi šādi: sākotnējais Visums sastāvēja no nekustīgām dažāda blīvuma putekļiem līdzīgām daļiņām. Smaguma spēki lika viņiem kustēties. Tie pielīp viens pie otra (akrecijas efekts), kas galu galā noved pie centrālā karstā ķekara - Saules - veidošanās. Turpmākās daļiņu sadursmes izraisīja Saules griešanos un līdz ar to arī putekļu mākoni.
Pēdējā pamazām veidojās atsevišķi matērijas recekļi - nākotnes planētu embriji, ap kuriem pēc līdzīgas shēmas veidojās pavadoņi. Šādi veidojusies Zeme savas pastāvēšanas sākumā šķita auksta.
Laplasa koncepcija
Franču astronoms un matemātiķis P. Laplass ierosināja nedaudz atšķirīguvariants, kas izskaidro planētas Zeme un citu planētu izcelsmi. Saules sistēma, pēc viņa domām, veidojusies no karsta gāzveida miglāja, kura centrā atradās daļiņu ķekars. Universālās gravitācijas ietekmē tas griezās un saruka. Turpinot dzesēšanu, miglāja griešanās ātrums pieauga, gar perifēriju no tā nolobījās gredzeni, kas sadalījās nākotnes planētu prototipos. Pēdējās sākotnējā stadijā bija karstas gāzes bumbiņas, kas pakāpeniski atdzisa un sacietēja.
Kanta un Laplasa hipotēžu trūkums
Kanta un Laplasa hipotēzes, kas izskaidro planētas Zeme izcelsmi, dominēja kosmogonijā līdz pat divdesmitā gadsimta sākumam. Un tie spēlēja progresīvu lomu, kalpojot par pamatu dabaszinātnēm, īpaši ģeoloģijai. Galvenais hipotēzes trūkums ir nespēja izskaidrot leņķiskā impulsa (MKR) sadalījumu Saules sistēmā.
MKR tiek definēts kā ķermeņa masas reizinājums ar attālumu no sistēmas centra un tās griešanās ātrumu. Patiešām, pamatojoties uz faktu, ka Saulei ir vairāk nekā 90% no sistēmas kopējās masas, tai ir jābūt arī augstam MCR. Patiesībā Saulei ir tikai 2% no kopējā MKR, savukārt planētas, īpaši milži, ir apveltītas ar atlikušajiem 98%.
Fesenkova teorija
1960. gadā padomju zinātnieks Fesenkovs mēģināja izskaidrot šo pretrunu. Saskaņā ar viņa versiju par Zemes izcelsmi, Saule un planētas radās milzu miglāja sablīvēšanās rezultātā - "globulām". Miglājam bija ļoti reta viela, kas galvenokārt sastāvēja no ūdeņraža, hēlija unneliels daudzums smago elementu. Gravitācijas spēka ietekmē lodītes centrālajā daļā parādījās zvaigznes formas kopa Saule. Tas griezās ātri. Saules vielas evolūcijas rezultātā apkārtējā gāzu-putekļu vidē viela laiku pa laikam tika emitēta. Tas noveda pie tā, ka Saule zaudēja tās masu un ievērojamu ISS daļu pārnesa uz izveidotajām planētām. Planētu veidošanās notika, akretējot miglāja matēriju.
Multona un Čemberlina teorijas
Amerikāņu pētnieki, astronoms Multons un ģeologs Čemberlins izvirzīja līdzīgas hipotēzes par Zemes un Saules sistēmas izcelsmi, saskaņā ar kurām planētas veidojās no gāzes spirālveida zaru vielas, ko "izstiepuši" no Saules. nezināma zvaigzne, kas pagāja diezgan tuvu no tās.
Zinātnieki kosmogonijā ieviesa jēdzienu “planetesimāls” - tie ir trombi, kas kondensēti no sākotnējās vielas gāzēm, kas kļuva par planētu un asteroīdu embrijiem.
Džinsu spriedums
Angļu astronoms un fiziķis D. Džinss (1919) ierosināja, ka tad, kad Saulei tuvojās kāda cita zvaigzne, no tās atlūza cigāra formas izvirzījums, kas vēlāk sadalījās atsevišķos recekļos. Turklāt no "cigāra" vidus sabiezinātās daļas veidojās lielas planētas, bet gar tā malām - mazas.
Šmita hipotēze
Jautājumos par Zemes rašanās teoriju oriģinālu viedokli 1944. gadā pauda Šmits. Šī ir tā sauktā meteorīta hipotēze, kuru vēlāk fizikālā un matemātiskā izteiksmē pamatoja slavenāszinātnieks. Starp citu, Saules veidošanās problēma hipotēzē nav aplūkota.
Saskaņā ar teoriju Saule vienā no savas attīstības stadijām notvēra (pievilka pie sevis) aukstu gāzes-putekļu meteorīta mākoni. Pirms tam tam piederēja ļoti mazs MKR, kamēr mākonis griezās ar ievērojamu ātrumu. Spēcīgajā Saules gravitācijas laukā meteorīta mākonis sāka atšķirties pēc masas, blīvuma un izmēra. Daļa meteorīta materiāla ietriecās zvaigznē, otrs akrecijas procesu rezultātā veidojās planētu un to pavadoņu trombi-embriji.
Šajā hipotēzē Zemes rašanās un attīstība ir atkarīga no "saules vēja" ietekmes - saules starojuma spiediena, kas atgrūda vieglās gāzes sastāvdaļas uz Saules sistēmas perifēriju. Tā izveidojusies zeme bija auksts ķermenis. Turpmāka karsēšana ir saistīta ar radiogēno siltumu, gravitācijas diferenciāciju un citiem planētas iekšējās enerģijas avotiem. Pētnieki uzskata, ka ļoti zemā iespējamība, ka Saule varētu notvert šādu meteorīta mākoni, ir liels šīs hipotēzes trūkums.
Rudnika un Sobotoviča pieņēmumi
Zemes rašanās vēsture joprojām satrauc zinātniekus. Salīdzinoši nesen (1984. gadā) V. Rudņiks un E. Sobotovičs iepazīstināja ar savu versiju par planētu un Saules izcelsmi. Pēc viņu idejām, procesu iniciators gāzes-putekļu miglājā varētu būt netālu notikusi supernovas eksplozija. Turpmākie notikumi, pēc pētnieku domām, izskatījās šādi:
- Sprādziena ietekmē sākās miglāja saspiešana un centrālā tromba veidošanās -Sv.
- No veidošanās Saules MRK tika pārraidīts uz planētām elektromagnētiskā vai turbulentā konvektīvā veidā.
- Sāka veidoties milzu gredzeni, kas atgādina Saturna gredzenus.
- Gredzenu materiāla uzkrāšanās rezultātā vispirms parādījās planetezimāli, kas vēlāk izveidojās par mūsdienu planētām.
Visa evolūcija notika ļoti ātri – apmēram 600 miljonus gadu.
Zemes sastāva veidošanās
Ir dažādas izpratnes par mūsu planētas iekšējo daļu veidošanās secību. Saskaņā ar vienu no tiem, proto-Zeme bija nešķirots dzelzs-silikāta konglomerāts. Vēlāk gravitācijas rezultātā notika sadalīšanās dzelzs kodolā un silikāta apvalkā - viendabīgas akrecijas parādība. Neviendabīgas akrecijas piekritēji uzskata, ka vispirms uzkrājās ugunsizturīgs dzelzs kodols, pēc tam tam pielipa vairāk kūstošākas silikāta daļiņas.
Atkarībā no šī jautājuma risinājuma varam runāt par Zemes sākotnējās uzsilšanas pakāpi. Patiešām, tūlīt pēc tās veidošanās planēta sāka sasilt vairāku faktoru kopējās darbības dēļ:
- Tās virsmas bombardēšana ar planetezimāliem, ko pavadīja siltuma izdalīšanās.
- Radioaktīvo izotopu, tostarp alumīnija, joda, plutonija u.c. īslaicīgo izotopu, sabrukšana.
- Pazemes dzīļu gravitācijas diferenciācija (pieņemot viendabīgu akreciju).
Pēc dažu pētnieku domām, šajā agrīnajā stadijāPlanētas veidošanās laikā ārējās daļas varētu būt stāvoklī, kas ir tuvu kušanai. Fotoattēlā planēta Zeme izskatītos kā karsta bumba.
Kontintu veidošanās līgumu teorija
Viena no pirmajām hipotēzēm par kontinentu izcelsmi bija kontrakcija, saskaņā ar kuru kalnu apbūve tika saistīta ar Zemes atdzišanu un tās rādiusa samazināšanos. Tā bija viņa, kas kalpoja par agrīnās ģeoloģiskās izpētes pamatu. Uz tās pamata austriešu ģeologs E. Suess monogrāfijā "Zemes seja" sintezēja visas tajā laikā pastāvošās zināšanas par zemes garozas uzbūvi. Bet jau XIX gadsimta beigās. ir parādījušies dati, kas liecina, ka vienā zemes garozas daļā notiek saspiešana, bet otrā - spriedze. Kontrakcijas teorija beidzot sabruka pēc radioaktivitātes atklāšanas un lielu radioaktīvo elementu rezervju klātbūtnes Zemes garozā.
Kontinentālais dreifs
Divdesmitā gadsimta sākumā. dzimst hipotēze par kontinentālo dreifēšanu. Zinātnieki jau sen ir pamanījuši Dienvidamerikas un Āfrikas, Āfrikas un Arābijas pussalas, Āfrikas un Hindustānas uc krasta līniju līdzību. Pirmais datus salīdzināja Pilligrini (1858), vēlāk Bihanovs. Kontinentālā dreifēšanas ideju formulēja amerikāņu ģeologi Teilors un Beikers (1910) un vācu meteorologs un ģeofiziķis Vegeners (1912). Pēdējais šo hipotēzi pamatoja savā monogrāfijā "Kontintu un okeānu izcelsme", kas tika publicēta 1915. gadā. Argumenti, kas sniegti šīs hipotēzes atbalstam:
- Kontintu kontūru līdzība abās Atlantijas okeāna pusēs, kā arī kontinenti, kas robežojas ar Indijuokeāns.
- Struktūru līdzības blakus esošajos vēlīnā paleozoiskā un agrā mezozoja iežu ģeoloģisko posmu kontinentos.
- Izakmeņojušās dzīvnieku un augu atliekas, kas liecina, ka dienvidu kontinentu senā flora un fauna veidoja vienotu grupu: par to īpaši liecina Āfrikā, Indijā un Āfrikā atrastās Lystrosaurus ģints dinozauru pārakmeņojušās atliekas. Antarktīda.
- Paleoklimatiskie dati: piemēram, vēlā paleozoiskā ledus segas pēdu klātbūtne.
Zemes garozas veidošanās
Zemes izcelsme un attīstība ir nesaraujami saistīta ar kalnu apbūvi. A. Vegeners apgalvoja, ka kontinenti, kas sastāv no diezgan vieglām minerālu masām, šķiet, peld uz baz alta gultnes pamatnes smagās plastmasas. Tiek pieņemts, ka sākotnēji plāns granīta materiāla slānis klāja visu Zemi. Pakāpeniski tās integritāti pārkāpa Mēness un Saules pievilkšanās plūdmaiņu spēki, kas iedarbojas uz planētas virsmu no austrumiem uz rietumiem, kā arī centrbēdzes spēki no Zemes rotācijas, iedarbojoties no poliem uz ekvators.
No granīta (domājams) sastāvēja no viena superkontinenta Pangea. Tas pastāvēja līdz mezozoja laikmeta vidum un izjuka juras periodā. Šīs hipotēzes par Zemes izcelsmi atbalstītājs bija zinātnieks Staubs. Tad pastāvēja ziemeļu puslodes kontinentu asociācija - Laurazija un dienvidu puslodes kontinentu asociācija - Gondvāna. Starp tiem atradās Klusā okeāna dibena akmeņi. Zem kontinentiem gulēja magmas jūra, pa kuru viņi pārvietojās. Laurāzija un Gondvāna ritmiskipārcēlās uz ekvatoru, tad uz poliem. Superkontinentiem virzoties uz ekvatoru, tie saruka frontāli, bet to sāni piespiedās Klusā okeāna masai. Šos ģeoloģiskos procesus daudzi uzskata par galvenajiem faktoriem lielu kalnu grēdu veidošanā. Pārvietošanās uz ekvatoru notika trīs reizes: Kaledonijas, Hercinijas un Alpu orogenijas laikā.
Secinājums
Par Saules sistēmas veidošanās tēmu izdots daudz populārzinātniskas literatūras, bērnu grāmatu, specializētu izdevumu. Bērniem pieejamā veidā Zemes izcelsme ir izklāstīta skolas mācību grāmatās. Bet, ja ņemam literatūru pirms 50 gadiem, ir skaidrs, ka mūsdienu zinātnieki uz dažām problēmām raugās savādāk. Kosmoloģija, ģeoloģija un ar to saistītās zinātnes nestāv uz vietas. Pateicoties Zemei tuvās telpas iekarošanai, cilvēki jau zina, kā planēta Zeme ir redzama fotoattēlā no kosmosa. Jaunas zināšanas veido jaunu izpratni par Visuma likumiem.
Acīmredzami, ka varenie dabas spēki tika izmantoti, lai no pirmatnējā haosa radītu Zemi, planētas un Sauli. Nav pārsteidzoši, ka senie senči tos salīdzināja ar dievu sasniegumiem. Pat tēlaini nav iespējams iedomāties Zemes izcelsmi, realitātes attēli noteikti pārspētu visdrosmīgākās fantāzijas. Taču zinātnieku savāktās zināšanas pakāpeniski veido pilnīgu priekšstatu par apkārtējo pasauli.
