Формирование планеты Земля

Формирование и эволюция планеты Земля - ​​это научная детективная история, в которой астрономам и планетологам потребовалось много исследований, чтобы выяснить это. Понимание процесса формирования нашего мира не только дает новое понимание его структуры и формирования, но также открывает новые окна понимания создания планет вокруг других звезд.

Земли не было вокруг в начале вселенной. На самом деле, очень мало того, что мы видим сегодня в космосе, было вокруг, когда Вселенная образовалась около 13,8 миллиардов лет назад. Однако, чтобы попасть на Землю, важно начать с самого начала, когда Вселенная была молодой.

Все началось с двух элементов: водорода и гелия и небольшого количества лития. Первые звезды сформировались из водорода, который существовал. Как только этот процесс начался, поколения звезд родились в облаках газа. С возрастом эти звезды создавали более тяжелые элементы в своих ядрах, такие как кислород, кремний, железо и другие. Когда первые поколения звезд погибли, они разбросали эти элементы в космосе, который посеял звезды следующего поколения. Вокруг некоторых из этих звезд более тяжелые элементы образовывали планеты.

Около пяти миллиардов лет назад в совершенно обычном месте в галактике что-то произошло. Это мог быть взрыв сверхновой, который толкнул большую часть обломков тяжелых элементов в находящееся поблизости облако газообразного водорода и межзвездной пыли. Или это могло быть действие проходящей звезды, разжигающей облако в закрученную смесь. Как бы то ни было, это подтолкнуло облако к действию, которое в итоге привело к рождение солнечной системы. Смесь стала горячей и сжатой под действием собственной силы тяжести. В его центре образовался протозвездный объект. Это было молодо, жарко и ярко, но еще не полная звезда. Вокруг него вращался диск из того же материала, который становился все горячее и горячее, когда гравитация и движение сжимали пыль и камни облака вместе.

Горячая молодая протозвезда в конце концов «включилась» и начала сливать водород с гелием в своем ядре. Солнце родилось. Вихревой горячий диск был колыбелью, где образовались Земля и ее родственные планеты. Такая планетная система была сформирована не впервые. На самом деле астрономы могут видеть просто так происходит в другом месте во вселенной.

Пока Солнце росло в размерах и энергии, начиная разжигать ядерные огни, горячий диск медленно остывал. Это заняло миллионы лет. За это время компоненты диска начали замерзать в мелкие частицы размером с пыль. Металл железа и соединения кремния, магния, алюминия и кислорода вышли первыми в этой огненной обстановке. Биты из них сохранились в хондритовых метеоритах, которые являются древними материалами из солнечной туманности. Постепенно эти зерна оседали вместе и собирались в комки, затем куски, затем валуны, и, наконец, тела, называемые планетезималами, достаточно большими, чтобы проявлять собственную гравитацию.

Со временем планетезимали столкнулись с другими телами и стали больше. Когда они это сделали, энергия каждого столкновения была огромной. К тому времени, когда они достигли примерно сотни километров, планетезимальные столкновения были достаточно энергичными, чтобы таять и испаряться большая часть материала задействована. Камни, железо и другие металлы в этих сталкивающихся мирах рассортированы по слоям. Плотное железо расположилось в центре, а более легкая скала разделена на мантию вокруг железа, в миниатюре Земли и других внутренних планет сегодня. Ученые-планетисты называют этот процесс урегулирования дифференциация. Это произошло не только с планетами, но также произошло в больших лунах исамые большие астероиды. Железные метеориты, которые время от времени попадают на Землю, происходят от столкновений между этими астероидами в далеком прошлом.

В какой-то момент за это время Солнце загорелось. Хотя Солнце было всего лишь на две трети ярким, как сегодня, процесс воспламенения ( так называемая фаза Т-Таури) была достаточно энергичной, чтобы сдуть большую часть газовой части протопланетный диск. Оставшиеся позади куски, валуны и планетезималы продолжали собираться в горстку больших устойчивых тел на хорошо разнесенных орбитах. Земля была третьей из них, считая от Солнца. Процесс накопления и столкновения был насильственным и впечатляющим, потому что меньшие части оставляли огромные кратеры на больших. Исследования других планет показывают эти воздействия, и Сильно, что они способствовали катастрофическим условиям на детской Земле.

В какой-то момент в начале этого процесса очень большой планетезимал ударил Землю нецентральным ударом и распыил большую часть скалистой мантии молодой Земли в космос. Через некоторое время планета получила большую ее часть, но часть из них собралась во второй планетезимальной, вращающейся вокруг Земли. Считается, что эти остатки были частью истории формирования Луны.

Самые старые сохранившиеся камни на Земле были заложены примерно через пятьсот миллионов лет после того, как планета впервые сформировалась. Эта и другие планеты пострадали от так называемой «поздней тяжелой бомбардировки» последних бездомных планетезималей около четырех миллиардов лет назад). Древние скалы были датированы уран-свинцовый метод и, кажется, около 4,03 миллиардов лет. Их минеральное содержание и встроенные газы показывают, что в те дни на Земле были вулканы, континенты, горные хребты, океаны и плиты земной коры.

Некоторые немного более молодые породы (около 3,8 миллиардов лет) демонстрируют дразнящие свидетельства жизни на молодой планете. В то время как эоны, которые следовали были полны странных историй и далеко идущих перемен, когда появилась первая жизнь, Структура Земли была хорошо сформирована, и только ее изначальная атмосфера изменялась с самого начала жизни. Подготовлена ​​почва для формирования и распространения крошечных микробов по всей планете. Их эволюция в конечном итоге привела к тому, что современный жизненный мир все еще заполнен горами, океанами и вулканами, которые мы знаем сегодня. Это мир, который постоянно меняется, с регионами, где континенты тянутся друг от друга и другие места, где формируется новая земля. Эти действия влияют не только на планету, но и на жизнь на ней.

Доказательства истории формирования и эволюции Земли являются результатом сбора доказательств пациентами с метеоритов и изучения геологии других планет. Это также происходит из анализа очень больших массивов геохимических данных, астрономических исследований планетообразующих областей вокруг другие звезды и десятилетия серьезных дискуссий между астрономами, геологами, планетологами, химиками и биологам. История Земли - одна из самых захватывающих и сложных научных историй в мире, с большим количеством доказательств и понимания, подтверждающих это.

Обновлено и переписано Кэролин Коллинз Петерсен.