100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как образовалась Земля? Фото и видео

Взгляд вглубь Земли: что нового узнали ученые о развитии планеты

Информация о том, как развивалась наша планета, обновляется с каждым новым исследованием. Собрали все актуальные сведения, которая дополнит ваши знания о формировании Земли.

Читайте «Хайтек» в

Как образовалась Земля?

Земля образовалась около 4,567 млрд лет назад путем аккреции из протопланетного диска, дискообразной массы газа, пыли, оставшихся от образования Солнца, которая и дала начало Солнечной системе. Вулканическая дегазация создала первичную атмосферу, но в ней почти не было кислорода и она была бы токсичной для людей и современной жизни в целом.

Большая часть Земли была расплавленной из-за активного вулканизма и частых столкновений с другими космическими объектами. Предполагается, что одно из таких крупных столкновений привело к наклону земной оси и формированию Луны.

Со временем такие космические бомбардировки прекратились, что позволило планете остыть и образовать твердую кору. Доставленная на планету кометами и астероидами вода сконденсировалась в облака и океаны. Земля стала, наконец, гостеприимной для жизни, а самые ранние ее формы обогатили атмосферу кислородом.

Формирование первых континентов

Геофизики обнаружили, что около 3 млрд лет назад земная кора раздулась в ходе резкого скачка роста. По словам ученых, спустя всего 1,5 млрд лет после образования Земли, мантия — слой силикатной породы между корой и внешним ядром, сильно нагрелся. Магма просочилась во фрагменты более старой коры над ней. Эти фрагменты зачатками для роста современных континентов.

Доказательства роста планеты были найдены в древних кристаллах циркона в отложениях на дне ручьев в Гренландии. Чрезвычайно прочные кристаллы, состоящие из силиката циркония, образовались во время всплеска роста около 3 млрд лет назад.

Вероятно, в истории Земли было несколько событий, в ходе которых формировалась кора. Но эта глобальная инъекция, произошедшая 3 млн лет назад, определенно, была одной из самых крупных.

Крис Киркланд, профессор геолого-геофизических наук в Университете Кертина

До этого скачка древняя кора Земли была намного тоньше и слабее, чем на сегодняшний день. В конце концов она распалась на фрагменты коры, из которых могла вырасти новая.

В то время температура мантии достигла пика из-за радиоактивного распада таких элементов, как уран и калий в ядре Земли. Также поднимало температуру и остаточное тепло после образования планеты. По словам исследователей, глобальные температуры стимулировали процесс роста, и кора продолжала раздуваться в течение примерно 200 млн лет.

Каким были первые континенты?

Геологи Университета Монаша пролили новый свет на раннюю историю Земли: они заявили, что континенты были слабыми и склонными к разрушению в раннем периоде.

Мы воспроизвели условия ранней Земли в компьютерных численных моделях и показали, что высвобождение внутреннего первичного тепла, в три-четыре раза превышающего нынешнее, вызвало большое плавление в мелкой мантии, которая затем была вытеснена в виде магмы (расплавленной породы) на поверхность Земли.

Фабио Капитанио, доктор и ведущий автор исследования

По мнению исследователей, мелкая мантия, оставшаяся после этого процесса, была обезвожена, застыла и образовала основы первых континентов.

Результаты работы объясняют, что континенты ранее были слабыми и склонными к разрушению: примерно 4,5 или 4 млрд лет назад. Затем они постепенно дифференцировались и становились жесткими в течение следующего миллиарда лет, а позже образовали ядро наших современных континентов.

Количественная модель, которую использовали в исследовании, объясняет уровни расплавления мантии и слоистые структуры, которые есть в большинстве кратонов на Земле.

Это объясняет переход от Хадея, который охватывает первые 500 млн лет земной истории, в течение которых кора была полностью переработана, к архею (4-3 млрд лет назад), когда континенты только затвердели.

Что исчезло в процессе формирования Земли?

Ученые создали модель радиоактивности древних пород Земли: она ставит под сомнение современные модели формирования континентальной коры. Предполагается, что континенты поднялись из моря гораздо раньше, чем считалось ранее, но были разрушены и от них не осталось следов.

Читайте так же:
Исследование: поглощение углекислого газа старовозрастными лесами преувеличено

Ученые из Университета Аделаиды опубликовали два исследования модели радиоактивности горных пород за миллиарды лет. Они показали, что континентальная кора Земли, возможно, была толще, гораздо раньше, чем предполагают современные модели, и континенты, возможно, существовали еще четыре миллиарда лет назад.

Если наша модель окажется верной, она может потребовать пересмотра многих аспектов нашего понимания химической и физической эволюции Земли, включая скорость роста континентов и, возможно, даже начало тектоники плит.

Текст исследования

Доктор Хастерок и его аспирант Мэтью Гард собрали 75 800 геохимических образцов магматических пород (таких как гранит), которые, предположительно, образовались вместе с первыми континентами. Они оценили радиоактивность в этих породах сегодня и построили модель средней радиоактивности от 4 млрд лет назад до настоящего времени.

Все породы, объясняют ученые, содержат естественную радиоактивность, которая производит тепло и повышает температуру в коре. Она распадается, и чем более радиоактивна порода, тем больше тепла она производит.

Породы, обычно связанные с континентальной корой, имеют более высокую радиоактивность, чем океанические породы. Камень, которому 4 млрд лет, имел бы примерно в четыре раза больше радиоактивности, по сравнению с сегодняшним днем.

Но исследователи обнаружили неожиданный дефицит уровня радиоактивности в породах старше примерно 2 млрд лет. Когда они сделали поправку на более высокую выработку тепла из-за более высокой радиоактивности, которая должна была присутствовать, дефицит исчез.

Ученые думают, что это произошло из-за высокой радиоактивности и высокой температуры: породы либо расплавились, либо были легко разрушены тектоническим движением.

Современные модели говорят, что континенты появились из океанов по мере утолщения земной коры. Авторы считают, что намного раньше могло существовать значительное количество, хотя и очень нестабильной, континентальной коры.

Связь между жизнью на Земле и движением континентов

Новое исследование Техасского университета в Остине показывает возможную связь между жизнью на Земле и движением континентов. Полученные результаты подтверждают, что отложения, которые часто состоят из кусочков мертвых организмов, могут играть ключевую роль в определении скорости дрейфа континентов.

Исследование описывает, как отложения, перемещающиеся под тектоническими плитами или субдукция под ними, могут регулировать движение плит и даже влиять на быстрый подъем горных хребтов и рост континентальной коры.

Осадок образуется, когда ветер, вода и лед разрушают существующие породы или когда на морском дне скапливаются раковины и скелеты микроскопических организмов, таких как планктон.

Давно известно, что отложения, попадающие в зоны субдукции, влияют на геологическую активность, например, на частоту землетрясений. Но до сих пор считалось, что они мало влияют на движение континентов. Это связано с тем, что скорость субдукции зависит от силы субдукционной плиты.

Движение континентов обусловлено погружением одной плиты под другую, поэтому тут от силы части плиты, которая погружается в мантию Земли (и энергия, необходимая для ее изгиба), зависит скорость ее движения, а вот осадок оказывает незначительное влияние.

Однако ранние исследования с участием ученых UTIG показали, что субдукционные пластины могут быть слабее и более чувствительны к другим воздействиям, чем считалось ранее. Это заставило исследователей искать другие механизмы, которые могли бы влиять на скорость пластин.

Они оценили, как различные типы горных пород могут влиять на границу раздела плит — границу, где встречаются субдуктивные плиты. Последующее моделирование показало, что порода, состоящая из осадка, может создавать смазывающий эффект между пластинами, так она ускорит субдукцию и увеличит скорость пластин.

Этот механизм может привести в движение сложную петлю обратной связи. По мере увеличения скорости пластины будет меньше времени для накопления осадка, поэтому количество субдуктивного осадка будет уменьшаться.

Читайте так же:
Цитаты Земфиры Рамазановой — рассматриваем вопрос

Это приводит к более медленной субдукции, которая может позволить горам расти на границах плит, поскольку сила двух плит, сталкивающихся друг с другом, вызывает подъем. В свою очередь, эрозия этих гор ветром, водой и другими силами может привести к образованию большего количества отложений, которые возвращаются обратно в зону субдукции и возобновляют цикл, увеличивая скорость субдукции.

Когда и как образовалась Земля

Вопрос о том, как образовалась Земля, волновал умы ученых многие тысячелетия. Было и есть множество версий — от сугубо теологических до современных, сформированных на основе данных исследований дальнего космоса.

Но так как при образовании нашей планеты присутствовать никому не довелось, остается рассчитывать только на косвенные «улики». Также большую помощь в снятии завесы с этой тайны нам оказывают мощнейшие телескопы.

Солнечная система

История Земли неразрывно связана с появлением и эволюцией звезды, вокруг которой она вращается. А потому начать придется издалека. По предположениям ученых, после Большого Взрыва понадобилось один или два миллиарда лет для того, чтобы галактики стали примерно такими, какие они есть сейчас. Солнечная система же возникла, предположительно, на восемь миллиардов лет позже.

как образовалась земля

Большинство ученых сходятся на том, что она, как и все подобные космические объекты, возникла из облака пыли и газа, поскольку вещество во Вселенной распределяется неравномерно: где-то его было больше, а в другом месте – меньше. В первом случае это приводит к образованию туманностей из пыли и газа. На каком-то этапе, возможно, посредством внешнего воздействия подобное облако сжалось и начало вращаться. Причина произошедшего, вероятно, кроется во взрыве сверхновой где-то в окрестностях нашей будущей колыбели. Однако если все звездные системы образуются примерно одинаково, то эта гипотеза выглядит сомнительной. Скорее всего, достигнув определенной массы, облако начало притягивать к себе еще частицы и сжиматься, а вращательный момент приобрело из-за неравномерного распределения вещества в пространстве. Со временем этот крутящийся сгусток становился все более плотным посередине. Так, под влиянием огромного давления и повышающихся температур, и возникло наше Солнце.

Гипотезы разных лет

Как уже было сказано выше, люди всегда задавались вопросом о том, как образовалась планета Земля. Первые научные обоснования появились лишь в семнадцатом веке нашей эры. В то время было совершено множество открытий, в том числе и физических законов. По одной из таких гипотез, Земля образовалась в результате столкновения кометы с Солнцем как остаточное от взрыва вещество. По другой — наша система возникла из холодного облака космической пыли.

как образовалась планета земля

Частички последней сталкивались между собой и соединялись, пока не сформировались Солнце и планеты. А вот французские ученые предположили, что указанное облако было раскаленным. По мере остывания оно вращалось и сжималось, образуя кольца. Из последних и сформировались планеты. А в центре появилось Солнце. Англичанин Джеймс Джинс предположил, что когда-то мимо нашего светила пролетала другая звезда. Она и вырвала своим притяжением вещество из Солнца, из которого впоследствии и сформировались планеты.

Как образовалась Земля

По мнению современных ученых, Солнечная система возникла из холодных частиц пыли и газа. Вещество сжималось и распалось на несколько частей. Из самого крупного куска и образовалось Солнце. Этот кусок вращался и разогревался. Он стал похожим на диск. Из плотных частиц на периферии этого газово-пылевого облака и образовались планеты, в том числе и наша Земля. Между тем в центре зарождающейся звезды под действием высоких температур и огромного давления пошли термоядерные реакции.

когда образовалась земля

Существует гипотеза, возникшая в ходе поиска экзопланет (похожих на Землю), что чем больше у звезды тяжелых элементов, тем менее вероятно зарождение близ нее жизни. Это связано с тем, что большое их содержание приводит к появлению вокруг светила газовых гигантов – объектов вроде Юпитера. А такие великаны неизбежно перемещаются в сторону звезды и выталкивают с орбит маленькие планеты.

Читайте так же:
Познавательные факты о скорпионах: это надо знать

Дата рождения

земля образовалась примерно

Образовалась Земля примерно четыре с половиной миллиарда лет назад. Вращающиеся вокруг раскаленного диска куски становились все тяжелее. Предполагается, что изначально их частички притягивались благодаря электрическим силам. А на каком-то этапе, когда масса этого «кома» достигла определенного уровня, он стал притягивать все в округе уже с помощью гравитации.

Как и в случае с Солнцем, сгусток стал сжиматься и раскаляться. Вещество полностью расплавилось. Со временем сформировался более тяжелый центр, состоящий, в основном, из металлов. Когда образовалась Земля, она стала медленно остывать, и из более легких веществ формировалась кора.

Столкновение

А затем появилась Луна, но не так, как образовалась Земля, опять же, по предположению ученых и по найденным на нашем спутнике минералам. Земля, уже остыв, столкнулась с чуть меньшей по размерам другой планетой. В итоге оба объекта полностью расплавились и превратились в один. А выброшенное взрывом вещество стало вращаться вокруг Земли. Из него и получилась Луна. Утверждают, что минералы, найденные на спутнике, отличаются от земных своей структурой: как будто вещество было расплавлено и снова застыло. Но ведь то же произошло и с нашей планетой. И почему это жуткое столкновение не привело к полному уничтожению двух объектов с образованием мелких осколков? Загадок много.

Путь к жизни

Затем Земля снова начала остывать. Опять сформировалось металлическое ядро, а затем тонкий поверхностный слой. А между ними — относительно подвижная субстанция – мантия. Благодаря сильной вулканической деятельности сформировалась атмосфера планеты.

земля образовалсь

Изначально она, конечно, была абсолютно непригодна для дыхания человека. Да и жизнь была бы невозможна без появления жидкой воды. Предполагается, что последнюю на нашу планету занесли миллиарды метеоритов с окраин Солнечной системы. По всей видимости, через некоторое время после того, как образовалась Земля, случилась мощнейшая бомбардировка, причиной которой могло стать гравитационное воздействие Юпитера. Вода была заключена внутри минералов, а вулканы превратили ее в пар, и она выпадала на поверхность Земли, образовывая океаны. Затем появился кислород. По мнению многих ученых, это произошло благодаря жизнедеятельности древних организмов, которые смогли появиться в тех суровых условиях. Но это уже совсем другая история. А человечество с каждым годом становится все ближе и ближе к получению ответа на вопрос, как образовалась планета Земля.

Земля образовалась из облака межзвездной пыли миллиарды лет назад. Как менялась планета и почему ученые до сих пор не видели ее ядро

Как и когда возникла Земля, что ученым известно о ее строении и как магнитное поле планеты защищает человечество от солнечного ветра?

На фестивале Science Bar Hopping эксперт по геологии в Научно-техническом центре «Газпром нефти» Мария Кунцевич рассказала, как российские геологи научились делать цифровой рентген Земли. «Бумага» поговорила с исследовательницей о возникновении и развитии планеты и выбрала самые интересные факты о Земле.

Science Bar Hopping — бесплатный научный фестиваль, который проводят «Бумага» и Фонд инфраструктурных и образовательных программ (группа РОСНАНО). Инновационный партнер — «Газпром нефть».

Согласно гипотезам ученых, Земля возникла из облака межзвездной пыли и газа. Воде, которую мы пьем, — миллиарды лет

Туманность, из которой 4,5 миллиарда лет назад возникла Земля, состояла из пыли, газа и космического мусора — в основном, кремнистых частиц. Такие соединения ученые называют молекулярными облаками. В космосе они двигаются вокруг своей оси, уплотняются. В процессе скорость вращения увеличивается — до такой степени, что вся энергия, которая поступает туда, заставляет центр облака плавиться и нагреваться. Таким образом, например, получилось Солнце.

В невесомости возникает электростатический заряд, который тут же начинает образовывать уплотнения. Например, если вы потрете о волосы воздушный шарик, передав ему заряд, и прикрепите к стене, он какое-то время будет держаться на ней — за счет обмена электронами.

Читайте так же:
Интересные факты о морских обитателях, фото и видео

Объединение частиц, из которых состояла будущая Земля, достигло критической массы, и у него появилось собственное гравитационное поле. Оно затягивало окружающую космическую пыль. Изначально Земля была раскалена, и ее бомбардировало огромное количество космических объектов.

Мария Кунцевич, эксперт по геологии:

— Земля выглядела так, как мы представляем себе ад. Вместо привычного нам воздуха был углекислый газ, азот, сера и водяной пар; вместо суши — огненное расплавленное море.

Со временем внешняя часть планеты стала затвердевать, а внутренняя осталась расплавленной. Ее потоки раскололи затвердевшую «скорлупу», которая превратилась в тектонические плиты. Они продолжают двигаться до сих пор.

Есть различные теории, объясняющие возникновение воды на планете. Одна из них — что воду принесли астероиды или метеориты. Согласно исследованиям, метеорное вещество действительно содержит капли воды.

Ученые знают, как выглядит ядро планеты — но ни разу его не видели. В данный момент это невозможно

В XVII веке Галилей предположил, что Земля — полая, и под ее корой ничего нет. Современная геофизика давно доказала, что это не так. Земля разделена на слои, разные по химическим и механическим свойствам: это земная кора, верхняя мантия, мантия, внешнее ядро (жидкое) и внутреннее ядро (твердое). Масса коры Земли занимает десятые доли процентов от общей массы, и при этом половина приходится на кислород — из-за того, что в ее составе встречаются окиси: например, железа и магния.

Самое глубокое вторжение человека в земную кору — скважина на Кольском полуострове недалеко от Мурманска. Ее глубина — 12,261 метра.

Строение Земли геофизики и сейсмологи изучают благодаря сейсмическим волнам, возникающим из-за землетрясений. Время их распространения, преломления дают представление о том, что происходит за пределами земной коры. Однако там, где тектонические плиты расходятся, мантия практически подходит к поверхности и ее также можно изучать.

Мария Кунцевич, эксперт по геологии:

— Меня часто спрашивают: почему нельзя пробурить Землю до ядра и изучить его? Дело в увеличении температуры и давления при движении вглубь. Температура внешнего ядра колеблется от 4 до 6 тысяч градусов по Цельсию. Для того чтобы добраться туда, нам нужны какие-то невероятные материалы, способные выдержать такие испытания.

Магнитное поле Земли защищает нас от солнечного ветра. Иначе человечество бы не выжило

Внутреннее и внешнее ядро трутся друг о друга, пропускают ток — и возникает магнитное поле. При этом оно асимметрично из-за влияния Солнца, солнечного ветра — огромного потока заряженных частиц (в основном — гелиево-водородной плазмы).

Эти частицы исказили магнитное поле — со стороны Солнца оно находится под давлением. Поле захватывает заряженные частицы, которые попадают к полюсам — так образуется эффект северного сияния. Без магнитного поля солнечный ветер сдует нашу атмосферу и вся вода испарится.

Континенты продолжают двигаться — и однажды снова соединятся в суперконтинент

Тектонические оболочки сформировались еще 3,5 миллиарда лет назад, и новые континенты с тех пор не образовывались. При этом плиты двигаются из-за конвекционных потоков в других слоях планеты — они распадались и несколько раз собирались в суперконтинент.

Есть различные оценки движения плит: средняя скорость — сантиметр в год. Самым быстрым считается уход Австралии от Антарктиды — порядка 14 сантиметров в год. Большая часть исследователей сходится во мнении, что в ближайшем будущем — через 200–300 миллионов лет — все материки снова соединятся в суперконтинент. Для него придумали название Пангея Ультима — «Последняя Пангея».

Рельеф Земли очень сильно меняется. Процессы, которые на него влияют, делятся на два типа: эндогенные (внутренние — например, движение плит) и экзогенные (внешние — выветривание, действие текучих вод, микроорганизмы).

Читайте так же:
Китайские заводы по производству mp3-плееров и общежития рабочих

Как формировался облик Земли: от Пангеи к шести материкам и обратно

blog-image

Каждый человек знает, что на нашей планете шесть материков: Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Австралия и Антарктида. Однако ученые полагают, что так было не всегда и на протяжении всей истории Земли облик планеты неоднократно менялся. Суперконтиненты (массивы, объединяющие в себе большую часть суши планеты) формировались и распадались. Так, более миллиарда лет назад существовал единый континент Родиния, а около 600 миллионов лет назад — континент Паннотия.

Современная наука связывает историческое изменение облика Земли с движением тектонических плит, которые находятся в литосфере и отвечают за геологическую активность планеты. До начала прошлого столетия основной теорией, объясняющей движение материков, была теория дрейфа континентов, сформулированная Альфредом Вегенером в 1912 году. Геолог был убеждён , что все современные континенты Земли много миллионов лет назад были частью единого сверхматерика Пангеи, объединяющего практически всю сушу планеты.

Для доказательства своей теории Вегенер использовал большой объем геологических и палеонтологических данных. Он исследовал окаменелости мезозавров (древних рептилий), которых можно было встретить только в Южной Америке и южной части Африканского континента. Вегенер изучал и окаменелости растений арктического архипелага Шпицберген. Данные растения были тропическими, следовательно, они не были приспособлены к выживанию в холодном арктическом климате. И наконец, ученый сравнивал различные горные породы и хребты на континентах. Он пришел к выводу, что Восточное побережье Южной Америки и западное побережье Африки имеют похожую геологию. Такая же ситуация наблюдается и в других местах, например, в горах Аппалачи на востоке США и в Каледонских горах в Шотландии.

По оценкам ученых, Пангея существовала около 240 миллионов лет назад, а омывал её огромный океан Тетис. Сверхматерик образовался в результате столкновения более древних континентов из-за движения тектонических плит, которое послужило как формированию сверхматерика, так и его последующему расколу. Примерно 200 миллионов лет назад сверхматерик начал распадаться под влиянием значительного напряжения в центре континента, южное побережье двигалось к северу. Пангея раскололась на два больших континента (Гондвану на юге и Лавразию на севере). Именно так на планете появился Атлантический океан.

Около 150 миллионов лет назад начала распадаться Гондвана, сформировалось несколько материков, а именно: Африка, Южная Америка, Индия, Антарктида и Австралия. Около 65 миллионов лет назад раскололась и Лавразия. Материк распался на Евразию, Северную Америку и Гренландию. На рисунке представлен процесс формирования современного облика Земли от Пангеи до шести материков.

Image

В процессе раскола Пангеи образовывались не только новые материки, но и моря и океаны. Как уже было отмечено выше, первым таким океаном стал Атлантический. Около 180 миллионов лет назад открылась часть океана, лежащая между Северной Америкой и северо-западной Африкой, а южная часть Атлантического океана образовалась 140 миллионов лет назад в процессе раскола Южной Америки и западного побережья южной Африки. В свою очередь, Индийский океан возник в результате отделения Индии от Антарктиды и Австралии.

Объективные процессы, происходящие на поверхности и внутри Земли, повлияли на современный облик планеты. Сейчас на Земле насчитывается шесть континентов, пять океанов, большое множество морей и островов. При этом движение тектонических плит продолжается, и, возможно, через несколько сотен миллионов лет Земля будет выглядеть по-другому. Учёные предполагают, что большая часть континентов столкнётся с Евразией, Африка соединится с Европой, а Австралия переместится на север к Азиатской части Евразии. Таким образом, дрейф континентов приведёт к новому объединению материков в суперконтинет Пангея Ультима.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию