Земля. История планеты

 

 

Земля. История планеты.

 

 

 

 

 

1) Подробнее о Земле.

Земля́ — третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы.

Чаще всего упоминается  как Мир, Голубая планета^[1][2], или Терра (от лат. Terra). Единственное известное человеку на данный момент тело Солнечной системы в частности и Вселенной вообще, населённое живыми существами.

Земля взаимодействует (притягивается гравитационными силами) с другими объектами в космосе, включая Солнце и свой единственный спутник- Луну.  Луна начала своё обращение на орбите вокруг Земли примерно 4,53 миллиарда лет назад, после формирования Солнечной Системы, что стабилизировало осевой наклон планеты и является причиной приливов, которые замедляют вращение Земли.

Земля обращается вокруг Солнца и делает вокруг него полный оборот примерно за 365 дней.

 

2) История Земли.

История происхождения  планеты Земля начинается около 5 млрд. лет назад. Пыль и газ, оставшиеся от сформировавшегося Солнца, стягивались в камни. И 4,540 млн. лет из этих пыли и камней под действием силы притяжения образовалась Земля- одна из сотен планет, вращающихся вокруг Солнца. Но та Земля представляла собой огненный шар с морем лавы,  твёрдых поверхностей не было. Температура- 1200 градусов Цельсия, воздуха не было, а был углекислый газ, водяной пар и азот.

Луна- спутница Земли,  сформировалась позднее, в результате касательного столкновения Земли с объектом, по размерам близким Марсу и массой 10 % от земной (иногда этот объект называют «Тейя») и также в результате выброса в космоса триллионов обломков, образовавшие кольцо вокруг Земли. Расстояние от Луны до Земли было тогда 22 000 км (сейчас- 384 000 км.)

                      

    Земля 4 млрд.540 млн. лет                      Молодая планета Тейя

                        назад.                                           столкнулась с Землёй.

 

    3 млрд. 900 млн. лет Землю атаковали обломки,- метеориты, оставшиеся от сформировавшейся Солнечной системы. В этих метеоритах содержалась небольшое количество воды- важной составляющей жизни на Земле. Эти метеориты атаковали Землю 20 млн. лет, и вода, собиравшаяся на твёрдом грунте, превратилась в гигантские водоёмы, наполнившие Землю. Так поверхность Земли покрыла вода.

 

    3 млрд. 800 млн. лет на Земле начался  мегаураган, возникший из-за того, что Земля вращалась очень быстро, а также от тяготения к Земле относительно Луны ( в те времена продолжительность дня была равна 6 часам(солнце стояло на Земле в течение 3 часов). Луна находилась очень близко, но со временем она стала отдаляться от Земли, мегаураган прекратился, и Земля стала вращаться медленней. Образовались в результате вулканической деятельности на дне моря вулканические острова. Позднее они соединились в огромный суперконтинент, самый древний из всех суперконтинентов- Родинию (1100 млрд- 750 млн.лет).

  3 млрд. 500 млн.лет на мелководье образовались древние бактерии- строматолиты. Они высвобождали газ- кислород, медленно наполнявшийся в океане. Через 2 млрд. лет уровень кислорода был более высоким, и планета стала вращаться медленнее. Продолжительность дня равнялась 16 часам. Единственные живые организмы, обитавшие тогда- одноклеточные бактерии.

1 млрд. 100 млн лет, как уже было сказано выше, из вулканических островов, разбросанных по планете, позднее соединившихся от активности земной коры, разделившейся на несколько огромных плит, образовалась Родиния- первый суперконтинент на Земле, походивший на поверхность Марса. Строматолиты на ней по-прежнему закачивали кислород в атмосферу. Его уровень рос. Родинию омывал океан- Мировия(1100 до 800 миллионов лет назад). 750 млн. лет благодаря тепловой активности ядра Земли Родиния раскололась на две части. Позже континенты объединились в Паннотию (600—540 млн лет назад), затем в последний из суперконтинентов — Пангею, который распался 180 миллионов лет назад.

 

                      

 

           Строматолиты.                                                    Родиния.

650 млн. лет назад  на всей планете наступил глобальный  ледниковый период – «Земля-снежок»,  как называют его в современной науке. Глобальная температура упала так низко, что на экваторе было так же холодно, как в современной Антарктиде. Эта низкая температура поддерживалась льдом, высокое альбедо (характеристика отражательной (рассеивающей) способности поверхности) которого приводило к тому, что большая часть приходящего солнечного излучения отражалась обратно в космос. Этот эффект усиливало малое количество облаков, вызванное тем, что водяной пар был заморожен. Но вечно так продолжаться не могло, и 630 млн.лет назад, в результате накопившегося CO₂ и метана, в основном извергнутых вулканами, Земля начала оттаивать. Вода растворила остатки CO₂ из атмосферы, образовав угольную кислоту, выпавшую в виде кислотных дождей. А также образовалась перекись водорода, богатая кислородом, образовавшаяся после соприкосновения солнечных лучей с молекулами воды во льду(пока планета была замёрзшей).

540 млн.лет назад наступил период «Кембрийского взрыва»- большая концентрация кислорода позволила развиться сложным многоклеточным формам. Самые известные из них- трилобиты(дальние родственники насекомых), пикайи(сейчас они переформировались в человеческий позвоночник) и чудовище аномалокарис(ископаемый род аномалокаридов — животных кембрия, примитивных родственников членистоногих.)После кембрийского взрыва, около 535 млн лет назад, было пять массовых вымираний.

Ордовикско-силурийское вымирание — исчезло более 60 % видов морских беспозвоночных; Вымирание произошло примерно 443,7 млн лет назад, на протяжении одного из самых значительных событий биоразнообразия в истории Земли. Это отмечает связь между ордовикским и следующим Силурским периодом. Во время Ордовикского вымирания наблюдается несколько значительных изменений соотношения изотопов углерода и кислорода в биологических образцах. Это может указывать на несколько различных близко расположенных событий или отдельных фаз в рамках одного события.

364 млн лет назад — Девонское вымирание — численность видов морских организмов сократилась на 50 %; почти все бесчелюстные рыбы неожиданно исчезли (их окаменелости в отложениях перестают встречаться). Второй сильный опустошающий импульс завершил Девонский период. Повсюду вымерло 19 % семейств и 50 % всего генофонда.

251,4 млн лет назад — «Великое» пермское вымирание, самое массовое вымирание из всех, приведшее к исчезновению более 95 % видов всех живых существ; Является одной из крупнейших катастроф биосферы в истории Земли, привела к вымиранию 96 % всех морских видов и 70 % наземных видов позвоночных. Катастрофа стала единственным известным массовым вымиранием насекомых, в результате которого вымерло около 57 % родов и 83 % видов всего класса насекомых. Ввиду утраты такого количества и разнообразия биологических видов восстановление биосферы заняло намного более длительный период времени по сравнению с другими катастрофами, приводящими к вымираниям. Модели, по которым протекало вымирание, находятся в процессе обсуждения. Различные научные школы предполагают от одного до трёх толчков вымирания.

199,6 млн лет назад — Триасовое вымирание — в результате которого вымерла, по меньшей мере, половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время; Целый класс конодонтов, составлявших 20% от всех морских семейств, все широко распространённые круротарзы (crurotarsans) (не динозавро-подобные Архозавры), некоторые из остававшихся терапсид и многие виды из широко распространённой группы земноводных полностью исчезли. По меньшей мере половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время, вымерли. Это событие освободило экологические ниши, позволив динозаврам доминировать начиная с Юрского периода. Триасовое вымирание произошло менее чем за 10 000 лет и происходило непосредственно перед тем как Пангея начала распадаться на части.

65,5 млн лет назад  — Мел-палеогеновое вымирание— последнее массовое вымирание, уничтожившее шестую часть всех видов, в том числе и динозавров. Причина- падение астероида(обломка горной породы из космоса). Вместе с динозаврами вымерли морские рептилии (мозазавры и плезиозавры) и летающие ящеры, многие моллюски, в том числе аммониты, белемниты и множество мелких водорослей. Всего погибло 16 % семейств морских животных (47 % родов морских животных) и 18 % семейств сухопутных позвоночных.

Однако большая  часть растений и животных пережила этот период. Например, не вымерли сухопутные пресмыкающиеся, такие как змеи, черепахи,  ящерицы и водные пресмыкающиеся, такие как крокодилы. Выжили ближайшие родственники аммонитов — наутилусы, а также птицы, млекопитающие, кораллы и наземные растения

     460 млн. лет назад. В океане уже жили сложные организмы, образовавшиеся после оледенения Земли. Но на суше не было никаких признаков жизни, не было даже растительности.  А всё потому, что солнце разрушало поверхность Земли опасной радиацией. А 375 млн. лет назад, благодаря образованию из кислорода нового газа- озона, жизнь на суше стала вполне возможной. Озон разрушал опасную радиацию, и тем самым обволакивал планету. Различные виды животных могли оставить воду, чтобы окончательно переселиться на сушу. А на суше образовалось два новых вида- членистоногие, известные нам, но гораздо больших размеров, и рептилии.

     200 млн. лет назад. Прошло 50 млн.лет после великого пермского вымирания. Остался один суперконтинент- Пангея. Её омывал океан, получивший название Тетис. Землю населили динозавры.

     180 млн. лет назад- деление Пангеи на известные нам 6 материков и образование Атлантического и других океанов.

     65 млн. лет назад- происходит  массовое вымирание шестой части видов, населявших Землю, в том числе и динозавров, в результате столкновения с Землёй обломка горной породы из космоса. Поверхность Земли нагрнлась до 275 градусов ЦельсияПоявились новые наследники планеты- млекопитающие.

     47 млн. лет назад. После гибели динозавров шла эволюция наших предков- млекопитающих.  Самый древний наш предок- млекопитающее по имени Ида, единственный экземляр, существовавший тогда на Земле, прародич обезьян, был убит ядовитым газом, исходящим из кратера вулкана на озере, которое было расположено на территории современной Германии. Останки миллионы лет пролежали в вулканической лаве и были обнаружены лишь 25 лет назад.

                                      Окаменелая Ида.  Скелет Иды.

20 млн. лет назад.  В это же время плиты Земли снова сместились, индийская и азиатская плиты соединились друг с другом, образовав известные нам Гималаи, самую высокую гору- Эверест и великие реки- Инд, Ганг, Жёлтую реку и т.д.

4 млн.лет назад. Все континенты и океаны на месте. Начинается история человеческой жизни на Земле. В Восточной Африке возникают расселины- трещины, а по их краям росли горы. Они не давали влаге из Индийского Океана распространиться по территории Восточной Африки, и в течении нескольких лет лес превратился в саванну. Новый климат уничтожал ареал обитания живых существ и заставлял приматов встать и ходить на двух ногах. Это- важнейший шаг в человеческой истории. 1.5. млн. лет назад возник следующий вид человека- Человек Прямоходящий (лат. Homo erectus — человек прямоходящий; устар. архантропы) — ископаемый вид людей, который рассматривают как непосредственного предшественника современных людей. А 74 000 лет назад появляется новый вид человека- Человек Разумный(Homo Sapiens). Небольшая популяция этого вида (ок. 2 000 человек), мигрировала и в Азию, и оттуда в Европу (40 000 лет), Австралию и Америку (35 000—15 000 лет).

40 тыс. лет тому  назад- на Земле началась последняя ледниковая эпоха. Во время этой эпохи неоднократно происходило разрастание и сокращение ледниковых покровов. Последний ледниковый максимум, когда общий объем льда в ледниках был наибольшим, относится ко времени около 26—20 тысяч лет назад. Ледники выдалбливали огромные впадины, впоследствии после оттаивания превратившиеся в озёра. 6 тыс. лет назад лёд отступил, и сейчас он покрывает территорию Арктики, Антарктики и Гренландии.

 3) Строение Земли

Земля относится  к планетам земной группы, а значит она, в отличие от газовых гигантов, таких как Юпитер, имеет твёрдую поверхность. Это крупнейшая из четырёх планет земной группы в солнечной системе, как по размеру, так и по массе. Кроме того, Земля имеет наибольшую плотность, самую сильную поверхностную гравитацию и сильнейшее магнитное поле среди этих четырёх планет.

Форма

Сопоставление размеров планет земной группы (слева направо): Меркурий, Венера, Земля, Марс

 

Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому эллипсоиду. Расстояние точек геоида, до точек аппроксимирующего его эллипсоида составляет до 100 метров^[25]. Средний диаметр планеты примерно равен 12 742 км. Это 40 000 км/ , так как метр в прошлом определялся, как 1/10 000 000 расстояния от экватора до северного полюса через Париж^[26].

Вращение Земли  создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем диаметр между полюсами планеты^[27]. Высшей точкой твёрдой поверхности Земли является гора Эверест (8848 м над уровнем моря), а глубочайшей — Марианская впадина (11 022 м под уровнем моря). Поэтому, по сравнению с идеальным эллипсоидом, Земля имеет допуск в пределах 0,17 % (1/584), что меньше 0,22 % — допустимого допуска для бильярдного шара^[28]. Из-за выпуклости экватора, самой удалённой точкой поверхности от центра Земли фактически является вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре.

Земная кора

Земная кора —  это верхняя часть твёрдой  земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн — границей Мохоровичича. Бывает два типа коры — континентальная и океаническая. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30—50 км на континентах. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит.

Мантия Земли

Мантия — это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами — породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др. Частичное плавление мантийных пород порождает базальтовые и им подобные расплавы, формирующие при подъёме к поверхности земную кору.

Мантия составляет 67 % всей массы Земли и около 83 % всего объёма Земли. Она простирается от глубин 5—70 километров ниже границы с земной корой, до границы с ядром на глубине 2900 км. Мантия расположена в огромном диапазоне глубин, и с увеличением давления в веществе происходят фазовые переходы, при которых минералы приобретают всё более плотную структуру. Наиболее значительное превращение происходит на глубине 660 километров. Термодинамика этого фазового перехода такова, что мантийное вещество ниже этой границы не может проникнуть через неё, и наоборот. Выше границы 660 километров находится верхняя мантия, а ниже, соответственно, нижняя. Эти две части мантии имеют различный состав и физические свойства. Хотя сведения о составе нижней мантии ограничены, и число прямых данных весьма невелико, можно уверенно утверждать, что её состав со времён формирования Земли изменился значительно меньше, чем верхней мантии, породившей земную кору.