Планета земля: образование и развитие

Все полезные ископаемые в древних землях имеют звездное происхождение. На основе урановых залежей, установленных только в древних землях, возникает предположение, что взрыв Звезды был ядерным.

Разогрев земных недр произошел на основе радиоактивного звездного материала. Особенно мощные его проявления связаны с трапповым магматизмом.

Так сложилась первая часть истории Земли.

Часть первая - звездная.

Часть вторая - земная.

Вторая часть начинается с момента, когда после долгого  молчаливого бега вокруг Солнца Земля вдруг вздрогнула и раздался подземный гул от прорывающегося наверх вулкана.

Сердце Земли - тепловая машина заработала. Началась земная часть Истории. Закладывались условия формирования Жизни⁵.

 

 

Рис. 2 Строение Земли

 

По мере уплотнения Земли вода стала появляться на поверхности, образуя небольшие водоемы. В перигелии орбиты и вода, и земля прогревались до высоких температур. В зонах повышенного скопления радиоактивного материала появилась первые очаги тепла. В разных местах планеты возникали фонтанирующие вулканы, великолепные образцы которых демонстрируются в наше время на Ио, ближайшем большом спутнике Юпитера.

Все, что происходит на Ио, является копией прошлого Земли: и ее первоначальный вид, и незрелые вулканы, и первые слабые потоки лавы и горячей воды. Глядя на извергающиеся вулканы и на поверхность спутника, можно безошибочно писать раннюю историю Земли⁶.

 

 

 

2. Образование Мирового океана и суши.

 

Возраст Земли составляет 5 - 7 млрд. лет. Все планеты проходят стадию раскаленного тела, температура  на поверхности Земли в это время была более 4000 градусов Цельсия. Когда температура снизилась и стала меньше 100 градусов Цельсия, вода, находившаяся в первичной атмосфере Земли образовала мировой океан. В первичной атмосфере не было кислорода, атмосфера была "восстановительной". В ней были пары воды, аммиак, сероводород, метан, двуокись углерода, водород.

Большая часть поверхности  Земли занята Мировым около (361,1 млн. км2; 70,8%); суша составляет 149,1 млн. км2 (29,2%) и образует шесть материков и острова.

Согласно самой распространенной гипотезе, Земля возникла из вращающейся раскаленной газовой туманности, которая, постепенно охлаждаясь и сжимаясь, достигла огненно-жидкого состояния, а затем на ней образовалась кора. Состояние земной коры определяется силами напряжения и деформации, вызванными охлаждением и сжатием внутренней массы Земли.

По другой теории, выдвинутой в начале нашего века американскими  учеными Т.Ч. Чемберленом и Ф.Р. Мултоном, Земля первоначально представляла собой массу газа, извергнутого под  действием приливных сил из поверхности Солнца⁷. Одновременно высвобождались мелкие частицы газа, которые, быстро сгущаясь, превращались в твердые тела, называемые планетезималями. Обладая большой силой тяжести, земная масса притягивала их.

Таким образом, Земля  достигла современных размеров благодаря процессу наращения, а не в результате сжатия, как утверждает первая гипотеза.

Почти все гипотезы сходятся на том, что образование океанических бассейнов было вызвано двумя  главными причинами: во-первых, перераспределением пород различной плотности, происходившим в период отвердевания земной коры, и, во-вторых, взаимодействием сил в недрах сжимающейся Земли, которое вызвало революционные изменения в рельефе поверхности.

Оригинальна гипотеза происхождения  материков и океанов, связанная с именем австрийского геолога Альфреда Лотара Вегенера. Ученый считал, что в какой-то момент истории Земли равномерный слой сиаля скопился на одной стороне. Так возник материк Пангея. Вегенер высказал предположение, что эта масса сиаля держалась на поверхности более плотного слоя симы. Когда сиаль стал распадаться на части, горизонтальное движение материков вызвало изгибание передних краев сиаля. Этим можно объяснить происхождение таких высоких прибрежных горных цепей, как Анды и Скалистые горы⁸.

Хотя происхождение  океанических бассейнов остается пока тайной, картину того, как они  заполнялись водой и как появлялись и исчезали океаны в геологическом  прошлом Земли, можно представить  себе более или менее точно.

После образования земной коры, ее поверхность начала быстро охлаждаться, так как тепло, получаемое ею из недр Земли, недостаточно компенсировало потерю тепла, излучаемого в пространство. По мере охлаждения водяные пары, окружавшие Землю, образовали облачный покров. Когда температура упала до уровня, при котором влага превратилась в воду, пролились первые дожди.

Дожди, веками низвергавшиеся на поверхность Земли, были главным  источником воды, которая заполнила  океанические впадины. Море, таким образом, было детищем атмосферы, в свою очередь представлявшей собой газообразные выделения древней Земли. Часть воды поступала из недр Земли.

На Земле начал действовать  процесс эрозии, или размыва. Этот процесс оказал глубокое воздействие  на эволюцию суши и моря. Очертания  морей, а вместе с ними и контуры океанов постоянно менялись. В результате эрозии и движения земной коры создавались новые моря, а дно старых поднималось и превращалось в сушу.

По мере того как из-за постепенной потери тепла расплавленные  недра Земли уменьшались в  объеме, происходило горизонтальное сжатие коры, которая деформировалась. Возникали складчатые горные цепи, оседания коры.

В результате повторяющихся  циклов сжатия и ослабления очертания  больших океанических бассейнов  претерпевали значительные изменения. 
Очертания Мирового океана в первый период палеозойской эры - кембрийский, возраст которого исчисляется почти 500 миллионами лет, были совершенно не похожи на современные. Тихий океан, представлявший, возможно, рубец на земной коре, имел почти такие же очертания, как и теперь. Однако другие океаны захватывали большие районы, занятые теперь сушей.

В настоящее время  на всех континентах нашей планеты  обнаружены области так называемого  архейского щита, вероятно, представляющего  собой остатки наиболее древних  участков суши.

Как оказалось, в пределах этих зон слагающие кору породы имеют возраст близкий к 4 млрд. лет: Африка, Гренландия, Карелия и Украина – 3.5 млрд. лет; Сибирь – 3.8-4.0 млрд. лет; Северная Канада – до 4 млрд. лет; Западная Австралия – 4.1 млрд. лет; Антарктида и Южная Африка – до 4 млрд. лет⁹.

Таким образом, в целом  континентальная кора имеет возраст  около 4 млрд. лет и вопрос этот больше учеными не обсуждается. Значит только с этого момента можно говорить о возможности протожизни на Земле. Около 500-600 млн. лет с момента образования Земли (4.5 млрд. лет назад), на ее поверхности шли бурные процессы метаморфизации и образование базальтов и гранитов.

 

3. Эра оледенения.

 

"Породы хранят свидетельства  о периоде главной ледниковой  эпохи, первой, существование которой твердо доказано" ..."почему на Земле установилось тепловое равновесие ? ..."¹⁰.

Со времен первых оборотов осколочной материи после взрыва и до мезозоя (240 млн.лет) Земля формировалась, а затем и пребывала в режиме отрицательного температурного годового баланса, то есть всегда находилась в условиях оледенения. В заключительной стадии особенно мощное и длительное оно приходится на карбоно-пермский период, после которого 240 млн. лет тому назад началось беспрецедентное таяние глобального ледника и наступление талой вода на сушу, закончившееся величайшей трансгрессией в меловом периоде. Это особое и неповторимое явление в истории Земли.

При первоначальном эксцентриситете  земной орбиты е=0,253 примерно 2/3 года Земля находилась в режиме оледенения. С учетом весны и осени на лето оставалось около 40 суток. Жаркое лето было коротким из-за быстрого прохождения Землей перигелия орбиты на большой скорости 39 км/сек, с уменьшением ее к афелию до 23 км/сек. Большей частью времени Земля находилась в режиме обмерзания, чем в золе оттаивания.

По мере того, как происходил внутренний разогрев планеты и прибавление воды, ее все новые и новые количества, испаряясь горячим летом, поднимались вверх, растекаясь по обе стороны от экватора в полярные области, где выпадали мощными потоками дождей и снега, наращивая ледяной панцирь Земли. Прибавление глобального ледника происходило сотнями миллионов лет. Однако, в относительно узкой экваториальной полосе всегда существовали условия для возникновения жизни, как только Земля "обзавелась" собственной водой в открытых бассейнах. На юной, первородной Земле, когда элементы веществ еще не были объединены связями взаимодействий, необходимые их сочетания для производства органической среды давались гораздо проще, чем сегодня.

Начало глобального  таяния глобального ледника связано с уменьшением эксцентриситета земной орбиты. Холодный афелий приблизился к Солнцу настолько, что установился положительный температурный режим атмосферы (тепловое равновесие). По этой причине не состоялось ожидаемое очередное оледенение в Юрском периоде, оледенение, которого уже не могло быть. С самого начала своего образования на Земле не было смены времен года. Этот период времени в её истории отличался четким распределением температурных широтных полос параллельно экватору.

Предельно большие и  предельно низкие температуры возникали, естественно, в полосе экватора и в полярных областях. Однако и на одном только экваторе температура изменялась в широких пределах +145 до 0°С. в подсолнечной точке, так как при эксцентриситете орбиты е=0,253 Земля приближалась к Солнцу до 112 млн. км и удалялась до 188 млн. км (сегодня соответственно не ближе 147 млн.км и не далее 152 млн. км)¹¹.

В афелии Земля промерзала не только из-за большой удаленности от Солнца, но и из-за увеличения времени прохождения второй половины эллипса в связи с замедлением орбитальной скорости. По мере уменьшения наклонения земной орбиты сначала обозначились, а затем все более контрастными становились времена года с холодными зимами и жаркими летами, без которых Земля и не мыслится, а в памяти человечества ассоциируется с раз и навсегда заведенным вечным порядком в природе.

 

4. Эпохи складчатости, современное состояние.

 

 

Эпохам складчатости и горообразования присущи следующие  черты¹²:

- широкое развитие  горообразовательных движений в  геос. областях, колебательных движений  на платформах;

- проявление мощного  интрузивного, а затем и эффузивного  магматизма;

- поднятие окраин платформ, прилегающих к эпиогеосинклинальным  областям, регрессии эпиконтинентальных морей и усложнение рельефов суши;

- континентализация климатов, успокоение климатических условий,  усиление зональности, расширение  пустынь и появление областей  континентального оледенения (в  горах и у помостов).

- ухудшение условий  для развития органического мира, в результате чего происходит вымирание господствующих и высокоспециализированных форм и появление новых.

Сжатие континентальной  земной коры, происходящее при коллизии литосферных плит, приводит к возникновению  протяженных поясов складчатых гор. Слагающие их породы либо смяты в складки двух типов (выпуклые гребневидные антиклинали и вогнутые желобообразные синклинали), либо одни блоки горных пород надвинуты на другие по системе разломов.

В центральной  и южной частях Аппалачских гор в Северной Америке встречаются оба типа тектонических структур – сбросовые деформации на востоке, в геологической провинции Блу-Ридж (наиболее распространены на западе Северной Каролины), и складчатые – на западе, в геологической провинции Долин и хребтов (лучше всего эти структуры выражены на территории Пенсильвании, Западной Виргинии и на востоке Теннесси). Сжатие, обусловившее возникновение этих структур, происходило в конце палеозойской эры, ок. 250 млн. лет назад, при столкновении Африканской плиты с Северо-Американской плитой. Тектонические процессы, под воздействием которых формируются складчатые горы, называют орогеническими.

Два с половиной миллиарда  лет назад древние платформы  закончили свое формирование и, с  тех пор, практически не менялись. К ним относятся Восточноевропейская, Сибирская, Восточно-китайская и другие.

Итак, древние платформы, подобно льдинам, дрейфовали, да и  теперь дрейфуют со скоростью от 2-3 до 10 см в год, по поверхности полужидкой мантии Земли в окружении более  мелких образований, сходных с ледяной шугой. В зонах столкновения платформ земная кора прогибается, сминается в складки, трескается. По трещинам, их геологи называют тектоническими разломами, поднимается расплавленная магма, и начинают действовать вулканы. Обратите внимание, вулканы обычно образуются в стороне от линии столкновения платформ, по которым располагаются главные хребты (рис. 3 и 4)¹³.

 

Рис. 3. Столкновение платформ и прогибание земной коры на I этапе эпохи складчатости.

 

 

Рис. 4. Возникновение гор. II этап складчатости.

 

Они приурочены к разломам, отделяющим нетронутую часть платформы от вовлеченной  в прогибание. Так, например, расположены  Эльбрус, Казбек, Арарат, Арагац, вулканы  Дальнего Востока. После прогибания, в зоне столкновения платформ, формируются горные хребты.