Происхождение Земли

Работы школы Хаяши

admin — Thu, 01 Jul 2010 08:38:44 +0000

В работах школы Хаяши процесс образования планет тоже моделируется на основе идеи об их аккумуляции из твердых тел и частиц. Отличие же состоит в следующем. Японские ученые полагают, что в течение всего процесса роста Земля оставалась окруженной газом первичной туманности, который, по их мнению, улетучился значительно позднее. Они нашли, что при таких условиях и начальное состояние Земли должно быть совсем другим — вокруг нее должна была образоваться мощная (в 2000 раз массивнее современной) непрозрачная первичная атмосфера, из-за которой температура поверхности Земли на этой стадии должна была превышать 4000 К.
При этом возникают значительные трудности с последующим «удалением» такой гигантской атмосферы с помощью солнечного ветра или ультрафиолетового излучения Солнца. Японские ученые полагают, что эта первичная атмосфера была удалена в первые 500 миллионов лет жизни Земли.

Недавние наблюдения молодых звезд

admin — Tue, 22 Jun 2010 08:39:16 +0000

Однако недавние наблюдения молодых звезд солнечного спектрального класса указывают, что необходимые интенсивности (на порядки большие современных) солнечного ветра и коротковолнового излучения присущи лишь самым ранним стадиям развития звезды — в первые десятки миллионов лет ее жизни. Образцы лунного реголита, хранящие память о первых миллиардах лет Солнечной системы, также свидетельствуют1 лишь о пятикратном увеличении мощности солнечного ветра в ту эпоху.
Таким образом, идея массивной атмосферы на Земле не поддерживается современными астрофизическими данными. Неясно также, как согласовать столь высокую температуру Земли, получающуюся в такой модели, с данными наук о Земле. Как указывают исследования, проведенные членом-корреспондентом АН СССР А. И. Ту-гариновым, вряд ли можно сомневаться в существовании водных бассейнов (хотя бы и не столь обширных, как сейчас) уже в первые сотни миллионов лет жизни Земли.

Современное состояние теории происхождения планет

admin — Tue, 15 Jun 2010 08:39:59 +0000

Современное состояние теории происхождения планет Солнечной системы подробно освещено в ряде последних обзоров: Происхождение Солнечной системы (М., Мир, 1976); Сафр о но в В. С. Современное состояние теории происхождения Земли (Изв. АН СССР. Сер. физика Земли, № 6, 1982); Сафронов В. С, Витя-зев А. В. Происхождение Солнечной системы (М., ВИНИТИ, 1982). В них можно найти более детальные сведения о вероятном строении первичной Земли и ранней стадии ее эволюции.
Из недавних советских публикаций, посвященных эволюции земных оболочек, необходимо отметить книгу члена-корреспондента АН СССР А. С. Монина, имеющую то же название — «История Земли» (Л., Наука, 1979), в ряде аспектов более полно описывающую систему фактов, гипотез и теорий, связанных с современными представлениями об эволюции Земли. Читатель, ознакомившийся с этими работами, увидит, что многие факты еще трактуются по-разному, ряд основных проблем пока далек от окончательного решения. До сих пор идет спор о времени возникновения ядра Земли, способе его формирования. Не вполне ясны вопросы о составе и мощности первичных атмосферы и гидросферы, их эволюции, со временем, связи коры материков, формирующейся на протяжении миллиардов лет, со значительно более молодой океанической корой.

Необходимость прогресса

admin — Mon, 07 Jun 2010 08:40:30 +0000

Необходимость прогресса в разрешении этих вопросов диктуется и некоторыми практическими потребностями. Так, например, М. Озима как одно из практических следствий результатов, полученных при исследованиях океанического дна, выделил проблему захоронения радиоактивных отходов атомной энергетики. Однако хотя сама по себе это и очень важная задача, но вариант захоронения радиоактивных отходов в глубинах океана, не подвластных оперативному вмешательству человека, чреват опасностью заражения окружающей среды. Известны опыты с металлическими контейнерами, быстро разрушающимися в активной водной среде, инциденты с внезапным и неконтролируемым распространением радиоизотопов при случайной утечке.
Все это говорит против поспешных выводов и рекомендаций и еще раз напоминает о необходимости комплексного подхода к данной проблеме.

Другие практические задачи

admin — Tue, 01 Jun 2010 08:40:59 +0000

На очереди стоят и другие практические задачи, воплощение в жизнь которых вряд ли мыслимо без существенного прогресса в решении фундаментальных проблем наук о Земле. Знание движущих сил тектонических процессов будет способствовать более уверенному прогнозу, а может быть, и предотвращению землетрясений. Поиск полезных ископаемых нуждается в более полной теории эволюции верхних оболочек Земли. Без понимания общих закономерностей формирования климата сложно оценить последствия вмешательства человека в окружающий ландшафт, водную и воздушную оболочки нашей планеты.
Ввиду сложности перечисленных проблем трудно ожидать их решения уже в ближайшие годы. Без сомнения, что для эюго требуется широкое обсуждение их специалистами разных направлений и школ. Можно надеяться, что геологи, геохимики и геофизики с интересом прочтут «Историю Земли» М. Озимы. В еще большей степени книга будет полезна молодым читателям, выбирающим или осваивающим профессию в сфере наук о Земле. Перевод этой книги на русский язык — один из важных шагов в продолжении конструктивного диалога между всеми интересующимися прошлым, настоящим и будущим нашей планеты.

Новая дисциплина

admin — Sat, 22 May 2010 08:33:59 +0000

Однако все это никак не умаляет достоинства книги, тем более что при необходимости текст сопровождается соответствующими примечаниями о вкладе советских ученых. Кроме того, теория происхождения и развития Земли еще не закончена, в связи, с чем весьма полезным является знакомство с результатами, полученными учеными разных направлений и шкал. Это понимают все специалисты, в том числе и автор книги, который уже после ее написания, осенью 1981 года, побывал в Советском Союзе и выступил с докладом в Институте геохимии и аналитической химии. АН СССР им. В. И. Вернадского в Москве.
Зародившаяся на наших глазах новая дисциплина, сравнительная планетология помогает глубже понять общие принципы развития планет Солнечной системы и в то же время уникальность нашей Земли. Ясно, что способ образования и начальное состояние планеты во многом определили ее последующее развитие. Работы Хаяши, о которых с таким уважением пишет М. Озима, развивают один из вариантов теории происхождения планет, основанной на идеях О. Ю. Шмидта. Поэтому стоит сказать более подробно о современном состоянии теории происхождения Земли и планет.

Допланетный диск

admin — Fri, 07 May 2010 08:35:37 +0000

В возникшем допланетном диске пылевые частицы опускались сквозь газ к центральной плоскости, образовав обогащенный пылью слой. Было показано, что такой слой гравитационно неустойчив и должен распасться на множество пылевых сгущений. Объединяясь при столкновениях, сгущения сжимались и превращались в сплошные твердые тела поперечником порядка 10 километров в зоне планет земной группы. Продолжительность этой стадии была не более ста тысяч лет.
Далее последовала более длительная эволюция роя допланетных тел. Относительные скорости тел определялись их гравитационными возмущениями при сближениях и первоначально были малы. Тела при столкновениях преимущественно объединялись. При этом скорости тел, согласно расчетам, росли пропорционально радиусу крупнейших тел. Когда последние достигли размеров Луны, скорости увеличивались почти до одного километра в секунду и тела стали дробиться при соударениях. Большие тела своим тяготением удерживали осколки и продолжали расти, присоединяя к себе другие. Так возник широкий спектр размеров — от характерных для крупных тел до свойственных малым частицам.

Действие корпускулярного «ветра»

admin — Sat, 01 May 2010 08:36:28 +0000

Эти результаты теоретических исследований подтверждаются данными о распределении тел в поясе астероидов и статистикой кратеров на Луне, Меркурии, у отдельных спутников Юпитера, поверхность которых еще сохраняет память о заключительных этапах аккумуляции. Самые крупные тела росли относительно быстрее других и стали, зародышами будущих планет. Они эффективно поглощали вещество, оказывавшееся на их пути. При этом расширялись их зоны питания и гравитационного влияния, им становилось тесно, и меньшие из них превращались из поглощающих в поглощаемые.
К концу этого процесса осталось всего лишь 9 больших планет, отстоящих одна от другой на таких расстояниях, что их движение оставалось устойчивым на протяжении миллиардов лет. В зоне Земли процесс аккумуляции тел в планету длился около 100 миллионов лет. Под действием корпускулярного «ветра» и коротковолнового излучения молодого Солнца газ из зоны Земли был удален за время около 10 миллионов лет, поэтому заключительная стадия ее роста протекала, по-видимому, в отсутствие газа. Но в зонах Юпитера и Сатурна газ задерживался дольше, и достаточно массивные твердые ядра этих планет (согласно оценкам разных авторов, начальные массы этих ядер были, порядка 3—5 масс Земли) присоединяли к себе оставшийся газ.

Образование малых тел Солнечной системы

admin — Thu, 22 Apr 2010 08:37:33 +0000

Образование малых тел Солнечной системы явилось побочным продуктом основного процесса образования планет. Во время аккумуляции, планет вокруг некоторых из них образовались спутниковые рои — в результате захвата своим гравитационным поле.м частиц, подвергшихся неупругим столкновениям в их окрестностях. Аккумуляция спутников в этих роях протекала аналогично аккумуляции самих планет. В зонах планет-гигантов скорости тел были настолько большими, что часть тел была выброшена из Солнечной системы, а часть оказалась на далекой периферии, образовав так называемое кометное облако Оорта.
В зоне астероидов процесс формирования планеты был прерван более крупными телами, залетавшими из зоны Юпитера. Сталкиваясь с астероидами, эти тела захватывали с собой преобладающую часть астероидов, а при сближении с оставшимися они увеличивали их относительные скорости своими гравитационными возмущениями. В результате столкновения между астероидами стали сопровождаться не объединением их, а дроблением.

История нашей планеты

admin — Wed, 14 Apr 2010 08:29:50 +0000

История нашей планеты еще полна неразгаданных тайн. Но лик Земли был достаточно хорошо известен уже к концу эпохи Великих географических открытий. За первопроходцами, а иногда и вместе с ними, шли геологи. Находки окаменевших остатков фауны и флоры древнейших эпох вели исследователей все дальше в глубь времен. Становилось ясным, что в смене этих эпох огромная роль принадлежит мощным процессам в недрах планеты, и сегодня напоминающим о себе вулканами, и землетрясениями.
К началу нашего века большой популярностью пользовалась концепция об огненно-жидком состоянии первичной Земли. Казалось естественным, что остывание и сжатие планеты должны вести к складкообразованию на ее поверхности и появлению величественных горных хребтов. Были и возражения. Основная критика этой гипотезы началась после открытия радиоактивных элементов и установления важности нагрева земных недр вследствие распада урана и тория. Однако данных, собираемых лишь на поверхности Земли, было явно недостаточно для разрешения спора.