Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 6.1.2 Утворення планетної системи

Протягом останніх трьохсот років, починаючи від Рене Декарта, було висловлено Кілька десятків космологічних гіпотез, у яких розглядалися найрізноманітніші варіанти ранньої історії Сонячної системи. У наш час прийнято вважати, що близько п'яти Мільярдів років тому у величезній газово-пиловій хмарі, пронизаній магнітними силовими лініями, утворилося згущення протосонце, яке повільно стискалося. Інша частина хмари — з масою приблизно в 10 разів меншою — повільно оберталася навколо нього. У результаті зіткнень атомів, молекул і частинок пилу туманність сплющувалася й розігрівалася. Так навколо протосонця утворився витягнутий диск, пронизаний магнітним полем.

Під дією тиску легкі хімічні елементи водень і гелій залишали найближчі околиці Сонця. У кінцевому підсумку це й зумовило істотні відмінності в хімічному складі планет і їх поділ на дві групи. Досягаючи критичної щільності,' пиловий диск розпадався на окремі згущення.

Увесь цей час протосонце виявляло високу активність. У результаті могутніх спалахів воно викидало потоки заряджених частинок, які, рухаючись уздовж магнітних ліній, переносили момент руху від Сонця до протопланетної хмари. Крім того, при зіткненнях частинок відбувалися ядерні реакції. Унаслідок зіткнень одні згущення збільшувалися, інші дробилися. Розрахунки показують, що збільшення розмірів Землі тривало не менше 100 мільйонів років.

Випадання Окремих згущень на Землю і її стиснення спричинили поступове розігрівання надр планети. На початку формування Землі температура в її центральній зоні не перевищувала 800 К, на поверхні — 300 К, але в результаті процесів радіоактивного розпаду, які супроводжувалися виділенням енергії, окремі ділянки розігрілися до плавлення. При цьому важкі сполуки й елементи опустилися вниз, легкі піднялися нагору. На ранній стадії протоземля була оточена хмарою невеликих супутників, з яких згодом сформувався Місяць. Аналогічно формувалися й інші планети.

6.1.3 Основні характеристики Землі

За формою Земля наближається до еліпсоїда обертання. Екваторіальний радіус Землі становить 6378,16 км, полярний радіус — 6356,78 км. Складовими частинами нашої планети є:

1) внутрішнє ядро, радіус якого близько 1300 км, де речовина, за всіма даними, перебуває у твердому стані;

2) зовнішнє ядро, радіус якого становить приблизно 3400 км; тут, у товщі, яка має потужність близько 2100 км, речовина перебуває у рідкому стані;

3) оболонка (мантія), потужність якої близько 2900 км;

4) кора, товщина якої під океаном 4-8 км і 30-60 км — під материками.

Кору й мантію розділяє так звана поверхня Мохоровичича, на якій густина речовини різко зростає від 3,3 до 5,2 г/см3.

Земне ядро є джерелом магнітного поля Землі. Припускають, що геомагнітне поле зумовлене електричними струмами, які циркулюють у зовнішньому ядрі. Можливо, ці струми виникають унаслідок гідродинамічних рухів у рідкому провідному середовищі ядра. Силові лінії магнітного поля Землі утворюють своєрідні "пастки" для заряджених частинок, які рухаються до неї. Затримані магнітним полем Землі, ці частинки формують величезні радіаційні пояси, які огортають нашу планету вздовж геомагнітного екватора. Виявлено три таких пояси радіації: перший — на висоті, від 2400 до 5600 км, другий — від 12000 до 20000 км і третій — на висоті від 50 до 60 тисяч кілометрів. Заряджені.частки, джерелом яких є переважно Сонце, "ковзаючи" вздовж магнітних силових ліній, проникають в атмосферу біля полюсів Землі. Зіштовхуючись з атомами й молекулами атмосфери, вони спричинюють світіння, яке ми спостерігаємо у вигляді мальовничих полярних сяйв.

Рідка оболонка Землі, яка покриває 70,8% її поверхні, називається гідросферою. В океанах міститься = 97 % світових запасів, води. За сучасними уявленнями, наявність великих водойм на Землі мала вирішальне значення для виникнення життя. Частина води, об'єм якої приблизно 24 млн. км3, перебуває у твердому стані (лід). Якщо цей лід розтане, то рівень Світового океану підніметься на 62 м. З водою, а точніше з водяною парою, пов'язаний так званий парниковий ефект. Справа в тому, що сонячне випромінювання, максимум якого припадає на довжину хвиль порядку 0,55 мкм, майже не поглинаючись, проходить через атмосферу, досягає земної поверхні й нагріває її. Таку ж кількість енергії випромінює і поверхня Землі, але в інфрачервоній частині спектра. Випромінювання цих довжин хвиль значною мірою поглинає водяна пара, частково воно перевипромінюється назад у напрямку до земної поверхні. Унаслідок цього температура поверхні Землі перевищує ту температуру, яку вона повинна була б мати за відсутності атмосфери.