В жизни читателя

НАУЧНО-ПОПУЛЯРHOЕ ИЗДАНИЕ

А.Н.Олейников

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ

Издание третье, переработанное и дополненное

О53

УДК 550.93(023.11)

1904040000 — 312

O-------------------------355 — 88

043(01)-87

О53 Олейников А. Н. Геологические часы. — 3-е изд., перераб и доп. — Л.: Недра, 1987. — 151 с., ил.

Популярно рассказано о появлении и строении нашей планеты; о животных и растениях, населявших Землю в раз­личные эпохи ее развития; о стремлении людей с незапамятных времен проникнуть в глубь земной истории; о разнообразных способах, позволяющих разгадать время рождения земных слоев; о тернистом пути от умозрительных средневековых построений до современной теории, от мифа до строгих научных гипотез. Третье издание (2-е изд. — 1975 г.) дополнено и уточнено в соответствии с вновь появившимися данными.

Для читателей, интересующихся геологией. Представит интерес также и для учащихся старших классов.

Рецензент — канд. геол.-минерал, наук Э. А. Новиков (Ин-т соц.-эконом. проблем АН СССР)

Издательство «Недра», 1987

РОЖДЕНИЕ ЗЕМЛИ

О появлении на свет планеты,

Играющей немаловажную роль

в жизни читателя

Древние иранские мифы рассказывают, что мир был сотворен 12 тыс. лет назад. Вавилонские жрецы, достигшие огромных успехов в математике и астрологии, считали, что возраст Земли около 2 млн. лет. Трактуя различные сведения, собран­ные в Священном писании, средневековые теологи неодно­кратно пытались вычислить возраст Земли. Изучив текст Библии, архиепископ Иероним пришел к заключению, что мир был сотворен за 3941 год до начала современного летосчисления. Его коллега Феофил — епископ антиохский увеличил этот срок до 5515 лет. Августин Блаженный при­бавил к нему еще 36 лет, а ирландский архиепископ Джеймс Ашер, явно неравнодушный к точным цифрам, высказал предположение, что мир был создан в утренние часы 26 октября 4004 г. до рождества Христова.

Шли годы. Поэтические легенды древности и символи­ческие трактаты средневековья не могли более удовлетворять насущные требования человечества и уступили место стро­гой научной формулировке, беспристрастному анализу, вере в материальность мира. Но по-прежнему людей продолжали интересовать вопросы: как образовалась наша планета и какие силы породили этот голубой шар с его горами и ре­ками, льдами полюсов и огнем недр?

Поскольку никому не удастся проникнуть в далекое прош­лое и воочию наблюдать рождение Земли, остается доволь­ствоваться более или менее достоверными предположениями, догадками, гипотезами — путь трудный и часто неблагодар­ный. Так шахматист шаг за шагом восстанавливает после­довательность ходов, которые могли привести к сложившейся на доске позиции. А может быть, таких путей было несколько? Значит, надо накапливать новые сведения в дополнение к огромным запасам фактов, уже хранящихся в арсенале науч­ных знаний.

Ушли в прошлое первые попытки объяснить происхожде­ние Земли. Одни из них строились на религиозных преда­ниях, другие, возможно, имели научный смысл, но были написаны иносказательным языком. Не расшифрованные, они кажутся сегодня набором мистических фраз.

Идеи о том, что Земля возникла в результате естественных процессов, высказывали в XVII столетии французский мате­матик Рене Декарт и президент Берлинской академии наук, математик и философ Готфрид Лейбниц. Но лишь в XVIII веке были предложены первые научные концепции, которые можно считать космогоническими гипотезами в современном понимании этого термина. Их авторами были немецкий фи­лософ Иммануил Кант и французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас.

Согласно гипотезе Лапласа на месте Солнечной системы некогда существовала огромная раскаленная газовая туман­ность. Под действием охлаждения и взаимного тяготения газовых частиц она начала постепенно сжиматься и, вра­щаясь, приобрела уплощенную, приплюснутую форму. Но эти же процессы вызвали увеличение центробежной силы. От сгустка материи отделилось газовое кольцо, которое разорва­лось, а затем сгустилось в шар, продолжавший вращение вокруг центра туманности. Сжатие ядра туманности не пре­кращалось. От ее экватора отрывались все новые и новые кольца, сгущавшиеся в шаровидные планеты. Подобным же образом, отделяясь от планет, возникли их спутники. А уплотнившаяся центральная часть туманности в конечном итоге превратилась в звезду, снабжающую дочерние пла­неты светом и теплом.

Кант выдвинул свои предположения раньше Лапласа, но опубликовал их анонимно. Поэтому долгое время не было известно, кто же автор гипотезы. В отличие от Лапласа, Кант считал, что в планетную систему сгустились не раска­ленные газы, а холодные космические частицы. При этом пер­вым образовалось Солнце, а планеты сформировались не­сколько позднее.

Почти столетие гипотезы Канта и Лапласа служили обще­признанным объяснением становления Солнечной системы. Только с конца прошлого века стали появляться некоторые дополнения к ним и делаться попытки взглянуть на образо­вание Земли и других планет с иных позиций.

Так, в 1905 г. американские ученые астроном Форест Мультон и геолог Томас Чемберлин предположили, что мимо Солнца некогда прошла другая звезда, притяжение которой вызвало на поверхности нашего светила мощные приливы. С гребней приливных волн по направлению к проходящей звезде стали отделяться бесформенные хлопья солнечной материи. Охлаждаясь, эта материя образовала небольшие сгущения — «планетезимали». Некоторые из таких сгущений, слившись воедино, превратились в протопланеты, одной из которых была прото-Земля. Поначалу Земля была значи­тельно меньше, чем ныне; ее размеры постепенно увеличи­вались за счет мелких планетезималей и метеоритов.

В 1919 г. английский физик Джеймс Джине, проанализи­ровав весь накопленный к тому времени материал по астро­физике и небесной механике, опубликовал работу «Проблемы космологии и звездной динамики», в которой предложил еще одну схему образования Солнечной системы. Подобно своим предшественникам, Джине считал, что Солнце было сначала одинокой звездой. Блуждая в просторах Вселенной, оно встретило на своем пути другую звезду. Под действием силы ее притяжения огромная масса вещества выплеснулась из Солнца и в сигарообразной форме протянулась навстречу этой звезде. Но звезда прошла мимо, а гигантская струя раскаленного солнечного вещества раздробилась на части, и при охлаждении из них возникли планеты.

Долгое время эта гипотеза считалась очень удачной. Но слишком мала вероятность подобной встречи звезд. Сам Джине полагал, что такая встреча может произойти только в одном случае из триллиона звездных сближений. К тому же выяснилось, что расчеты исследователя не могли объяснить происхождение комет, спутников планет и особенности дви­жения некоторых планет, относящихся к группе Юпитера.

Развивая идеи Джинса, английский геофизик Харолд Джефрис предположил, что выброс солнечного вещества произошел не в результате сближения двух звезд, а вследствие удара, который нанесла Солнцу звезда, задевшая его по касательной. Но такое столкновение, по-видимому, еще менее вероятно, чем возможность самого прохождения вблизи Солн­ца другой звезды.

Когда же в конце 30-х годов появилось сообщение швед­ского астронома Эрика Хольмберга об открытии плането-подобных спутников звезд, и вслед за тем советские и амери­канские исследователи установили, что собственные планеты может иметь приблизительно каждая десятая звезда, распо­лагающаяся на удалении от Солнца до 16 световых лет, гипотеза Джинса и другие построения, предполагавшие уни­кальность Солнечной системы, утратили свое значение. А после того как в 1942 г. советский геофизик и астроном Николай Николаевич Парийский произвел расчеты, доказав­шие, что нынешние траектории планет не могли бы сформи­роваться, если бы планетные тела образовались из газовой струи, выброшенной из Солнца, идеи Джинса — Джефриса были окончательно оставлены.

В 1944 г. советский академик Отто Юльевич Шмидт пред­ложил другую гипотезу рождения планет. По его гипотезе Солнце, проходя сквозь межзвездное облако пыли и газов, увлекло за собой часть этого облака. Захваченные притя­жением пылевые и газовые частицы вращались вокруг Солнца в одной плоскости, сталкивались, образовывали скопления. Мелкие частицы сливались друг с другом, более крупные притягивали к себе мелкие и, обрастая ими, непрерывно

увеличивались в размере. Так постепенно росли будущие планеты. Математический аппарат, использованный в доказа­тельствах Шмидта, сомнений не вызывал. Но захват звездой газопылевого облака — явление почти столь же маловероят­ное, как столкновение двух звезд, летящих в космическом пространстве.

Другой советский ученый, академик Василий Григорьевич Фесенков, объяснил происхождение Солнечной системы по-иному. Судя по сходству химического состава земной коры и солнечной атмосферы, Земля и другие планеты вполне могли иметь «солнечное» происхождение. По-видимому, Солн­це некогда вращалось вокруг своей оси значительно быстрее, чем теперь. Вследствие такого вращения в экваториальной части светила возник вырост, от которого стали отделяться планеты. Утолщение на теле Солнца имело сравнительно невысокую температуру. Поэтому газы новорожденных планет не рассеивались в мировом пространстве и сами планеты сравнительно быстро охлаждались. Постег лно удаляясь от Солнца, они заняли свое нынешнее положение.

В 1950 г. известный американский исследс атель Дж. П. Кой-пер высказал предположение, что Солнце входило ранее в систему двойной звезды. Одна из этих звезд рассеялась в пространстве и стала материалом для газопылевого облака, из которого затем сформировались планеты.

В последующие годы было предпринято немало попыток дать более строгое объяснение возможным процессам обра­зования Солнечной системы. Появились новые идеи о воз­рождении и развитии модели Канта — Лапласа на основе современных достижений космической электродинамики. Пред­ложено оригинальное объяснение причин турбулентных дви­жений космического вещества, вызываемых конвекцией. Вы­сказаны интересные мысли о закономерностях сжатия про-топланетного облака; предполагается, что толчком, нарушив­шим равновесие первичной газопылевой туманности, явился взрыв сверхновой звезды...

Многочисленным гипотезам о происхождении Земли посвя­щена обширная литература, содержащая бурную полемику, доводы за и против, остроумные доказательства, строгую критику. Большинство ученых, занимающихся проблемами космогонии, полагают, что Солнечная система сформирова­лась из прародительского космического облака, в котором возникли некие центры сгущения вещества. Но у астро­номов, геологов и физиков еще не сложилось единого мнения о причинах образования нашей планеты, и ни одна из пред­ложенных гипотез не может в полной мере объяснить строения Солнечной системы. Можно с уверенностью сказать, что вопрос о том, как произошла Земля, еще ждет своего реше­ния.

Для того чтобы найти верный ответ на этот вопрос, пред­стоит разрешить еще немало загадок, заданных природой. Видное место среди них занимает проблема времени. Сколько миллионов или миллиардов лет длилось формирование земных слоев? Можно ли оценить во времени процесс становления Земли как планеты? Какими часами измерить продолжи­тельность жизни Солнечной системы? Сколько лет Земле?

Дата добавления: 2015-09-06