Походження землі(від великого Вибуху до виникнення Землі).

ПОХОДЖЕННЯ ЗЕМЛІ (Від Великого Вибуху до виникнення Землі).

В одній галактиці нараховується близько 100 млрд. зірок, а всього в нашому Всесвіті існує 100 млрд. галактик. Якби вам здумалося відправитись в подорож із Землі до самого краю Всесвіту, то це зайняло б у вас більше 15 млрд. років за умови, що ви будете пересуватися зі швидкістю світла - 300 000 км у секунду. Але відкіля ж з'явилася космічна матерія? Як виник Всесвіт? Історія Землі нараховує близько 4,6 млрд. років. За цей час на ній виникали і вимирали багато мільйонів видів рослин і тварин; виростали і перетворювались в порох найвищі гірські хребти; величезні материки то розколювалися на частини і розбігалися в різні сторони, то зіштовхувалися один з одним, утворюючи нові гігантські масиви суші. Звідки нам це відомо? Річ у тім, що, незважаючи на всі катастрофи і катаклізми, якими настільки багата історія нашої планети, на подив багато чого з її бурхливого минулого запам'ятовується в гірських породах, що існують і понині, у скам'янілостях, що в них знаходять, а також в організмах живих істот, що живуть на Землі в наші дні. Зрозуміло, цей літопис неповний. Нам потрапляються лише його фрагменти, між ними є порожнечі, з оповідання випадають цілі глави, украй важливі для розуміння того, що відбувалося насправді. І все-таки навіть у настільки урізаному виді історія нашої Землі не уступає в захопливості будь-якому детективному романові.

Астрономи думають, що наш світ виник у результаті Великого Вибуху. Вибухнувши, гігантська вогненна куля розметала по просторі матерію й енергію, що згодом згустилися, утворивши мільярди зірок, а ті, у свою чергу, об'єдналися в численні галактики. Теорія Великого Вибуху. Теорія, якої дотримуються більшість сучасних учених, стверджує, що Всесвіт утворився в результаті так названого Великого Вибуху. Неймовірно гаряча вогненна куля, температура якої досягала мільярдів градусів, у якусь мить вибухнула і розкидала у всіх напрямках потоки енергії і часток матерії, додавши їм колосальне прискорення.
Будь-яка речовина складається з крихітних часток - атомів. Атоми - це дрібні матеріальні частки, здатні брати участь у хімічних реакціях. Однак вони, у свою чергу, складаються з ще більш дрібних, елементарних, часток. У світі існує безліч різновидів атомів, що називаються хімічними елементами. Кожен хімічний елемент містить у собі атоми визначених розмірів і маси і відрізняється від інших хімічних елементів. Тому в ході хімічних реакцій кожен хімічний елемент поводиться тільки йому одним властивим чином. Усе суще у Всесвіті, від найбільших галактик до дрібних живих організмів, складається з хімічних елементів.
Після Великого Вибуху. Оскільки вогненна куля, що розлетілась на частини в результаті Великого Вибуху, мала колосальну температуру, крихітні частини матерії володіли спочатку занадто великою енергією і не могли з'єднатися один з одним, щоб утворити атоми. Однак через приблизно мільйон років температура Всесвіту понизилася до 4000?C, і з елементарних часток стали формуватися різні атоми. Спочатку виникли найлегші хімічні елементи - гелій і водень. Поступово Всесвіт прохолоджувався усе сильніше й утворювалися більш важкі елементи. Процес утворення нових атомів і елементів продовжується і донині в надрах таких зірок, як, приміром, наше Сонце. Їхня температура надзвичайно висока.
Всесвіт остигав. Новостворені атоми збиралися в гігантські хмари пилу і газу. Частки пилу зіштовхувалися один з одним, зливалися в єдине ціле. Гравітаційні сили притягали маленькі об'єкти до більш великого. В результаті у Всесвіті згодом сформувалися галактики, зірки, планети.
Всесвіт, що розширюється. Великий Вибух виявився настільки могутнім, що вся матерія Всесвіту з величезною швидкістю розлетілася по космічному просторі. Більш того, Всесвіт продовжує розширюватися і донині. Ми можемо з упевненістю стверджувати це тому, що віддалені галактики усе ще відсуваються від нас, а відстані між ними постійно збільшуються. Виходить, колись галактики розташовувалися набагато ближче один до одного, чим у наші дні. Мікрохвилі з минулого. Виходячи з припущення, що Всесвіт сформувався в результаті "гарячого" Великого Вибуху, тобто виник з гігантської вогненної кулі, учені спробували підрахувати, до якого ступеня вона повинна була остудитися до дійсного часу. Вони прийшли до висновку, що температура міжгалактичного простору повинна складати біля -270°С. Температуру Всесвіту учені визначають і по інтенсивності мікрохвильового (теплового) випромінювання, що йде з глибин космосу. Проведені виміри підтвердили, що вона справді складає приблизно -270°С. Який вік Всесвіту? Щоб довідатися відстань до тієї або іншої галактики, астрономи визначають її розміри, яскравість і колір випромінюваного нею світла. Якщо теорія Великого Вибуху вірна, то, виходить, всі існуючі нині галактики спочатку були стиснуті в одну надщільну і гарячу вогненну кулю. Вам досить поділити відстань від однієї галактики до іншої на швидкість, з якою вони віддаляються один від одного, щоб встановити, як давно вони складали єдине ціле. Це і буде віком Всесвіту. Зрозуміло, цей метод не дозволяє отримати точних даних, але все-таки він дає підстави думати, що вік Всесвіту - від 12 до 20 млрд. років.

Ніхто точно не знає, як саме утворилась Сонячна система. Основна теорія говорить, що Сонце і планети сформувалися із завихреної хмари космічного газу і пилу. Більш щільні частини цієї хмари за допомогою гравітаційних сил притягали до себе ззовні усе більшу кількість речовини. У підсумку з нього виникли Сонце і всі його планети. Галактики сформувалися, цілком ймовірно, через приблизно 1 - 2 млрд. років після Великого Вибуху, а Сонячна система виникла приблизно на 8 млрд. років пізніше. Адже матерія розподілялася по просторі аж ніяк не рівномірно. Більш щільні області, завдяки гравітаційним силам, притягали до себе усе більше пилу і газу. Розміри цих областей стрімко збільшувалися. Вони перетворювалися в гігантські завихрені хмари пилу і газу - так названі туманності. Одна така туманність - а саме сонячна туманність - згустившись, утворила наше Сонце. З інших частин хмари виникли згустки речовини, що стали планетами, у тому числі Землею. Вони утримувалися на своїх навколосонячних орбітах могутнім гравітаційним полем Сонця. У міру того як гравітаційні сили притягали частки сонячної речовини все ближче і ближче один до одного, Сонце ставало все менше і щільніше. При цьому в сонячному ядрі виник дивовижний тиск. Воно перетворювалося в колосальну теплову енергію, а це, у свою чергу, прискорювало хід термоядерних реакцій всередині Сонця. В результаті утворювалися нові атоми і виділялося ще більше тепла.

Утворенн я Сонячної системи.

Виникнення умов для життя. Приблизно ті ж процеси, хоча й у значно менших масштабах, відбувалися і на Землі. Земне ядро стрімко стискалося. Через ядерні реакції і розпад радіоактивних елементів у надрах Землі виділялося так багато тепла, що утворюючі її гірські породи розплавилися. Більш легкі речовини, багаті кремнієм - схожим на скло мінералом, - відокремилися в земному ядрі від більш щільних заліза і нікелю й утворили першу земну кору. Через приблизно мільярд років, коли Земля істотно остудилася, земна кора затверділа і перетворилася в міцну зовнішню оболонку нашої планети, що складається з твердих гірських порід.
Остигаючи, Земля викидала зі свого ядра безліч різних газів. Звичайно це відбувалося при виверженні вулканів. Легкі гази, такі, як водень або гелій, здебільшого випаровувались у космічний простір. Однак сила притягання Землі була досить велика, щоб утримувати в її поверхні більш важкі гази. Вони і склали основу земної атмосфери. Частина водяних пар з атмосфери скондесувалася, і на Землі виникли океани. Тепер наша планета була цілком готова до того, щоб стати колискою життя.

Народження і загибель гірських порід. Земна суша утвориться твердими гірськими породами, найчастіше покритими шаром ґрунту і рослинністю. Але звідки ці гірські породи беруться? Нові гірські породи формуються з речовини, що народжується глибоко в надрах Землі. У нижніх шарах земної кори температура набагато вища, ніж па поверхні, а складові їхні гірські породи знаходяться під величезним тиском. Під впливом жару і тиску гірські породи прогинаються і розм'якшуються, а то і зовсім плавляться. Як тільки в земній корі утвориться слабке місце, розплавлені гірські породи - їх називають магмою - прориваються на поверхню Землі. Магма випливає з жерла вулканів у виді лави і поширюється на великій площі. Застигаючи, лава перетворюється у тверду гірську породу..

Вибухи і вогненні фонтани. В одних випадках народження гірських порід супроводжується грандіозними катаклізмами, в інших проходить тихо і непомітно. Існує безліч різновидів магми, з них утворюються різні типи гірських порід. Приміром, базальтова магма дуже текуча, легко виходить на поверхню, розтікається широкими потоками і швидко застигає. Іноді вона виривається з жерла вулкану яскравим "вогненним фонтаном" - таке відбувається, коли земна кора не витримує її тиску. Інші види магми набагато густіші: їхня густота, або консистенція, більше схожа на чорну патоку. Гази, що утримуються в такій магмі, на превелику силу пробиваються на поверхню крізь її щільну масу. Згадайте, як легко пухирці повітря вириваються з киплячої води і наскільки повільніше це відбувається, коли ви нагріваєте що-небудь більш густе, наприклад кисіль. Коли більш щільна магма піднімається ближче до поверхні, тиск на неї зменшується. Розчинені в ній гази прагнуть розширитися, але не можуть. Коли ж магма нарешті виривається назовні, гази розширюються настільки стрімко, що відбувається грандіозний вибух. Лава, уламки гірських порід і попіл розлітаються в усі сторони, як снаряди, випущені з гармати. Подібне виверження відбулося в 1902 р. на о-ві Мартиніка в Карибському морі. Катастрофічне виверження вулкану Мопталь-Пеле цілком зруйнувало порт Сеп-Пьер. Загинуло близько 30 000 чоловік.

Гірські породи, що формуються з лави, що остигає, називають вулканічними, або виверженими, гірськими породами. Поки лава остигає, мінерали, що утримуються в розплавлених породах, поступово перетворюються у тверді кристали. Якщо лава остигає швидко, кристали не встигають вирости і залишаються дуже маленькими. Подібне відбувається при утворенні базальту. Іноді лава прохолоджується настільки швидко, що з неї виходить гладка склоподібна порода, що взагалі не містить кристалів, така, як обсидіан (вулканічне скло). Подібне, як правило, трапляється при підвідному виверженні або коли маленькі частки лави викидаються з жерла вулкана високо в холодне повітря.

Ерозія і вивітрювання гірських порід у каньйонах Сідар-Брейкс, штат Юта, США. Ці каньйони утворилися в результаті ерозійного впливу ріки, що проклала своє русло через шари осадових порід, "видавлених" догори рухами земної кори. Гірські схили, що оголилися, поступово вивітрилися, і уламки порід утворили на них кам'янисті осипи. Посередині цих осипів стирчать виступи усе ще твердих скель, що і утворять краї каньйонів.

Свідчення минулого. Розміри кристалів, що утримуються у вулканічних породах, дозволяють нам судити, наскільки швидко остигала лава і на якій відстані від поверхні Землі вона залягала. Перед вами шматок граніту, як він виглядає в поляризованому світлі під мікроскопом. Різні кристали мають на цьому зображенні різний колір. Гнейс - метаморфічна гірська порода, що утворилася з осадової породи під впливом тепла і тиску. Малюнок з різнобарвних смуг, що ви бачите на цьому шматку гнейсу, дозволяє визначити напрямок, у якому земна кора, рухаючись, давила на шари гірських порід. Так ми отримуємо уявлення про події, що відбувалися 3,5 млрд. років тому.
По складках і розламах (розривам) у гірських породах ми можемо судити, у якому напрямку діяли колосальні напруги в земній корі в давно минулі геологічні епохи. Ці складки виникли в результаті гороутворюючих рухів земної кори, що почалися 26 млн. років тому. У цих місцях дивовижні сили здавили шари осадових гірських порід - і утворилися складки. Магма далеко не завжди досягає поверхні Землі. Вона може затримуватися в нижніх шарах земної кори і тоді остигає набагато повільніше, утворюючи чудові великі кристали. Саме так виникає граніт. Величина кристалів дозволяє встановити, яким чином багато мільйонів років тому сформувалася дана порода. Не всі гірські породи схожі на вулканічні, такі, як граніт або базальт. Багато з них складаються з безлічі шарів і схожі на величезну стопку бутербродів. Вони утворилися колись зі зруйнованих вітром, дощами і ріками інших гірських порід, уламки яких змило в озера або моря, і вони осіли на дні під товщею води. Поступово таких опадів накопичується величезна кількість. Вони нагромаджуються один на одному, утворюючи шари товщиною в сотні і навіть тисячу метрів. Вода озера або моря давить на ці відкладення з колосальною силою. Вода, що знаходиться всередині них, видавлюється, і вони спресовуються в щільну масу. У той же час мінеральні речовини, колись розчинені у воді, що видавлюється, як би цементують усю цю масу, і в підсумку з неї формується нова гірська порода, що називають осадовою.
І вулканічні, і осадові породи можуть під впливом рухів земної кори виштовхуватися догори, утворити нові гірські системи. В утворенні гір беруть участь колосальні сили. Під їхнім впливом гірські породи або дуже сильно нагріваються, або дивовижно стискуються. При цьому вони перетворюються - трансформуються: один мінерал може перетворитися в іншій, кристали розплющуються і приймають інше розташування. У результаті на місці однієї гірської породи виникає інша. Гірські породи, що сформувалися при трансформації інших гірських порід під впливом вищезгаданих сил, називаються метаморфічними.

Ніщо не вічно, навіть гори. На перший погляд не може бути нічого міцнішого і довговічнішого, чим величезна гора. На жаль, це всього-на-всього ілюзія. Якщо ґрунтуватися на геологічній шкалі часу, де рахунок йде на мільйони і навіть сотню мільйонів років, то гори виявляються настільки ж минущим, як і все інше, включаючи нас з вами. Будь-яка гірська порода, як тільки почне піддаватися впливові атмосфери, моментально буде руйнуватися. Якщо ви глянете на свіжий уламок скелі або розколотий голыш, то побачите, що знову утворилася поверхня породи найчастіше зовсім іншого кольору, чим стара, що довго пробула па повітрі. Це пояснюється впливом кисню, що утримується в атмосфері, а в багатьох випадках - і дощової води. Через неї на поверхні гірської породи відбуваються різні хімічні реакції, що поступово змінюють її властивості. Згодом ці реакції приводять до вивільнення мінералів, що скріплюють породу, і вона починає розсипатися. У породі утворюються крихітні тріщинки, у які проникає вода. Замерзаючи, ця вода розширюється і розриває породу зсередини. Коли лід стане, така порода попросту розвалиться на шматки. Дуже швидко шматки породи, що відвалилися, змиють дощі. Цей процес називається ерозією. Дощі і піщані бурі руйнують м'які гірські породи швидше, ніж тверді, і в результаті виникають останці (виступи) з різноманітними обрисами.

Худуз , провінція Альберта, Канада.

Вода-руйнівник. Шматки зруйнованої породи в остаточному підсумку попадають у ріки. Плин тягне їх по річковому руслу і сточує ними породу, що утворює саме русло, поки уцілілі уламки не знайдуть нарешті тихе пристановище на дні озера або моря. Замерзла вода (лід) володіє ще більшою руйнівною силою. Льодовики і льодовикові покриви тягнуть за собою безліч великих і дрібних уламків гірських порід, що вмерзнули в їхні крижані боки і черева. Ці уламки проробляють глибокі борозни в породах, по яких рухаються льодовики. Льодовик може переносити уламки скель, що упали на нього зверху, на багато сотень кілометрів. Руйнівний вплив льодовика і каменів, що вмерзнули в нього знизу і з боків, поступово викликає ерозію стін і дна долини, по якій він рухається. В результаті на льоді утворюються довгі смуги уламків гірських порід - так названі морени. При злитті двох сусідніх льодовиків з'єднуються і їхні морени. Льодовики проробляють на своєму шляху глибокі U-образні долини. У Нантфранконе, Уельс, льодовики зникли ще в доісторичні часи, залишивши після себе широку долину, що явно велика для невеликої річки, що протікає по ній нині. Маленьке озеро на передньому плані перегороджено смугою особливо міцної гірської породи. Вітер теж руйнує гірські породи. Особливо часто таке трапляється в пустелях, де вітер переносить мільйони дрібних піщин. Піщинки здебільшого складаються з кварцу, надзвичайно міцного мінералу. Вихор піщин вдаряється об скелі, вибиваючи з них усе нові і нові піщинки. Часто вітер нагромаджує пісок у великі піщані пагорби, або дюни. Кожен порив вітру наносить на дюни новий шар піщин. Розташування схилів і крутість цих піщаних пагорбів дозволяють судити про напрямок і силу вітру, що їх створили.

Льодовик Мюір на Алясці.

Дата добавления: 2015-10-21