Как Земля стала Землей?
«Небула» — по-латыни значит «туманность». А небулярная гипотеза — гипотеза об образовании Солнечной системы из газопылевого облака — впервые была высказана еще в 18 в. У ее истоков стояли два философа — Эммануил Сведенборг и Иммануил Кант, и замечательный математик и астроном Пьер-Симон Лаплас. Позже эта гипотеза развивалась и уточнялась на основе новых данных науки, а с началом эры космических исследований и открытием планет за пределами Солнечной системы подверглась самой серьезной проверке — и выдержала ее.
Кто-то вышел из тумана...
Формирование Солнечной системы началось примерно 4,6 млрд лет назад. Небольшая часть гигантского межзвездного газопылевого облака в результате близкого взрыва сверхновой стала уплотняться и со временем превратилась в центр притяжения для окружающего вещества. Облако это содержало не только водород и гелий, но и тяжелые элементы (металлы), оставшиеся после гибели звезд существовавших в прошлом. К тому же оно находилось в очень медленном вращательном движении.
Постепенно размеры газопылевого облака уменьшались, а скорость вращения возрастала. Из-за этого форма облака становилась все более плоской, напоминающей диск. Росла и его плотность, столкновения между частицами становились все более частыми и энергичными, в результате чего температура вещества возрастала, причем сильнее всего нагревались центральные области диска.
При достижении температуры в несколько тысяч градусов, центральная область диска начала светиться: там сформировался «зародыш» будущей звезды — протозвезда. Вещество облака продолжало падать на протозвезду, увеличивая давление и температуру в ее центре, а внешние области диска оставались относительно холодными. За счет неравномерностей в распределении вещества там возникли отдельные уплотнения, которые и стали центрами формирования планет.
Когда температура в центре протозвезды достигла миллионов градусов, там начались термоядерные реакции. Протозвезда превратилась в звезду — желтого карлика, а крупные сгущения вещества во внешней области образовали планеты, вращающиеся вокруг центрального светила в той же плоскости и в том же направлении, что и существовавший ранее газопылевой диск.
Снаружи и внутри
Материал, из которого образовались планеты, на различных расстояниях от Солнца имел различный состав и свойства. Вблизи Солнца преобладали тугоплавкие вещества, из которых впоследствии образовались планеты земной группы. Водород, гелий и другие газы накапливались на окраинах — они-то и стали строительным материалом для планет-гигантов — Юпитера, Сатурна, Нептуна, Урана.
Именно поэтому в состав молодой Земли вошли металлы (железо, никель, магний, кальций), их окислы и соединения кремния, из которых состоят каменистые горные породы и на Земле, и на Марсе, и на Меркурии. С течением времени внутреннее вещество планет разделилось на зоны: тяжелое металлическое ядро и окружающие его мантию и кору. Благодаря теплу, которое выделялось при распаде радиоактивных элементов, оказавшихся в составе планеты, и медленному сжатию вещества к центру, недра планеты постепенно разогревались. Это привело к расплавлению твердых горных пород и постепенному разделению вещества на зоны.
Ныне Земля имеет горячее ядро, богатое железом и никелем. Земная кора состоит из более легких элементов и как бы «плавает» на поверхности частично расплавленных горных пород, образующих мантию Земли.
Остывая, Земля выбрасывала из своих недр множество различных газов и водяного пара — так образовалась ее первичная атмосфера. Эти газы образовывались в результате деятельности вулканов и при химических реакциях, связанных с жизнью планеты. Самые легкие из них — такие, как водород и гелий, улетучивались в космическое пространство, а более тяжелые удерживались притяжением планеты. Они-то и составили основу земной атмосферы, а водяной пар с понижением температуры земной коры сконденсировался, и на Земле возникли крупные водоемы — первичные океаны. Теперь планета была полностью готова к тому, чтобы стать колыбелью жизни.