ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗЕМЛЕ И ВСЕЛЕННОЙ

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЗЕМЛИ И ПЛАНЕТ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

По современным представлениям происхождение Земли является частью процесса происхождения и развития Вселенной, начавшегося около 13,7 млрд лет назад с события, называемого Большим Взрывом.

Предполагается, что вся имевшаяся материя была первоначально сконцентрирована в некотором небольшом объеме, пребывала в сверхплотном состоянии, обладала очень большой внутренней энергией и температурой и находилась при этом в равновесии. В какой-то момент за счет внутреннего саморазвития равновесие было потеряно, энергия реализовалась в виде колоссального взрыва и частицы материи, представлявшие собой потоки элементарных частиц, полетели во все стороны с огромной скоростью. Силы гравитации постепенно соединили в различные по размеру сгустки отдельные части разлетающейся материи. Элементарные частицы начали соединяться в атомы и молекулы, и сгустки материи постепенно превратились в галактики, звезды и планеты. На это ушло примерно 10 млрд лет. Физические расчеты показывают, что процесс консолидации материи, находящейся в газообразном, пылеватом и плазменном состоянии, неизбежно сопровождается раскручиванием.

Из подобного сгустка раскаленной материи сформировались наша Галактика, Солнечная система и планета Земля. Этот этап истории Земли называется догеологическим.

Возраст Земли оценивается в 4,57 млрд лет, когда по представлениям астрономов и геологов из газо-пылеватого облака выделились Солнечная Система и некоторое определенное небесное тело — протоземля [10, 15].

Характеристики Солнечной системы приведены ниже:

Расположение..................................................Галактика Млечный Путь

Расстояние до центра галактики, световых лет..............................27 170

Период обращения, млн лет.........................................................225—250

Орбитальная скорость, км/с.........................................................220-240

Граница влияния тяготения Солнца, световых лет............................1—2

Ближайшая звезда.....................................................Проксима Центавра

Расстояние до планеты Земля, а.е.^[1].........................................................1

Число известных планет.....................................................8, возможно 9

Число карликовых планет........................................................................5

Число спутников........................415 (172 у планет, 243 у малых планет)

Число малых тел............................................700 тыс. (на ноябрь 2016 г.)

Число комет.........................................................3441 (на ноябрь 2016 г.)

Солнечная система включает центральную звезду — Солнце и многочисленные космические объекты, вращающиеся вокруг него. На Солнце приходится 99,866% массы всей системы.

Четыре внутренние планеты (земная группа) — Меркурий, Венера, Земля, Марс и пояс астероидов состоят в основном из силикатов и металлов. Четыре внешние планеты — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун — газовые гиганты, они более массивны, чем планеты земной группы. Юпитер и Сатурн состоят главным образом из водорода и гелия, а в составе Урана и Нептуна значительная часть — это метан и окись углерода.

Меркурий — ближайшая к Солнцу и самая маленькая по размерам планета Солнечной системы. Атмосфера Меркурия очень разряжена (по сравнению с земной), состоит из атомарного водорода, гелия и небольшого количества кислорода, ее мощность приблизительно равна 600 км. Средняя плотность Меркурия р = 5,42 г/см³, температура на поверхности колеблется от +500°С на дневной стороне до -180°С на ночной стороне. Среднее расстояние от Меркурия до Солнца — 58 млн км = 0,38 а.е.

Венера — ближайшая соседка Земли, она хорошо наблюдается невооруженным глазом. Продолжительность суток на Венере составляет 243 земных суток, а удалена она от Солнца на 0,72 а.е. Плотность Венеры р = 5,25 г/см³. В отличие от других планет ее суточное вращение происходит в противоположную сторону. На Венере отсутствует магнитное поле, а атмосфера на 90—95% состоит из углекислого газа, количество кислорода не превышает 0,4%. Температура на дневной поверхности Венеры составляет около 500°С, давление — 100 атм.

Земля — планета, которая располагается между Венерой и Марсом. Среднее значение ее плотности р = 5,52 г/см³. У Земли единственный спутник — Луна, обладающая корой, мощность которой достигает 25 км. Температура на поверхности Луны изменяется от +130°С на дневной поверхности до -180°С на ночной поверхности.

Марс находится на расстоянии 1,52 а.е. от Солнца. Полный оборот он совершает за 687 земных суток. Диаметр Марса составляет 6780 км, а его плотность р = 3,94 г/см³. У Марса два спутника — Фобос и Деймос. Планета Марс имеет атмосферу, которая по химическому составу отличается от земной: 95,3% углекислого газа с небольшой примесью (2,7%) азота, водяные пары и кислород. Температура на Марсе составляет от -71°С до +24°С, т.е. близка к земной. Ученые предполагают наличие на поверхности Марса литосферы мощностью до 30 км.

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. По объему Юпитер превосходит Землю почти в 1300 раз, а по массе — в 318 раз. Юпитер обладает мощной силой притяжения и может удерживать вокруг себя легкие газы. Атмосфера Юпитера состоит из водорода и его соединений (метана, аммиака, гелия), присутствуют углекислый газ и водяной пар. На долю водорода приходится 74%, а гелия — 26%. Юпитер имеет 16 спутников, скорость его вращения вокруг Солнца — около 13 км/с. Юпитер делает один оборот примерно за 12 земных лет. Большая плотность Юпитера дает основание предполагать, что он состоит не только из водорода и гелия — в его ядре присутствует железо. Установлено, что на поверхности Юпитера имеется интенсивное магнитное поле, которое в 40 раз сильнее земного, а температура на его поверхности составляет -МОЮ.

Сатурн — планета внешней группы. Его поверхность не видна из-за плотного слоя атмосферы, которая состоит из метана и водорода. Температура наружного слоя атмосферы очень низка и составляет -180°С. Особенностью Сатурна являются его кольца (внешние и внутренние), состоящие из мельчайших метеоритов и космической пыли. Масса планеты превышает земную в 95 раз, период обращения Сатурна вокруг Солнца — 29,5 земных лет.

Уран и Нептун — планеты, похожие друг на друга по размеру и плотности. По диаметру они примерно в 4 раза больше Земли, а по массе — примерно в 15 раз. Предполагается, что внутри Урана содержится повышенное количество гелия. Плотность планет — 1,27 и 1,64 г/см³ соответственно.

Пояс астероидов находится между орбитами Марса и Юпитера. Его крупнейшими объектами являются карликовая планета Церера и астероиды Паллада, Веста и Гигея.

За орбитой Нептуна располагаются транснептуновые объекты, состоящие из замерзшей воды, аммиака и метана. Крупнейшие из них — Плутон, Седна, Хаумеа, Макемаке, Квавар, Орк и Эрида. Сюда относится пояс Койпера — область реликтов времен образования Солнечной системы, который является большим поясом осколков, подобным поясу астероидов, но состоящих в основном изо льда. Простирается он между 30 и 55 а.е. от Солнца. Его суммарная масса оценивается в 0,01—0,1 массы Земли.

• [1] Астрономическая единица — а.е. 1 а.е. = 150 млн км.