КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ И ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ КАК СИСТЕМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ, БИОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Геология о происхождение Земли и ее ранней истории

Изменения, происходящие с планетой Земля на протяжении всей ее истории, ее устройство, а также процессы, происходящие на ее поверхности и в глубине, изучает геология.

Геология как наука возникла в XVII—XVIII вв., получив название в честь Геи — древнегреческой богини Земли, по преданию первой возникшей из хаоса и давшей всему жизнь.

Современная геология — комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и Земли. Истоки геологии относятся к глубокой древности и связаны с первыми сведениями о горных породах, минералах и рудах.

Наша планета Земля входит в состав Солнечной системы, которая, в свою очередь, является частью галактики Млечный Путь.

Как уже упоминалось, считается, что планеты Солнечной системы (в том числе и Земля) возникли почти одновременно — примерно 4,6 млрд лет назад.

В современной астрономии принята концепция холодного начального состояния планет, которые под влиянием электромагнитных и гравитационных сил образовались в результате объединения твердых частиц газопылевого облака, окружавшего Солнце.

Протопланетная туманность (газопылевое облако) состояла из плотного межзвездного вещества, которое могло образоваться в результате взрыва относительно недалекой сверхновой звезды, ускорившего процесс конденсации газа.

Уровень давления в протопланетном облаке был таков, что вещество из газа конденсировалось сразу в твердые частицы, минуя форму жидкости. В некоторый момент плотность газа оказалась столь высокой, что в нем образовались уплотнения.

Протопланетное облако было неустойчивым, оно становилось все более плоским, конденсировалось в уплотненный диск, в нем возникали неустойчивости, которые приводили к образованию ряда колец, а газовые кольца превращались в газовые сгустки.

Сталкиваясь друг с другом, газовые сгустки продолжали сжиматься и уплотняться, образуя так называемые допланетные тела (протопланеты).

Образование допланетных тел продолжалось десятки тысяч лет. Столкновение этих тел друг с другом привело к тому, что наиболее крупные из них начали еще более увеличиваться в размерах, вследствие чего образовались планеты, в том числе и наша Земля.

Однако пока не решен вопрос, была ли Земля гомогенна или ге- терогенна к концу своего формирования, образовались ли ядро, мантия и кора в результате гетерогенной аккреции или же наша планета создавалась из гомогенного материала, который затем подвергался дифференциации в процессе последующей геологической истории.

Большинство исследователей придерживаются модели гетерогенной аккреции (хотя вопрос о разделе вещества допланетного облака на железные и силикатные частицы пока окончательно не решен).

Ранняя история развития Земли включает три фазы эволюции:

• • аккреции (рождения);
• • расплавления внешней сферы;
• • первичной коры (лунную фазу).

Фаза аккреции представляла собой непрерывное выпадение на растущую Землю все большего количества крупных тел, укрупняющихся в своем полете при соударениях между собой, а также в результате притяжения к ним более удаленных мелких частиц. Кроме того, на Землю падали и самые крупные объекты — планетезималии, достигавшие в поперечнике многих километров. В фазу аккреции Земля приобрела примерно 95% современной массы. На это ушло около 17 млн лет (некоторые исследователи увеличивают этот срок до 400 млн лет). При этом Земля оставалась холодным космическим телом, и только в конце этой фазы, когда началась предельно интенсивная ее бомбардировка крупными объектами, произошло сильное разогревание, а затем и полное расплавление вещества поверхности планеты.

Фаза расплавления внешней сферы земного шара наступила около 4—4,6 млрд лет назад. В это время произошла общепланетарная химическая дифференциация вещества, которая привела к формированию центрального ядра Земли и обволакивающей его мантии. Позже образовалась земная кора.

В этой фазе поверхность Земли представляла собой океан тяжелой расплавленной массы с вырывающимися из него газами. В него продолжали стремительно падать мелкие и крупные космические тела, вызывая всплески тяжелой жидкости. Над раскаленным океаном нависало сплошь затянутое густыми тучами небо, с которого не могло упасть ни капли воды.

Лунная фаза — это время остывания расплавленного вещества Земли из-за излучения тепла в космос и ослабления метеоритной бомбардировки. Так образовалась первичная кора базальтового состава. Тогда же происходило и образование гранитного слоя материковой коры. Правда, механизм этого процесса до сих пор не ясен.

В лунную фазу шло постепенное остывание поверхности Земли от температуры плавления базальтов, составляющей 800—1000 °С до 100 °С.

Когда температура опустилась ниже 100°С, из атмосферы выпала вся вода, покрывшая Землю. В результате сформировались поверхностные водоемы и грунтовые воды, образовался первичный океан.

Форма Земли близка к шарообразной, но при детальном исследовании оказывается более сложной, даже если ее обрисовать поверхностью океана и мысленно продолжать эту поверхность под континентами. Неровности поверхности поддерживаются неравномерным распределением массы внутри земного тела. Радиус Земли 6,3 тыс. км, скорость вращения вокруг Солнца 30 км/с. Эту форму назвали геоидом.

Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,6 млн км.