Rozwiązanie kwestii pochodzenia Ziemi i ogólnie Układu Słonecznego jest bardzo skomplikowane przez fakt, że nie obserwujemy innych podobnych układów

Póki co nasz Układ Słoneczny nie ma z czym się porównywać, chociaż takie układy powinny być dość powszechne, a ich występowanie nie powinno być przypadkowe, ale naturalne.

Obecnie testuje taką czy inną hipotezę o pochodzeniu Układu Słonecznego, w dużej mierze w oparciu o dane dotyczące składu chemicznego i wieku skał Ziemi i innych ciał Układu Słonecznego. Najdokładniejszą metodą określania wieku skał jest obliczenie stosunku ilości radioaktywnego uranu do ilości ołowiu zawartego w danej skale.

Faktem jest, że ołów jest produktem końcowym spontanicznego rozpadu uranu. Szybkość tego procesu jest znana i nie można jej w żaden sposób zmienić. Im mniej uranu zostało i im więcej ołowiu w skale, tym jest starsza. Najstarsze skały w skorupie ziemskiej mają kilka miliardów lat. Ziemia jako całość powstała najwyraźniej nieco wcześniej niż skorupa ziemska.

Badania kopalnych szczątków zwierząt i roślin pokazują, że w ciągu ostatnich setek milionów lat promieniowanie słoneczne nie zmieniło się znacząco. Według obecnych szacunków Słońce ma około 5 miliardów lat. Słońce jest tylko nieco starsze od Ziemi.

Pierwsze naukowe założenia dotyczące powstania Układu Słonecznego odegrały ogromną rolę w rozwoju materialistycznego światopoglądu. Taka była hipoteza niemieckiego filozofa I. Kanta , opracowana w oparciu o prawo powszechnego ciążenia. W połowie XVIII wieku. wyraził ideę powstania Układu Słonecznego z chmury zimnego pyłu, który był w chaotycznym ruchu.

W 1796 roku francuski naukowiec P. Laplace szczegółowo opisał hipotezę powstania Słońca i planet z wirującej już mgławicy gazowej. Laplace wziął pod uwagę główne cechy Układu Słonecznego, które należy wyjaśnić każdą hipotezą o jego pochodzeniu:

  • większość systemu koncentruje się na Słońcu;
  • orbity planet i satelitów są prawie okrągłe i leżą w prawie tej samej płaszczyźnie;
  • odległości między nimi rosną zgodnie z pewnym prawem;
  • prawie wszystkie planety krążą nie tylko wokół Słońca, ale także wokół swoich osi w jednym kierunku.

Swoją hipotezę oparł na założeniu, że zarówno planety, jak i materia, z której powstały, były pierwotnie w gorącym, stopionym stanie.

Teraz naukowcy doszli do wniosku, że Ziemia nigdy nie była ani gazem, ani ognistą cieczą.

Do tej pory opracowano najbardziej szczegółową hipotezę, której podwaliny położyły prace radzieckiego akademika O. Schmidta (1891-1956) w połowie naszego stulecia.

Zgodnie z hipotezą Schmidta, planety powstały z materii ogromnego zimnego obłoku gazu i pyłu, którego cząstki krążyły wokół Słońca po różnych orbitach, które uformowały się niedługo wcześniej. Z biegiem czasu kształt tej chmury uległ zmianie. Zderzenie cząstek i wymiana energii między nimi doprowadziła do tego, że obłok stopniowo spłaszczył się, a orbity cząstek stały się kołowe. Większe cząstki połączyły się z mniejszymi. Zaczął dominować ruch w jednym kierunku.

Były tam skrzepy materii, które teraz były rozłożone w postaci dysku, który był tysiąc razy mniejszy niż jego średnica. Najszybciej rosła masa największych skrzepów. Następnie z dużej liczby „rozsypanych” grudek materii powstało jako pierwsze kilka dużych ciał – planet.

Szacuje się, że Ziemia osiągnęła swoją obecną masę w ciągu kilkuset milionów lat. Zimno na powierzchni zaczęło się nagrzewać w środku z powodu rozpadu pierwiastków radioaktywnych. Doprowadziło to do stopienia wnętrza ziemi. Ciężkie pierwiastki utworzyły jądro, a lekkie pojawiły się i utworzyły skorupę. W roju cząstek otaczającym zarodki planet również zachodził proces sklejania cząstek i były satelity planet.

Cząstki i ciała o różnych rozmiarach (do kilku kilometrów średnicy) nadal spadały na planety i ich satelity nawet po utworzeniu ich skorupy. Uderzając w powierzchnię planet i satelitów z kosmiczną prędkością, eksplodowały i tworzyły liczne kratery.

Hipoteza pochodzenia Układu Słonecznego z chmury gazowo-pyłowej pozwala wyjaśnić różnice w fizycznych właściwościach planet ziemskich i planet olbrzymów. Z powodu silnego nagrzewania się chmur w pobliżu Słońca wodór i hel uległy erozji na jego obrzeżach i na planetach z grupy ziemskiej prawie nie są zachowane. W częściach obłoku gazowo-pyłowego odległych od Słońca panowały niskie temperatury, więc gazy zamarzały na cząstki stałe.

Z tej substancji, która zawierała duże ilości wodoru i helu, powstały gigantyczne planety. Objętość i masa tej części obłoku oddalonej od Słońca były znacznie większe niż planet typu Ziemia. Dlatego gigantyczne planety mają większą masę.

Figa. 1. Etapy Ziemi i planet z chmury pyłowo-gazowej według hipotezy O. Schmidta.

Istnieje kilka różnych hipotez dotyczących pochodzenia małych ciał w Układzie Słonecznym (asteroid i komet).

Tak, ponad sto lat temu sugerowano, że asteroidy to fragmenty planety, która istniała między Marsem a Jowiszem, ale z jakiegoś powodu zapadła się. BO Vorontsov-Velyaminov (autor podręcznika) uważa, że wszystkie małe ciała Układu Słonecznego mają wspólne pochodzenie. Mogli powstać z różnych części tej niegdyś dużej i niejednorodnej planety z powodu jej eksplozji. Gazy, opary i drobne cząstki, które po wybuchu zamarzły w kosmosie, stały się jądrami komet, a fragmenty o większej gęstości – asteroidami, które jak pokazują obserwacje mają wyraźną formę fragmentów.

Liczne jądra komet, zarówno mniejsze, jak i lżejsze, przybierały duże i różnie skierowane prędkości podczas swojego powstawania i oddalały się bardzo daleko od Słońca (lub na zawsze opuściły Układ Słoneczny).

Innym możliwym wyjaśnieniem pochodzenia małych ciał jest to, że nie wszystkie embriony wyrosły na planecie. Wiele z nich pozostało w Układzie Słonecznym jako asteroidy i meteoryty. W dużych odległościach od Słońca embriony te nadal istnieją w postaci pojedynczych brył lodu z domieszką cząstek stałych. Są to jądra komet, które tworzą ogromny obłok rozciągający się daleko poza orbitę Plutona.

Większość komet porusza się po swoich orbitach na obrzeżach Układu Słonecznego. Przyciąganie Jowisza może zamienić orbity niektórych z nich w bardzo wydłużone elipsy, przez które przemieszczają się komety wpadające do układu planetarnego. Zawierają substancję, która przetrwała w „kosmicznej lodówce” od czasu ich powstania miliardy lat temu. Na planetach, na których w tym czasie zachodziły topienie, krystalizacja i inne procesy fizykochemiczne, pierwotny skład i struktura materii znacznie się zmieniły.

Współczesne dane dotyczące wieku i składu chemicznego skał na różnych ciałach Układu Słonecznego są w pełni zgodne z hipotezą Schmidta rozwiniętą w pracach innych naukowców.

Wspomagane komputerowo obliczenia, które uwzględniają obecność pola magnetycznego i szereg innych czynników, mogą wyjaśnić pochodzenie układu planetarnego z obłoku gazowo-pyłowego, który otaczał młode Słońce około 5 miliardów lat temu. Jednak niektóre aspekty tego długiego złożonego procesu są nadal badane i udoskonalane.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.