Еволюція планети Земля

Вік Землі, який визначається методами радіоактивного аналізу, оцінюється в 4,55 ± 0070000000 років. У процесі формування Земля нагрівалася, в результаті чого з’являлися розплавлені породи. При цьому важкі породи, що містять залізо і нікель, осаджувалися в центральній області Землі, а легкі (силікати) спливали до поверхні. Так відбувалося гравітаційне диференціювання речовини Землі. Цей процес (хоча й не так інтенсивно), що триває і в наш час, служить одним із джерел внутрішнього тепла Землі. Іншим важливим джерелом є розпад радіоактивних ізотопів – урану (U), торію (Th) і калію (К). В даний час всі внутрішні джерела виділяють набагато меншу енергію, ніж та, яка приходить від Сонця, але тим не менш саме вони визначають такі процеси, як вулканізм і рух літосферних плит.

У центрі Землі (у внутрішньому ядрі) сконцентрувалися залізо, нікель. Температура ядра досягає 6000 ° С. Зовнішнє ядро ​​рідке і менш щільне. Температура мантії досягає 2000 ° С. При таких високих температурах речовину мантії повинно знаходитися в розплавленому стані, але через величезного тиску (на кордоні з ядром до 130 ГПа) воно має властивості і твердого тіла, і рідини. Земна кора на 80% складена з порід, що містять кисень, кремній і алюміній, 18% припадає на залізо, магній, кальцій, натрій і калій. Розрізняють континентальну (материкову) кору товщиною 30-40 км, а під горами – до 70 км і океанічну кору, товщина якої 6-8 км (рис. 96).

Внутрішні області Землі досліджують виключно методами сейсмології, аналізує проходження через них хвиль, викликаних або природними землетрусами, або штучними, що виникають при підриві на поверхні Землі невеликих зарядів. Зовнішні області – це літосфера, атмосфера і гідросфера. Ці оболонки не є незмінними. Так, літосфера складається з літосферних плит, які рухаються один щодо одного зі швидкістю від 0,5 до 10 см в рік. Ці рухи, непомітні для ока, поступово змінюють рельєф Землі. Відомий суперконтінентальний цикл тривалістю близько 500 млн років, протягом якого континенти зливаються в суперконтиненти (Пангея I, II, III), а потім знову розламуються.

ЕВОЛЮЦІЯ гідросферу і атмосферу Землі. Гідросфера, водна оболонка Землі, сформувалася за рахунок виходу води з внутрішніх областей Землі, яка вже має атмосферу. Коли з’явилися перші моря й океани, точно невідомо. Але вже 3,8-3,9 млрд років тому рідка вода присутня на Землі в значній кількості. В даний час Світовий океан покриває 71% поверхні Землі. Загальна кількість вільної води становить 1,6×108 т. Вважається, що за рахунок дегазації з внутрішніх областей Землі вийшло від 50 до 70% міститься там води. Цей процес триватиме ще досить довго.

В історії Землі виявлено три типи атмосфер. Первинна атмосфера складалася, мабуть, з водню і гелію, які досить швидко відірвалися від Землі і розсіялися. Вторинна атмосфера була сформована за рахунок викидів вулканічних газів і складалася з вуглекислого газу, аміаку, метану, а також оксидів азоту, сірки та ін. Нарешті, сучасна атмосфера, що містить вільний кисень, почала формуватися близько 2 млрд років тому за рахунок життєдіяльності фотосинтезуючих організмів . Сучасна атмосфера Землі містить 78% азоту, 21% кисню, 1% аргону і соті частки відсотка інших газів, серед яких – вуглекислий газ, неон та ін.

Основні процеси, які визначали еволюцію Землі як планети, – це гравітаційна диференціація і дегазація надр. Розігріває надра також енергія, що виділяється при розпаді радіоактивних елементів. Атмосфера Землі була незмінною. Первинна і вторинна атмосфери – результат дегазації надр. На сучасну атмосферу справила вплив і біосфера Землі.

Чому внутрішні шари Землі розігріті?
Який фізичний закон лежить в основі гравітаційної диференціації надр Землі?
На яких планетах атмосфера за хімічним складом схожа на вторинну атмосферу Землі?
Оцініть по глобусу або географічній карті відстань між Африкою і Південною Америкою. Розрахуйте, скільки років пройшло з тих пір, як вони перестали бути єдиним материком, якщо швидкість дрейфу склала 1 см / рік.

Посилання на основну публікацію