Формирането на планетата Земя

Формирането и еволюцията на планетата Земя е научна детективска история, която е взела астрономи и планетни учени много изследвания, за да разберат. Разбирането на нашия процес на формиране в света не само дава нов поглед върху неговата структура и формиране, но също така отваря нови прозорци за поглед върху създаването на планети около други звезди.

Земята не беше наоколо в началото на Вселената. Всъщност много малко от това, което виждаме в Космоса днес, беше около, когато Вселената се е образувала преди около 13,8 милиарда години. Въпреки това, за да стигнете до Земята, е важно да започнете в началото, когато Вселената беше млада.

Всичко започна само с два елемента: водород и хелий и малка следа от литий. Първите звезди са се образували от съществуващия водород. След като този процес започна, поколения звезди се родиха в газови облаци. С остаряването си тези звезди създавали по-тежки елементи в сърцевините си, елементи като кислород, силиций, желязо и други. Когато загинаха първите поколения звезди, те разпръснаха онези елементи в космоса, които засяха следващото поколение звезди. Около някои от тези звезди по-тежките елементи образували планети.

Преди около пет милиарда години, на напълно обикновено място в галактиката, се случи нещо. Възможно е да е била експлозия на свръхнова, която изтласква голяма част от останките на тежки елементи в близкия облак от водороден газ и междузвезден прах. Или това може да е действието на преминаваща звезда, разбъркваща облака в завихряща се смес. Какъвто и да беше началният удар, той тласна облака в действие, което в крайна сметка доведе до това раждането на Слънчевата система. Сместа стана гореща и се компресира под собствената си гравитация. В центъра му се образува протозвезден обект. Беше млада, гореща и светеща, но все още не пълна звезда. Около него се завъртя диск от същия материал, който ставаше все по-горещ и горещ, тъй като гравитацията и движението компресираха заедно праха и скалите на облака.

Горещата млада протостар в крайна сметка се „включи“ и започна да запалва водород до хелий в сърцевината си. Слънцето се роди. Въртящият се горещ диск беше люлката, от която се формираха Земята и нейните сестри планети. Това не е първият път, когато се е образувала подобна планетарна система. Всъщност астрономите могат да видят точно това се случва другаде във Вселената.

Докато Слънцето нарасна с размери и енергия, като започна да възпламенява ядрените си пожари, горещият диск бавно се охлаждаше. Това отне милиони години. През това време компонентите на диска започват да замръзват в малки зърна с размер на прах. Железният метал и съединенията на силиций, магнезий, алуминий и кислород излязоха първи в огнената обстановка. Битовете от тях са запазени в хондритни метеорити, които са древни материали от слънчевата мъглявина. Бавно тези зърна се установяват и се събират на бучки, след това на парчета, след това на камъни и накрая тела, наречени пластемасими, достатъчно големи, за да упражняват собствената си гравитация.

С течение на времето планетосемалите се сблъскаха с други тела и ставаха все по-големи. Докато те го правеха, енергията на всеки сблъсък беше огромна. По времето, когато достигнаха стотина километра, планезималните сблъсъци бяха достатъчно енергийни разтопява се и се изпарява голяма част от участващия материал. Скалите, желязото и други метали в тези сблъскващи се светове се сортираха на слоеве. Плътното желязо се засели в центъра, а по-леката скала се отдели в мантия около желязото, в миниатюра на Земята и другите вътрешни планети днес. Планетарните учени наричат ​​този процес на утаяване диференциация. Това не се е случило само с планетите, но се е случило и в по-големите луни инай-големите астероиди. Железните метеорити, които от време на време се потопят на Земята, идват от сблъсъци между тези астероиди в далечното минало.

По някое време през това време Слънцето се запали. Въпреки че Слънцето беше само около две трети толкова ярко като днес, процесът на запалване ( т. нар. фаза на T-Tauri) беше достатъчно енергична, за да издуха по-голямата част от газообразната част на протопланетен диск. Оставените след това парчета, камъни и пластезимали продължиха да се събират в шепа големи, стабилни тела в добре разположени орбити. Земята беше третата от тях, като се броише навън от Слънцето. Процесът на натрупване и сблъсък беше насилствен и зрелищен, защото по-малките парчета оставиха огромни кратери на по-големите. Проучванията на другите планети показват тези въздействия и доказателствата са силно, че те допринесоха за катастрофални условия на невръстната Земя.

В един момент в началото на този процес много голям пластезимал удари Земята от удар извън центъра и пръска голяма част от скалната мантия на младата Земя в космоса. Планетата получи по-голямата част от нея след известен период от време, но част от нея се събра във втора планетимална обиколка на Земята. Смята се, че тези остатъци са част от историята за образуване на Луната.

Най-старите оцелели скали на Земята са положени около петстотин милиона години след като планетата се е образувала за първи път. То и другите планети претърпяха така нареченото "късно тежко бомбардиране" на последните бездомни планетимашини преди около четири милиарда години). Древните скали са датирани от уран-оловен метод и изглежда на около 4.03 милиарда години. Тяхното съдържание на минерали и вградените газове показват, че през онези дни на Земята е имало вулкани, континенти, планински вериги, океани и плочи на кора.

Някои малко по-млади скали (около 3,8 милиарда години) показват поразителни доказателства за живота на младата планета. Докато еони, които последваха бяха пълни със странни истории и мащабни промени по времето, когато се появи първият живот, Земната структура беше добре оформена и само нейната първоначална атмосфера се променяше от началото на живота. Сцената беше създадена за формирането и разпространението на миниатюрни микроби по цялата планета. Тяхната еволюция в крайна сметка доведе до модерния живот, който все още е пълен с планини, океани и вулкани, които познаваме днес. Това е свят, който постоянно се променя, с региони къде континентите се раздробяват и други места, където се образува нова земя. Тези действия засягат не само планетата, но и живота на нея.

Доказателствата за историята за формирането и еволюцията на Земята са резултат от събиране на пациентски доказателства от метеорити и проучвания на геологията на другите планети. Той също идва от анализи на много големи масиви от геохимични данни, астрономически проучвания на планетообразуващите райони наоколо други звезди и десетилетия сериозна дискусия между астрономите, геолозите, планетарните учени, химиците и биолози. Историята на Земята е една от най-завладяващите и сложни научни истории наоколо, с много доказателства и разбиране, за да я подкрепи.

Актуализиран и пренаписан от Каролин Колинс Петерсен.