pengantar

Bumi adalah planet ketiga dari Matahari dalam tata surya. Ini menempati urutan kelima dalam ukuran dan massa di antara planet-planet besar, tetapi dari planet-planet bagian dalam yang disebut kelompok "terestrial", yang meliputi Merkurius, Venus, Bumi dan Mars, itu adalah yang terbesar.

Komposisi dan struktur Bumi dalam beberapa dekade terakhir terus menjadi salah satu masalah geologi modern yang paling menarik. Pengetahuan tentang struktur internal Bumi masih sangat dangkal, karena diperoleh berdasarkan bukti tidak langsung. Bukti langsung hanya mengacu pada lapisan permukaan planet, paling sering tidak melebihi satu setengah puluh kilometer. Selain itu, penting untuk mempelajari posisi planet Bumi di luar angkasa. Pertama, untuk memahami pola dan mekanisme perkembangan bumi dan kerak bumi, seseorang harus mengetahui keadaan awal bumi pada saat pembentukannya. Kedua, studi tentang planet lain menyediakan bahan yang paling berharga untuk memahami tahap awal perkembangan planet kita. Dan, ketiga, perbandingan struktur dan evolusi Bumi dengan planet lain di tata surya memungkinkan untuk memahami mengapa Bumi menjadi tempat kelahiran umat manusia.

Studi tentang struktur internal Bumi relevan dan vital. Hal ini terkait dengan pembentukan dan penyebaran berbagai jenis mineral, relief permukaan bumi, munculnya gunung berapi dan gempa bumi. Pengetahuan tentang struktur Bumi juga diperlukan untuk membuat prakiraan geologi dan geografis.

Bab 1. Hipotesis tentang asal usul Bumi

Selama berabad-abad, pertanyaan tentang asal usul Bumi tetap menjadi monopoli para filsuf, karena materi aktual di bidang ini hampir tidak ada sama sekali. Hipotesis ilmiah pertama tentang asal usul Bumi dan tata surya, berdasarkan pengamatan astronomi, baru diajukan pada abad ke-18. Sejak itu, teori-teori baru semakin banyak muncul, sesuai dengan pertumbuhan ide-ide kosmogonik kita.

Salah satu hipotesis pertama diungkapkan pada tahun 1745 oleh naturalis Prancis J. Buffon. Menurut hipotesis, planet kita terbentuk sebagai hasil dari pendinginan salah satu gumpalan materi matahari yang dikeluarkan oleh Matahari selama tabrakan dahsyatnya dengan komet besar.

Ide Buffon tentang pembentukan Bumi dari plasma matahari digunakan dalam serangkaian hipotesis yang sempurna dan kemudian tentang asal mula Bumi yang "panas". Posisi terdepan adalah samar-samar hipotesis yang dikembangkan oleh filsuf Jerman I. Kant pada tahun 1755 dan matematikawan Prancis P. Laplace pada tahun 1796 secara independen satu sama lain (Gbr. 1). Menurut hipotesis, tata surya terbentuk dari satu nebula gas panas. Rotasi di sekitar sumbu menyebabkan bentuk nebula seperti piringan. Setelah gaya sentrifugal di bagian ekuator nebula melebihi gaya gravitasi, cincin-cincin gas mulai terpisah di sepanjang seluruh pinggiran piringan. Pendinginan mereka menyebabkan pembentukan planet dan satelitnya, dan Matahari muncul dari inti nebula.

Beras. 1. Hipotesis Nebula Laplace. Gambar ini dengan jelas menunjukkan kondensasi nebula gas yang berputar di Matahari, planet, dan asteroid.

Hipotesis Laplace adalah ilmiah karena didasarkan pada hukum alam yang diketahui dari pengalaman. Namun, setelah Laplace, ditemukan fenomena baru di tata surya yang tidak bisa dijelaskan oleh teorinya. Misalnya, ternyata planet-planet Uranus, Venus berputar pada porosnya ke arah yang salah, di mana planet-planet lainnya berputar. Sifat-sifat gas dan kekhasan gerakan planet-planet dan satelitnya dipelajari dengan lebih baik. Fenomena ini juga tidak sesuai dengan hipotesis Laplace dan harus ditinggalkan.

Tahap tertentu dalam pengembangan pandangan tentang pembentukan tata surya adalah hipotesis astrofisikawan Inggris James Jeans (Gbr. 2). Dia percaya bahwa planet-planet terbentuk sebagai akibat dari bencana: beberapa bintang yang relatif besar lewat sangat dekat dengan Matahari yang sudah ada, yang menghasilkan emisi semburan gas dari lapisan permukaan Matahari, dari mana planet-planet kemudian terbentuk. Tetapi hipotesis Jeans, seperti hipotesis Kant-Laplace, tidak dapat menjelaskan perbedaan dalam distribusi momentum sudut antara planet-planet dan Matahari.

Beras. 2. Pembentukan tata surya menurut Jeans

Sebuah ide baru yang fundamental terletak pada hipotesis asal mula Bumi yang "dingin". Yang paling dalam berkembang meteorit hipotesis yang diajukan oleh ilmuwan Soviet O. Yu. Schmidt pada tahun 1944 (Gbr. 3). Menurut hipotesis, beberapa miliar tahun yang lalu, Matahari "kita" bertemu dengan nebula gas dan debu besar selama pergerakannya di Semesta. Sebagian besar nebula mengikuti Matahari dan mulai berputar mengelilinginya. Pisahkan partikel kecil yang saling menempel menjadi gumpalan besar. Gumpalan, saat bergerak, juga bertabrakan satu sama lain dan ditumbuhi materi baru, membentuk gumpalan padat - embrio planet masa depan.

Beras. 3. Pembentukan tata surya menurut hipotesis meteorit

O. Yu. Schmidt

Menurut O. Yu. Schmidt, selama pembentukan Bumi, permukaannya tetap dingin, gumpalan dikompresi, karena ini, proses gravitasi diri materi dimulai, bagian dalam secara bertahap memanas dari panas yang dilepaskan selama peluruhan unsur radioaktif. Selama bertahun-tahun, hipotesis Schmidt memiliki banyak kelemahan, salah satunya adalah asumsi bahwa Matahari menangkap sebagian dari awan gas dan debu yang ditemui. Berdasarkan hukum mekanika, untuk menangkap zat tersebut oleh Matahari, zat ini perlu dihentikan sepenuhnya, dan Matahari harus memiliki daya tarik yang sangat besar yang mampu menghentikan awan ini dan menariknya ke arah dirinya sendiri. Kekurangan dari hipotesis meteorit termasuk rendahnya kemungkinan menangkap awan debu gas (meteorit) oleh Matahari dan kurangnya penjelasan untuk struktur internal Bumi yang konsentris.

Seiring berjalannya waktu, semakin banyak teori yang berkembang mengenai asal usul Bumi dan tata surya secara keseluruhan. Berdasarkan pandangan O.Yu. Schmidt (1944), V. Ambartsumian (1947), B.C. Safronov (1969) dan ilmuwan lain terbentuk teori modern pembentukan planet Bumi dan planet-planet lain di tata surya (Gbr. 4). Alasan munculnya planet-planet di sistem kita adalah ledakan supernova. Gelombang kejut dari ledakan sekitar 5 miliar tahun yang lalu sangat menekan nebula gas dan debu. Konsentrasi materi material (debu, campuran gas, hidrogen, helium, karbon, logam berat, sulfida) ternyata sangat signifikan sehingga menyebabkan terjadinya fusi termonuklir, peningkatan suhu, tekanan, munculnya fenomena gravitasi diri di Matahari primer dan kelahiran protoplanet.

Beras. 4. Pembentukan tata surya (teori modern)

1 - ledakan supernova menghasilkan gelombang kejut yang mempengaruhi awan gas dan debu; 2 - awan gas dan debu mulai pecah dan rata, berputar pada saat yang sama; 3 - nebula surya primer (nebula); 4 - pembentukan Matahari dan planet raksasa yang kaya gas - Jupiter dan Saturnus; 5 - gas terionisasi - angin matahari meniupkan gas dari zona dalam sistem dan dari planetesimal kecil; 6 - pembentukan planet dalam dari planetesimal selama 100 juta tahun dan pembentukan awan Oort yang terdiri dari komet

Bumi purba ternyata terhubung dengan Bulan melalui interaksi pasang surut. Bulan menentukan kemiringan sumbu rotasinya dengan orbit dan massanya dan menentukan zonasi iklim Bumi, munculnya medan listrik dan magnet.

Setelah pembentukan inti Bumi (di perbatasan Arkean dan Proterozoikum), yang mengandung sekitar 63% massa modern, pertumbuhan Bumi lebih lanjut berlangsung lebih tenang dan merata menurut siklus tektonomagmatik. Ilmuwan tektonik menghitung sekitar 14 siklus seperti itu.Aktivitas tektonik yang signifikan di Bumi diamati sekitar 2,6 miliar tahun yang lalu, pergerakan lempeng litosfer pada waktu itu terjadi dengan kecepatan 2-3 m per tahun. Permukaan bumi diselimuti atmosfer karbon dioksida-nitrogen padat dengan tekanan hingga 4-5 atm. dan suhu hingga +30…+100 °С. Samudra Dunia dangkal pertama muncul, yang dasarnya ditutupi dengan basal dan serpentinit.

Pada awal Proterozoikum, lapisan ketiga (serpentinit) dari kerak samudera jenuh dengan air primer. Ini segera mempengaruhi penurunan tekanan karbon dioksida di atmosfer primer. Pada gilirannya, penurunan karbon dioksida di atmosfer menyebabkan penurunan tajam suhu di permukaan bumi. Munculnya oksigen dan lapisan ozon di atmosfer berkontribusi pada pembentukan biosfer dan amplop geografis.

Proses stratifikasi dan diferensiasi perut bumi masih berlangsung hingga kini, memastikan keberadaan inti luar cair dan konveksi di mantel. Atmosfer dan hidrosfer muncul sebagai hasil dari kondensasi gas yang dilepaskan pada tahap awal perkembangan planet ini.

Informasi serupa.

Saat ini, ada beberapa hipotesis, yang masing-masing dengan caranya sendiri menggambarkan periode pembentukan Alam Semesta dan posisi Bumi di tata surya.

· Hipotesis Kant-Laplace

Pierre Laplace dan Immanuel Kant percaya bahwa nenek moyang tata surya adalah nebula gas-debu panas, perlahan-lahan berputar di sekitar inti padat di tengahnya. Di bawah pengaruh kekuatan saling tarik-menarik, nebula mulai rata di kutub dan berubah menjadi piringan besar. Kepadatannya tidak seragam, sehingga piringan itu distratifikasi menjadi cincin-cincin gas yang terpisah. Selanjutnya, setiap cincin mulai menebal dan berubah menjadi gumpalan gas tunggal yang berputar di sekitar porosnya. Selanjutnya, gumpalan mendingin dan berubah menjadi planet, dan cincin di sekitarnya menjadi satelit. Bagian utama nebula tetap berada di tengah, masih belum mendingin dan telah menjadi Matahari.

· Hipotesis O.Yu. Schmidt

Menurut hipotesis O.Yu.Schmidt, Matahari, berjalan melalui Galaksi, melewati awan gas dan debu dan menyeret sebagiannya bersamanya. Selanjutnya, partikel padat awan menjadi sasaran untuk saling menempel dan berubah menjadi planet, awalnya dingin. Pemanasan planet-planet ini terjadi kemudian sebagai akibat dari kompresi, serta masuknya energi matahari. Pemanasan bumi disertai dengan letusan besar lava ke permukaan sebagai akibat dari aktivitas gunung berapi. Berkat curahan ini, lapisan pertama Bumi terbentuk. Gas dikeluarkan dari lava. Mereka membentuk atmosfer anoxic primer. Lebih dari setengah volume atmosfer utama adalah uap air, dan suhunya melebihi 100 °C. Dengan pendinginan atmosfer lebih lanjut secara bertahap, kondensasi uap air terjadi, yang menyebabkan curah hujan dan pembentukan lautan primer. Kemudian, pembentukan daratan dimulai, yang menebal, bagian lempeng litosfer yang relatif ringan naik di atas permukaan laut.

· Hipotesis J. Buffon

Naturalis Prancis Georges Buffon menyarankan bahwa bintang lain pernah lewat di sekitar Matahari. Daya tariknya menyebabkan gelombang pasang besar di Matahari, membentang di luar angkasa selama ratusan juta kilometer. Setelah pecah, gelombang ini mulai berputar mengelilingi Matahari dan pecah menjadi gumpalan, yang masing-masing membentuk planetnya sendiri.

· Hipotesis F. Hoyle (abad XX)

Ahli astrofisika Inggris Fred Hoyle mengajukan hipotesisnya sendiri. Menurutnya, Matahari memiliki bintang kembar yang meledak. Sebagian besar fragmen terbawa ke luar angkasa, sebagian kecil tetap berada di orbit Matahari dan membentuk planet.

Semua hipotesis menafsirkan asal usul tata surya dan ikatan keluarga antara Bumi dan Matahari dengan cara yang berbeda, tetapi mereka sepakat bahwa semua planet berasal dari satu awan gas dan debu, dan kemudian nasib masing-masing diputuskan. dengan caranya sendiri.

Menurut konsep modern, Bumi terbentuk dari awan gas dan debu sekitar 4 setengah miliar tahun yang lalu. Matahari sangat terik, sehingga semua zat volatil (gas) menguap dari daerah pembentukan Bumi. Gaya gravitasi berkontribusi pada fakta bahwa materi awan gas dan debu terakumulasi di Bumi, yang berada pada tahap asal. Pada awalnya, suhu di Bumi sangat tinggi, sehingga semua materi berada dalam keadaan cair. Karena diferensiasi gravitasi, unsur-unsur yang lebih padat tenggelam lebih dekat ke pusat planet, sedangkan yang lebih ringan tetap berada di permukaan. Setelah beberapa waktu, suhu di Bumi menurun, proses pemadatan dimulai, sementara air tetap dalam keadaan cair.

Ilmuwan Inggris James Hopwood Jeans membangun hipotesisnya dengan asumsi bahwa planet-planet muncul dari semburan materi panas yang terkoyak dari Matahari sebagai akibat dari gaya tarik bintang lain di dekatnya. Jet ini tetap berada di bidang tarik-menarik Matahari dan mulai berputar di sekitarnya. Karena daya tarik Matahari dan gerakan yang diberikan kepadanya oleh bintang yang tersesat, ia membentuk semacam nebula, berbentuk seperti cerutu memanjang, yang akhirnya pecah menjadi beberapa gumpalan dari mana planet-planet muncul.

Dalam satu galaksi, ada sekitar 100 miliar bintang, dan total ada 100 miliar galaksi di alam semesta kita. Jika Anda melakukan perjalanan dari Bumi ke ujung alam semesta, itu akan membawa Anda lebih dari 15 miliar tahun, asalkan Anda bergerak dengan kecepatan cahaya - 300.000 km per detik. Tapi dari mana materi kosmik itu berasal? Bagaimana asal mula alam semesta? Sejarah Bumi memiliki sekitar 4,6 miliar tahun. Selama waktu ini, jutaan spesies tumbuhan dan hewan muncul dan mati di sana; barisan pegunungan tertinggi tumbuh dan berubah menjadi debu; benua besar terbelah menjadi beberapa bagian dan tersebar ke arah yang berbeda, kemudian bertabrakan satu sama lain, membentuk daratan raksasa baru. Bagaimana kita tahu semua ini? Faktanya adalah bahwa, terlepas dari semua malapetaka dan bencana alam yang begitu kaya dengan sejarah planet kita, secara mengejutkan banyak dari masa lalunya yang bergejolak tercetak di bebatuan yang masih ada, dalam fosil yang ditemukan di dalamnya, serta di organisme makhluk hidup yang hidup di Bumi saat ini. Tentu saja, kronik ini tidak lengkap. Kami hanya menemukan bagian-bagiannya, celah kosong di antara mereka, seluruh bab keluar dari narasi, yang sangat penting untuk memahami apa yang sebenarnya terjadi. Namun, bahkan dalam bentuk yang terpotong seperti itu, sejarah Bumi kita tidak akan menarik bagi novel detektif mana pun.

Para astronom percaya bahwa dunia kita muncul sebagai akibat dari Big Bang. Meledak, bola api raksasa menyebarkan materi dan energi melintasi ruang angkasa, yang kemudian memadat, membentuk miliaran bintang, dan mereka, pada gilirannya, bersatu menjadi banyak galaksi.

Teori Big Bang.

Teori, yang diikuti oleh sebagian besar ilmuwan modern, menyatakan bahwa Alam Semesta terbentuk sebagai hasil dari apa yang disebut Big Bang. Bola api yang sangat panas, yang suhunya mencapai miliaran derajat, pada titik tertentu meledak dan menyebarkan aliran energi dan partikel materi ke segala arah, memberi mereka percepatan yang luar biasa.
Zat apa pun terdiri dari partikel kecil - atom. Atom adalah partikel materi terkecil yang dapat mengambil bagian dalam reaksi kimia. Namun, mereka, pada gilirannya, terdiri dari partikel elementer yang lebih kecil. Di dunia ada banyak jenis atom, yang disebut unsur kimia. Setiap unsur kimia mengandung atom-atom dengan ukuran dan berat tertentu serta berbeda dengan unsur kimia lainnya. Oleh karena itu, selama reaksi kimia, setiap unsur kimia hanya berperilaku dengan caranya sendiri. Segala sesuatu di alam semesta, dari galaksi terbesar hingga organisme hidup terkecil, terdiri dari unsur-unsur kimia.

Setelah Big Bang.

Karena bola api yang hancur berkeping-keping oleh Big Bang begitu panas, partikel-partikel kecil materi pada awalnya memiliki terlalu banyak energi untuk bergabung membentuk atom. Namun, setelah sekitar satu juta tahun, suhu Alam Semesta turun menjadi 4000 "C, dan berbagai atom mulai terbentuk dari partikel dasar. Pertama, unsur kimia paling ringan muncul - helium dan hidrogen. Lambat laun, Alam Semesta semakin dingin dan semakin dingin. unsur yang lebih berat terbentuk.Proses pembentukan atom dan unsur baru berlanjut hingga hari ini di kedalaman bintang seperti Matahari kita, misalnya.Suhu mereka luar biasa tinggi.
Alam semesta mulai mendingin. Atom-atom yang baru terbentuk berkumpul menjadi awan debu dan gas raksasa. Partikel debu bertabrakan satu sama lain, bergabung menjadi satu kesatuan. Gaya gravitasi menarik benda-benda kecil ke arah yang lebih besar. Akibatnya, galaksi, bintang, dan planet terbentuk dari waktu ke waktu di alam semesta.

Bumi memiliki inti cair yang kaya akan besi dan nikel. Kerak bumi terdiri dari unsur-unsur yang lebih ringan dan tampaknya mengapung di permukaan batuan cair sebagian yang membentuk mantel bumi.

Memperluas Alam Semesta.

Big Bang ternyata sangat kuat sehingga semua materi alam semesta tersebar di luar angkasa dengan kecepatan tinggi. Apalagi alam semesta terus mengembang hingga saat ini. Kita dapat mengatakan ini dengan percaya diri karena galaksi-galaksi yang jauh masih menjauh dari kita, dan jarak di antara mereka terus meningkat. Ini berarti bahwa dulu galaksi-galaksi itu jauh lebih dekat satu sama lain daripada sekarang.

Tidak ada yang tahu persis bagaimana tata surya terbentuk. Teori yang mendasarinya adalah bahwa Matahari dan planet-planet terbentuk dari awan gas dan debu kosmik yang berputar-putar. Bagian yang lebih padat dari awan ini, dengan bantuan gaya gravitasi, menarik lebih banyak materi dari luar. Akibatnya, Matahari dan semua planetnya muncul darinya.

Gelombang mikro dari masa lalu.

Berdasarkan asumsi bahwa alam semesta terbentuk sebagai hasil dari Big Bang "panas", yaitu muncul dari bola api raksasa, para ilmuwan mencoba menghitung sampai sejauh mana seharusnya sudah mendingin sekarang. Mereka sampai pada kesimpulan bahwa suhu ruang intergalaksi seharusnya sekitar -270 °C. Para ilmuwan juga menentukan suhu alam semesta dengan intensitas radiasi gelombang mikro (termal) yang datang dari kedalaman ruang. Pengukuran yang dilakukan mengkonfirmasi bahwa itu benar-benar sekitar -270 "C.

Berapa umur alam semesta?

Untuk mengetahui jarak ke galaksi tertentu, para astronom menentukan ukuran, kecerahan, dan warna cahaya yang dipancarkannya. Jika teori Big Bang benar, maka itu berarti semua galaksi yang ada sekarang pada awalnya terhimpit menjadi satu bola api super padat dan panas. Anda hanya perlu membagi jarak dari satu galaksi ke galaksi lain dengan kecepatan mereka bergerak menjauh satu sama lain untuk menentukan berapa lama mereka adalah satu kesatuan. Ini akan menjadi usia alam semesta. Tentu saja, metode ini tidak memungkinkan untuk memperoleh data yang akurat, tetapi tetap memberikan alasan untuk percaya bahwa usia Alam Semesta adalah dari 12 hingga 20 miliar tahun.

Aliran lava mengalir dari kawah gunung berapi Kilauea, yang terletak di pulau Hawaii. Ketika lava datang ke permukaan bumi, itu membeku, membentuk batuan baru.

Pembentukan tata surya.

Galaksi terbentuk, kemungkinan besar, sekitar 1 hingga 2 miliar tahun setelah Big Bang, dan tata surya muncul sekitar 8 miliar tahun kemudian. Bagaimanapun, materi tidak terdistribusi secara merata di ruang angkasa. Daerah yang lebih padat, karena gaya gravitasi, menarik lebih banyak debu dan gas. Ukuran area ini meningkat pesat. Mereka berubah menjadi awan debu dan gas raksasa yang berputar-putar - yang disebut nebula.
Salah satu nebula tersebut - yaitu nebula surya - terkondensasi untuk membentuk Matahari kita. Dari bagian lain awan, gumpalan materi muncul yang menjadi planet, termasuk Bumi. Mereka disimpan di orbit sirkumsolar mereka oleh medan gravitasi kuat Matahari. Saat gaya gravitasi menarik partikel materi matahari lebih dekat dan lebih dekat, Matahari menjadi lebih kecil dan lebih padat. Pada saat yang sama, tekanan luar biasa muncul di inti matahari. Itu diubah menjadi energi panas kolosal, dan ini, pada gilirannya, mempercepat jalannya reaksi termonuklir di dalam Matahari. Akibatnya, atom baru terbentuk dan lebih banyak panas yang dilepaskan.

Munculnya kondisi untuk kehidupan.

Kira-kira proses yang sama, meskipun dalam skala yang jauh lebih kecil, terjadi di Bumi. Inti bumi menyusut dengan cepat. Akibat reaksi nuklir dan peluruhan unsur radioaktif di perut bumi, begitu banyak panas yang dilepaskan sehingga batuan yang membentuknya meleleh. Zat yang lebih ringan kaya silikon, mineral seperti kaca, dipisahkan di inti bumi dari besi dan nikel yang lebih padat untuk membentuk kerak bumi pertama. Setelah sekitar satu miliar tahun, ketika Bumi mendingin secara signifikan, kerak bumi mengeras dan berubah menjadi kulit terluar yang padat dari planet kita, yang terdiri dari batuan padat.
Saat mendingin, Bumi mengeluarkan banyak gas berbeda dari intinya. Ini biasanya terjadi selama letusan gunung berapi. Gas ringan, seperti hidrogen atau helium, sebagian besar lolos ke luar angkasa. Namun, gravitasi bumi cukup kuat untuk menahan gas yang lebih berat di dekat permukaannya. Mereka membentuk dasar atmosfer bumi. Bagian dari uap air dari atmosfer mengembun, dan lautan muncul di Bumi. Sekarang planet kita sepenuhnya siap untuk menjadi tempat lahir kehidupan.

Kelahiran dan kematian batu.

Tanah terestrial dibentuk oleh batuan padat, sering ditutupi dengan lapisan tanah dan vegetasi. Tapi dari mana batu-batu ini berasal? Batuan baru terbentuk dari zat yang lahir jauh di dalam perut bumi. Di lapisan bawah kerak bumi, suhunya jauh lebih tinggi daripada di permukaan, dan batuan penyusunnya berada di bawah tekanan yang sangat besar. Di bawah pengaruh panas dan tekanan, batuan membengkok dan melunak, atau bahkan meleleh. Begitu titik lemah terbentuk di kerak bumi, batuan cair - mereka disebut magma - menerobos ke permukaan bumi. Magma mengalir keluar dari ventilasi gunung berapi dalam bentuk lava dan menyebar di area yang luas. Saat mengeras, lava berubah menjadi batuan padat.

Ledakan dan air mancur api.

Dalam beberapa kasus, kelahiran batu disertai dengan bencana alam yang megah, di lain hal itu berlalu dengan tenang dan tidak terlihat. Ada banyak jenis magma, dan berbagai jenis batuan terbentuk darinya. Misalnya, magma basaltik sangat cair, mudah muncul ke permukaan, menyebar dalam aliran yang luas dan cepat membeku. Kadang-kadang meledak keluar dari mulut gunung berapi di "air mancur berapi-api" yang cerah - ini terjadi ketika kerak bumi tidak dapat menahan tekanannya.
Jenis magma lain jauh lebih tebal: ketebalannya, atau konsistensinya, lebih mirip molase. Gas-gas yang terkandung dalam magma semacam itu dengan susah payah mencapai permukaan melalui massanya yang padat. Ingatlah betapa mudahnya gelembung udara pecah dari air mendidih dan betapa lebih lambatnya hal itu terjadi ketika Anda memanaskan sesuatu yang lebih kental, seperti jeli. Saat magma yang lebih padat naik lebih dekat ke permukaan, tekanan di atasnya berkurang. Gas-gas yang terlarut di dalamnya cenderung memuai, tetapi tidak bisa. Ketika magma akhirnya meledak, gas mengembang begitu cepat sehingga terjadi ledakan besar. Lava, pecahan batu, dan abu menyebar ke segala arah seperti proyektil yang ditembakkan dari meriam. Letusan serupa terjadi pada tahun 1902 di pulau Martinique di Karibia. Letusan bencana gunung berapi Moptap-Pele benar-benar menghancurkan pelabuhan Sep-Pierre. Sekitar 30.000 orang meninggal.

Pembentukan kristal.

Batuan yang terbentuk dari lava yang mendingin disebut batuan vulkanik atau batuan beku. Saat lava mendingin, mineral yang terkandung dalam batuan cair secara bertahap berubah menjadi kristal padat. Jika lava mendingin dengan cepat, kristal tidak punya waktu untuk tumbuh dan tetap sangat kecil. Hal serupa terjadi ketika basalt terbentuk. Terkadang lava mendingin begitu cepat sehingga berubah menjadi batuan kaca halus yang tidak mengandung kristal sama sekali, seperti obsidian (kaca vulkanik). Ini biasanya terjadi selama letusan bawah air atau ketika partikel kecil lava dikeluarkan dari lubang gunung berapi yang tinggi ke udara dingin.

Erosi dan pelapukan batuan di Cedar Breaks Canyons, Utah, AS. Ngarai-ngarai ini terbentuk sebagai akibat dari aksi erosi sungai, yang membuat salurannya melalui lapisan batuan sedimen, "diperas" ke atas oleh pergerakan kerak bumi. Lereng gunung yang terbuka berangsur-angsur lapuk, dan pecahan batu membentuk lapisan di atasnya. Di tengah-tengah screes ini, tonjolan batu yang masih kokoh menonjol, yang membentuk tepi ngarai.

Bukti masa lalu.

Ukuran kristal yang terkandung dalam batuan vulkanik memungkinkan kita untuk menilai seberapa cepat lava mendingin dan pada jarak berapa dari permukaan bumi letaknya. Berikut adalah sepotong granit seperti yang tampak di bawah cahaya terpolarisasi di bawah mikroskop. Kristal yang berbeda memiliki warna yang berbeda dalam gambar ini.

Gneiss adalah batuan metamorf yang terbentuk dari batuan sedimen di bawah pengaruh panas dan tekanan. Pola garis-garis multi-warna yang Anda lihat pada potongan gneiss ini memungkinkan Anda untuk menentukan arah di mana kerak bumi, bergerak, menekan lapisan batuan. Jadi kita mendapatkan gambaran tentang peristiwa yang terjadi 3,5 miliar tahun yang lalu.
Dari lipatan dan patahan (ruptur) pada batuan, kita dapat menilai ke arah mana tegangan-tegangan kolosal di kerak bumi bekerja pada zaman-zaman geologis yang lampau. Lipatan-lipatan ini muncul sebagai akibat dari pergerakan pembentukan gunung dari kerak bumi yang dimulai 26 juta tahun yang lalu. Di tempat-tempat ini, kekuatan mengerikan meremas lapisan batuan sedimen - dan lipatan terbentuk.
Magma tidak selalu sampai ke permukaan bumi. Itu bisa bertahan di lapisan bawah kerak bumi dan kemudian mendingin lebih lambat, membentuk kristal besar yang lezat. Ini adalah bagaimana granit dibuat. Ukuran kristal di beberapa kerikil memungkinkan kita untuk menentukan bagaimana batu ini terbentuk jutaan tahun yang lalu.

Hooduz, Alberta, Kanada. Hujan dan badai pasir menghancurkan batuan lunak lebih cepat daripada yang keras, dan akibatnya, sisa-sisa (tonjolan) dengan garis-garis aneh muncul.

"Sandwich" sedimen.

Tidak semua batuan bersifat vulkanik seperti granit atau basal. Banyak dari mereka terdiri dari banyak lapisan dan terlihat seperti tumpukan besar sandwich. Mereka pernah terbentuk dari batuan lain yang dihancurkan oleh angin, hujan dan sungai, yang pecahannya hanyut ke danau atau laut, dan mereka menetap di dasar di bawah kolom air. Secara bertahap, curah hujan seperti itu menumpuk dalam jumlah besar. Mereka menumpuk satu sama lain, membentuk lapisan dengan ketebalan ratusan bahkan ribuan meter. Air danau atau laut menekan endapan ini dengan kekuatan yang luar biasa. Air di dalamnya diperas, dan mereka dikompres menjadi massa yang padat. Pada saat yang sama, zat mineral, yang sebelumnya dilarutkan dalam air yang diperas, tampaknya menyatukan seluruh massa ini, dan sebagai hasilnya, sebuah batu baru terbentuk darinya, yang disebut sedimen.
Baik batuan vulkanik maupun batuan sedimen dapat terdorong ke atas di bawah pengaruh pergerakan kerak bumi, membentuk sistem pegunungan baru. Kekuatan kolosal terlibat dalam pembentukan pegunungan. Di bawah pengaruhnya, batuan menjadi sangat panas atau menyusut secara mengerikan. Pada saat yang sama, mereka ditransformasikan - ditransformasikan: satu mineral dapat berubah menjadi yang lain, kristal diratakan dan mengambil pengaturan yang berbeda. Akibatnya, di tempat satu batu, yang lain muncul. Batuan yang terbentuk selama transformasi batuan lain di bawah pengaruh gaya di atas disebut metamorf.

Tidak ada yang abadi, bahkan gunung sekalipun.

Sepintas, tidak ada yang lebih kuat dan lebih tahan lama daripada gunung besar. Ah, ini hanya ilusi. Berdasarkan skala waktu geologis, yang dihitung selama jutaan dan bahkan ratusan juta tahun, gunung ternyata hanya sementara seperti yang lainnya, termasuk Anda dan saya.
Batuan apa pun, segera setelah mulai terpapar ke atmosfer, akan langsung runtuh. Jika Anda melihat sepotong batu baru atau kerikil yang pecah, Anda akan melihat bahwa permukaan batu yang baru terbentuk seringkali memiliki warna yang sama sekali berbeda dari yang lama yang telah lama berada di udara. Ini karena efek oksigen atmosfer dan, dalam banyak kasus, air hujan. Karena itu, berbagai reaksi kimia terjadi di permukaan batu, secara bertahap mengubah sifat-sifatnya.
Seiring waktu, reaksi ini melepaskan mineral yang menyatukan batu, dan mulai hancur. Retakan kecil terbentuk di batu, di mana air menembus. Membekukan, air ini mengembang dan memecah batu dari dalam. Ketika es mencair, batu seperti itu akan hancur berkeping-keping. Segera, potongan-potongan batu yang jatuh akan tersapu oleh hujan. Proses ini disebut erosi.

Gletser Muir di Alaska. Efek destruktif gletser dan batu-batu yang membeku di dalamnya dari bawah dan dari samping secara bertahap menyebabkan erosi dinding dan dasar lembah yang dilaluinya. Akibatnya, potongan panjang fragmen batu terbentuk di atas es - yang disebut morain. Pada pertemuan dua gletser tetangga, morain mereka juga terhubung.

Penghancur air.

Potongan-potongan batu pecah berakhir di sungai. Arus menyeret mereka di sepanjang dasar sungai dan memakainya ke bawah batu yang membentuk saluran itu sendiri, sampai fragmen yang bertahan akhirnya menemukan tempat berlindung yang tenang di dasar danau atau laut. Air beku (es) bahkan memiliki kekuatan penghancur yang lebih besar. Gletser dan lapisan es menyeret di belakang mereka banyak pecahan batu besar dan kecil yang membeku ke sisi dan perut es mereka. Fragmen ini membuat alur yang dalam di bebatuan di mana gletser bergerak. Gletser dapat membawa pecahan batu yang telah jatuh di atasnya selama ratusan kilometer.

Patung yang dibuat oleh angin

Angin juga menghancurkan batu. Terutama sering ini terjadi di gurun, di mana angin membawa jutaan butiran pasir kecil. Butiran pasir sebagian besar terdiri dari kuarsa, mineral yang sangat tahan lama. Angin puyuh butiran pasir menghantam bebatuan, merobohkan semakin banyak butiran pasir dari mereka.
Seringkali angin menumpuk pasir ke bukit berpasir yang besar, atau bukit pasir. Setiap hembusan angin melapisi bukit pasir dengan lapisan pasir baru. Lokasi lereng dan kecuraman bukit berpasir ini memungkinkan untuk menilai arah dan kekuatan angin yang menciptakannya.

Gletser mengukir lembah berbentuk U yang dalam dalam perjalanannya. Di Nantfrancon, Wales, gletser menghilang di zaman prasejarah, meninggalkan lembah luas yang jelas besar untuk sungai kecil yang mengalir melaluinya hari ini. Danau kecil di latar depan terhalang oleh potongan batu yang sangat kuat.

Pendekatan ilmiah untuk pertanyaan tentang asal usul Bumi dan tata surya menjadi mungkin setelah penguatan dalam sains tentang gagasan kesatuan materi di Alam Semesta. Ada ilmu tentang asal usul dan perkembangan benda langit - kosmogoni.

Upaya pertama untuk memberikan pembenaran ilmiah untuk pertanyaan tentang asal usul dan perkembangan tata surya dilakukan 200 tahun yang lalu.

Semua hipotesis tentang asal usul Bumi dapat dibagi menjadi dua kelompok utama: nebular ("nebula" Latin - kabut, gas) dan bencana. Kelompok pertama didasarkan pada prinsip pembentukan planet dari gas, dari nebula debu. Kelompok kedua didasarkan pada berbagai fenomena bencana (tabrakan benda-benda langit, perpindahan bintang yang berdekatan, dll.).

Salah satu hipotesis pertama diungkapkan pada tahun 1745 oleh naturalis Prancis J. Buffon. Menurut hipotesis ini, planet kita terbentuk sebagai hasil dari pendinginan salah satu gumpalan materi matahari yang dikeluarkan oleh Matahari selama tabrakan dahsyatnya dengan komet besar. Gagasan J. Buffon tentang pembentukan Bumi (dan planet-planet lain) dari plasma digunakan dalam seluruh rangkaian hipotesis yang lebih baru dan lebih maju tentang asal usul planet kita yang "panas".

teori-teori nebula. Hipotesis Kant dan Laplace

Di antara teori nebular, tentu saja, tempat terdepan ditempati oleh hipotesis yang dikembangkan oleh filsuf Jerman I. Kant (1755). Terlepas dari dia, ilmuwan lain - matematikawan dan astronom Prancis P. Laplace - sampai pada kesimpulan yang sama, tetapi mengembangkan hipotesis lebih dalam (1797). Kedua hipotesis pada dasarnya serupa dan sering dianggap sebagai satu, dan penulisnya dianggap sebagai pendiri kosmogoni ilmiah.

Hipotesis Kant-Laplace termasuk dalam kelompok hipotesis nebular. Menurut konsep mereka, sebuah nebula gas-debu besar sebelumnya terletak di tempat Tata Surya (nebula debu partikel padat, menurut I. Kant; sebuah nebula gas, menurut P. Laplace). Nebula itu panas dan berputar. Di bawah pengaruh hukum gravitasi, materinya secara bertahap memadat, diratakan, membentuk inti di tengah. Ini adalah bagaimana matahari primordial terbentuk. Pendinginan lebih lanjut dan pemadatan nebula menyebabkan peningkatan kecepatan sudut rotasi, sebagai akibatnya, di khatulistiwa, bagian luar nebula terpisah dari massa utama dalam bentuk cincin yang berputar di bidang khatulistiwa: beberapa dari mereka terbentuk. Sebagai contoh, Laplace mengutip cincin Saturnus.

Pendinginan yang tidak merata, cincin-cincin itu putus, dan karena gaya tarik-menarik antar partikel, pembentukan planet-planet yang beredar mengelilingi Matahari terjadi. Planet-planet yang mendingin ditutupi dengan kerak yang keras, di mana proses geologis mulai berkembang di permukaannya.

I. Kant dan P. Laplace dengan benar mencatat fitur utama dan karakteristik struktur tata surya:

• 1) sebagian besar massa (99,86%) sistem terkonsentrasi di Matahari;
• 2) planet-planet beredar dalam orbit yang hampir melingkar dan hampir pada bidang yang sama;
• 3) semua planet dan hampir semua satelitnya berputar pada arah yang sama, semua planet berputar pada porosnya dengan arah yang sama.

Kelebihan penting I. Kant dan P. Laplace adalah penciptaan hipotesis, yang didasarkan pada gagasan pengembangan materi. Kedua ilmuwan percaya bahwa nebula memiliki gerakan rotasi, akibatnya partikel dipadatkan dan planet serta Matahari terbentuk. Mereka percaya bahwa gerak tidak dapat dipisahkan dari materi dan sama abadinya dengan materi itu sendiri.

Hipotesis Kant-Laplace telah ada selama hampir dua ratus tahun. Selanjutnya, terbukti tidak konsisten. Jadi, diketahui bahwa satelit beberapa planet, seperti Uranus dan Jupiter, berputar ke arah yang berbeda dari planet itu sendiri. Menurut fisika modern, gas yang terpisah dari badan pusat harus menghilang dan tidak dapat terbentuk menjadi cincin gas, dan kemudian - menjadi planet. Kekurangan signifikan lainnya dari hipotesis Kant dan Laplace adalah sebagai berikut: asal mula bencana nebular bumi

• 1. Diketahui bahwa momentum sudut dalam benda yang berputar selalu tetap dan didistribusikan secara merata ke seluruh benda sebanding dengan massa, jarak, dan kecepatan sudut dari bagian benda yang sesuai. Hukum ini juga berlaku untuk nebula tempat matahari dan planet-planet terbentuk. Di tata surya, momentum tidak sesuai dengan hukum distribusi momentum dalam massa yang muncul dari satu benda. Planet tata surya memusatkan 98% momentum sudut sistem, dan Matahari hanya memiliki 2%, sedangkan Matahari menyumbang 99,86% dari seluruh massa tata surya.
• 2. Jika kita jumlahkan momen rotasi Matahari dan planet-planet lainnya, maka dalam perhitungan ternyata Matahari primer berotasi dengan kecepatan yang sama dengan rotasi Jupiter sekarang. Dalam hal ini, Matahari pasti memiliki kontraksi yang sama dengan Jupiter. Dan ini, seperti yang ditunjukkan oleh perhitungan, tidak cukup untuk menyebabkan fragmentasi Matahari yang berputar, yang menurut Kant dan Laplace, hancur karena rotasi berlebih.
• 3. Saat ini, telah terbukti bahwa sebuah bintang dengan rotasi berlebih pecah menjadi beberapa bagian, dan tidak membentuk keluarga planet. Biner spektral dan beberapa sistem dapat berfungsi sebagai contoh.

Manusia telah lama mencoba mempelajari dunia yang mengelilinginya. Bagaimana asal mula bumi? Pertanyaan ini telah mengganggu orang selama ribuan tahun. Banyak legenda dan ramalan dari berbagai bangsa di dunia bertahan hingga hari ini. Mereka disatukan oleh fakta bahwa asal usul Bumi kita dikaitkan dengan aksi pahlawan dan dewa mitos. Baru pada abad XVIII mulai muncul hipotesis ilmiah tentang asal usul matahari dan planet.

Hipotesis Georges Buffon

Ilmuwan Prancis Georges Buffon menyarankan bahwa Bumi kita terbentuk sebagai akibat dari bencana. Sekali waktu, sebuah komet besar menabrak Matahari, akibatnya banyak percikan tersebar. Selanjutnya, percikan ini mulai mendingin, dan planet-planet terbesar terbentuk, termasuk Bumi.

Beras. satu

Beras. 2. Hipotesis asal usul tata surya

Georges Buffon lahir dalam keluarga pemilik tanah yang kaya dan merupakan anak tertua dari 5 bersaudara. Tiga saudara laki-lakinya mencapai posisi tinggi dalam hierarki gereja. Georges dikirim ke perguruan tinggi pada usia 10, tetapi ia belajar dengan enggan. Dan dia hanya tertarik pada matematika. Selama periode ini, Buffon menerjemahkan karya-karya Newton. Dia kemudian diangkat sebagai quartermaster taman kerajaan, posisi yang dipegangnya selama 50 tahun sampai kematiannya.

Hipotesis Emmanuel Kant

Pendapat berbeda dipegang oleh seorang ilmuwan Jerman Immanuel Kanto. Dia percaya bahwa Matahari dan semua planet terbentuk dari awan debu yang dingin. Awan ini berputar, secara bertahap butiran debu menebal, terhubung - beginilah Matahari dan planet-planet lain terbentuk.

Beras. 3

Hipotesis Pierre Laplace

Pierre Laplace- Ilmuwan dan astronom Prancis - mengajukan hipotesisnya tentang penampilan tata surya. Dia percaya bahwa matahari dan planet-planet terbentuk dari awan gas panas raksasa. Perlahan-lahan mendingin, berkontraksi, dan memunculkan Matahari dan planet-planet.

Beras. 4

Beras. 5. Hipotesis asal usul tata surya

Pierre Simon Laplace lahir pada 23 Maret 1749 dalam keluarga petani di Beaumont-en-Auge, di departemen Normandia di Calvados. Dia belajar di sekolah Benediktin, dari mana dia keluar, bagaimanapun, seorang ateis yang setia. Tetangga yang kaya membantu seorang anak laki-laki yang cakap untuk masuk ke Universitas Caen (Normandia). Laplace mengusulkan hipotesis kosmogonik pertama yang dibuktikan secara matematis tentang pembentukan semua benda tata surya, yang disebut dengan namanya: hipotesis Laplace. Dia juga orang pertama yang menyarankan bahwa beberapa nebula yang terlihat di langit sebenarnya adalah galaksi seperti Bima Sakti kita sendiri.

Hipotesis James Jeans

Sebuah hipotesis yang berbeda dipegang oleh ilmuwan lain, namanya adalah James Jeans. Pada awal abad kita, ia menyarankan bahwa suatu kali sebuah bintang masif terbang di dekat Matahari dan menarik sebagian dari substansi matahari dengan gravitasinya. Zat ini meletakkan dasar bagi semua planet di tata surya.

Beras. 6

Beras. 7. Hipotesis asal usul tata surya

Hipotesis Otto Schmidt

rekan senegara kita Otto Yulievich Schmidt pada tahun 1944 mengajukan hipotesisnya tentang asal usul matahari dan planet-planet. Dia percaya bahwa miliaran tahun yang lalu awan gas-debu raksasa berputar mengelilingi Matahari, awan ini dingin. Seiring waktu, awan itu rata dan terbentuk gumpalan. Gugus-gugus ini mulai berputar dalam orbitnya, secara bertahap planet-planet terbentuk darinya.

Beras. delapan

Beras. 9. Hipotesis asal usul tata surya

Otto Schmidt lahir pada 18 September 1891. Sebagai seorang anak, ia bekerja di toko alat tulis. Uang untuk pendidikan anak laki-laki berbakat di gimnasium ditemukan dari kakeknya dari Latvia Fricis Ergle. Dia lulus dari gimnasium di Kyiv dengan medali emas (1909). Ia lulus dari Departemen Fisika dan Matematika Universitas Kyiv, di mana ia belajar pada tahun 1909-1913. Di sana, di bawah bimbingan Profesor D. A. Grave, ia memulai penelitiannya dalam teori grup.

Salah satu pendiri dan pemimpin redaksi Great Soviet Encyclopedia (1924-1942). Pendiri dan manajer Departemen Aljabar Tinggi (1929-1949) Fakultas Fisika dan Matematika / Mekanika dan Matematika Universitas Negeri Moskow. Pada 1930-1934, ia memimpin ekspedisi Arktik yang terkenal di kapal pemecah es Sedov, Sibiryakov, dan Chelyuskin. Pada tahun 1930-1932. direktur Institut Arktik All-Union, pada tahun 1932-1938. Kepala Direktorat Utama Jalur Laut Utara (GUSMP). Dari 28 Februari 1939 hingga 24 Maret 1942, ia menjadi wakil presiden Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet.

Seperti yang telah Anda perhatikan, hipotesis Kant, Laplace dan Schmidt serupa dalam banyak hal, dan mereka membentuk dasar teori modern tentang asal usul tata surya dan juga Bumi.

Hipotesis modern

Para sarjana modern menyarankan bahwa tata surya, yaitu matahari dan planet-planet, muncul secara bersamaan dari gas dingin raksasa dan awan debu. Awan gas dan debu antarbintang ini berputar. Secara bertahap, gumpalan mulai terbentuk di dalamnya. Gumpalan pusat, terbesar, memunculkan bintang - Matahari. Proses nuklir mulai terjadi di dalam Matahari, dan karenanya memanas. Gumpalan yang tersisa meletakkan dasar bagi planet-planet.

Beras. 10. Tahap pertama

Beras. 11. Tahap kedua

Beras. 12. Tahap ketiga

Beras. 13. Tahap keempat

Seperti yang Anda lihat, gagasan para ilmuwan tentang asal usul tata surya kita dan Bumi berkembang secara bertahap. Sampai saat ini, ada banyak masalah kontroversial yang tidak dapat dijelaskan yang harus dipecahkan oleh sains modern.

1. Melchakov L.F., Skatnik M.N. Sejarah alam: buku teks. untuk 3,5 sel. rata-rata sekolah – edisi ke-8. – M.: Pencerahan, 1992. – 240 hal.: sakit.

2. Bakhchieva O.A., Klyuchnikova N.M., Pyatunina S.K. dan lain-lain Sejarah alam 5. - M.: Sastra pendidikan.

3. Eskov K.Yu. dkk.Sejarah Alam 5 / Ed. Vakhrusheva A.A. – M.: Balas.

1. Struktur dan kehidupan Alam Semesta ().