Introdução

A Terra é o terceiro planeta a partir do Sol no sistema solar. Ele ocupa o quinto lugar em tamanho e massa entre os principais planetas, mas dos planetas internos do chamado grupo "terrestre", que inclui Mercúrio, Vênus, Terra e Marte, é o maior.

A composição e estrutura da Terra nas últimas décadas continua a ser um dos problemas mais intrigantes da geologia moderna. O conhecimento sobre a estrutura interna da Terra ainda é muito superficial, pois foi obtido com base em evidências circunstanciais. A evidência direta refere-se apenas ao filme de superfície do planeta, na maioria das vezes não excedendo uma dúzia e meia de quilômetros. Além disso, é importante estudar a posição do planeta Terra no espaço sideral. Primeiro, para entender os padrões e mecanismos de desenvolvimento da Terra e da crosta terrestre, é preciso conhecer o estado inicial da Terra durante sua formação. Em segundo lugar, o estudo de outros planetas fornece o material mais valioso para a compreensão dos estágios iniciais do desenvolvimento do nosso planeta. E, em terceiro lugar, uma comparação da estrutura e evolução da Terra com outros planetas do sistema solar permite entender por que a Terra se tornou o berço da humanidade.

O estudo da estrutura interna da Terra é relevante e vital. Está associado à formação e distribuição de muitos tipos de minerais, ao relevo da superfície terrestre, ao surgimento de vulcões e terremotos. O conhecimento sobre a estrutura da Terra também é necessário para fazer previsões geológicas e geográficas.

Capítulo 1. Hipóteses da origem da Terra

Por muitos séculos, a questão da origem da Terra permaneceu o monopólio dos filósofos, uma vez que o material real nessa área estava quase completamente ausente. As primeiras hipóteses científicas sobre a origem da Terra e do sistema solar, baseadas em observações astronômicas, surgiram apenas no século XVIII. Desde então, mais e mais novas teorias não deixaram de aparecer, de acordo com o crescimento de nossas ideias cosmogônicas.

Uma das primeiras hipóteses foi expressa em 1745 pelo naturalista francês J. Buffon. Segundo a hipótese, nosso planeta foi formado como resultado do resfriamento de um dos coágulos de matéria solar ejetados pelo Sol durante sua colisão catastrófica com um grande cometa.

A ideia de Buffon sobre a formação da Terra a partir do plasma solar foi usada em toda uma série de hipóteses posteriores e perfeitas da origem "quente" da Terra. A posição de liderança é nebuloso uma hipótese desenvolvida pelo filósofo alemão I. Kant em 1755 e o matemático francês P. Laplace em 1796 independentemente um do outro (Fig. 1). De acordo com a hipótese, o sistema solar foi formado a partir de uma única nebulosa de gás quente. A rotação em torno do eixo causou a forma de disco da nebulosa. Depois que a força centrífuga na parte equatorial da nebulosa excedeu a força da gravidade, os anéis de gás começaram a se separar ao longo de toda a periferia do disco. Seu resfriamento levou à formação de planetas e seus satélites, e o Sol surgiu do núcleo da nebulosa.

Arroz. 1. Hipótese Nebular de Laplace. Esta figura mostra claramente a condensação de uma nebulosa de gás em rotação no Sol, planetas e asteróides.

A hipótese de Laplace era científica porque se baseava nas leis da natureza conhecidas pela experiência. No entanto, depois de Laplace, novos fenômenos foram descobertos no sistema solar que sua teoria não conseguia explicar. Por exemplo, descobriu-se que os planetas Urano e Vênus giram em torno de seu eixo na direção errada, onde o resto dos planetas gira. As propriedades dos gases e as peculiaridades do movimento dos planetas e seus satélites foram melhor estudadas. Esses fenômenos também não concordavam com a hipótese de Laplace e tiveram que ser abandonados.

Um certo estágio no desenvolvimento de visões sobre a formação do sistema solar foi a hipótese do astrofísico inglês James Jeans (Fig. 2). Ele acreditava que os planetas se formaram como resultado de uma catástrofe: alguma estrela relativamente grande passou muito perto do Sol já existente, o que resultou na emissão de um jato de gás das camadas superficiais do Sol, de onde os planetas posteriormente formado. Mas a hipótese de Jeans, como a hipótese de Kant-Laplace, não pode explicar a discrepância na distribuição do momento angular entre os planetas e o Sol.

Arroz. 2. A formação do sistema solar segundo Jeans

Uma ideia fundamentalmente nova está nas hipóteses da origem "fria" da Terra. O mais desenvolvido meteorítico hipótese proposta pelo cientista soviético O. Yu. Schmidt em 1944 (Fig. 3). De acordo com a hipótese, há vários bilhões de anos, "nosso" Sol encontrou uma grande nebulosa de gás e poeira durante seu movimento no Universo. Uma parte significativa da nebulosa seguiu o Sol e começou a girar em torno dele. Separe pequenas partículas grudadas em grandes coágulos. Os coágulos, à medida que se moviam, também colidiam entre si e cresciam com novo material, formando torrões densos - os embriões de futuros planetas.

Arroz. 3. Formação do sistema solar de acordo com a hipótese do meteorito

O. Yu. Schmidt

De acordo com O. Yu. Schmidt, durante a formação da Terra, sua superfície permaneceu fria, os coágulos foram comprimidos, devido a isso, o processo de autogravidade da matéria começou, a parte interna aqueceu gradualmente a partir do calor liberado durante o decaimento de elementos radioativos. Ao longo dos anos, a hipótese de Schmidt tem muitas fraquezas, uma delas é a suposição de que o Sol captura parte da nuvem de gás e poeira encontrada. Com base na lei da mecânica, para capturar a substância pelo Sol, era necessário parar completamente essa substância, e o Sol tinha que ter uma enorme força de atração capaz de parar essa nuvem e puxá-la para si. As deficiências da hipótese do meteorito incluem a baixa probabilidade de capturar uma nuvem de gás-pó (meteorito) pelo Sol e a falta de uma explicação para a estrutura interna concêntrica da Terra.

Com o tempo, muitas outras teorias se desenvolveram sobre a origem da Terra e do sistema solar como um todo. Com base nas opiniões de O.Yu. Schmidt (1944), V. Ambartsumian (1947), B.C. Safronov (1969) e outros cientistas formaram teoria moderna formação planetária da Terra e outros planetas do sistema solar (Fig. 4). A razão para o aparecimento dos planetas do nosso sistema foi a explosão de uma supernova. A onda de choque da explosão há cerca de 5 bilhões de anos comprimiu fortemente a nebulosa de gás e poeira. A concentração de matéria material (poeira, misturas de gases, hidrogênio, hélio, carbono, metais pesados, sulfetos) acabou sendo tão significativa que levou ao início da fusão termonuclear, aumento da temperatura, pressão, aparecimento do fenômeno da autogravidade no Sol primário e o nascimento de protoplanetas.

Arroz. 4. Formação do sistema solar (teoria moderna)

1 - uma explosão de supernova gera ondas de choque que afetam a nuvem de gás e poeira; 2 - a nuvem de gás e poeira começa a se fragmentar e achatar, torcendo-se ao mesmo tempo; 3 - nebulosa solar primária (nebulosa); 4 - a formação do Sol e planetas gigantes e ricos em gás - Júpiter e Saturno; 5 - gás ionizado - o vento solar sopra gás da zona interna do sistema e de pequenos planetesimais; 6 - a formação de planetas internos a partir de planetesimais durante 100 milhões de anos e a formação de nuvens de Oort constituídas por cometas

A Terra primordial acabou por estar conectada com a Lua por interações de maré. A lua determinou a inclinação de seu eixo de rotação com sua órbita e massa e determinou o zoneamento climático da Terra, o surgimento de campos elétricos e magnéticos.

Após a formação do núcleo da Terra (na fronteira do Arqueano e Proterozóico), contendo cerca de 63% da massa moderna, o crescimento posterior da Terra ocorreu de forma mais calma e uniforme de acordo com os ciclos tectonomagmáticos. Cientistas tectônicos contaram cerca de 14 desses ciclos.Atividade tectônica significativa na Terra foi observada cerca de 2,6 bilhões de anos atrás, o movimento das placas litosféricas naquela época ocorreu a uma velocidade de 2-3 m por ano. A superfície da Terra estava envolta em uma densa atmosfera de dióxido de carbono-nitrogênio com uma pressão de até 4-5 atm. e temperaturas até +30…+100 °С. Surgiu o primeiro Oceano Mundial raso, cujo fundo estava coberto de basaltos e serpentinitos.

No início do Proterozóico, a terceira camada (serpentinita) da crosta oceânica estava saturada com água primária. Isso afetou imediatamente a diminuição da pressão de dióxido de carbono na atmosfera primária. Por sua vez, a diminuição do dióxido de carbono na atmosfera levou a uma diminuição acentuada da temperatura na superfície da Terra. O aparecimento do oxigênio e da camada de ozônio na atmosfera contribuíram para a formação da biosfera e do envelope geográfico.

O processo de estratificação e diferenciação das entranhas da Terra ainda está acontecendo agora, garantindo a existência de um núcleo externo líquido e convecção no manto. A atmosfera e a hidrosfera surgiram como resultado da condensação de gases liberados em um estágio inicial do desenvolvimento do planeta.

Informações semelhantes.

Atualmente, existem várias hipóteses, cada uma das quais descreve à sua maneira os períodos de formação do Universo e a posição da Terra no sistema solar.

· hipótese de Kant-Laplace

Pierre Laplace e Immanuel Kant acreditavam que o progenitor do sistema solar é uma nebulosa quente de gás e poeira, girando lentamente em torno de um núcleo denso no centro. Sob a influência de forças de atração mútua, a nebulosa começou a se achatar nos pólos e se transformar em um enorme disco. Sua densidade não era uniforme, então o disco foi estratificado em anéis de gás separados. Posteriormente, cada anel começou a engrossar e se transformar em um único coágulo de gás girando em torno de seu eixo. Posteriormente, os coágulos esfriaram e se transformaram em planetas, e os anéis ao redor deles em satélites. A parte principal da nebulosa permaneceu no centro, ainda não esfriou e se tornou o Sol.

· A hipótese de O.Yu. Schmidt

De acordo com a hipótese de O.Yu. Schmidt, o Sol, viajando pela Galáxia, passou por uma nuvem de gás e poeira e arrastou parte dela junto com ela. Posteriormente, as partículas sólidas da nuvem foram submetidas a colagem e se transformaram em planetas, inicialmente frios. O aquecimento desses planetas ocorreu mais tarde como resultado da compressão, assim como o influxo de energia solar. O aquecimento da Terra foi acompanhado por massivas erupções de lavas na superfície como resultado da atividade vulcânica. Graças a esse derramamento, formaram-se as primeiras coberturas da Terra. Gases foram emitidos das lavas. Eles formaram a atmosfera anóxica primária. Mais da metade do volume da atmosfera primária era vapor de água e sua temperatura ultrapassava 100°C. Com o resfriamento gradual da atmosfera, ocorreu a condensação do vapor d'água, o que levou à chuva e à formação de um oceano primário. Mais tarde, começou a formação de terra, que é espessa, partes relativamente leves de placas litosféricas elevando-se acima do nível do oceano.

· A hipótese de J. Buffon

O naturalista francês Georges Buffon sugeriu que outra estrela havia passado nas proximidades do Sol. Sua atração causou um enorme maremoto no Sol, estendendo-se no espaço por centenas de milhões de quilômetros. Tendo rompido, essa onda começou a girar em torno do Sol e se romper em coágulos, cada um dos quais formou seu próprio planeta.

· Hipótese de F. Hoyle (século XX)

O astrofísico inglês Fred Hoyle propôs sua própria hipótese. Segundo ela, o Sol tinha uma estrela gêmea que explodiu. A maioria dos fragmentos foi levada para o espaço sideral, a parte menor permaneceu na órbita do Sol e formou planetas.

Todas as hipóteses interpretam a origem do sistema solar e os laços familiares entre a Terra e o Sol de maneiras diferentes, mas são unânimes em que todos os planetas se originaram de uma única nuvem de gás e poeira, e então o destino de cada um deles foi decidido Em seu próprio caminho.

De acordo com conceitos modernos, a Terra foi formada a partir de uma nuvem de gás e poeira cerca de 4,5 bilhões de anos atrás. O sol estava muito quente, então todas as substâncias voláteis (gases) evaporaram da região de formação da Terra. As forças gravitacionais contribuíram para que a matéria da nuvem de gás e poeira se acumulasse na Terra, que está no estágio de origem. No início, a temperatura na Terra era muito alta, então toda a matéria estava em estado líquido. Devido à diferenciação gravitacional, os elementos mais densos afundaram mais perto do centro do planeta, enquanto os mais leves permaneceram na superfície. Depois de algum tempo, a temperatura na Terra diminuiu, o processo de solidificação começou, enquanto a água permaneceu em estado líquido.

O cientista inglês James Hopwood Jeans construiu sua hipótese na suposição de que os planetas surgiram de um jato de matéria quente arrancado do Sol como resultado da atração de outra estrela próxima. Este jato permaneceu na esfera de atração do Sol e começou a girar em torno dele. Devido à atração do Sol e ao movimento dado a ele por uma estrela perdida, formou uma espécie de nebulosa, em forma de charuto alongado, que acabou por se desfazer em vários coágulos de onde surgiram os planetas.

Em uma galáxia, existem cerca de 100 bilhões de estrelas e, no total, existem 100 bilhões de galáxias em nosso Universo. Se você viajasse da Terra até a borda do universo, levaria mais de 15 bilhões de anos, desde que você se movesse à velocidade da luz - 300.000 km por segundo. Mas de onde veio a matéria cósmica? Como o universo se originou? A história da Terra tem cerca de 4,6 bilhões de anos. Durante este tempo, muitos milhões de espécies de plantas e animais surgiram e morreram nele; as cadeias de montanhas mais altas cresceram e viraram pó; enormes continentes se dividiram em pedaços e se espalharam em diferentes direções, depois colidiram uns com os outros, formando novas massas gigantescas de terra. Como sabemos tudo isso? O fato é que, apesar de todas as catástrofes e cataclismos de que é tão rica a história do nosso planeta, surpreendentemente muito do seu passado turbulento está impresso nas rochas que ainda existem, nos fósseis que nelas se encontram, bem como nas os organismos dos seres vivos que vivem na Terra hoje. É claro que esta crônica está incompleta. Encontramos apenas fragmentos dela, vazios entre eles, capítulos inteiros que caem da narrativa, que são extremamente importantes para entender o que realmente aconteceu. E, no entanto, mesmo de forma tão truncada, a história de nossa Terra não cederá em fascínio a nenhum romance policial.

Os astrônomos acreditam que nosso mundo surgiu como resultado do Big Bang. Explodindo, uma gigantesca bola de fogo espalhou matéria e energia pelo espaço, que posteriormente se condensou, formando bilhões de estrelas, e estas, por sua vez, se uniram em inúmeras galáxias.

A Teoria do Big Bang.

A teoria, que é seguida pela maioria dos cientistas modernos, afirma que o Universo foi formado como resultado do chamado Big Bang. Uma bola de fogo incrivelmente quente, cuja temperatura atingiu bilhões de graus, em algum momento explodiu e dispersou fluxos de energia e partículas de matéria em todas as direções, dando-lhes uma tremenda aceleração.
Qualquer substância consiste em pequenas partículas - átomos. Os átomos são as menores partículas de material que podem participar de reações químicas. No entanto, eles, por sua vez, consistem em partículas elementares ainda menores. No mundo existem muitas variedades de átomos, que são chamados de elementos químicos. Cada elemento químico inclui átomos de um determinado tamanho e peso e é diferente de outros elementos químicos. Portanto, no decorrer das reações químicas, cada elemento químico se comporta apenas à sua maneira. Tudo no universo, desde as maiores galáxias até os menores organismos vivos, é composto de elementos químicos.

Depois do Big Bang.

Como a bola de fogo quebrada em pedaços pelo Big Bang era tão quente, as minúsculas partículas de matéria tinham energia demais no início para se combinarem para formar átomos. No entanto, após cerca de um milhão de anos, a temperatura do Universo caiu para 4000 "C, e vários átomos começaram a se formar a partir de partículas elementares. Primeiro, os elementos químicos mais leves apareceram - hélio e hidrogênio. Gradualmente, o Universo esfriou cada vez mais e elementos mais pesados ​​foram formados.O processo de formação de novos átomos e elementos continua até hoje nas profundezas de estrelas como o nosso Sol, por exemplo.Sua temperatura é incomumente alta.
O universo estava esfriando. Os átomos recém-formados se reuniram em gigantescas nuvens de poeira e gás. Partículas de poeira colidiram umas com as outras, fundindo-se em um único todo. As forças gravitacionais puxavam pequenos objetos em direção aos maiores. Como resultado, galáxias, estrelas e planetas se formaram ao longo do tempo no Universo.

A terra tem um núcleo fundido rico em ferro e níquel. A crosta terrestre consiste em elementos mais leves e flutua na superfície de rochas parcialmente fundidas que formam o manto da Terra.

Universo em Expansão.

O Big Bang acabou sendo tão poderoso que toda a matéria do Universo se espalhou pelo espaço sideral com grande velocidade. Além disso, o universo continua a se expandir até hoje. Podemos dizer isso com confiança porque galáxias distantes ainda estão se afastando de nós, e as distâncias entre elas estão aumentando constantemente. Isso significa que antigamente as galáxias estavam muito mais próximas umas das outras do que estão hoje.

Ninguém sabe exatamente como o sistema solar se formou. A teoria subjacente é que o Sol e os planetas se formaram a partir de uma nuvem rodopiante de gás e poeira cósmicos. As partes mais densas dessa nuvem, com a ajuda de forças gravitacionais, atraíram uma quantidade cada vez maior de matéria de fora. Como resultado, o Sol e todos os seus planetas surgiram dele.

Microondas do passado.

Com base na suposição de que o universo foi formado como resultado de um Big Bang "quente", ou seja, emergiu de uma bola de fogo gigante, os cientistas tentaram calcular até que ponto já deveria ter esfriado. Eles chegaram à conclusão de que a temperatura do espaço intergaláctico deveria ser de cerca de -270°C. Os cientistas também determinam a temperatura do Universo pela intensidade da radiação de micro-ondas (térmica) proveniente das profundezas do espaço. As medições realizadas confirmaram que realmente é aproximadamente -270 "C.

Qual é a idade do universo?

Para descobrir a distância de uma galáxia em particular, os astrônomos determinam seu tamanho, brilho e cor da luz que ela emite. Se a teoria do Big Bang estiver correta, isso significa que todas as galáxias que existem agora foram originalmente espremidas em uma bola de fogo superdensa e quente. Você só precisa dividir a distância de uma galáxia para outra pela velocidade com que elas estão se afastando uma da outra para estabelecer há quanto tempo elas eram um único todo. Esta será a idade do universo. É claro que esse método não permite obter dados precisos, mas ainda dá motivos para acreditar que a idade do Universo é de 12 a 20 bilhões de anos.

Um fluxo de lava flui da cratera do vulcão Kilauea, localizado na ilha do Havaí. Quando a lava chega à superfície da Terra, ela se solidifica, formando novas rochas.

A formação do sistema solar.

As galáxias se formaram, muito provavelmente, cerca de 1 a 2 bilhões de anos após o Big Bang, e o sistema solar surgiu cerca de 8 bilhões de anos depois. Afinal, a matéria não estava distribuída uniformemente no espaço. As regiões mais densas, devido às forças gravitacionais, atraíam cada vez mais poeira e gás. O tamanho dessas áreas aumentou rapidamente. Eles se transformaram em gigantes nuvens rodopiantes de poeira e gás - as chamadas nebulosas.
Uma dessas nebulosas - a nebulosa solar - condensou-se para formar o nosso Sol. De outras partes da nuvem surgiram coágulos de matéria que se tornaram planetas, incluindo a Terra. Eles foram mantidos em suas órbitas circunsolares pelo poderoso campo gravitacional do Sol. À medida que as forças gravitacionais aproximavam cada vez mais as partículas da matéria solar, o Sol se tornava menor e mais denso. Ao mesmo tempo, uma tremenda pressão surgiu no núcleo solar. Foi convertido em energia térmica colossal, e isso, por sua vez, acelerou o curso das reações termonucleares dentro do Sol. Como resultado, novos átomos foram formados e ainda mais calor foi liberado.

O surgimento de condições para a vida.

Aproximadamente os mesmos processos, embora em escala muito menor, ocorreram na Terra. O núcleo da Terra estava encolhendo rapidamente. Devido às reações nucleares e ao decaimento de elementos radioativos nas entranhas da Terra, tanto calor foi liberado que as rochas que o formaram derreteram. Substâncias mais leves ricas em silício, um mineral semelhante ao vidro, separou-se no núcleo da Terra do ferro e do níquel mais densos para formar a primeira crosta terrestre. Após cerca de um bilhão de anos, quando a Terra esfriou significativamente, a crosta terrestre endureceu e se transformou em uma casca externa sólida do nosso planeta, composta por rochas sólidas.
À medida que esfriava, a Terra ejetava muitos gases diferentes de seu núcleo. Isso geralmente acontecia durante erupções vulcânicas. Gases leves, como hidrogênio ou hélio, escaparam principalmente para o espaço sideral. No entanto, a gravidade da Terra era forte o suficiente para manter gases mais pesados ​​perto de sua superfície. Eles formaram a base da atmosfera da Terra. Parte do vapor de água da atmosfera se condensou e os oceanos apareceram na Terra. Agora nosso planeta estava totalmente preparado para se tornar o berço da vida.

Nascimento e morte das rochas.

A terra terrestre é formada por rochas sólidas, muitas vezes cobertas por uma camada de solo e vegetação. Mas de onde vêm essas rochas? Novas rochas são formadas a partir de uma substância que nasce nas profundezas da Terra. Nas camadas mais baixas da crosta terrestre, a temperatura é muito mais alta do que na superfície, e suas rochas constituintes estão sob enorme pressão. Sob a influência do calor e da pressão, as rochas dobram e amolecem, ou até derretem. Assim que um ponto fraco se forma na crosta terrestre, rochas derretidas - elas são chamadas de magma - rompem a superfície da Terra. O magma flui das aberturas dos vulcões na forma de lava e se espalha por uma grande área. À medida que endurece, a lava se transforma em rocha sólida.

Explosões e fontes de incêndio.

Em alguns casos, o nascimento das rochas é acompanhado por cataclismos grandiosos, em outros passa de forma silenciosa e imperceptível. Existem muitas variedades de magma, e vários tipos de rochas são formados a partir deles. Por exemplo, o magma basáltico é muito fluido, vem facilmente à superfície, espalha-se em grandes correntes e solidifica-se rapidamente. Às vezes, explode da boca de um vulcão em uma brilhante "fonte de fogo" - isso acontece quando a crosta terrestre não consegue suportar sua pressão.
Outros tipos de magma são muito mais espessos: sua espessura, ou consistência, é mais parecida com o melaço. Os gases contidos nesse magma com grande dificuldade chegam à superfície através de sua massa densa. Lembre-se da facilidade com que as bolhas de ar saem da água fervente e da lentidão com que isso acontece quando você aquece algo mais espesso, como gelatina. À medida que o magma mais denso se aproxima da superfície, a pressão sobre ele diminui. Os gases dissolvidos nele tendem a se expandir, mas não podem. Quando o magma finalmente explode, os gases se expandem tão rapidamente que ocorre uma explosão grandiosa. Lava, fragmentos de rocha e cinzas se espalham em todas as direções como projéteis disparados de um canhão. Uma erupção semelhante aconteceu em 1902 na ilha da Martinica, no Caribe. A erupção catastrófica do vulcão Moptap-Pele destruiu completamente o porto de Sep-Pierre. Cerca de 30.000 pessoas morreram.

Formação de cristais.

As rochas formadas a partir do resfriamento da lava são chamadas de rochas vulcânicas ou ígneas. À medida que a lava esfria, os minerais contidos nas rochas derretidas gradualmente se transformam em cristais sólidos. Se a lava esfriar rapidamente, os cristais não terão tempo de crescer e permanecerão muito pequenos. Algo semelhante acontece quando o basalto é formado. Às vezes, a lava esfria tão rapidamente que se transforma em uma rocha vítrea lisa que não contém cristais, como obsidiana (vidro vulcânico). Isso geralmente acontece durante uma erupção submarina ou quando pequenas partículas de lava são ejetadas da abertura de um vulcão no ar frio.

Erosão e intemperismo de rochas no Cedar Breaks Canyons, Utah, EUA. Esses cânions foram formados como resultado da ação erosiva do rio, que fez seu canal através das camadas de rochas sedimentares, "espremidas" para cima pelos movimentos da crosta terrestre. As encostas das montanhas expostas foram gradualmente desgastadas e fragmentos de rocha formaram seixos sobre elas. Em meio a esses seixos, sobressaem saliências de rochas ainda sólidas, que formam as bordas dos cânions.

Provas do passado.

O tamanho dos cristais contidos nas rochas vulcânicas nos permite avaliar a rapidez com que a lava esfriou e a que distância da superfície da Terra ela se encontrava. Aqui está um pedaço de granito como aparece sob luz polarizada sob um microscópio. Cristais diferentes têm cores diferentes nesta imagem.

Gnaisse é uma rocha metamórfica formada a partir de rochas sedimentares sob a influência de calor e pressão. O padrão de listras multicoloridas que você vê neste pedaço de gnaisse permite determinar a direção em que a crosta terrestre, movendo-se, pressionou as camadas de rocha. Assim, temos uma ideia dos eventos que ocorreram há 3,5 bilhões de anos.
A partir das dobras e falhas (rupturas) nas rochas, podemos julgar em que direção as tensões colossais na crosta terrestre atuaram em épocas geológicas passadas. Essas dobras surgiram como resultado de movimentos de formação de montanhas da crosta terrestre que começaram há 26 milhões de anos. Nesses lugares, forças monstruosas espremiam camadas de rochas sedimentares - e dobravam-se.
O magma nem sempre atinge a superfície da Terra. Pode permanecer nas camadas inferiores da crosta terrestre e depois esfria muito mais lentamente, formando deliciosos cristais grandes. Assim é feito o granito. O tamanho dos cristais em alguns seixos nos permite estabelecer como essa rocha se formou há muitos milhões de anos.

Hooduz, Alberta, Canadá. Chuvas e tempestades de areia destroem as rochas moles mais rapidamente do que as duras e, como resultado, aparecem resquícios (saliências) com contornos bizarros.

"sanduíches" sedimentares.

Nem todas as rochas são vulcânicas como granito ou basalto. Muitos deles consistem em muitas camadas e parecem uma enorme pilha de sanduíches. Eles já foram formados a partir de outras rochas destruídas pelo vento, chuvas e rios, cujos fragmentos foram levados para lagos ou mares, e se estabeleceram no fundo sob a coluna d'água. Gradualmente, essa precipitação acumula uma quantidade enorme. Eles se empilham uns sobre os outros, formando camadas com centenas e até milhares de metros de espessura. A água de um lago ou mar pressiona esses depósitos com uma força tremenda. A água dentro deles é espremida e eles são comprimidos em uma massa densa. Ao mesmo tempo, substâncias minerais, previamente dissolvidas na água espremida, parecem cimentar toda essa massa e, como resultado, uma nova rocha é formada a partir dela, chamada de sedimentar.
Tanto as rochas vulcânicas quanto as sedimentares podem ser empurradas para cima sob a influência dos movimentos da crosta terrestre, formando novos sistemas montanhosos. Forças colossais estão envolvidas na formação de montanhas. Sob sua influência, as rochas aquecem muito ou encolhem monstruosamente. Ao mesmo tempo, eles são transformados - transformados: um mineral pode se transformar em outro, os cristais são achatados e assumem uma disposição diferente. Como resultado, no lugar de uma pedra, outra aparece. Rochas formadas durante a transformação de outras rochas sob a influência das forças acima mencionadas são chamadas de metamórficas.

Nada dura para sempre, nem mesmo as montanhas.

À primeira vista, nada pode ser mais forte e durável do que uma enorme montanha. Infelizmente, isso é apenas uma ilusão. Com base na escala de tempo geológico, que conta por milhões e até centenas de milhões de anos, as montanhas são tão transitórias quanto tudo o mais, incluindo você e eu.
Qualquer rocha, assim que começar a ser exposta à atmosfera, entrará em colapso instantaneamente. Se você olhar para um pedaço de rocha fresco ou um seixo partido, verá que a superfície recém-formada da rocha geralmente tem uma cor completamente diferente da antiga que está no ar há muito tempo. Isso se deve ao efeito do oxigênio atmosférico e, em muitos casos, da água da chuva. Por causa deles, várias reações químicas ocorrem na superfície da rocha, alterando gradualmente suas propriedades.
Com o tempo, essas reações liberam os minerais que mantêm a rocha unida e ela começa a desmoronar. Pequenas rachaduras se formam na rocha, nas quais a água penetra. Congelando, essa água se expande e quebra a rocha por dentro. Quando o gelo derreter, essa rocha simplesmente se desfaz em pedaços. Muito em breve, os pedaços de rocha caídos serão levados pelas chuvas. Esse processo é chamado de erosão.

Geleira Muir no Alasca. O efeito destrutivo da geleira e das pedras que nela se congelaram por baixo e pelas laterais causa gradualmente a erosão das paredes e do fundo do vale ao longo do qual se move. Como resultado, longas faixas de fragmentos de rocha são formadas no gelo - as chamadas morenas. Na confluência de duas geleiras vizinhas, suas morenas também estão conectadas.

Destruidor de água.

Pedaços de rocha quebrada acabam em rios. A corrente os arrasta pelo leito do rio e os desgasta pela rocha que forma o próprio canal, até que os fragmentos sobreviventes finalmente encontram um refúgio tranquilo no fundo do lago ou do mar. A água congelada (gelo) tem um poder destrutivo ainda maior. Geleiras e mantos de gelo arrastam atrás de si muitos fragmentos grandes e pequenos de rochas congeladas em seus lados e barriga de gelo. Esses fragmentos fazem sulcos profundos nas rochas ao longo das quais as geleiras se movem. A geleira pode transportar fragmentos de rocha que caíram em cima dela por muitas centenas de quilômetros.

Esculturas criadas pelo vento

O vento também destrói rochas. Especialmente frequentemente isso acontece em desertos, onde o vento carrega milhões de minúsculos grãos de areia. Os grãos de areia são compostos em sua maioria por quartzo, um mineral extremamente durável. Um turbilhão de grãos de areia atinge as rochas, arrancando mais e mais grãos de areia delas.
Muitas vezes o vento empilha areia em grandes colinas arenosas, ou dunas. Cada rajada de vento reveste as dunas com uma nova camada de grãos de areia. A localização das encostas e a inclinação destas colinas arenosas permitem avaliar a direção e a força do vento que as criou.

As geleiras esculpem vales profundos em forma de U em seu caminho. Em Nantfrancon, no País de Gales, as geleiras desapareceram nos tempos pré-históricos, deixando para trás um amplo vale que é claramente grande para o pequeno rio que o atravessa hoje. O pequeno lago em primeiro plano é bloqueado por uma faixa de rocha particularmente forte.

Uma abordagem científica à questão da origem da Terra e do sistema solar tornou-se possível após o fortalecimento na ciência da ideia de unidade material no Universo. Existe uma ciência sobre a origem e desenvolvimento dos corpos celestes - cosmogonia.

As primeiras tentativas de dar uma justificativa científica para a questão da origem e desenvolvimento do sistema solar foram feitas há 200 anos.

Todas as hipóteses sobre a origem da Terra podem ser divididas em dois grupos principais: nebular (latim "nebulosa" - neblina, gás) e catastrófica. O primeiro grupo é baseado no princípio da formação de planetas a partir de gás, de nebulosas de poeira. O segundo grupo é baseado em vários fenômenos catastróficos (colisão de corpos celestes, passagem próxima de estrelas umas das outras, etc.).

Uma das primeiras hipóteses foi expressa em 1745 pelo naturalista francês J. Buffon. De acordo com essa hipótese, nosso planeta foi formado como resultado do resfriamento de um dos coágulos de matéria solar ejetados pelo Sol durante sua colisão catastrófica com um grande cometa. A ideia de J. Buffon sobre a formação da Terra (e outros planetas) a partir do plasma foi usada em toda uma série de hipóteses posteriores e mais avançadas da origem "quente" do nosso planeta.

Teorias nebulares. Hipótese de Kant e Laplace

Entre as teorias nebulares, é claro, o lugar principal é ocupado pela hipótese desenvolvida pelo filósofo alemão I. Kant (1755). Independentemente dele, outro cientista - o matemático e astrônomo francês P. Laplace - chegou às mesmas conclusões, mas desenvolveu a hipótese mais profundamente (1797). Ambas as hipóteses são semelhantes em essência e muitas vezes são consideradas como uma só, e seus autores são considerados os fundadores da cosmogonia científica.

A hipótese de Kant-Laplace pertence ao grupo de hipóteses nebulares. De acordo com seu conceito, uma enorme nebulosa de gás e poeira foi anteriormente localizada no lugar do Sistema Solar (uma nebulosa de poeira de partículas sólidas, de acordo com I. Kant; uma nebulosa de gás, de acordo com P. Laplace). A nebulosa estava quente e girando. Sob a influência das leis da gravidade, sua matéria gradualmente se condensou, achatou, formando um núcleo no centro. Foi assim que o sol primordial foi formado. O resfriamento e a compactação adicionais da nebulosa levaram a um aumento na velocidade angular de rotação, como resultado, no equador, a parte externa da nebulosa se separou da massa principal na forma de anéis girando no plano equatorial: vários deles se formaram. Como exemplo, Laplace citou os anéis de Saturno.

Desigualmente resfriados, os anéis foram quebrados e, devido à atração entre as partículas, ocorreu a formação de planetas circulando ao redor do Sol. Os planetas de resfriamento foram cobertos com uma crosta dura, na superfície da qual os processos geológicos começaram a se desenvolver.

I. Kant e P. Laplace notaram corretamente as características principais e características da estrutura do sistema solar:

• 1) a grande maioria da massa (99,86%) do sistema está concentrada no Sol;
• 2) os planetas circulam em órbitas quase circulares e quase no mesmo plano;
• 3) todos os planetas e quase todos os seus satélites giram na mesma direção, todos os planetas giram em torno de seu eixo na mesma direção.

Um mérito significativo de I. Kant e P. Laplace foi a criação de uma hipótese, que se baseava na ideia do desenvolvimento da matéria. Ambos os cientistas acreditavam que a nebulosa tinha um movimento rotacional, como resultado do qual as partículas foram compactadas e os planetas e o Sol foram formados. Eles acreditavam que o movimento é inseparável da matéria e é tão eterno quanto a própria matéria.

A hipótese de Kant-Laplace existe há quase duzentos anos. Posteriormente, provou-se ser inconsistente. Assim, ficou conhecido que os satélites de alguns planetas, como Urano e Júpiter, giram em uma direção diferente dos próprios planetas. De acordo com a física moderna, o gás separado do corpo central deve se dissipar e não pode se formar em anéis de gás e, posteriormente, em planetas. Outras deficiências significativas da hipótese de Kant e Laplace são as seguintes: a origem catastrófica nebular da terra

• 1. Sabe-se que o momento angular em um corpo em rotação permanece sempre constante e é distribuído uniformemente por todo o corpo em proporção à massa, distância e velocidade angular da parte correspondente do corpo. Esta lei também se aplica à nebulosa a partir da qual o sol e os planetas se formaram. No sistema solar, o momento não corresponde à lei de distribuição do momento em uma massa que surgiu de um único corpo. O planeta do sistema solar concentra 98% do momento angular do sistema, e o Sol tem apenas 2%, enquanto o Sol responde por 99,86% de toda a massa do sistema solar.
• 2. Se adicionarmos os momentos de rotação do Sol e de outros planetas, nos cálculos verifica-se que o Sol primário girou na mesma velocidade que Júpiter agora gira. A este respeito, o Sol deve ter tido a mesma contração de Júpiter. E isso, como mostram os cálculos, não é suficiente para causar a fragmentação do Sol em rotação, que, segundo Kant e Laplace, se desintegrou devido ao excesso de rotação.
• 3. Atualmente, está provado que uma estrela com excesso de rotação se decompõe em partes e não forma uma família de planetas. Sistemas binários e múltiplos espectrais podem servir como exemplo.

O homem há muito tenta estudar o mundo que o cerca. Como surgiu a Terra? Esta questão tem incomodado as pessoas por milhares de anos. Muitas lendas e previsões de vários povos do mundo sobreviveram até hoje. Eles estão unidos pelo fato de que a origem de nossa Terra está associada à ação de heróis e deuses míticos. Somente no século XVIII começaram a surgir hipóteses científicas sobre a origem do sol e dos planetas.

A hipótese de Georges Buffon

cientista francês Georges Buffon sugeriu que nossa Terra foi formada como resultado de uma catástrofe. Era uma vez, um enorme cometa colidiu com o Sol, como resultado do qual numerosos respingos se espalharam. Posteriormente, esses respingos começaram a esfriar e os maiores planetas foram formados, incluindo a Terra.

Arroz. 1

Arroz. 2. A hipótese da origem do sistema solar

Georges Buffon nasceu na família de um rico proprietário de terras e era o mais velho de seus 5 filhos. Três de seus irmãos alcançaram altos cargos na hierarquia da igreja. Georges foi enviado para a faculdade aos 10 anos, mas estudou com relutância. E ele só estava interessado em matemática. Durante este período, Buffon traduziu as obras de Newton. Mais tarde, ele foi nomeado intendente do jardim real, cargo que ocupou por 50 anos até sua morte.

Hipótese de Emmanuel Kant

Uma opinião diferente foi defendida por um cientista alemão Emanuel Kant. Ele acreditava que o Sol e todos os planetas foram formados a partir de uma nuvem de poeira fria. Essa nuvem girou, gradualmente os grãos de poeira engrossaram, se conectaram - foi assim que o Sol e outros planetas foram formados.

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Hipótese de Pierre Laplace

Pierre Laplace- Cientista e astrônomo francês - propôs sua hipótese sobre o aparecimento do sistema solar. Ele acreditava que o sol e os planetas foram formados a partir de uma gigantesca nuvem de gás quente. Ele gradualmente esfriou, se contraiu e deu origem ao Sol e aos planetas.

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Arroz. 5. Hipótese da origem do sistema solar

Pierre Simon Laplace nasceu em 23 de março de 1749 em uma família de camponeses em Beaumont-en-Auge, no departamento normando de Calvados. Ele estudou na escola beneditina, de onde saiu, no entanto, um ateu convicto. Vizinhos ricos ajudaram um menino capaz a entrar na Universidade de Caen (Normandia). Laplace propôs a primeira hipótese cosmogônica matematicamente fundamentada da formação de todos os corpos do sistema solar, chamada por seu nome: a hipótese de Laplace. Ele também foi o primeiro a sugerir que algumas das nebulosas vistas no céu são na verdade galáxias como a nossa Via Láctea.

hipótese de James Jeans

Uma hipótese diferente foi sustentada por outro cientista, seu nome é Jeans James. No início do nosso século, ele sugeriu que uma vez uma estrela massiva voou perto do Sol e puxou parte da substância solar com sua gravidade. Esta substância lançou as bases para todos os planetas do sistema solar.

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Arroz. 7. A hipótese da origem do sistema solar

Hipótese de Otto Schmidt

Nosso compatriota Otto Yulievich Schmidt em 1944 apresentou sua hipótese sobre a origem do sol e dos planetas. Ele acreditava que bilhões de anos atrás uma gigantesca nuvem de poeira de gás girava em torno do Sol, essa nuvem era fria. Com o tempo, a nuvem se achatou e os aglomerados se formaram. Esses aglomerados começaram a girar em órbitas, gradualmente se formaram planetas a partir deles.

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Arroz. 9. A hipótese da origem do sistema solar

Otto Schmidt nasceu em 18 de setembro de 1891. Quando criança, trabalhou em uma papelaria. O dinheiro para a educação de um menino talentoso no ginásio foi encontrado por seu avô letão Fricis Ergle. Ele se formou no ginásio de Kyiv com uma medalha de ouro (1909). Ele se formou no Departamento de Física e Matemática da Universidade de Kyiv, onde estudou em 1909-1913. Lá, sob a orientação do professor D. A. Grave, iniciou suas pesquisas em teoria de grupos.

Um dos fundadores e editor-chefe da Grande Enciclopédia Soviética (1924-1942). Fundador e gerente Departamento de Álgebra Superior (1929-1949) da Faculdade de Física e Matemática / Mecânica e Matemática da Universidade Estadual de Moscou. Em 1930-1934, ele liderou as famosas expedições ao Ártico nos quebra-gelos Sedov, Sibiryakov e Chelyuskin. Em 1930-1932. diretor do All-Union Arctic Institute, em 1932-1938. Chefe da Direcção Principal da Rota do Mar do Norte (GUSMP). De 28 de fevereiro de 1939 a 24 de março de 1942, foi vice-presidente da Academia de Ciências da URSS.

Como você notou, as hipóteses de Kant, Laplace e Schmidt são semelhantes em muitos aspectos, e formaram a base da teoria moderna da origem do sistema solar e da Terra.

Hipótese moderna

Os estudiosos modernos sugerem que o sistema solar, isto é, o sol e os planetas, surgiram simultaneamente de uma gigantesca nuvem de gás frio e poeira. Esta nuvem de gás e poeira interestelar estava girando. Gradualmente, coágulos começaram a se formar nele. O coágulo central, maior, deu origem a uma estrela - o Sol. Processos nucleares começaram a ocorrer dentro do Sol e, por causa disso, ele aqueceu. Os coágulos restantes lançaram as bases para os planetas.

Arroz. 10. Primeira etapa

Arroz. 11. Segunda etapa

Arroz. 12. Terceiro estágio

Arroz. 13. Quarta etapa

Como você pode ver, as ideias dos cientistas sobre a origem do nosso sistema solar e da Terra evoluíram gradualmente. Até o momento, há muitas questões controversas e inexplicáveis ​​que a ciência moderna precisa resolver.

1. Melchakov L.F., Skatnik M.N. História natural: livro didático. para 3,5 células. média escola – 8ª edição. – M.: Iluminismo, 1992. – 240 p.: ll.

2. Bakhchieva O.A., Klyuchnikova N.M., Pyatunina S.K. e outros História natural 5. - M.: Literatura educativa.

3. Eskov K.Yu. et al., História Natural 5/Ed. Vakhrusheva A.A. – M.: Balas.

1. A estrutura e vida do Universo ().