Согласно гипотезе советского ученого О. Ю. Шмидта, все звезды нашей Галактики обращаются вокруг единого центра. На своем пути они захватывают облака космической пыли, которая становится материалом для формирования планет.
По мнению английских ученых — геолога Чемберлена и астронома Мультона, при сближении двух звезд сила притяжения разрывает их, и на месте звезд образуется спиральная туманность, взрывающаяся во Вселенную газообразными струями. Из этих струй затем формируются новые звезды и их планеты.
Английский ученый Дж. Джинс полагал, что вблизи Солнца на расстоянии в несколько его диаметров, прошла звезда, масса которой в два раза больше массы Солнца. В результате действия силы притяжения на Солнце возникла громадная приливная волна газообразного раскаленного вещества. Звезда прошла мимо Солнца относительно быстро и не успела притянуть к себе газообразное вещество. Однако сила притяжения звезды увлекла его на такое расстояние от Солнца, что вернуться назад оно уже не могло. Из этого вещества и образовались все планеты Солнечной системы.
Извержения раскаленного вещества, так называемые протуберанцы, наблюдаются на Солнце и в настоящее время. Высота некоторых из них больше диаметра Солнца. И все же массы вещества, из которого состоят протуберанцы, для образования новых планет недостаточно.
В настоящее время наиболее разработанной является гипотеза, основанная на космогонической теории советского академика О. Ю. Шмидта. По гипотезе О. Ю. Шмидта планеты возникли из огромного холодного газопылевого облака, вращавшегося вокруг Солнца.
В наше время вокруг Солнца вращаются девять планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Благодаря достижениям современной науки, особенно космическим исследованиям, нам многое известно о величине, массе, химическом составе и строении планет Солнечной системы и их спутников.
Метеориты
На своем пути вокруг Солнца Земля время от времени попадает в зоны скопления космической пыли, крупных и мелких обломков небесных тел — метеоритов. В земной атмосфере метеориты движутся с очень большой скоростью (до 50 000 м/с). Разогреваясь при трении о более плотные слои атмосферы, большинство метеоритов сгорает, те же из них, которые не успевают сгореть, достигают поверхности Земли со скоростью 10 000 м/с. Падение на Землю сопровождается взрывом, в результате чего выделяется значительное количество тепловой энергии. На месте падения метеоритов образуются углубления: метеоритные ямы (диаметром в несколько сантиметров), воронки (диаметром более метра), кратеры (диаметром свыше десяти метров).
По массе различают: метеоритную пыль (масса отдельных частей несколько миллиграммов), метеориты (масса — 50–100 кг) и болиды (их масса иногда достигает нескольких сотен тонн).
С помощью химических анализов в метеоритах были выявлены 63 элемента, а также ряд минералов, не известных на Земле.
В последнее время в метеоритах найдены также споры и бактерии неземного, по мнению некоторых ученых, происхождения. Это послужило основанием для выдвижения гипотезы о том, что жизнь на Землю была занесена из космоса. Однако большинство ученых считает, что жизнь на Земле чисто земного происхождения.
Планета Земля
Около 8 миллиардов лет тому назад Земля представляла собой раскаленный шар. Постепенно, выделяя тепло в космос, она охлаждалась, и на ее поверхности образовалась твердая кора, которую беспрерывно расплавляли миллионы действовавших вулканов. Кора утолщалась, и вода, входившая в состав раскаленных веществ и атмосферы, заполнила впадины. Согласно гипотезе советского ученого А. И. Опарина о происхождении жизни на Земле, в воде было растворено огромное количество химических веществ, которые, вступая между собой в различные реакции на протяжении миллиардов лет, привели к образованию органического вещества.
Энергия Солнца, воздействие космоса, силы притяжения, сложные физико-химические реакции, постоянно протекающие в недрах Земли, — это факторы, изменяющие ее поверхность, климат, состав атмосферы, а вместе с тем и органический мир, который в свою очередь оказывает активное влияние на Землю.
Все воздействующие на планету Земля процессы подразделяются на экзогенные (протекающие на поверхности Земли и в приповерхностных слоях земной коры) и эндогенные (протекающие в недрах Земли). К экзогенным процессам относятся: выветривание, действие наземных и подземных вод, деятельность живых организмов, в том числе человека. К эндогенным — тектонические движения в земной коре, магматические процессы (образование магмы и магматических горных пород), метаморфические процессы (преобразование горных пород).
Процессы, протекающие на протяжении многих миллиардов лет развития Земли, формируют ее рельеф, климат, атмосферу.
Шесть оболочек Земли
Земля имеет 6 оболочек: атмосферу, гидросферу, биосферу, литосферу, пиросферу и центросферу.
Атмосфера — внешняя газовая оболочка Земли. Ее нижняя граница проходит по литосфере и гидросфере, а верхняя — на высоте 1000 км. В атмосфере различают тропосферу (двигающийся слой), стратосферу (слой над тропосферой) и ионосферу (верхний слой).
Средняя высота тропосферы — 10 км. Ее масса составляет 75 % всей массы атмосферы. Воздух тропосферы перемещается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.
Над тропосферой на 80 км поднимается стратосфера. Ее воздух, перемещающийся лишь в горизонтальном направлении, образует слои.
Еще выше простирается ионосфера, получившая свое название в связи с тем, что ее воздух постоянно ионизируется под воздействием ультрафиолетовых и космических лучей.
Гидросфера занимает 71 % поверхности Земли. Ее средняя соленость составляет 35 г/л. Температура океанической поверхности — от 3 до 32 °C, плотность — около 1. Солнечный свет проникает на глубину 200 м, а ультрафиолетовые лучи — на глубину до 800 м.
Биосфера, или сфера жизни, сливается с атмосферой, гидросферой и литосферой. Ее верхняя граница достигает верхних слоев тропосферы, нижняя — проходит по дну океанских впадин. Биосфера подразделяется на сферу растений (свыше 500 000 видов) и сферу животных (свыше 1 000 000 видов).
Литосфера — каменная оболочка Земли — толщиной от 40 до 100 км. Она включает материки, острова и дно океанов. Средняя высота материков над уровнем океана: Антарктиды — 2200 м, Азии — 960 м, Африки — 750 м, Северной Америки — 720 м, Южной Америки — 590 м, Европы — 340 м, Австралии — 340 м.
Под литосферой расположена пиросфера — огненная оболочка Земли. Ее температура повышается примерно на 1 °C на каждые 33 м глубины. Породы на значительных глубинах вследствие высоких температур и большого давления, вероятно, находятся в расплавленном состоянии.
Центросфера, или ядро Земли, расположена на глубине 1800 км. По мнению большинства ученых, она состоит из железа и никеля. Давление здесь достигает 3 · 1011 Па (3 · 106 ат), температура — нескольких тысяч градусов. В каком состоянии находится ядро, пока неизвестно.
Огненная сфера Земли продолжает охлаждаться. Твердая оболочка утолщается, огненная — сгущается. В свое время это привело к формированию твердых каменных глыб — материков. Однако влияние огненной сферы на жизнь планеты Земля все еще очень велико. Неоднократно менялись очертания материков и океанов, климат, состав атмосферы.
Экзогенные и эндогенные процессы беспрерывно изменяют твердую поверхность нашей планеты, что, в свою очередь, активно влияет на биосферу Земли.
Экзогенные процессы
На формирование поверхности Земли большое влияние оказывает выветривание. Оно обусловлено многими причинами. Выветривание представляет собой дробление пород под воздействием колебания температур. Каждая порода состоит из одного, двух или нескольких минералов. От нагревания разные минералы по-разному расширяются, от охлаждения — по-разному сжимаются. В твердой породе впоследствии появляются трещины, и постепенно она рассыпается на обломки. Физическому выветриванию способствует и корневая система растений. Попадая в трещины, вода замерзает, расширяется и давит на стенки трещины с силой, достигающей иногда десятков тысяч ньютонов на 1 см2 поверхности. Все это приводит к возникновению россыпей и каменных потоков, которые скатываются с вершин скал вниз, заполняя впадины, выравнивая рельеф.