Co przedstawiała nasza planeta w przeszłości. Przeszłość planety Ziemia. Arktyka była zielona i pełna życia

Idee starożytnych na temat Ziemi opierały się przede wszystkim na ideach mitologicznych.
Niektórzy ludzie wierzyli, że Ziemia jest płaska i opiera się na trzech wielorybach pływających w ogromnym oceanie świata. W konsekwencji te wieloryby były w ich oczach głównymi fundamentami, podnóżem całego świata.
Wzrost informacji geograficznej związany jest przede wszystkim z podróżami i nawigacją, a także rozwojem najprostszych obserwacji astronomicznych.

Starożytni Grecy wyobrażał sobie, że ziemia jest płaska. Taką opinię podzielał na przykład starożytny grecki filozof Tales z Miletu żyjący w VI wieku pne Uważał Ziemię za płaski dysk otoczony niedostępnym dla człowieka morzem, z którego co wieczór wyłaniają się gwiazdy i w które gwiazdy zachodzą każdego ranka. Każdego ranka bóg słońca Helios (później utożsamiany z Apollem) wyłaniał się ze wschodniego morza w złotym rydwanie i przemierzał niebo.

Świat w oczach starożytnych Egipcjan: poniżej - Ziemia, nad nią - bogini nieba; lewa i prawa - statek boga słońca, pokazujący drogę słońca po niebie od wschodu do zachodu słońca.

Starożytni Indianie wyobrażali sobie Ziemię jako półkulę trzymaną przez cztery słoń . Słonie stoją na ogromnym żółwiu, a żółw na wężu, który zwinięty w kółko zamyka bliską Ziemi przestrzeń.

Babilończycy reprezentował Ziemię w formie góry, na zachodnim zboczu, na której leży Babilonia. Wiedzieli, że na południe od Babilonu jest morze, a na wschodzie góry, których nie odważyli się przekroczyć. Dlatego wydawało im się, że Babilonia leży na zachodnim zboczu góry „świata”. Ta góra jest otoczona morzem, a na morzu, jak przewrócona misa, spoczywa twarda nieba - niebiański świat, w którym, podobnie jak na Ziemi, jest ziemia, woda i powietrze. Niebiańska kraina to pas 12 konstelacji Zodiaku: Baran, Byk, Bliźnięta, Rak, Lew, Panna, Waga, Skorpion, Strzelec, Koziorożec, Wodnik, Ryby. W każdej z konstelacji Słońce nawiedza każdego roku przez około miesiąc. Słońce, Księżyc i pięć planet poruszają się po tym pasie lądu. Pod ziemią jest otchłań - piekło, do którego schodzą dusze zmarłych. W nocy Słońce przechodzi przez ten loch z zachodniego krańca Ziemi na wschodni, aby rano ponownie rozpocząć swoją dzienną podróż po niebie. Oglądając zachód słońca nad morskim horyzontem, ludzie myśleli, że wpada do morza, a także wznosi się z morza. Tak więc idee starożytnych Babilończyków na temat Ziemi opierały się na obserwacjach zjawisk naturalnych, ale ograniczona wiedza nie pozwalała na ich prawidłowe wyjaśnienie.

Ziemia według starożytnych Babilończyków.

Kiedy ludzie zaczęli odbywać długie podróże, stopniowo zaczęły gromadzić się dowody na to, że Ziemia nie była płaska, ale wypukła.


Wielki starożytny grecki naukowiec Pitagoras Samos(w VI wieku pne) po raz pierwszy zasugerował kulistość Ziemi. Pitagoras miał rację. Ale udowodnienie hipotezy Pitagorasa, a tym bardziej wyznaczenie promienia kuli ziemskiej, było możliwe znacznie później. Uważa się, że to pomysł Pitagoras pożyczył od egipskich kapłanów. Kiedy wiedzieli o tym egipscy kapłani, można się tylko domyślać, gdyż w przeciwieństwie do Greków ukrywali swoją wiedzę przed opinią publiczną.
Być może sam Pitagoras również oparł się na zeznaniach prostego marynarza Skilaka z Karyandy, który w 515 rpne. sporządził opis swoich podróży po Morzu Śródziemnym.

słynny starożytny grecki naukowiec Arystoteles(IV wiek p.n.e.mi.) Jako pierwszy wykorzystał obserwacje zaćmień Księżyca do udowodnienia sferyczności Ziemi. Oto trzy fakty:

1. cień ziemi padający w pełni księżyca jest zawsze okrągły. Podczas zaćmień Ziemia jest zwrócona ku Księżycowi w różnych kierunkach. Ale tylko piłka zawsze rzuca okrągły cień.
2. Statki, oddalając się od obserwatora w głąb morza, nie giną stopniowo z pola widzenia z powodu dużej odległości, ale niemal natychmiast jakby „toną”, znikając za linią horyzontu.
3. niektóre gwiazdy można zobaczyć tylko z pewnych części Ziemi, podczas gdy dla innych obserwatorów nigdy nie są one widoczne.

Klaudiusz Ptolemeusz(II wne) - starożytny grecki astronom, matematyk, optyk, teoretyk muzyki i geograf. W okresie od 127 do 151 mieszkał w Aleksandrii, gdzie prowadził obserwacje astronomiczne. Kontynuował nauki Arystotelesa dotyczące kulistości Ziemi.
Stworzył własny geocentryczny system wszechświata i nauczał, że wszystkie ciała niebieskie poruszają się wokół Ziemi w pustej przestrzeni świata.
Następnie system ptolemejski został uznany przez kościół chrześcijański.

Wszechświat według Ptolemeusza: planety krążą w pustej przestrzeni.

Wreszcie wybitny astronom starożytnego świata Arystarch z Samosu(koniec IV - pierwsza połowa III wieku p.n.e.) sugerował, że to nie Słońce wraz z planetami porusza się wokół Ziemi, ale Ziemia i wszystkie planety krążą wokół Słońca. Miał jednak do dyspozycji bardzo mało dowodów.
I minęło około 1700 lat, zanim polskiemu naukowcowi udało się to udowodnić. Kopernika.

Odkąd zakończyło się formowanie Ziemi jako planety, rozpoczęła się restrukturyzacja zarówno jej struktury wewnętrznej, jak i wyglądu zewnętrznego. Ale jakie procesy prowadzą w tej restrukturyzacji, do dziś nie ma konsensusu. Od czasu, gdy pierwotną Ziemię przedstawiano jako stygnące ciało ognisto-cieczowe, problem jej ewolucji został rozwiązany po prostu: proces stygnięcia rozpoczął się od powierzchni; najpierw utworzyła się skorupa ziemska, która w miarę zmniejszania się objętości stygnącej Ziemi, pękała, fałdowała, zapadała się, iw ten sposób powierzchnia planety dzieliła się na oceany i kontynenty oraz powstawały góry. We wciąż roztopionym ciele substancja pod wpływem grawitacji różnicowała się ciężarem właściwym: ciężkie pierwiastki i związki „tonęły”, lekkie „unosiły się” i wydostawały się na powierzchnię w postaci strumieni lawy.

W tej lub nieco innej modyfikacji w dziedzinie kosmogonii hipoteza ta dominowała od połowy XVIII wieku do początku II wojny światowej. Jednak już od końca XIX wieku zaczęły gromadzić się fakty przeczące temu schematowi. Już w 1870 r. Anglik R. Proctor opublikował ideę powstania Układu Słonecznego z gromady meteorytów. Pomysł ten podchwycili angielscy astronomowie G. Lockyer, J. Darwin (syn Karola Darwina) i Australijczyk D. Multon. Ale D. Multon i słynny amerykański astrofizyk T. Chamberlain wierzyli, że Układ Słoneczny powstał z roju najmniejszych ciał planetarnych - planetozymali, obracających się wokół centralnej mgławicy spiralnie, zderzając się ze sobą. Słońce powstało z mgławicy centralnej, a planety z planetozymali. Tak więc idea pierwotnie zimnej Ziemi i innych planet powstała ponad 100 lat temu. Zgodnie z tą hipotezą nagrzewanie się planet zostało przedstawione na etapie ich powstawania w wyniku przemiany energii ruchu w energię cieplną, a następnie w wyniku energii ściskania grawitacyjnego. Zgodnie z tym założono, że początkowo średnica planety wzrosła zarówno z powodu dodania do niej planetozymali, jak i ogrzewania. W późniejszych stadiach rozwoju planety kurczyły się pulsacyjnie: kiedy ochładzały się, ich średnica zmniejszała się, powierzchnia zbierała się w górskie fałdy i kurcząc się, planety ponownie rozszerzały się z powodu ogrzewania. Założono, że takich etapów jest kilka.

Chociaż hipoteza ognistej cieczy pozostała dominująca, idea pierwotnie zimnej Ziemi nie umarła; wkrótce okazało się, że sama energia sprężania nie wystarcza do podgrzania do istniejących temperatur. Sytuacja zmieniła się w latach dwudziestych, kiedy to Anglik J. Jolie przedstawił pomysł radioaktywnego ogrzewania planet. I choć sam J. Jolie wywodził się z pierwotnego modelu ognisto-cieczowej Ziemi, idea ogrzewania radioaktywnego odegrała dużą rolę w ukształtowaniu teorii zimnego pochodzenia planet. W latach 30. XX wieku hipoteza pulsacji D. Multona i T. Chamberlaina została wskrzeszona na podstawie wyobrażeń o radioaktywnym ogrzewaniu Ziemi. Ciepło radioaktywne gromadziło się okresowo, a następnie w procesie ekspansji, gdy ożyły pęknięcia i gwałtownie nasiliły się procesy wulkaniczne i tektoniczne, nadmiar ciepła został zużyty i rozpoczął się etap kompresji.

W tej formie większość geologów wyobrażała sobie historię Ziemi po jej pojawieniu się do około połowy XX wieku. Spośród znanych sowieckich naukowców koncepcja ta została poparta przez V. A. Obrucheva, M. M. Tetyaeva i dalej rozwinięta przez V. V. Belousova, A. V. Khabakova. Dobrze wyjaśnia wiele faktów z historii tektonicznej Ziemi i niektóre cechy morfologiczne jej powierzchni.

W 1910 r. A. Bem przedstawił rotacyjną hipotezę ewolucji globu. Ta hipoteza w ZSRR była szczególnie wspierana i rozwijana od 1931 r. przez B. L. Lichkowa, a od 1951 r. przez M. V. Stovasa. Zwolennicy tej hipotezy uważają, że obrót osiowy Ziemi, jej własne pole grawitacyjne, a także oddziaływanie grawitacyjne Ziemi, Księżyca i Słońca to czynniki, które w dużej mierze determinują historię rozwoju naszej planety. Wiadomo, że tarcie pływowe stopniowo spowalnia ruch obrotowy Ziemi. Każda redystrybucja mas wewnątrz Ziemi natychmiast reaguje na jej obrót osiowy. Wraz ze koncentracją mas w pobliżu osi obrotu jego prędkość wzrasta, w przeciwnym razie zmniejsza się. Przejścia te często zachodzą nagle, gwałtownie i chociaż wahania prędkości osiowej Ziemi są znikome, mogą powodować znaczne naprężenia w ciele stałym Ziemi, co prowadzi do pęknięć i przemieszczeń poszczególnych odcinków skorupy ziemskiej.

Hipoteza rozwijana w ZSRR od 1954 r. przez W.Biełousowa przypisuje decydującą rolę ewolucji Ziemi procesowi głębokiego różnicowania się materiału, z którego zbudowana jest Ziemia. W rzeczywistości Ziemia, która początkowo była ogólnie jednorodna, przez kilka miliardów lat swojego istnienia podzieliła się na geosfery i uzyskała dwie dodatkowe powłoki, których nie miała pierwotna planeta - hydrosferę i atmosferę. Oczywiste jest, że różnicowanie materii ziemskiej trwa, rozwarstwienie najstarszych geosfer - jądra i płaszcza - wciąż ma miejsce. Różnicowaniu towarzyszy ruch ogromnych mas materii, pojawienie się prądów konwekcyjnych, redystrybucja źródeł ciepła - pierwiastków promieniotwórczych, obecnie skoncentrowanych w górnych warstwach Ziemi. Wynikiem zróżnicowania jest litosfera z jej rzeźbą, chociaż procesu formowania się głównych form rzeźby - zagłębień oceanicznych i występów kontynentalnych, a co najważniejsze, ich rozmieszczenia na powierzchni nie można uznać za zakończony. Konsekwencją zróżnicowania materii były konwekcyjne prądy materii w powłokach Ziemi, do których wielu badaczy przywiązywało dużą wagę, zwłaszcza w latach 30. naszego wieku.

Wszystkie trzy hipotezy rozwinęły się oddzielnie, choć nie wykluczały się nawzajem. Jednak, jak słusznie zauważył sowiecki geolog G. N. Katterfeld, rozsądna synteza wszystkich trzech hipotez jest nie tylko możliwa, ale także konieczna, i dlatego jego zdaniem najbardziej poprawną metodologicznie i najbardziej obiecującą naukowo jest uogólniona hipoteza rotacyjno-pulsacyjna oparta w sprawie dialektycznej jedności pulsacji objętości i kształtu elipsoidy ziemskiej oraz uwzględniania procesów głębokiego różnicowania materii ziemskiej.

To właśnie z tak uogólnionych stanowisk G. N. Katterfeld wyłożył hipotetyczną historię Ziemi - historię kontrowersyjną, niewystarczająco we wszystkim uzasadnioną, ale z pewnością interesującą. Autor uważa, że ​​niektóre jego zapisy zasługują na uwagę, więc przyjrzyjmy się temu bardziej szczegółowo. Zwróćmy tylko uwagę na najważniejszą rzecz w tym schemacie, odnosząc osoby zainteresowane szczegółami do książek G. N. Katterfelda i A. M. Ryabczikowa.

Od dawna wiadomo, że północna i południowa półkula naszej planety nie są symetryczne. Na półkuli północnej skupione są głównie masy kontynentalne, na południu - masy wodne oceanów. Możemy założyć, że jedna półkula jest jak lustrzane odbicie drugiej. Czy to przypadek?

Gdyby Ziemia przybrała swój obecny kształt pod wpływem jedynie sił grawitacyjnych i odśrodkowych, kształt ten nie byłby asymetryczny. Dlatego G. N. Katterfeld uważa, że ​​w tym przypadku pojawiły się specjalne „asymetryczne” siły o nieznanej naturze. Zauważ, że różnica między promieniami skierowanymi ze środka Ziemi na biegun północny i południowy wynosi tylko 100 m. Ale ta różnica została zarejestrowana przez pomiary ze sztucznych satelitów Ziemi, jest realna i dlatego musi być jakoś wyjaśniona. Twierdzenie, że asymetria Ziemi jest spowodowana siłami „asymetrycznymi”, jest oczywiście tylko tautologią. Jak wiadomo, w 1958 roku profesor N. A. Kozyrev próbował wyjaśnić asymetrię Ziemi działaniem sił zrodzonych przez sam „przebieg czasu”. Jednak ta niezwykła idea, która stanowiła podstawę „mechaniki przyczynowej” N. A. Kozyriewa, nie została później ani rozpoznana, ani dostatecznie uzasadniona. Jednym słowem, zagadka asymetrii Ziemi wciąż pozostaje nierozwiązana.

Bezpośrednie pomiary przy użyciu ultraprecyzyjnych zegarów kwarcowych wykazały, że obrót Ziemi jest nierównomierny. Na przykład dzień w marcu jest o 0,0025 sekundy dłuższy niż w sierpniu, co oznacza, że ​​każdego roku obrót Ziemi przyspiesza do sierpnia i zwalnia do marca. Wynika to częściowo z sezonowych zmian w cyrkulacji atmosferycznej, a częściowo z innych przyczyn. Ogólnie rzecz biorąc, zmiany prędkości obrotu osiowego Ziemi są spowodowane różnymi przyczynami: pływami, nierównomierną kompresją zewnętrznych geosfer Ziemi, redystrybucją w niej mas, wpływem przepływów korpuskularnych Słońca i szeregiem innych, czasem jeszcze nie w pełni zrozumiałe procesy fizyczne. Wszystko to nie uchodzi bez śladu dla Ziemi. Według G. N. Catterfelda, gdybyśmy przeanalizowali wszystkie te małe efekty pulsacyjne i rotacyjne, które narosły w ciągu długiej historii geologicznej i zostały niepozornie odciśnięte na powierzchni Ziemi w wyniku stałych i pozornie nieistotnych interakcji, bylibyśmy zdumieni ich znaczenie. Spróbujmy konkretnie wyobrazić sobie (według G. N. Katterfelda) jak wahania objętości i prędkości obrotu Ziemi wpłynęły na jej wygląd.

Promień Ziemi, według G. N. Katterfelda, zmniejsza się średnio o 5 cm na wiek (według P. N. Kropotkina o 3 mm.). Ten skurcz grawitacyjny (zważ na wielkość Ziemi) uwalnia ogromną energię - 17x10 23 J! Ponieważ tylko część tej energii jest rozpraszana w przestrzeni świata, Ziemia nagrzewa się, co oznacza, że ​​za każdym razem skurcz jest chwilowo zastępowany znacznie mniejszą ekspansją ocieplającej się Ziemi. To jest fizyczne tło przerywanego, pulsującego kurczenia się promienia Ziemi. Ta sama część energii cieplnej, która nie jest wypromieniowana przez Ziemię w przestrzeń światową, staje się ciepłem utajonym przemian fizycznych i chemicznych w trzewiach Ziemi. Te przemiany ostatecznie przyczyniają się do zagęszczenia wewnętrznych części Ziemi, a tym samym do zmniejszenia jej objętości.

Z obliczeń wynika, że ​​pod wpływem hamowania pływowego zmniejsza się prędkość obrotu osiowego Ziemi, w wyniku czego maleje biegunowa kompresja Ziemi. Wydawałoby się, że proces ten powinien wyrażać się w opadaniu równikowego „guza” Ziemi i podnoszeniu się regionów polarnych. W wyniku takiego procesu rozkład lądu i wody na Ziemi powinien był być bardzo osobliwy: równik otoczony jest ciągłym pasem wody oceanu, a dwa ogromne antypody zajmują przestrzeń od biegunów do umiarkowane szerokości geograficzne. Wręcz przeciwnie, gdyby kompresja podbiegunowa rosła przez długi czas, strefa równikowa zostałaby w końcu wypełniona ciągłym pasem kontynentalnym, a oceany rozciągałyby się od umiarkowanych szerokości geograficznych do biegunów.

Ryż. 10. Ewolucja kontynentów według A. Wegenera. a - 200 milionów lat temu; b - 60 milionów lat temu; c - 1 milion lat temu (o przyczynach dryfowania kontynentów)

W rzeczywistości nie ma ani jednego, ani drugiego. Warto jednak zauważyć, że pierwszy z tych schematów teoretycznych (przedłużający się spadek kompresji biegunowej) odpowiada półkuli północnej, a drugi półkuli południowej. Można to najwyraźniej wytłumaczyć faktem, że w procesie ogólnego bardzo powolnego zmniejszania kompresji Ziemi północna półkula wyprzedza południową. Oznacza to, że również tutaj obserwuje się proces asymetryczny, wywołany przez nieznane siły. Ale ta hipotetyczna asymetria dobrze wyjaśnia najczęstszą cechę powierzchni Ziemi - nierównomierne rozmieszczenie wody i lądu. Oczywiście schemat ewolucji powierzchni Ziemi, zaproponowany przez G. N. Katterfelda, to nic innego jak hipoteza. Nie bierze pod uwagę zróżnicowania jego istoty i innych czynników, które trwały przez całą historię Ziemi, a zatem nie można go uznać za coś udowodnionego i ostatecznego.

W pewnym momencie sensację wywołała hipoteza dryfu kontynentów, zaproponowana w 1912 roku przez niemieckiego naukowca A. Wegenera (ryc. 10). Sam A. Wegener uparcie bronił tej idei, choć jego hipoteza wydawała się absurdalna dla zwykłego sposobu myślenia geologów. Po śmierci jej głównego, a potem prawie jedynego opiekuna, zapomnieli o niej i wydawało się, że nic nie jest w stanie jej wskrzesić. Jednak dopiero w latach pięćdziesiątych, w związku z nowymi pracami na temat paleomagnetyzmu, wydawało się, że idee A. Wegenera uzyskały eksperymentalne potwierdzenie. Ostatnio pojawiło się wiele prac, które promują hipotezę dryfu kontynentów. Może rzeczywiście hipoteza A. Wegenera zasługuje na poważną analizę naukową?

A. Wegener zwrócił uwagę na pozornie przypadkowe cechy linii brzegowej niektórych kontynentów. Wschodnia, „brazylijska” półka kontynentu południowoamerykańskiego ściśle wpasowuje się w depresję Zatoki Gwinejskiej. Dokowanie okazuje się szczególnie gęste, jeśli zamiast linii brzegowej weźmiemy zarys szelfu – szelfu kontynentalnego.

W 1970 roku amerykańscy naukowcy korzystający z komputerów elektronicznych badali „połączenie” niektórych kontynentów na przestrzeni dziesiątek tysięcy kilometrów. Wynik był niesamowity: ogólnie ponad 93% granic szelfowych, tj. marginalna część kontynentów, była dobrze połączona. Najlepiej połączyły się Afryka i Ameryka Południowa, Antarktyda i Afryka, nieco gorzej sąsiadowały ze sobą Hindustan, Australia i Antarktyda. Wydawało się, że kiedyś Afryka i Ameryka stanowiły jedną całość. Następnie, z niejasnych powodów, pierwotny kontynent podzielił się na dwie części, a te części, oddalając się, utworzyły współczesną Afrykę i Amerykę Południową, a także dzielący je Ocean Atlantycki.

Sam A. Wegener poszedł dalej. Założył, że kiedyś cała obecna kraina była jednym i jedynym lądem - Pangeą. Ze wszystkich stron obmywał ją bezkresny Ocean Świata, nazwany przez A. Wegenera Panthalasse. Pod wpływem pewnych sił, prawdopodobnie związanych z obrotem Ziemi, około 200 milionów lat temu Pangea podzieliła się na kilka części, jak gigantyczna kry lodowa. Jego fragmenty - obecne kontynenty - rozproszyły się w różnych kierunkach i do dziś kontynuują swój niezwykle powolny dryf. Dryfując na zachód, kontynent amerykański, na swoim przednim, zachodnim krańcu, napotkał opór leżącej poniżej warstwy Ziemi, wzdłuż której unoszą się kontynenty. Naturalnie zgniótł i uformował gigantyczne pasma górskie Kordyliery i Andów. Z tyłu małe kawałki, na przykład Antyle, oddzielone od pływającego lądu, pozostają w tyle. Niektóre fragmenty Pangei unosiły się, obracając się jak kry w burzliwym strumieniu. Wydaje się, że tak zachowała się Japonia.

Zwolennicy A. Wegenera (Du Toit, 1937 i inni) wierzyli, że początkowo istniały dwa kontynenty - Laurazja, która podzieliła się na Amerykę Północną i Eurazję, oraz Gondwana, która podzieliła się na Amerykę Południową, Afrykę, Australię i Antarktydę. Zwolennicy tej wersji hipotezy A. Wegenera przytaczają wiele faktów, które zdają się potwierdzać realność Laurazji i Gondwany. W szczególności odnoszą się do podobieństwa budowy geologicznej różnych kontynentów, wspólności ich flory i fauny.

W ostatnich latach hipoteza rozszerzania się dna oceanicznego pomogła hipotezie dryfu kontynentalnego. W nim najważniejszą rolę przypisano szczelinom - gigantycznym uskokom planetarnym, ograniczonym do osiowych części grzbietów śródoceanicznych. Przyjmuje się, że materiał górnego płaszcza jest wyciskany z głębin przez szczeliny, które w procesie różnicowania fizykochemicznego zamieniają się w lawy bazaltowe. Każda nowa porcja tej substancji naciska na powstałe wcześniej skały i odpycha je od szczeliny. To ciśnienie jest dalej przenoszone, a tym samym dno oceanu stopniowo się rozszerza, odpychając kontynenty. Zwolennicy tej hipotezy sugerowali, że fakty chronologiczne również powinny odpowiadać temu punktowi widzenia: najmłodsze skały powinny być ograniczone do stref ryftowych, a odległość od ryftów do boków w punktach położonych na tej samej linii prostopadłej do osi ryftów a w równych odległościach skały muszą być starsze i w tym samym wieku.

Początkowo wydawało się, że tak jest, ale podczas jednego ze swoich rejsów amerykański statek badawczy Glomar Challenger odkrył między Nową Fundlandią a Zatoką Biskajską, że w takich sprzężonych punktach na zachód od szczeliny środkowoatlantyckiej skały dna mają 155 lat. milionów lat, a na wschód - 110 milionów lat. W samej szczelinie pobrano próbki sprzed 200 milionów lat. Wskazano również na inne sprzeczności w tej hipotezie. Jeśli kontynenty oddalają się w wyniku rozszerzania się dna morskiego, to na przykład działanie szczeliny środkowoatlantyckiej powinno zepchnąć Afrykę na wschód, a materię pochodzącą ze środkowej szczeliny Oceanu Indyjskiego na zachód. Pytanie brzmi: dokąd pójdzie biedna Afryka? Ale w tej samej pozycji są wszystkie kontynenty. I dalej. Na kuli ziemskiej znajdują się strefy rudotwórcze, na przykład wzdłuż wschodniego krańca Azji. Takie strefy rozwijają się przez setki milionów - do miliarda lat. Ich geochemia pozostaje niezmieniona. A to oznacza, że ​​przez cały okres istnienia tych stref miały one to samo źródło materii, które nie mogłoby być, gdyby kontynenty się poruszały.

Później rozwinęła się nowoczesna koncepcja mobilizacji. Zgodnie z tą koncepcją skorupa ziemska jest podzielona na duże płyty. Płyty te mogą pokrywać obszary zarówno skorupy kontynentalnej, jak i oceanicznej, ale istnieją również płyty całkowicie „oceaniczne”. Takie płyty gromadzą się wzdłuż szczeliny na jednym końcu i opadają pod krawędzią sąsiedniej płyty na drugim końcu. Na przykład płyta afrykańsko-indyjska, położona między środkowymi grzbietami Oceanu Atlantyckiego i Oceanu Indyjskiego, stale rośnie na zachodzie, a na wschodzie zagłębia się w płytę Oceanu Indyjskiego.

Ryż. 11. Płyty litosferyczne

Długie spory między mobilizatorami a ich przeciwnikami, „fixistami”, zakończyły się ostatecznie zwycięstwem tych pierwszych. W latach 60. obecnego stulecia dynamika litosfery stała się dla wszystkich jasna. Ogromne płyty litosferyczne poruszają się niezwykle powoli, ale w ciągłym ruchu. Wznosząc się z płaszcza w strefach grzbietów śródoceanicznych, zapadają się z powrotem w płaszcz w strefach rowów głębinowych. Kontynenty ziemi są niejako wtopione w pełzające płyty skorupy oceanicznej i poruszają się wraz z nimi. Ten zestaw płyt litosfery „pływających” wzdłuż płaszcza w rzeczywistości stanowi litosferę. Główną siłą płyty ruchomej jest trwający proces różnicowania się warstwowania wnętrza ziemi. Istnieje kilka płyt litosferycznych (ryc. 11). Strzałki wskazują kierunki ich ruchów. Bez względu na to, jak mała jest prędkość ruchu płyt litosferycznych (centymetry na rok), na przestrzeni długich okresów wygląd Ziemi zmienia się nie do poznania. Współczesne globusy geograficzne rejestrują to, co jest dzisiaj, ale nigdy nie zostaną powtórzone w przyszłości.



Temat „końca świata”, jakiejś globalnej katastrofy na skalę planetarną, która zniszczy ludzkość, nieustannie podnieca umysły ludzi. To prawda, że ​​w całej znanej historii ludzkości wszelkie zapowiedzi „końca świata” okazały się prostymi opowieściami grozy, co daje powód do protekcjonalnego uśmiechu niektórych, gdy słyszą o groźbie globalnej katastrofy i upewnienia się, że to czas wszystko się ułoży. Ale czy rzeczywiście może dojść do takiej katastrofy, która zniszczy ludzkość? Niestety, być może, a potwierdzeniem tego jest historia naszej planety. Ten post dotyczy najwspanialszych kataklizmów, które spotkały naszą planetę w przeszłości.

1. Zderzenie Ziemi i Theia

Jak wiecie, Ziemia ma dość dużego satelitę - Księżyc, a astronomowie od wielu lat próbują wyjaśnić jego pochodzenie. Po wyprawach na Księżyc i analizie gleby księżycowej stwierdzono, że skład skał księżycowych jest bardzo zbliżony do ziemskiego, co oznacza, że ​​kiedyś Księżyc i Ziemia były prawdopodobnie jednym. Jak więc księżyc mógł wstać? W tej chwili naukowcy uważają, że jedyną prawdopodobną hipotezą jest zderzenie Ziemi z inną planetą, w wyniku którego część ziemskiej skały została wyrzucona na orbitę i posłużyła jako materiał do powstania księżyca. Zdarzenie to, według obliczeń, miało miejsce w początkowym okresie istnienia Układu Słonecznego, około 4,5 miliarda lat temu, a sama planeta, która zderzyła się z Ziemią (otrzymała nazwę Theia) nie powinna być mniejsza od Marsa W rozmiarze. W wyniku tej długotrwałej katastrofy nikt nie został ranny, bo Ziemia była jeszcze martwa, ale gdyby dzisiaj powtórzył się kataklizm tej wielkości, ludzkość nie miałaby absolutnie żadnych szans na zbawienie.

2. Globalne zlodowacenie

Dziś dużo się mówi o zagrożeniach związanych z globalnymi zmianami klimatycznymi, ale jeśli spojrzeć w przeszłość Ziemi, zmiany, którym uległ klimat, były naprawdę katastrofalne. Tak więc, zgodnie ze współczesnymi koncepcjami, w historii Ziemi było kilka globalnych zlodowaceń, kiedy lodowce pokryły prawie całą powierzchnię planety, aż do równika. Jeden z okresów geologicznych w historii Ziemi otrzymał nawet nazwę „kriogenii”. Trwał około 215 milionów lat, zaczynając 850 milionów lat temu i kończąc około 635 milionów lat temu.

Przyczyny wystąpienia globalnego zlodowacenia są niejasne. Mogło to być wywołane na przykład wejściem Układu Słonecznego w chmurę pyłu, zmniejszeniem ilości gazów cieplarnianych w atmosferze itp. Ale, jak pokazują modele komputerowe, jeśli lodowce przejmą zbyt duże terytorium, opadają do w tropikach dalszy proces zlodowacenia staje się samowystarczalny. Dzieje się tak, ponieważ śnieg i lód bardzo słabo pochłaniają ciepło, odbijając większość promieni słonecznych, co oznacza, że ​​im bardziej terytorium jest pokryte lodem, tym chłodniejszy staje się klimat.

W szczycie globalnego zlodowacenia grubość lodowców na lądzie osiągnęła 6 km, a poziom oceanu spadł o 1 km. Na równiku było tak zimno, jak teraz na Antarktydzie. To był bardzo surowy test na życie. Większość organizmów wymarła, ale niektóre były w stanie się przystosować. Dziś, badając Antarktydę i Arktykę, naukowcy odkrywają niesamowite formy życia, które istnieją w bardzo zimnym klimacie. Na przykład w lodzie Arktyki i Antarktyki żyją liczne mikroskopijne glony i bezkręgowce — robaki, skorupiaki itp. Życie odkryto również w subglacjalnych jeziorach Antarktydy, które są odizolowane od powierzchni warstwą lodu setki metry grubości.

Uważa się, że gwałtownie zwiększona aktywność wulkaniczna była w stanie przerwać długie globalne zlodowacenie. Przebudzone wulkany wypuściły do ​​atmosfery ogromną ilość gazów cieplarnianych i pokryły lód warstwą czarnego popiołu. W rezultacie Ziemia stała się cieplejsza i skończyło się globalne zlodowacenie.

3. Wielkie wymieranie permu

Masowe wymieranie organizmów żywych, które nastąpiło pod koniec okresu permu (około 250 milionów lat temu), nie bez powodu zostało nazwane wielkim. Rzeczywiście, w tym czasie, w bardzo krótkim czasie - kilkadziesiąt tysięcy lat, zniknęło 95% wszystkich rodzajów żywych organizmów! Masowe wymieranie dotknęło wszystkich - zarówno mieszkańców lądowych, jak i morskich, zwierzęta, rośliny, kręgowce i owady. Skala katastrofy była naprawdę potworna. Ale co się stało?

Powodem tego był bezprecedensowy wzrost aktywności geologicznej. Dziś trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów mogą spowodować znaczne szkody i pochłonąć tysiące istnień ludzkich, ale nikt nie postrzega ich jako globalnego zagrożenia. Ale 250 milionów lat temu zaczęło się coś niesamowitego. W wyniku potężnych procesów tektonicznych powstały uskoki w skorupie ziemskiej, z których zaczęła wypływać ogromna ilość lawy. Skalę erupcji można ocenić po tym, że większość terytorium Syberii - miliony kilometrów kwadratowych - była wypełniona lawą!

Pułapki syberyjskie - utworzone przez płynącą lawę

Masywne erupcje uwolniły do ​​atmosfery ogromne ilości gazów cieplarnianych i kwaśnych (tj. tworzących kwasy w połączeniu z wodą). Rezultatem było po pierwsze dramatyczne globalne ocieplenie, a po drugie kwaśne deszcze. Duża część lądu zamieniła się w pustynie, podczas gdy oceany stały się kwaśne, ogrzane i pozbawione znacznej części tlenu. Całe klasy żywych organizmów wymarły w wyniku katastrofy, a odbudowa biosfery zajęła około 30 milionów lat.

Trylobity i pareiazaury – te zwierzęta, które niegdyś zamieszkiwały Ziemię, jedne z wielu, które całkowicie wymarły podczas wielkiego wymierania permu

4 Wyginięcie dinozaurów

Wyginięcie dinozaurów, które nastąpiło około 65 milionów lat temu, nie jest największym, ale najsłynniejszym masowym wymieraniem gatunków. Całkowicie zmieniło oblicze świata zwierzęcego planety.

Istnieje wiele hipotez dotyczących wyginięcia dinozaurów, z których najpopularniejsza łączy to wyginięcie z upadkiem dużej asteroidy lub komety (o średnicy około 5-10 km), z której krateru znaleziono na Półwyspie Jukatan i zbiega się w wiek z wyginięciem. To prawda, że ​​nie wszyscy naukowcy uważają, że to upadek asteroidy był jedynym powodem wyginięcia dinozaurów, ale były też inne, ale w ten czy inny sposób upadek dużej asteroidy wyraźnie nie mógł nie zaszkodzić dużym Gady.

Uwolnienie dużej ilości pyłu do atmosfery, do którego dodawany był dym z pożarów, na dość długi czas zamknęło powierzchnię Ziemi przed promieniami słonecznymi i doprowadziło do gwałtownego ochłodzenia. Przeżycie w takich warunkach dla olbrzymich zimnokrwistych zwierząt byłoby niezwykle problematyczne, ale małe ciepłokrwiste ssaki żyjące w norach, w dużej liczbie, były w stanie przetrwać kataklizm.

Przyszłe pokolenie uzna lata 80-90 ubiegłego wieku za okres, który zdeterminował rozwój astronomii w XXI wieku. To prawda, ponieważ w tamtych latach uzyskano wyniki naukowe, które pod względem znaczenia trudno znaleźć analogi w historii astronomii XX wieku. Okres ten jest również znaczący, ponieważ astronomowie zaczęli poważnie podnosić kwestię przyszłości naszej Ziemi, nie tylko w kategoriach epistemologicznych, ale także w celu zapewnienia bezpieczeństwa całej ludzkości. Niestety wachlarz opinii, zwłaszcza w środkach masowego przekazu, o możliwym niebezpieczeństwie jest bardzo szeroki – od szczerze paniki po całkowite ignorowanie problemu. Dlatego postaramy się podać krótkie podsumowanie faktycznego stanu rzeczy.

OGÓLNE KONCEPCJE POCHODZENIA ZIEMI I SŁOŃCA

Astronomowie nie wypracowali jeszcze ostatecznej opinii na temat szczegółowych procesów powstawania Układu Słonecznego, ponieważ żadna z hipotez nie jest w stanie wyjaśnić wielu jego cech. Ale prawie wszyscy astronomowie są zgodni co do tego, że gwiazda i jej układ planetarny powstają z jednego obłoku gazu i pyłu, a proces ten można wyjaśnić znanymi prawami fizyki. Zakłada się, że ta chmura miała rotację. W centrum takiego obłoku, 4,7 miliarda lat temu, utworzyła się kondensacja, która ze względu na prawo powszechnej grawitacji zaczęła się kurczyć i przyciągać do siebie otaczające cząstki. Gdy kondensacja ta osiągnie określoną masę, w centrum powstają wysokie temperatury i ciśnienia, co prowadzi do uwolnienia ogromnej energii w wyniku termojądrowych reakcji konwersji czterech protonów w atom helu 4H + He. W tym momencie obiekt wchodzi w odpowiedzialny etap swojego życia - etap gwiazdy.

Obrót obłoku prowadzi do pojawienia się wirującego dysku wokół gwiazdy. W tych obszarach, gdzie średnia odległość między cząsteczkami dysku jest niewielka, zderzają się one, co powoduje powstawanie tzw. planetozymali o wielkości około 1 km, a następnie planet wokół gwiazdy. Powstanie Ziemi zajęło około 50 milionów lat. Część nieskondensowanej materii dysku (cząstki stałe i lodowe) może spaść na powierzchnię planet podczas ruchu. Dla Ziemi proces ten trwał około 700 tysięcy lat. W efekcie masa Ziemi stale rosła i, co najważniejsze, była uzupełniana wodą i związkami organicznymi. Około 2 miliardy lat temu zaczęły pojawiać się prymitywne rośliny, a 1 miliard lat później powstała obecna atmosfera azotowo-tlenowa. Około 200 milionów lat temu pojawiły się najprostsze ssaki, 4 miliony lat temu Australopithecus stanął na nogach, a 35 tysięcy lat temu pojawił się bezpośredni przodek Homo sapiens.

Dla nas najważniejsze jest to, czy opisany schemat można obalić lub potwierdzić obserwacjami, jeśli sprawdzimy w szczególności takie jego konsekwencje:
a) dyski protoplanetarne powinny znajdować się w pobliżu młodych gwiazd;
b) w pobliżu gwiazd, które są na późniejszym etapie rozwoju, konieczne jest wykrywanie układów planetarnych;
c) ponieważ nie cała materia dysku protoplanetarnego kondensuje się w duże ciała, zwłaszcza na obrzeżach dysku, w Układzie Słonecznym muszą znajdować się pozostałości takiej materii.
Gdyby ten artykuł powstał 30 lat temu, autorowi trudno byłoby znaleźć takie potwierdzenie, ponieważ istniejące wówczas teleskopy i sprzęt odbiorczy nie były w stanie zarejestrować wspomnianych obiektów ze względu na ich niską jasność. I dopiero w ostatniej dekadzie, dzięki zastosowaniu teleskopów kosmicznych, zwiększających dokładność pomiarów astronomicznych, większość przewidywań teorii została w pełni potwierdzona.

dyski protoplanetarne. Ponieważ w takich dyskach znajduje się pył, w promieniowaniu dysku i gwiazdy należy zaobserwować nadmiar koloru w podczerwieni. Takie ekscesy zostały znalezione w kilku gwiazdach, w szczególności w jasnej gwieździe półkuli północnej, Vega. W przypadku niektórych gwiazd Kosmiczny Teleskop. E. Hubble uzyskał obrazy takich dysków, na przykład dla wielu gwiazd w Mgławicy Oriona. Liczba odkrytych dysków wokół gwiazd stale rośnie.

Planety wokół gwiazd. Aby obserwować planety w pobliżu gwiazd tradycyjnymi metodami, konieczne jest stworzenie teleskopów o bardzo dużych średnicach - około stu metrów. Tworzenie takich teleskopów to całkowicie beznadziejny biznes, zarówno z technicznego, jak i finansowego punktu widzenia. Dlatego astronomowie znaleźli wyjście, opracowując pośrednie metody wykrywania planet. Wiadomo, że dwa grawitacyjnie związane ciała (gwiazda i planeta) krążą wokół wspólnego środka ciężkości. Taki ruch gwiazdy można ustalić jedynie na podstawie niezwykle precyzyjnych metod obserwacji. Takie metody oparte na nowoczesnej technologii zostały opracowane w ostatnich latach, a w celu zapoznania się z nimi odsyłamy czytelnika do artykułu autorstwa A.M. Czerepaszczuk.

Za pomocą tych metod natychmiast zaobserwowano około 700 gwiazd. Wynik przerósł najśmielsze oczekiwania. Do końca stycznia 2001 roku odkryto 63 planety wokół 50 gwiazd. Podstawowe informacje o planetach znajdziesz w artykule.

Odkrycie komet transplutońskich. W 1993 roku odkryto obiekty 1992QB i 1993FW, znajdujące się poza orbitą Plutona. To odkrycie może mieć duże implikacje, ponieważ potwierdziło istnienie odległych obrzeży naszego Układu Słonecznego w odległości ponad 50 jednostek astronomicznych. pas Kuipera i dalej obłok Oorta, w którym skupiają się setki milionów komet, które przetrwały 4,5 miliarda lat i są pozostałościami tej substancji, która nie mogła skondensować się w planety.

ASTRONOMICZNA PRZESZŁOŚĆ ZIEMI

Po utworzeniu Ziemia przeszła długą drogę rozwoju. Stwierdzono, że naturalny przebieg jej rozwoju został zakłócony z pewnych przyczyn geologicznych, klimatycznych lub biologicznych, co doprowadziło do zaniku roślinności i dzikiej przyrody. Przyczyny większości tych kryzysów naukowcy tłumaczą zjawiskami oceanicznymi (spadek zasolenia oceanów, zmiana składu chemicznego w kierunku wzrostu toksycznych pierwiastków w wodach oceanicznych itp.) oraz zjawiskami lądowymi (efekt cieplarniany, aktywność wulkaniczna itp.). W latach 50. XX wieku podjęto próby wyjaśnienia niektórych kryzysów czynnikami astronomicznymi - na podstawie wielu zjawisk astronomicznych zarejestrowanych przez obserwatorów i opisanych w dokumentach historycznych. Należy zauważyć, że na przestrzeni 2000 lat (od 200 pne do 1800 ne) w różnych źródłach zarejestrowano 1124 ważne fakty astronomiczne, z których część można powiązać ze zjawiskami kryzysowymi.

Obecnie panuje opinia, że ​​kryzys, który miał miejsce 65 mln lat temu, kiedy zniknęły korale rafowe i wymarły dinozaury, był spowodowany zderzeniem dużego ciała niebieskiego (asteroidy) z Ziemią. Przez długi czas astronomowie i geolodzy szukali potwierdzenia tego zjawiska, aż odkryli na półwyspie Jukatan w Meksyku duży krater o średnicy 300 km. Obliczenia wykazały, że aby stworzyć taki krater, potrzebna była eksplozja odpowiadająca 50 milionom ton TNT (lub 2500 bomb atomowych, które spadły na Hiroszimę; eksplozja 1 tony TNT odpowiada wyzwoleniu energii 4 „1016 ergów). Taka energia mogła zostać uwolniona w zderzeniu z asteroidą o wielkości 10 km i prędkości 15 km / s. Ta eksplozja wzniosła pył do atmosfery, który całkowicie zaćmił Słońce, co doprowadziło do obniżenia temperatury Ziemi , po którym nastąpiło wyginięcie żywych.Oszacowany wiek tego krateru dał liczbę 65 milionów lat, co zbiega się z momentem jednego z biotycznych kryzysów w rozwoju Ziemi.

W 1994 roku astronomowie teoretycznie przewidzieli, a następnie obserwowali zderzenie komety Shoemaker-Levy z Jowiszem. Czy zdarzały się podobne zderzenia komet z Ziemią? Według amerykańskiego naukowca Masse'a w ciągu ostatnich 6 tysięcy lat dochodziło do podobnych kolizji. Szczególnie katastrofalny był upadek komety do oceanu w pobliżu Antarktydy w 2802 rpne.

Wszystko to prowadzi więc do następujących wniosków:
* astronomowie mają wiarygodne potwierdzenie istniejących wyobrażeń o przeszłym rozwoju Układu Słonecznego;
* to pozwala nam z całą pewnością ocenić przyszłość Układu Słonecznego. W szczególności niektóre z opisanych zjawisk rodzą poważne pytanie: czy Kosmos zagraża przyszłości naszej Ziemi?

ASTRONOMICZNA PRZYSZŁOŚĆ ZIEMI

Z powyższego jasno wynika, że ​​poruszające się małe ciała niebieskie mogą spowodować największe kłopoty dla ludzkości. Zastanów się, jak duża jest szansa na kolizję.

Asteroidy (lub mniejsze planety). Główne cechy tych obiektów to: masy 1 g-1023 g, wymiary 1 cm-1000 km, średnie prędkości przy zbliżaniu się do Ziemi 10 km/s, energia kinetyczna obiektów 5 „109-5” 1030 erg.

Astronomowie odkryli, że w Układzie Słonecznym liczba asteroid o średnicy ponad 1 km wynosi około 30 tysięcy, mniejsze asteroidy są znacznie większe – około stu milionów. Większość asteroid krąży po orbitach znajdujących się pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza, tworząc tzw. pas asteroid. Te asteroidy oczywiście nie niosą ze sobą niebezpieczeństwa zderzenia z Ziemią.

Ale kilka tysięcy asteroid o średnicy większej niż 1 km ma orbity przecinające orbitę Ziemi (ryc. 2). Astronomowie tłumaczą pojawienie się takich planetoid tworzeniem się stref niestabilności w pasie planetoid. Podajmy kilka przykładów.

Asteroida Icarus w 1968 roku zbliżyła się do Ziemi na odległość 6,36 mln km. Gdyby Ikar zderzył się z Ziemią, doszłoby do eksplozji odpowiadającej eksplozji 100 Mt trotylu lub eksplozji kilku bomb atomowych. Kolejna asteroida - 1991BA o średnicy 9 m przeszła 17 stycznia 1991 roku w odległości zaledwie 170 tys. km od Ziemi. Łatwo obliczyć, że różnica czasu między Ziemią a asteroidą przechodzącą przez punkt przecięcia wynosi tylko 1,5 godziny. Asteroida 1994XM1 9 grudnia 1994 przeleciała nad terytorium Rosji w odległości zaledwie 105 tys. km.

Istnieją również przykłady asteroid spadających na powierzchnię Ziemi. Istnieje pewna opinia, że ​​w 1908 roku na Syberii doszło do zderzenia asteroidy o średnicy 90 m, po której nastąpiła eksplozja równoważna eksplozji około 20 Mt trotylu. Gdyby to ciało spadło trzy godziny później, zniszczyłoby Moskwę.

Wykorzystując dane dotyczące kraterów uderzeniowych na powierzchni Ziemi, planet i ich satelitów, astronomowie opracowali następujące szacunki:
* zderzenia z dużymi planetoidami, które mogą prowadzić do globalnych katastrof w rozwoju Ziemi, zdarzają się mniej więcej raz na 500 tysięcy lat;
* zderzenia z małymi planetoidami zdarzają się częściej (co 300 lat), ale konsekwencje zderzeń są tylko lokalne.

Na podstawie orbit już zbadanych asteroid astronomowie stworzyli listę potencjalnie niebezpiecznych znanych asteroid, które będą krążyć w krytycznej odległości od Ziemi przed końcem XXI wieku. Ta lista zawiera około 300 obiektów, których orbity przecinają orbitę Ziemi. Najbliższe przejście w odległości 880 tys. km spodziewane jest w pobliżu asteroidy Hathor w październiku 2086 roku.

Ogólnie astronomowie uważają, że liczba niebezpiecznych, a jeszcze nieodkrytych niebezpiecznych asteroid wynosi około 2500. To właśnie ci tajemniczy wędrowcy będą stanowić główne zagrożenie dla przyszłości Ziemi.

Komety. Ich typowe cechy to: masa 1014-1019 g, rozmiar rdzenia 10 km, rozmiar ogona 10 mln km, prędkość 10 km/s, energia kinetyczna 1023-1028 erg.

Komety różnią się od asteroid swoją budową: jeśli asteroidy są bryłami, to jądra komet są nagromadzeniem „brudnego lodu”. Ponadto komety, w przeciwieństwie do asteroid, mają wydłużone warkocze gazowe. Ale przejście Ziemi przez takie ogony nie stanowi żadnego zagrożenia ze względu na ich małą gęstość. Na przykład podczas przejścia Ziemi przez warkocz komety Halleya 18 maja 1910 r. na powierzchni Ziemi nie zauważono żadnych anomalii.

Ale problem niebezpieczeństwa zderzenia z jądrem komety stał się bardzo istotny po 1994 roku w związku z upadkiem różnych części komety Shoemaker-Levy na powierzchnię Jowisza. Oszacowano, że powstałe eksplozje są równoważne eksplozji 60 000 Mt TNT, co odpowiada eksplozji kilku milionów bomb atomowych zrzuconych na Hiroszimę.

Astronomowie obliczyli, że komety przechodzą między Ziemią a Księżycem co 100 lat, a niektóre spadają na Ziemię mniej więcej raz na 100 000 lat. Oszacowano również, że w ciągu przeciętnego życia człowieka prawdopodobieństwo uderzenia w kometę wynosi 1/10 000.

Badania astronomów wykazały, że w ciągu ostatnich 2400 lat miało miejsce 20 bliskich (mniej niż 15 mln km) przejść 18 komet. Najbliższe przejście komety Lexel w odległości 2,3 mln km miało miejsce w lipcu 1770 roku. Szacuje się, że trzy badane komety będą miały bliskie przejścia w ciągu najbliższych 30 lat. Ale na szczęście minimalne odległości nie będą tak niebezpieczne - ponad 9 milionów km.

Należy pamiętać, że do tej pory mówiliśmy o znanych kometach. Wspomniano powyżej o odkryciu komet transplutońskich. Komety te mogą wlatywać w wewnętrzne obszary Układu Słonecznego, w szczególności przecinając się z orbitą Ziemi. Możliwe, że te jeszcze nieodkryte komety mogą nieść ze sobą niebezpieczeństwo.

ZAGROŻENIE ASTROFIZYCZNE

Niestety, nie tylko kolizje mają globalne konsekwencje dla Ziemi. Wspomnijmy krótko tylko o dwóch możliwych niebezpieczeństwach emanujących z kosmosu.

Przyszłe życie Słońca. Astrofizycy mogą obliczyć wszystkie etapy życia gwiazdy. Według obliczeń na przykład za 7,9 miliarda lat Słońce zamieni się w czerwonego nadolbrzyma, zwiększając swój rozmiar 170 razy, jednocześnie pochłaniając Merkurego. Łatwo policzyć, że na naszym niebie Słońce będzie wyglądało jak czerwona kula, zajmując połowę sfery niebieskiej. W efekcie temperatura na Ziemi wzrośnie, rozpocznie się intensywne parowanie oceanów, co zwiększy nieprzezroczystość atmosfery, co wywoła tzw. efekt cieplarniany: Ziemia stanie się bardzo gorąca.

Dalsza inflacja Słońca doprowadzi do tego, że Ziemia będzie faktycznie obracać się wewnątrz Słońca. Zgodnie z tym scenariuszem Ziemi czeka niezbyt przyjemny los. Tarcie Ziemi i cząstek gazu Słońca zmniejszy prędkość orbitalną Ziemi, powodując, że Ziemia opadnie w dół w kierunku centralnych obszarów Słońca. Doprowadzi to do tego, że Słońce ogrzeje Ziemię do ekstremalnie wysokich temperatur, zamieniając ją w rozpalone do czerwoności skały bez śladów wody w oceanach i oczywiście życia.

Eksplozje supernowych. Inne gwiazdy, które mają większą masę niż Słońce, żyją nieco inaczej. Na pewnym etapie mogą eksplodować, uwalniając w tym procesie monstrualną energię (astronomowie nazywają ten proces eksplozją supernowej). Stwierdzono, że istnieją dwa powody takich epidemii.

Na ostatnim etapie życia gwiazdy reakcje jądrowe ustają i zamienia się ona w gęsty obiekt - białego karła (WD). Ale jeśli w pobliżu BC znajduje się sąsiednia gwiazda, to materia tej gwiazdy może napłynąć na BC. W tym samym czasie na powierzchni BC rozpoczynają się reakcje termojądrowe, uwalniając ogromną energię. Ten mechanizm rozbłysku działa w przypadku supernowych typu SNI.

Inny rodzaj supernowych (SNII) tłumaczy się ewolucją gwiazdy o masie ponad dziesięciu mas Słońca. Reakcjom termojądrowym towarzyszy przemiana wodoru w cięższe pierwiastki. Na każdym etapie uwalniana jest energia, która ogrzewa gwiazdę. Teoria przewiduje, że po osiągnięciu powstawania żelaza sekwencja reakcji ustaje. Wewnętrzna część żelaznego rdzenia zostaje ściśnięta w ciągu sekundy. Gdy wnętrze gwiazdy osiąga gęstość jądrową, odbija się od środka, zderzając się z wciąż zapadającym się jądrem zewnętrznym. Powstała fala uderzeniowa przenosi całą gwiazdę. Energia uwolniona w ciągu 1 sekundy będzie potworna, równa energii wyemitowanej przez 100 słońc w ciągu 109 lat.

Niektórzy astronomowie (I.S. Shklovsky i F.N. Krasovsky) uważali, że taka eksplozja mogła mieć miejsce w pobliżu gwiazdy blisko Słońca 65 milionów lat temu. Według scenariusza opisanego przez tych autorów wyrzucona po wybuchu materia dotarła na Ziemię po kilku tysiącach lat. Zawierała cząstki relatywistyczne, które wchodząc w atmosferę ziemską powodowały intensywny strumień wtórnych cząstek kosmicznych, które po dotarciu do powierzchni Ziemi zwiększały radioaktywność 100-krotnie. To nieuchronnie prowadziłoby do mutacji w żywych organizmach i ich późniejszego zaniku.

Prawdopodobieństwo globalnego wpływu takiej eksplozji na Ziemię w przyszłości zależy po pierwsze od częstotliwości wybuchów supernowych w naszej Galaktyce, a po drugie od krytycznej odległości r od gwiazdy. Na podstawie zaobserwowanych danych, znany statystyk gwiazd S. Van der Berg doszedł do wniosku, że na każdy miliard lat w objętości naszej Galaktyki 1 kpc3 następuje średnio 150 000 wybuchów supernowych. Jeżeli za krytyczną odległość do gwiazdy przyjmiemy r = 10 lat świetlnych, to łatwo wyliczyć, że aby jeden błysk mógł zajść w objętości o takim promieniu, potrzebny jest czas 60 miliardów lat. Ta wartość jest znacznie większa niż wiek Ziemi. Dlatego jest mało prawdopodobne, aby kryzysy biotyczne można było wytłumaczyć zjawiskiem epidemii. W przyszłości taka epidemia również jest mało prawdopodobna. Należy jednak zauważyć, że powyższe rozumowanie opiera się na średnich szacunkach. Na przykład zauważamy, że gwiazda Betelgeuse w konstelacji Oriona może rozbłysnąć za kilka tysięcy lat. Kolejna gwiazda - h Car wybuchnie za 10 000 lat. Na szczęście odległości do nich są dość duże - 650 i 10 000 lat świetlnych.

Rozbłyski gamma. Około 30 lat temu, korzystając z obserwacji satelitarnych, astronomowie ustalili, że w różnych punktach sfery niebieskiej obserwuje się obiekty, które rozbłyskują w zakresie gamma (ryc. 3) o czasie trwania rozbłysku od ułamków sekundy do kilku minut. Najnowsze szacunki odległości do tych obiektów wskazują, że znajdują się one daleko poza naszą Galaktyką. Oznacza to, że energia promieniowania w zakresie gamma tych obiektów jest fantastycznie wysoka – około 1050-1052 erg.

Najczęstsza hipoteza dotycząca mechanizmu flary zaproponowana przez S.I. Blinnikov et al. to hipoteza o połączeniu dwóch gwiazd neutronowych - ostatnim etapie życia układu podwójnego składającego się z dwóch masywnych gwiazd. Obliczenia astrofizyków wykazały, że takie połączenie uwalnia energię równoważną energii promieniowania miliarda galaktyk takich jak nasza. Więcej o tych obiektach można przeczytać w .

Ale takie pary gwiazd neutronowych mogą istnieć nie tylko w kosmologicznej odległości, ale także wewnątrz naszej Galaktyki. Astrofizycy obliczyli, że w naszej galaktyce jedna para łączy się co 2-3 miliony lat. Obecność trzech takich par została już wiarygodnie ustalona. Jeśli jeden z nich (PSR B2127 + 11C) zacznie się łączyć, to konsekwencje dla Ziemi będą jednak bardzo poważne za ponad 220 milionów lat. Przede wszystkim silne promieniowanie gamma zniszczy warstwę ozonową ziemskiej atmosfery. Ale najważniejsze jest to, że podczas błysku powstają energetyczne cząstki kosmiczne, które po dotarciu do atmosfery ziemskiej stworzą wtórne cząstki kosmiczne. Cząstki te dotrą do powierzchni Ziemi, a nawet głębiej, zamieniając ją w radioaktywne cmentarzysko.

Wszystkie powyższe fakty rodzą główne pytanie.

CO ROBIĆ?

Odpowiedź na to pytanie w odniesieniu do małych ciał Układu Słonecznego powinna zawierać dwa aspekty:
astronomiczny - konieczne jest wcześniejsze odkrycie nieznanych i potencjalnie niebezpiecznych obiektów w możliwie największej odległości od Ziemi, obliczenie ich dokładnych orbit i przewidzenie momentu ewentualnego zagrożenia;
techniczne – konieczne jest podejmowanie decyzji i ich realizacja w celu uniknięcia ewentualnej kolizji.

Do rozwiązania części astronomicznej tworzona jest obecnie sieć teleskopów o średnicy około 2 m. Dzięki temu możliwe będzie wykrycie około 90% niebezpiecznych planetoid w odległości do 200 mln km oraz 35% niebezpiecznych komet w odległości do 500 mln km. Ponieważ prędkość poruszania się obiektów wynosi około 10 km/s, pozwoli nam to mieć kilkumiesięczną rezerwę na podjęcie decyzji.

Dokładność obliczeń teoretycznych orbit i momentów zderzeń zależy przede wszystkim od liczby ustalonych pozycji na niebie niebezpiecznych obiektów. Problem ten można rozwiązać za pomocą powyższej sieci teleskopów. Ponadto przy obliczaniu orbit należy dokładnie uwzględnić zaburzenia ruchu ciał niebieskich spowodowane wpływem wszystkich planet Układu Słonecznego. Ten problem został już rozwiązany przez astronomów z dużą dokładnością.

Najtrudniejszą rzeczą do uwzględnienia są siły niegrawitacyjne, które wpływają na ruch obiektów. Siły te wynikają z wielu powodów. Asteroidy i komety poruszają się w środowisku materialnym (plazma międzyplanetarna, pole elektromagnetyczne), doświadczając jednocześnie oporu. Wpływają na nie również lekkie siły nacisku Słońca. W efekcie ciała mogą odchylać się od czysto keplerowskiej orbity, czyli obliczonej z uwzględnieniem tylko grawitacyjnego oddziaływania ciała ze Słońcem (i planetami).

Aspekt techniczny problemu jest bardziej złożony i jak dotąd istnieją zasadniczo trzy opcje. Jeden polega na zniszczeniu niebezpiecznego obiektu poprzez wysłanie w niego pocisku z bombą atomową. Obliczenia wykazały, że do zniszczenia asteroidy o średnicy 1 km potrzebna jest eksplozja 4”1019 ergów. Jednak ten projekt może przynieść nieprzewidywalne konsekwencje środowiskowe związane z zapychaniem kosmosu odpadami nuklearnymi.

Istnieje wariant próby odchylenia ruchu obiektu od jego naturalnej orbity poprzez nadanie mu dodatkowego impulsu, np. poprzez lądowanie rakiety z potężną elektrownią na jego powierzchni. Dziś oba takie projekty są nadal trudne do zrealizowania: do tego niezbędne są rakiety o większych masach i większych prędkościach niż są obecnie dostępne. Ale w zasadzie nie jest to wcale beznadziejny przypadek dla technologii XXI wieku.

Trzecia opcja opiera się na wykorzystaniu efektów niegrawitacyjnych w ruchu ciał niebieskich. Na przykład jądra komet można odchylać od ich pierwotnej orbity metodą sublimacji, której istota jest następująca. Orbita komety jest w pewnym stopniu zdeterminowana przez siły naporu światła ze Słońca, które powoduje powstanie warkocza. Jeśli powierzchnia pyłu rdzenia jest zniszczona lub osłabiona, to
zwiększony wypływ materii z jądra może nadać komecie impuls we właściwym kierunku.

Choć astrofizyczne niebezpieczeństwo czyha na Ziemię w odległej przyszłości, są już dość ciekawe pomysły na jego uniknięcie. Niektóre z nich wydają się wręcz fantastyczne. W jednej wersji proponuje się stworzenie tarczy wokół Ziemi z substancji asteroid lub Księżyca. Na przykład masa asteroidy Ceres jest wystarczająca, aby stworzyć wokół Ziemi dysk o grubości 1 km. Może dobrze chronić przepływy cząstek i promieniowanie przed supernowymi i rozbłyskami gamma.

Podsumowując, zauważamy, że nie ma podstaw do apokaliptycznego fatalizmu. Ludzkość osiągnęła już wystarczająco wysoki poziom nauki i technologii, aby przewidywać niebezpieczeństwo. Co więcej, jest już u progu stworzenia skutecznego systemu obronnego. Pozostaje mieć tylko nadzieję, że ludzkość, zdając sobie sprawę z nadchodzącego niebezpieczeństwa, podejmie wysiłki na rzecz dalszego rozwoju nauki i niezbędnej technologii, zamiast rozwiązywać konflikty wewnętrzne, bezmyślnie wydając inteligencję i zasoby finansowe.

LITERATURA
1. Surdin V.G. Narodziny gwiazd. M.: URSS, 1997. 207 s.
2. Czerepaszczuk rano Planety we wszechświecie // Soros Educational Journal. 2001. Nr 4. S. 76-82.
3. Kippenhan R. 100 miliardów słońc: narodziny, życie i śmierć gwiazd. M.: Mir, 1990. 293 s.
4. Lipunow W.M. „Tajemnica wojskowa” astrofizyki // Soros Educational Journal. 1998. Nr 5. S. 83-89.
5. Kurt V.G. Eksperymentalne metody badania kosmicznych rozbłysków gamma // Tamże. 1998. Nr 6. S. 71-76.
6. Astronomia bliski Ziemi (śmieci kosmiczne). M.: Kosmosinform, 1998. 277 s.
Recenzent artykułu A.M. Czerepaszczuk

* * *
Nail Abdullovich Sachibullin, doktor nauk fizycznych i matematycznych, profesor, kierownik. Wydział Astronomii Kazańskiego Uniwersytetu Państwowego, dyrektor Obserwatorium Astronomicznego im. A.I. wiceprezes Engelhardta. Zdobywca nagrody RAS. Aktywny członek Akademii Nauk Tatarstanu. Obszar zainteresowań naukowych - astrofizyka, fizyka atmosfer gwiazdowych. Autor 80 publikacji naukowych i jednej monografii.

W science fiction obce planety zamieszkują dziwaczne stworzenia, które żyją w niezwykłych i dziwnych środowiskach. W porównaniu z fantazjami science fiction stara Ziemia wygląda nudno i skromnie. Ale jeśli spojrzymy w przeszłość, zobaczymy, że nasza ukochana planeta była kiedyś nie mniej dziwaczna.

Zanim powstały lasy drzew, były lasy grzybów

400 milionów lat temu nie widzielibyście znanych nam na Ziemi lasów, ale to nie znaczy, że nikt nie zajmował tej niszy. Przed pojawieniem się drzew Ziemię pokrywały „lasy” 8-metrowych grzybów.

W 1859 roku kanadyjscy naukowcy zaczęli wykopywać skamieniałości, które początkowo uważali za starożytne pnie drzew, ale dopiero w 2007 roku „drzewa” były w rzeczywistości grzybami. Organizmy, zwane prototaksitami, osiągnęły wysokość do 8 metrów i sprawiły, że krajobraz bardziej przypominał obraz z gry wideo „Super Mario” niż współczesną Ziemię.

Siedliska prototaksów nie ograniczają się do Kanady. Łowcy skamielin znaleźli gigantyczne grzyby na całym świecie, co sugeruje, że była to prawdopodobnie największa forma życia na ziemi w czasach, gdy całe królestwo zwierząt składało się tylko z robaków i drobnoustrojów.

Później pojawiły się rośliny, które zaczęły się rozwijać i zużywać te same zasoby, które były niezbędne do wzrostu prototaksji. Rośliny wygrały konkurs zasobów, a grzyby skurczyły się do rozmiarów, które pozwoliły im żyć z resztek gnijących roślin.

Starożytny świat zamieszkiwały gigantyczne owady

Jeśli marzysz o podróży w karbon, czyli około 358 milionów lat temu, lepiej zaopatrz się w miotacz ognia i kilka tabletek cyjanku (na wypadek, gdyby w miotaczu zabrakło gazu).

W tamtym czasie, dzięki gwałtownemu rozwojowi życia roślin, zawartość tlenu w atmosferze była o 15 procent wyższa niż obecnie. A to miało niesamowity wpływ na niektóre gatunki świata zwierząt, które zaczęły się szybko rozwijać.

Wielkość dzisiejszych owadów ogranicza jedynie ilość tlenu, jaką mogą przyjąć. Poziom tlenu w atmosferze wynoszący od 20 do 21 procent oznacza, że ​​wskakujemy na stół na widok 4-centymetrowego karalucha. W karbonie musiałbyś zmagać się ze skorpionami wielkości psa, gąsienicami wielkości anakondy i ważkami, które mogą zjeść albatrosa na obiad.

W połączeniu z faktem, że drapieżniki, takie jak ptaki i gady, pojawiły się miliony lat później, warunki środowiskowe pozwoliły owadom urosnąć do fantastycznych rozmiarów. Ale świat o tak dużej zawartości tlenu ma jeszcze jeden efekt uboczny – ciągłe pożary.

Jeśli otoczenie jest ciepłe i jest dużo tlenu, jak to miało miejsce w okresie karbońskim, nawet iskra nie jest potrzebna do rozpalenia ognia. W rezultacie na Ziemi stale pojawiały się pożary i istnieją spekulacje, że niebo było stale zamglone, brązowe od dymu i płomieni. Spróbuj sobie to wyobrazić: z oślepiającej mgły pędzi wprost na ciebie banda gigantycznych płonących owadów. Wygląda na to, że film Resident Evil był historycznie dokładny.

Planeta była fioletowa

Jeśli podczas lotu w kosmos zostaniesz wciągnięty do czarnej dziury i wyrzucony z powrotem 3-4 miliardy lat temu, zobaczysz wspaniały widok. Jedna z hipotez mówi, że planeta była wtedy fioletowa.

Powodem, dla którego ziemia na Ziemi wygląda z góry na zielono, są nasze rośliny, które są zielone ze względu na zawarty w nich chlorofil. Ale rośliny nie zawsze używały chlorofilu. W najwcześniejszych stadiach życia stosowali różne związki chemiczne na bazie retinolu, który ma fioletowy kolor.

Naukowcy uważają, że przez pewien czas na Ziemi było tak wiele fioletowych organizmów, że z kosmosu wydawały się nie zielone, ale fioletowe.

Ziemia miała dwa księżyce

Czy możesz sobie wyobrazić, że wokół Ziemi krążą dwa księżyce? Nie mogę. To jedna z najbardziej szalonych teorii, które naukowcy uważają za całkiem możliwe. Naukowcy pewnego dnia spojrzeli na księżyc i zdali sobie sprawę, że ma on dwie strony: jasną stronę, którą widzimy, i ciemną stronę, której nikt z Ziemi nie może zobaczyć. Skórka po ciemnej stronie jest znacznie grubsza i ma bardziej urozmaicony krajobraz.

Przez długi czas naukowcy zastanawiali się, jak te dwie połówki mogą być tak różne w geologii. Jedna z teorii sugeruje, że kiedyś, w odległej przeszłości, przez około 80 milionów lat, Ziemia miała dwa satelity. Następnie grawitacja zbliżyła ich do siebie i zderzyli się ze sobą (najwyraźniej będąc pod wpływem alkoholu).

Z powodu upadku wielkich asteroid spadły żelazne deszcze

Hollywoodzkie filmy o końcu świata przekonały nas, że uderzenie asteroidy może położyć kres całej ludzkości. Ale życie jest znacznie silniejsze niż niektóre kosmiczne skały. W rzeczywistości był czas na naszej planecie, kiedy starożytne formy życia były codziennie atakowane przez meteoryty, i to nie tylko duże, ale ogromne – większe niż ten, który później wybił dinozaury. Około 4,5 - 3,5 miliarda lat temu Ziemia była młoda i była nieustannie bombardowana kamieniami, z których niektóre były porównywalne pod względem wielkości do mniejszych planet. Wydarzenia zmieniające planetę miały miejsce z regularnością deszczu.

A deszcze w tym czasie były z roztopionego żelaza.

Z powodu ciągłych uderzeń meteorytów uwolniono wystarczającą ilość ciepła, aby odparować metale, takie jak żelazo, złoto, platyna i uniosły się one do atmosfery jako opary metali. Ale wszystko, co się wznosiło, musiało zejść później i dlatego młoda Ziemia dobrze wiedziała, czym jest metaliczny deszcz.

Jednak podstawowe formy życia traktowały te katastrofy tak, jakby były codziennością. Budzisz się, zjadasz śniadanie, trochę włóczysz się po okolicy, schodzisz do bunkra, by przetrwać kolejną globalną katastrofę, potem zjadasz obiad i idziesz spać. Po części pomaga to spojrzeć na ludzkie problemy z zupełnie innego punktu widzenia.

Możliwe, że życie powstało na Marsie

Wiele osób pyta: „Dlaczego naukowcy wydają tyle pieniędzy na szukanie życia na Marsie, zamiast tworzyć dla nas seks-roboty lub hoverboardy, albo lepiej, seks-roboty na hoverboardach?” Jednym z powodów jest to, że wszystko, co wiemy o życiu, wydaje się najprawdopodobniej pochodzić z Marsa, a nie z Ziemi.

Miliardy lat temu środowisko na Marsie było znacznie korzystniejsze niż na Ziemi. Życie wymaga dużej ilości tlenu, ale na Ziemi było go stosunkowo mało. Ale na Marsie było ich pod dostatkiem. Ponadto życie wymagało obecności takich pierwiastków, jak molibden i bor, których na Marsie wciąż jest bardzo dużo.

Dlatego niektórzy naukowcy uważają, że życie najpierw powstało na Marsie, a następnie bardzo zwinne mikroorganizmy opuściły powierzchnię Marsa i pojechały autostopem na meteoryty na Ziemię.
Więc wszyscy moglibyśmy być kosmitami z Marsa.