Происхождение Солнечной системы и планеты Земля. Основные этапы геологической истории

Доступен только на StudyGur

Тема:
Скачиваний: 0
Страниц: 5
Опубликован:
ЧИТАЙТЕ ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА

ПРЕДПРОСМОТР

Происхождение Солнечной системы и планеты Земля. Основные
этапы геологической истории
1.Строение Вселенной и Солнечной системы.
Вселенной или космосом называется весь окружающий материальный мир (греч.
╚космос╩ - мир). Вселенная бесконечна в пространстве и во времени. Материя во вселенной
распределена неравномерно и представлена звездами, планетами, пылью, метеоритами,
кометами, газами. Доступная для изучения часть Вселенной называется Метагалактикой,
включающая свыше миллиарда звездных скоплений галактик (греч. ╚галактика╩ молочный, млечный).
Наша Галактика носит название Млечного пути и относится к типу спиральных и
включает свыше 150 млрд. звезд. Она представляет собой широкую белесую полосу звезд.
Возраст Галактики ~ 12 млрд. лет.
Масса Солнца - 99,87- от всей массы Галактики (Юпитер - крупнейшая планета - 0,1%),
поэтому оно центр притяжения всех космических тел. Физически Солнце - плазменный шар.
Химический состав - 70 элементов; главные: водород и гелий; средняя t°С ~5600°С; возраст 6-6,5 млрд. лет. Тепловая энергия Солнца обусловлена термоядерными процессами
превращения водорода в гелий.
Тепло и свет излучаемые Солнцем оказывают большое влияние на геологические
процессы. Непрерывная взрывная деятельность на Солнце вызывает образование так
называемого солнечного ветра (движение в пространстве заряженных частиц), с которым
связаны полярное сияние и магнитные явления в атмосфере Земли.
В состав Солнечной системы входят 9 планет, 42 спутника, около 50 тысяч астероидов,
множество метеоров и комет.
Орбиты планет располагаются в одной плоскости, совпадающей с экваториальной
плоскостью Солнца и направлением обращения вокруг Солнца, кроме Венеры и Урана, оно
обратное и совпадает с направлением вращения Солнца вокруг своей оси.
2.Гипотезы происхождения Солнечной системы и Земли.
Немецкий философ Эммануил Кассет в 1755 г. высказал идею происхождения
Вселенной из первичной материи, состоящей из мельчайших частиц. Образование звезд,
Солнца и других космический тел, по его мнению, произошло под воздействием сил
притяжения и отталкивания в условиях хаотического движения частиц. Французский
математик П. Лаплас (1796 г.) связывал образование солнечной системы с вращательным
движением разряженной и раскаленной газообразной туманности, приведшим к
возникновению сгустков материи - зародышей планет. По гипотезе Канта-Лапласа,
первоначально раскаленная Земля охлаждалась, сжималась, что привело к деформации
земной коры.
По гипотезе О. Ю. Шмидта (1943 г.) планетная система образовалась из пылевой и
метеорной материи при попадании ее в сферу Солнца. Первоначально холодные Земля и
другие планеты постепенно разогревались под воздействием энергии радиоактивного
распада гравитационных и других процессов, а затем остывали.
Советский астроном В. Г. Фесенков в 50-е годы предложил решение проблемы с точки
зрения образования Солнца и планет из общей среды, возникшей в результате уплотнения
газопылевой материи. При этом предполагалось, что Солнце образовалось из центральной
части сгущения, а планеты - из внешней частей.
По современным представлениям, тела Солнечной системы формировались из
первично холодной космической твердой и газообразной материи путем уплотнения и
сгущения до образования Солнца и прото планет. Астероиды и Метеориты считаются
исходным материалом планет Земной группы (Меркурий, Венера, Земля, и Марс небольшие по размерам; высокая плотность, малая масса атмосферы, небольшая скорость
вращения вокруг своей оси); а кометы и метеоры - планет-гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран,
Нептун, Плутон - огромные размеры, низкая плотность, плотная атмосфера с H2, Ge и
метаном, высокая скорость вращения). Формирование современных оболочек Земли
связывается с процессами гравитационной дифференциации первоначального однородного
вещества.
Самая передовая гипотеза - это объяснение возникновения Вселенной теорией
Большого взрыва. В соответствии с этой теорией ~ 15 млрд. лет назад наша Вселенная была
сжата в комок, в миллиарды раз меньше булавочной головки. По математическим расчетам
ее диаметр был равен, а плотность близка к бесконечности. Такое состояние называется
сингулярным - бесконечная плотность в точечном объеме. Неустойчивое исходное состояние
вещества привело к взрыву, породившему скачкообразный переход к расширяющейся
Вселенной.
Самый ранний этап развития Вселенной называется инфляционным - его период до 1033 секунды после взрыва. В результате возникают пространство и время. Размеры Вселенной
в несколько раз превышают размеры современной, вещество отсутствует.
Следующий этап - горячий. Выброс тела связан с высвободившейся энергией при
Большом взрыве. Излучение нагрело Вселенную до 1027 К. Затем наступил период
остывания Вселенной в течение ~500 тысяч лет. В результате возникла однородная
Вселенная. Переход от однородной к структурной происходил от 1 до 3 млрд. лет.
3.Основные этапы геологической истории: эволюция литосферы,
атмосферы, гидросферы и живого мира.
3.1.Эволюция литосферы.
Геологическое развитие Земли характеризуется направленностью и необратимостью
всех геологических событий, в том числе и тектонических, которые привели к
формированию современной сложной структуры литосферы. Известный российский
тектонист В. Е. Ханы. Виктор Ефимович (1914 г.р.) в 1973 году выделил этапы ее развития:
I. догеологический (4,6 - 4,5 млрд. лет);
II. лунный; от образования земной коры до формирования гидросферы (4,5 - 4,0 млрд.
лет);
III. катархейский, образуется первичная континентальная литосфера, слагающая ядра
будущих материков (4,0 - 3,5 млрд. лет);
IV. подзднеархейско-раннепротерозойский или раннегеосинклинальный: образование
протогеосинклиналей и первых платформ (3,5 - 2,0 млрд. лет);
V. среднепротерозойский - раннерифейский или раннеплатформенный, консолидация
первичной континентальной коры, 2,0 - 1,4 млрд. лет;
VI. позднепротерозойский - палеозойский или геосинклинально-платформенный;
обособление древних платформ и их развитие (1,4 - 0,2 млрд.лет);
VII. мезозойско-кайнозойский или континентально-океанический; оформление
современных континентов, создание на палеозойских и раннемезозойских складчатых
структур молодых платформ; образование молодых океанов (0,2 млрд. лет).
В геологическом развитии последних этапов истории Земли наблюдается определенная
направленность: постоянно увеличивается объем литосферы и верхней мантии, а также
размеры устойчивых плит, несмотря на прослеживание противоположного процесса океанизация за счет обрушения и развития облаков материков.
Для направленного развития литосферы характерна цикличность процессов, которые
проявляются преимущественно на различных территориях. Т. о. в истории Земли
наблюдаются определенные этапы развития литосферы, на протяжении которых
тектонические процессы приводят к тектонической перестройке то одних участков
литосферы то других.
При этом в истории литосферы можно выделить периоды интенсивных тектонических
деформаций, в ходе которых происходжит горообразование. Это явление объясняют
длительной аккумуляцией напряжений в литосфере и последующей их разрядкой в виде
тектонических процессов.
Этапы тектоногенеза.
Длительные периоды, по завершении которых тектонические процессы, в т.ч. и
горообразование, проявляются наиболее интенсивно, называются тектоническими циклами
или циклами (этапами) тектоногенеза. Они носят планетарный характер.
В истории Земли выделяют 11 основных циклов тектоногенеза: от раннеархического до
альпийского (или кайнозойского) незавершенного. В долембрии они имеют
продолжительность 300-600 млн. лет, в фалерозое - 140-170 млн. лет, в кайнозое - 80 млн.
лет.
Каждый тектонический цикл состоит из двух частей: длительного эволюционного
развития и кратковременных активных тектонических деформаций, которые
сопровождаются региональным метаморфизмом, горообразованием.
Завершающая часть цикла называется эпохой складчатости, для которой характерно
окончание развития отдельных геосинклинальных систем и их превращение в
эпигеосинклинальный ороген, после чего развивается плит форма или образуются
внегеосинклинальные горные сооружения.
Для эволюционных этапов характерно:
- длительное прогибание геос-их (подвижных) областей и накопление в них мощных
осадочных и осадочно-вулканических толщ;
- выравнивание рельефа суши (разрушение гор, плоскостной смыв с платформенных
равнин и т.д.);
- обширные опускания окраин платформ, прилегающих к геосинклинальным областям,
затопление их водами эпиконтинентальных морей;
- выравнивание климатических условий, что связано с широким распространением
мелких темных эпиконтинентальных морей и увлажнением климата материков; в нижних
слоях атмосферы происходит аккумуляция солнечной энергии; исчезают области
определения;
- возникновение благоприятных условий для жизни и широкого расселения фауны и
флоры.
Эти этапы эволюционного развития Земли называют таласократическими. Для них
характерно широкое развитие морских отложений, развитие растительности и соотв.
Формирование угольных залежей, бурное развитие жизни в морях, формирование
нефтегазоносных толщ, карб. Пород в теплых морях.
Эпохам складчатости и горообразования присущи следующие черты:
- широкое развитие горообразовательных движений в геос. областях, колебательных
движений на платформах;
- проявление мощного интрузивного, а затем и эффузивного магматизма;
- поднятие окраин платформ, прилегающих к эпиогеосинклинальным областям,
регрессии эпиконтинентальных морей и усложнение рельефов суши;
- континентализация климатов, успокоение климатических условий, усиление
зональности, расширение пустынь и появление областей континентального оледенения (в
горах и у помостов).
- ухудшение условий для развития органического мира, в результате чего происходит
вымирание господствующих и высокоспециализированных форм и появление новых.
Условия этих эпох складчатости
относительного увеличения суши.
называются
геократическими,
т.е.
этапы
На Земле развиты континентальные отложения с частыми красно цветными
образованиями (иногда карбональными, загипсованными и засоленными), имеющими
разнообразный генезис (образование в пустынях, лагунах, солоноватых или пресных озерах,
дельтах рек, на равнинах и предгорьях).
3.2.Эволюция атмосферы
Атмосфера не всегда имела современный состав и строение. Первичная гелиевоводородная атмосфера была утеряна Землей при разогреве. Из образовавшего планету
вещества, при ее формировании выделялись различные газы. Особенно интенсивно это
происходило в процессе тектонической деятельности: при образовании трещин и разломов.
Вероятно, атмосфера и гидросфера разделись не сразу. Некоторое время Землю
обволакивал мощный слой из водяного пара и газов (CO, CO2, HF, H2, S, NH3, CH4);
малопроницаемых для солнечных лучей. Эта оболочка имела температуру ~ +100° С. При
понижении температуры произошло разделение этой оболочки на атмосферу и гидросферу.
Свободного кислорода в этой атмосфере не было. Он должен был выделяться из земного
вещестьва и образовывался за счет размножения молекул водяного пара, но расходовался на
процессы окисления. Из-за отсутствия озона атмосфера не предохраняла Землю от
коротковолнового излучения Солнца. Значительное количество соединений водорода на
Земле - последствия его преобладания в первичной атмосфере.
Вулканические процессы обогатили атмосферу углекислым газом. Понадобилось
длительное время, прежде чем в результате реакции с другими элементами и фотосинтеза
произошло поглощение большого количества углерода из атмосферы. В конце PZ состав
атмосферы в целом уже мало отличался от современного: она стала азотно-кислородной.
Состав современной атмосферы как и в ранние геологические эпохи регулируется
организмами.
Атмосфера находится в непрерывном взаимодействии с другими оболочками Земли,
обмениваясь веществом и энергией, и постоянно испытывает влияние Космоса и Солнца.
3.3.Эволюция гидросферы.
Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая химически не связанную воду
независимо от ее состояния: жидкую, твердую, газообразную.
Земля - самая водная планета Солнечной системы: более 70% ее поверхности покрыто
водами Мирового океана.
Вероятно, гидросфера образовалась одновременно с литосферой и атмосферой в
результате остывания и дегазации вещества мантии. Химически связанная вода была уже в
веществе холодного газово-пылевого протопланетного облака. Под влиянием глубинного
тепла Земли она выделялась и перемещалась к поверхности Земли. Первичный океан,
возможно, покрывал почти всю Землю, но не был глубоким. Океаническая вода, вероятно,
была теплой, высоко минерализованной. Океан углублялся, а площадь его сокращалась. С
поверхности Океана испарялась влага, выпадали обильные дожди.
Пресная вода на суше - результат прохождения океанской воды через атмосферу.
Выделение воды из магмы продолжается до настоящего времени. При извержении вулканов
выделяется в среднем за год 1,3108т воды. Термальные источники и фумаролы выносят 108
т.
Если допустить, что поступление воды из мантии в литосферу и на ее поверхность
было равномерным и составляло в год на 1 см2 поверхности планеты всего 0,00011г, то и
этого достаточно, чтобы за время существования Земли образовалась гидросфера.
Предполагают также поступления воды из космоса в результате падения на Землю
ледяных ядер комет, но ее количество в этом случае невелико.
Гидросфера также теряет воду с испарением ее в Космос, где под действием у/ф лучей
H2O распадается на H2 и O2.
3.4.Эволюция животного мира (биосферы).
Активное взаимодействие атмосферы, гидросферы и литосферы при участии солнечной
энергии и внутреннего тепла Земли было важнейшей предпосылкой возникновения жизни.
Данные
палеонтологических
исследований
позволяют
предполагать,
что
примитивнейшие организмы сформировались из белковых структур в конце AR1 (т.е. ~3
млрд. лет назад). Первые одноклеточные организмы, способные к фотосинтезу, возникли
около 2,7 млрд. лет назад, а первые многоклеточные животные - не менее чем на 1-1,5 млрд.
лет позже.
В условиях отсутствия озонового экрана местами развития жизни вероятно были
прибрежные части морей и внутренние водоемы, на дно которых проникал солнечный свет, а
вода не пропускала у/фиолетовую радиацию. Из соединений образовались
многомолекулярные системы, взаимодействующие со средой.
В ходе эволюции они приобрели свойства живых организмов: размножение, обмен
веществ, рост и т.д.
Водная среда способствовала обмену веществ, была опорой для организмов без
скелета. Первые живые организмы появились в условиях теплого и влажного климата (в при
экваториальной широте), поскольку колебания температуры губительны для зарождающейся
жизни.
Длительное время жизнь ╚размещалась╩ в географической оболочке пятнами, ╚пленка
жизни╩ была очень прерывистой. Со временем масса живого вещества быстро
увеличивалась, формы жизни становились сложнее и разнообразнее, области ее
распространения расширялись, усложнялись взаимосвязи с другими компонентами
географической оболочки.
Широкому и быстрому распространению жизни
приспособляемость к среде и возможности размножения.
на
Земле
способствовали
ЗАРЕГИСТРИРУЙТЕСЬ - ЭТО БЕСПЛАТНО

Похожие документы