Возникновение солнечной системыРефераты >> Астрономия >> Возникновение солнечной системы
На протяжении многих веков вопрос о происхождении Земли оставался монопо-
лией философов, так как фактический материал в этой области почти полностью
отсутствовал. Первые научные гипотезы относительно происхождения Земли
и солнечной системы, основанные на астрономических наблюдениях, были выдви-
нуты только лишь в xviii веке. С тех пор не переставали появляться все новые
и новые теории, соответственно росту наших космогонических представлений.
Первой в этом ряду была знаменитая теория, сформулированная в 1755 году
немецким философом Иммануилом Кантом. Кант считал, что солнечная система
возникла из некой первичной материи, до того свободно рассеянной в космосе.
Частицы этой материи перемещались в различных направлениях и, сталкиваясь
друг с другом, теряли скорость. Наиболее тяжелые и плотные из них под дей-
ствием силы притяжения соединялись друг с другом, образуя центральный сгус-
ток - Солнце, которое, в свою очередь, притягивало более удаленные, мелкие
и легкие частицы.
Таким образом возникло некоторое количество вращающихся тел, траектории
которых взаимно пересекались. Часть этих тел, первоначально двигавшихся
в противоположных направлениях, в конечном счете были втянуты в единый
поток и образовали кольца газообразной материи, расположенные приблизитель-
но в одной плоскости и вращающиеся вокруг Солнца в одном направлении, не
мешая друг другу. В отдельных кольцах образовывались более плотные ядра,
к которым постепенно притягивались более легкие частицы, формируя шаро-
видные скопления материи; так складывались планеты, которые продолжали
кружить вокруг Солнца в той же плоскости, что и первоначальные кольца газо-
образного вещества.
Небулярная теория Лапласа
В 1796 году французский математик и астроном Пьер-Симон Лаплас выдвинул
теорию, несколько отличную от предыдущей. Лаплас полагал, что Солнце
существовало первоначально в виде огромной раскаленной газообразной туман-
ности (небулы) с незначительной плотностью, но зато колоссальных размеров.
Эта туманность, согласно Лапласу, первоначально медленно вращалась в простран-
стве. Под влиянием сил гравитации туманность постепенно сжималась, причем
скорость ее вращения увеличивалась. Возрастающая в результате центробежная
сила придавала туманности уплощенную, а затем и линзовидную форму. В эквато-
риальной плоскости туманности соотношение между притяжением и центробеж-
ной силой изменялось в пользу этой последней, так что в конечном счете масса
вещества, скопившегося в экваториальной зоне туманности, отделилась от осталь-
ного тела и образовала кольцо. От продолжавшей вращаться туманности по-
следовательно отделялись все новые кольца, которые, конденсируясь в опреде-
ленных точках, постепенно превращались в планеты и другие тела солнечной
системы. В общей сложности от первоначальной туманности отделилось десять
колец, распавшихся на девять планет и пояс астероидов - мелких небесных тел.
Спутники отдельных планет сложились из вещества вторичных колец, оторвав-
шихся от раскаленной газообразной массы планет.
Вследствие продолжавшегося уплотнения материи температура новообразован-
ных тел была исключительно высокой. В то время и наша Земля, по П. Лапласу,
представляла собой раскаленный газообразный шар, светившийся подобно звез-
де. Постепенно, однако, этот шар остывал, его материя переходила в жидкое
состояние, а затем, по мере дальнейшего охлаждения, на его поверхности стала
образовываться твердая кора. Эта кора была окутана тяжелыми атмосферными
парами, из которых при остывании конденсировалась вода.
Эти две теории взаимно дополняли друг друга, поэтому в литературе они часто
упоминаются под общим названием как гипотеза Канта-Лалласа. Поскольку
наука не располагала в то время более приемлемыми объяснениями, у этой теории
было в XIX веке множество последователей.
Современные теории
Среди последующих космогонических теорий можно найти и теорию «катас-
троф», согласно которой наша Земля обязана своим образованием некоему
вмешательству извне, например, близкой встрече Солнца с какой-то блуждающей
звездой, вызвавшей извержение части солнечного вещества. В результате рас-
ширения раскаленная газообразная материя быстро остывала и уплотнялась,
образуя большое количество маленьких твердых частиц, скопления которых
были чем-то вроде зародышей планет.
В последние годы американскими и советскими учеными был видвинут ряд
новых гипотез. Если раньше считалось, что в эволюции Земли происходил не-
прерывный процесс отдачи тепла, то в новых теориях развитие Земли рассматри-
вается как результат многих разнородных, порой противоположных процессов.
Одновременно с понижением температуры и потерей энергии могли действовать
и другие факторы, вызывающие выделение больших количеств энергии и ком-
пенсирующие таким образом убыль тепла. Одно из этих современных
предположений его автор американский астроном Ф. Л. Уайпль (1948) назвал
«теорией пылевого облака». Однако по существу это ничто иное как видоизме-
неный вариант небулярной теории Канта-Лапласа.
Любопытно, что на новом уровне, вооруженные более совершенной
техникой и более глубокими познаниями о химическом составе солнечной системы,
астрономы вернулись к мысли о том, что Солнце и планеты возникли из об-
ширной, нехолодной туманности, состоящей из газа и пыли. Мощные телескопы
обнаружили в межзвездном пространстве многочисленные газовые и пылевые
«облака», из которых некоторые действительно конденсируются в новые звезды.
В связи с этим первоначальная теория Канта-Лапласа была переработана с при-
влечением новейших данных; она может сослужить еще хорошую службу в деле
объяснения процесса возникновения солнечной системы.
Каждая из этих космогонических теорий внесла свой вклад в дело выяснения
сложного комплекса проблем, связанных с происхождением Земли. Все они
рассматривают возникновение Земли и солнечной системы как закономерный
результат развития звезд и вселенной в целом. Земля появилась одновременно
с другими планетами, которые, как и она, вращаются вокруг Солнца и являются
важнейшими элементами солнечной системы.
Земля: атмосфера и гидросфера
После своего возникновения приблизительно 4600 млн. лет тому назад наша
Земля, по всей вероятности, уже не меняла своей формы. Ее химический состав
также остался первоначальным, однако распределение отдельных химических
элементов существенно изменилось. Поверхность Земли первоначально была
пустынной и не носила следов эрозии.
Первичная атмосфера Земли, возникшая из межзвездного газа, состояла
преимущественно из водорода и гелия. Однако гравитация Земли не могла
удержать легкие газы и значительная часть их ускользала в межпланетное