Световой день теперь длится 22 часа, температура вновь стала умеренной, а под водой можно обнаружить поразительное количество многоклеточных организмов. Появились десятки тысяч видов растений и животных, в том числе водоросли, трилобиты, губки, земляные черви и аномалокарисы — предки современных насекомых. Появились и пицеи, опора инсайдеров.
История Земли кратко от возникновения до наших дней
От огненного шара до ледяного шара Земля прошла долгий путь. Земля — одна из каменистых планет нашей Солнечной системы. Солнечная система сейчас находится в самом разгаре своей истории, а история Земли может продлиться еще 4,5 миллиарда лет. И, скорее всего, он закончится для всех живых организмов, которые его населяют. История Земли, с другой стороны, коротка, очень коротка.
По сравнению с длительным сроком жизни Земли, согласно классической теории, срок жизни человека составляет всего несколько десятых долей секунды. История Земли начинается с жестокого, удушающего и токсичного прошлого, несовместимого с жизнью. Этот аспект нашей планеты, несомненно, был бы очень недобрым к нам и адским, как Венера сегодня.
В течение сотен миллионов лет Земля постепенно приобретала характеристики пригодного для жизни рая. До сих пор не было найдено ни одной планеты с характеристиками, подобными Земле.
История Земли — это история, полная катастрофических событий, но также и периодов идеального, непрерывного спокойствия, смены континентов, океанов, извержений вулканов, полных опасности, и неумолимой борьбы жизни за адаптацию и выживание.
Что ждет планету в будущем? Это уже другая история. А пока давайте посмотрим на увлекательное прошлое Земли.
5000 миллионов лет назад: рождение Солнечной системы
Если бы мы могли вернуться на пять миллиардов лет назад, нам не на что было бы опереться. Вместо этого мы будем думать о кольце пыли вокруг нашей новорожденной звезды. Мы являемся свидетелями рождения нашей Солнечной системы.
Через несколько сотен миллионов лет гравитация превратила пыль в камни, а камни — в протопланеты.
Например, не так давно в Африке были найдены останки очень древних гоминид, которые жили как раз в то время, когда произошло разделение линий, ведущих к шимпанзе и человеку. И что? Результаты показали, что эти гоминиды, возможно, уже были двуногими до того, как их потомки спустились с деревьев.
Взрыв вселенского масштаба
Ранние теории происхождения Вселенной
Ученые выдвигали различные гипотезы для объяснения сотворения Земли: в 18 веке французы предложили, что оно было вызвано ударом кометы космического масштаба, столкнувшейся с Солнцем. Британцы считали, что пролетающий мимо астероид отрезал часть Солнца, из которой вышло несколько тел.
Немцы пошли дальше в своих рассуждениях. Они считали, что прототипом для образования планет в нашей Солнечной системе послужило облако холодной пыли невероятных размеров. Позже было обнаружено, что пыль была лампой накаливания. Ясно одно: формирование Земли неразрывно связано с формированием всех планет и звезд, составляющих Солнечную систему.
Большой взрыв
Сегодня астрономы и физики признают, что Вселенная образовалась после Большого взрыва. Миллиарды лет назад в космосе взорвался огромный огненный шар. В результате произошло извержение материи с огромной энергией. Последняя сила не позволяла элементам образовывать атомы и заставляла их отталкиваться друг от друга. Этому также способствовали высокие температуры (около 1 млрд °C). Однако примерно через миллион лет Вселенная остыла примерно до 4000 °C. Отсюда легкие газообразные атомы (водород и гелий) начали притягиваться и формироваться.
В итоге образовались звездные скопления, называемые туманностями. Это были прообразы будущих небесных тел. Постепенно частицы в них вращались быстрее, температура и энергия увеличивались, и туманность сжималась. В критических точках происходили термоядерные реакции и создавались ядра. И родилось яркое солнце.
Немцы пошли дальше в своих рассуждениях. Они считали, что прототипом для образования планет в нашей Солнечной системе послужило облако холодной пыли невероятных размеров. Позже было обнаружено, что пыль была лампой накаливания. Ясно одно: формирование Земли неразрывно связано с формированием всех планет и звезд, составляющих Солнечную систему.
Алмазный рубеж
В архейский период между 3,9 и 2,7 миллиардами лет назад охлаждение мантии и ядра привело к рождению внутреннего ядра Земли и заметному увеличению силы магнитного поля в 1,5-2 раза. Отражением охлаждения верхней оболочки является массовое производство алмазов. 90% древних алмазов, добытых кимберлитом, появились между 3,2 и 2,9 миллиардами лет назад. В первую очередь это связано с утолщением литосферы, что приводит к увеличению давления, создаваемого внутри твердого тела весом породы. К середине архейского периода толщина литосферы (коры и твердой мантии) превысила 100 км. До этого толщина литосферы составляла менее 50 км. Современная океаническая литосфера имеет примерно такую же толщину. Затем мантия была заметно окислена, и были обнаружены карбонатитовые и богатые CO растворы.2. . реагирует с метаном, выделяя углерод, из которого образуются алмазы. Таким образом, «алмазная граница» является важным индикатором изменений в тепловом режиме и окислении мантии.
Глубокие магматические океаны.
Существует две основные модели, описывающие различные сценарии формирования Земли и металлического ядра: первая модель предполагает, что метеориты и микропланеты, упавшие на Землю, разрушились и были однородно распределены в коре. Затем железо и сопутствующие элементы были выделены из коры и мантийного материала под действием высоких температур и давления и опущены в ядро. Согласно другой теории, уже сформированное ядро эмбриона планеты, столкнувшейся с Землей, было интегрировано с земным ядром, а его силикатная часть — с корой. Данные о содержании никеля и кобальта в коре подтверждают модель однородной аккреции. Такие соотношения могут быть получены только в том случае, если разделение материала на сидерофилы, связанные с железом, и литофилы, связанные с материалами земной коры, происходит при достаточно высоком давлении, которое может существовать только в уже полностью сформированной Земле на глубине 700 км. Эти факты привели к формированию модели ранней Земли, названной «моделью глубокого магматического океана». Глубокие слои расплавленных пород образуются в результате ударного нагрева и, на ранних стадиях, в результате распада короткоживущих радионуклидов. Входящие микропланеты и ядра планет распадаются на составные элементы, а их металлические компоненты проникают сквозь расплавленный силикат и непрерывно взаимодействуют до глубины, на которой силикат находится в твердом состоянии. Металлы накапливаются на этой глубине, пока их количество не станет достаточным для проникновения в твердый силикатный слой. Затем металл быстро просачивается в ядро в виде гигантской капли диаметром около 100 км (Wood, 2011).
В целом, от 20% до 50% континентальной коры было сформировано в конце архейского периода.
От «тектоники малых плит» к «тектонике плюмов» и суперконтинентам
Кайнозойско-протерозойская граница, проходящая через 2,6-2,7 миллиарда лет после нашего времени, соответствует одной из главных высот формирования гранитов и щелочных пород, составляющих земную кору. Возможно, первые суперконтиненты образовались в то же время, но геологических и палеомагнитных данных недостаточно, чтобы определить их очертания и факты их существования. До этого режим мантийной конвекции был близок к турбулентному, и доминировала «тектоника малых плит». Некоторые исследователи предполагают, что через Аль-Каиду мантийный конвективный режим был двухуровневым, тогда как по другим оценкам он мог быть скорее хаотичным (турбулентным), но охватывал всю мантию.
В любом случае, конвективный режим мантии изменился на рубеже 2,6-2,7 млрд лет, что привело к серьезным последствиям, описанным выше.
Изменение конвективного режима привело к возникновению суперплюма (поднятия в мантии) и началу «плюмовой тектоники». Это соответствует первому максимальному возрасту мантийных пород. Предположительно, двухслойный режим конвекции в верхней и нижней мантии, если он существовал до этого рубежа, был нарушен, и крупные капли расплавленной коры из восходящего суперплюма и зон субдукции погрузились в ядро. Геохимические данные показывают, что магматические бассейны в нижней и верхней мантии были переотложены между 2 млрд и 1,8 млрд лет назад.
Во время палеопротерозоя, между 2,6 и 1,8 миллиардами лет назад, сформировалась большая часть континентальной коры. В конце этого периода, между 1,9 и 1,7 млрд лет назад, произошло крупнейшее столкновение тектонических плит, второе по величине образование гранитов. В это время сформировался суперконтинент, известный как «Карелия» или «Колумбия».
Следующий период, между 1,7 и 1,7 млрд. лет назад, характеризовался низкой внутренней активностью на Земле. В это время произошла перестройка мантийных потоков, режим мантийной конвекции изменился от общей мантии к двухслойной мантии, а активность плюмов также снизилась. В то же время третий суперконтинент, Родиния (от русского слова «родить»), собрался и распался.
Пангея знаменует собой конец палеозоя и начало мезозоя. Фрагмент Пангеи был бы наброском нынешнего континента.
Бактерии
Три миллиарда восемьсот миллионов лет назад Земля была полностью покрыта водой. Однако если присмотреться, то можно увидеть небольшие острова, которые представляют собой вулканы, извергающие лаву через океан. Эта лава со временем остывает и образует вулканические острова. Затем они объединятся и образуют первый континент. Однако атмосфера по-прежнему токсична, а жара невыносима, поэтому вы не сможете насладиться отдыхом здесь.
Метеориты падают на Землю с момента ее рождения, но три миллиарда 800 миллионов лет назад был еще более интенсивный период. По всей видимости, эти метеориты каким-то образом нарушили свою траекторию и упали на Землю.
Метеорит уже нес в себе воду, но ученые считают, что он также содержал другие минералы, простые белки и аминокислоты. Теперь, когда ураганы прекратились и Земля остыла, это время, вероятно, пришло.
Преобладающая теория гласит, что жизнь на Земле зародилась вблизи подводных горячих источников. На глубине, куда проникает мало солнечного света, а температура опускается ниже нуля градусов по Цельсию, из подводных труб вырывается голубой дым. На самом деле это не дым, а горячая жидкость. Морская вода на дне океана способна проникать глубже, вбирая газы и минералы через трещины в земной коре. Вся эта нагретая смесь стекает обратно в море. Там его ждет «бульон» из минералов и химических веществ, оставленных метеоритами.
По мнению многих исследователей, жизнь зародилась благодаря этой биохимии. Эти вещества каким-то образом объединились и дали начало самой древней форме жизни на Земле — одноклеточным бактериям. Однако считается, что жизнь на нашей планете возникала бесчисленное количество раз, прежде чем она приняла привычную для нас форму. Появилась жизнь. И что? Прошли миллионы лет, и ничего драматического не произошло.
Строматолиты
3,05 миллиарда лет назад. Если вы осмотритесь в мелком море, то увидите в воде нечто, похожее на камень. На самом деле это группа цианобактерий, группа живых бактерий. Остатки этого мата называются строматолитами. В процессе фотосинтеза солнечный свет и вода преобразуются в простые сахара, называемые глюкозой, необходимые для питания. Во время этого преобразования выделяется побочный продукт — кислород. На протяжении миллионов лет этот незначительный «камень» творил чудеса, наполняя океаны и атмосферу кислородом. Если бы не она, жизнь на Земле, включая нас с вами, вряд ли бы существовала.
В результате плиты укрепляются и эволюционируют, и Земля снова разрывается на части: 190 миллионов лет назад распадается континент Пангея. Затем, 180 миллионов лет назад, мир приобретает привычные очертания, и образуется Атлантический океан.
Теория Фесенкова
Советский астроном Фесенков также имел свои взгляды на формирование планеты. Он считал, что при формировании звезд они постепенно начинают остывать, а быстрое вращение звезды высвобождает облако газа, которое станет основой для будущих планет.
Это происходит потому, что звезда вращается с большой скоростью, высвобождая материал, который конденсируется в облако газа и пыли вокруг нее, образуя новое небесное тело.
Теория Мультона и Чемберлина
Астрономы и геологи выдвинули очень удивительную теорию. Они считали, что первоначально вокруг полностью сформировавшегося Солнца вообще не было планет. Они возникли после сближения других звезд, гравитационное притяжение которых вызвало всплеск газа и других материалов. Затем Солнце гравитационно подтянуло их к себе и оставило на орбите. Затем газы сконденсировались, объединились и начали формировать планеты.
Теория Моултона и Чемберлина
