ПОХОДЖЕННЯ ТА ЕВОЛЮЦІЯ ЗЕМЛІ

Людина пізнає сам себе тільки в тій мірі, в якій він пізнає світ.

І. Гете

Час існування Землі ділиться на два істотно різних періоди: рання історія і геологічна історія.

I. Рання історія Землі поділяється на три фази еволюції: фазу народження, фазу розплавлення зовнішньої сфери і фазу первинної кори ( «місячну фазу»). Охарактеризуємо їх коротко.

Фаза народження тривала 100 млн років. При цьому на зростаючу Землю падало велика кількість великих тел. Разом з великим тілами на Землю падали і найбільші об'єкти - планетезимали, зародки «невдалих» планет. Їх поперечники вимірювалися багатьма кілометрами і навіть десятками кілометрів. У фазу народження Земля придбав приблизно 95% сучасної маси.

Фаза розплавлення протікала 4,6-4,2 млрд років тому (тривалість 0,4 млрд років). Під час акреції Земля довго залишалася холодним космічним тілом, і тільки в кінці цієї фази, коли почалася гранично інтенсивне бомбардування її великими об'єктами, відбулося сильно розігрівання, а потім повне розплавлення речовини спочатку зовнішньої зон планети, потім і внутрішньої області.

Настала тривала фаза гравітаційної диференціації речовини: важкі хімічні елементи та їх сполуки опускалися вниз, легкі піднімалися вгору. Тому поступово в процесі диференціації речовини в центрі Землі зосереджувалися важкі хімічні елементи (залізо, нікель і ін.), З яких утворилося ядро, з більш легких з'єднань виникла мантія Землі. Кремній і інші хімічні елементи стали основою формування континентів, а самі легкі хімічні сполуки утворили океани і атмосферу Землі. У земно атмосфері спочатку було багато водню, гелію і таких водородосодержащих з'єднань, як метан, аміак, водяна пара. Згодом водень і гелій випарувалися.

Місячна фаза тривала 400 млн років (від 4,2 до 3,8 млрд років тому). При цьому охолодження розплавленого речовини зовнішній сфери Землі привело до утворення тонкої первинної кори базальтового складу. У цей ж час відбувалося формування гранітного шару материкової кори Континенти складені в основному гранітами і гнейсами, тобто гірськими породами, що містять 65-70% кремнезему - 5ю 2 і значне кількостей лугів - з'єднань калію і натрію. Тим часом ложе океанів стелить базальтами - породами, що містять 45-50% 5ю 2 і багатими магнієм і залізом. Таким чином, континенти виявляються побудованим менш щільним, більш легким матеріалом, ніж дно океанів. До того ж кора континентів набагато товщі (в середньому 35-40 км), ніж кора океано (5-7 км). Завдяки цьому континенти мінімум на 5-6 км возвишаютс над ложем океанів. На деякій глибині, де у верхній мантії знаходиться пластичний шар (так звана астеносфера), легкі, але товсті континентальні брили і важкі, але тонкі океанські плити должн врівноважувати один одного (закон ізостазії, рівноваги). Тому головним фактором формування рельєфу земної поверхні є взаємодія рухомих в горизонтальному напрямку літосферних плит У зонах розсовуючи плит, що проходять в океанах, відбувається освіту: серединно-океанських хребтів.

Через широкого поширення метеорних кратерів фаза існування ранньої кори називається «місячної фазою». У місячну фазу існування Земля поступово охолоджувалася від температури плавлення базальтів (1000-800 ° С) до 100 ° С. З подоланням температурного кордону +100 ° С пов'язано все подальше перетворення природного середовища та еволюції земної кори.

II. Геологічна історія - це принципово новий період розвитку Землі як планети в цілому, так і особливо її кори і природного середовища. Після охолодження земної поверхні до температури нижче 100 ° С на ній утворилася величезна маса рідкої води, яка представляв собою не просте скупчення нерухомих вод, а що знаходяться в активно глобальному круговороті. У структурному відношенні кругообіг распадалс на ланки: атмосферний (випаровування, перенесення вологи, опади), літосферних (поверхневі і підземні стоки), океанічне. В процесі круговорот відбувається поглинання сонячної енергії і розподіл її але земно поверхні.

Глобальна еволюція Землі розвивалася йод впливом космічних, ендогенних і екзогенних факторів. До ендогенної енергії відноситься гравітаційна енергія. Земля володіє найбільшою масою з планет земної групи і тому має найбільшу внутрішню енергію - радіогенную, гравітаційну та ін. В екзогенному факторі надзвичайну активність проявила вода, яка перебувала раніше у вигляді пари в атмосфері. Земля став тим космічним тілом, яке виявилося несприятливим для тривалого збереження ударних кратерів внаслідок високої активності діючих на ній екзогенних процесів руйнування.

За рахунок парникового ефекту температура поверхні підвищується на 38 °: замість 250 К (-23 ° С) стала 288 К (+15 ° С). Якби цього не сталося, то в природному середовищі рідкої води було б не 95% загальної кількості в гідросфері, а в багато разів менше. Потужність потоку сонячно радіації біля верхньої межі земної атмосфери (сонячна постійна) становить 1,95 кал / см 2 хв, що в річному обчисленні виражаетс в 1000 ккал / см 2 рік. У зв'язку ж з кулястої Землі, а отже, з урахуванням не освітленій Сонцем боку планети, а також ті просторів земної поверхні, де сонячні промені падають під гострі кутом, середня потужність потоку сонячної радіації виявляється дорівнює приблизно 250 ккал / см 2 рік. При альбедо (коефіцієнт відбиття світла) Землі 0,33-0,35 в земну атмосферу вступає енергетичний пото напруженістю лише 167 ккал / см 2 рік. Частина цієї енергії поглощаетс атмосферою, і лише 79 ккал / см 2 рік затримується земною поверхнею трансформується нею і працює, тобто збуджує і підтримує течени екзогенних процесів.

Поглинається земною поверхнею сонячна радіація в розмірі 79 ккал / см 2 рік використовується наступним чином: 66 ккал / см 2 рік іде на випаровування; 11 ккал см 2 рік - на турбулентний теплообмін тропосферного повітря; 1 ккал / см 2 рік - на біологічні процеси і хімічно перетворення мінералів кори вивітрювання. Потужність теплового потік з надр Землі на континентах становить 0,033 ккал / см 2 рік. Таким чином, земна поверхня використовує на природні процеси сонячної радіації в кількості 79 ккал / см 2 рік, тобто в 2182 рази більше, ніж тепловий потік Землі.

Тому глобальний процес формування географічної оболонки і її функціонування можливий тільки на основі сонячної радіа з урахуванням потенційної енергії сили тяжіння мас гірських порід. Сонць постачає Землю теплом, необхідним для підтримання її температур в потрібному діапазоні, що охоплює всього близько 100 °, що не нагріву її надмірно. Слід, однак, мати на увазі, що невелике изменени всього лише на кілька відсотків кількості тепла, одержуваного Землею від Сонця, призведе до сильних змін земного клімату. Земна атмосфера відіграє надзвичайно важливу роль у підтримці температур в допустимих межах. Вона діє як ковдру, не допускаючи слишко сильного підвищення температури вдень і надмірного зниження температури ночио.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >