История Земли

История Земли, так же как и Солнечной системы в целом, насчитывает примерно 4,5 миллиарда лет. Наша планета Земля прошла в своей эволюции длинный и сложный путь. В самом начале из-за очень высокой температуры, Земля прибывала в расплавленном состоянии. Именно этим объясняется тот факт, что вещества с высокой плотностью – железо, никель – находятся на глубине и ближе к центру планеты, в то время как более лёгкие элементы, например силикаты различных металлов (в дальнейшем они участвовали в процессе камнеобразования), остались на поверхности. Это называется “дифференциацией элементов”. Затем температура Земли понизилась, и планета постепенно стала твердеть. Но вместе с тем из-за благоприятных условий огромные площади Земли до сих пор покрыты водой. Температура ядра в настоящее время колеблется в районе 6200 °С, что связанно и с понижением радиоактивности некоторых элементов и уменьшением их числа.

Строение Земли

Ядро нашей планеты делится на две части. Внутреннее ядро – его радиус составляет 1330 км. Ядро состоит из твёрдых элементов. Второе – внешнее ядро – находится в жидком состоянии, его толщина равна примерно 2200 км. Далее расположена мантия, она имеет каменистый вид, протяжённость мантии составляет около 3000 км.
Мантия, в свою очередь состоит из двух частей – внутренней мантии с твёрдой структурой и внешней – более пластичной.

Внешнюю часть, протяжённостью до 100 км, называют литосферой. Верхний слой литосферы – земная кора – представляет собой каменистую структуру неравномерной толщины: примерно 10 км над дном океанов и около 50 км на континентах.
Литосфера состоит из огромных плит, размер их может равняться целому континенту. Плиты как бы плавают, этот процесс вызван конвективными потоками, вызывающими движение нижерасположенных расплавленных масс. Геологи называют этот процесс “движение тектонических плит”.

Магнитное поле

С определённой точки зрения, планета Земля функционирует как генератор постоянного тока.
Происхождение магнитного поля Земли связывают с взаимодействием между расплавленным жидким ядром, находящимся внутри планеты, и её вращательным движением вокруг собственной оси.

Оно распространяется в пространстве окружающем планету, и формирует “магнитосферу” – своего рода магнитную оболочку вокруг Земли.

Магнитосфера представляет собой препятствие на пути частичек сверхзвукового ионизированного газа, испускаемого Солнцем, - так называемого солнечного ветра. Именно эти частички в зонах, окружающих Северный и Южный полюса Земли, вызывают одно из красивейших явлений в природе – полярные сияния.

Проанализировав структуру древнейших каменистых образований, поднятых со дна океанов, учёные сделали вывод, что происходит инверсия между Северным и Южным полюсами через равномерные промежутки времени протяжённостью в 100 000 лет. Неясно, как именно происходит этот процесс, - быстро или постепенно в течении длительного времени.

Атмосфера Земли

В состав атмосферы, окружающей нашу планету, наряду с газами входили водород, аммониак, метан в смеси с двуокисью углекислого газа и водяного пара.

С течением времени большая часть компонентов первоначальной земной атмосферы ушла в пространство, и им на смену пришли газы из внутренней части планеты. Например, двуокись серы, углеродный ангидрид и более поздний по времени образования – водяной пар.

Атмосферу, окружающую Землю и силой гравитации удерживающуюся, также делят на слои.

Нижний слой атмосферы – тропосфера – простирается на 10 – 15 км вверх от Земли. Именно здесь возникают облака и все метеорологические феномены. Температура тропосферы низкая, опускаться до -40°с - -50°с. Над тропосферой на расстоянии 50 км от поверхности Земли расположен следующий слой – стратосфера. Для стратосферы характерно содержание озона.

В состав этого газа входит имеющая свои особенности молекула кислорода с тремя атомами. Озон предохраняет живые организмы на Земле, поглощая коротковолновую ультрафиолетовую радиацию, исходящую от Солнца. Именно под воздействием солнечной радиации в верхних слоях стратосферы температура поднимается до 15°С. За стратосферой следует ионосфера, её протяжённость составляет 500 км. Она подразделяется на мезосферу (от 50 до 85 км высоты) и термосферу (до 2000 км). Температура ионосферы понижается от нижнего слоя к верхнему, где составляет – 90°С.
Ионосфера способствует распространению радиоволн. Последний слой атмосферы, так называемая экзосфера, переходит в межпланетные пространства.

Жизнь на Земле

Поверхность Земли на 2/3 покрыта водой. И в воде, и на континентах, и в небольшой части атмосферы существуют самые разнообразные формы жизни.

Есть много гипотез о происхождении жизни на Земле, о доминирующеё роли воды, но окончательный ответ на многочисленные вопросы пока не найден. Согласно мнению многих учёных, а также на основе эксперимента, проведённого Мюллером, первоначально благоприятные условия для жизни на планете появились благодаря сильным электрическим бурям, которые вызывали химические реакции газов, присутствующих в атмосфере.

Продукты этих реакций с большой долей вероятности содержали элементарные органические молекулы, такие, как аминокислоты (входящие в состав протеинов). Они составляют основу жизни. Итак, вещества, образовавшиеся в результате химических реакций, осели в океанах, где реакции продолжились.

Более чем через миллиард лет начали развиваться первые простейшие структуры, способные к воспроизводству. Речь идёт о примитивных клетках.

Первые растительные клетки использовали углекислый ангидрид, благодаря которому могли синтезировать органические молекулы и питаться. Аналогичным образом и сегодня питаются растения. Этот процесс, в наши дни его называют фотосинтезом, имел огромное значение для эволюции жизни на нашей планете. В результате в атмосфере начал накапливаться кислород, он же радикально изменил её состав.

Всё это создавало благоприятные условия для эволюции различных форм животной и аэробиозной форм жизни, им кислород был необходим. В последующие миллионы лет в результате эволюции на Земле образовалось поистине фантастическое разнообразие живых существ.