Исторический очерк развития гипотез образования Земли

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

"САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

РЕФЕРАТ

на тему: Исторический очерк развития гипотез образования Земли

Выполнила: Кузьмина Д.Д.

Самара 2021

Введение

Обычно появлению новых идей в науке предшествуют длительные периоды накопления фактических данных, большинство из которых не укладывается в рамки старых концепций о физической сущности тех или иных природных явлений и процессов. Однако процесс восприятия и особенно внедрения в практику новых научных теорий часто оказывается очень длительным. Это связано с тем, что революционные идеи в науке, как правило, затрагивают давно устоявшиеся и ставшие привычными представления. Но даже тогда, когда новые теории в основе своей уже разработаны, они далеко не сразу завоевывают признание в научном мире. Новую теорию еще необходимо доказывать, а для этого требуется много времени, затрачиваемого на постановку контрольных экспериментов и всестороннее сопоставление теории с практикой, хотя не меньшее время уходит и на простое переучивание и переубеждение членов научного сообщества, что тормозит признание новых идей и теорий.

В геологии с немалым трудом происходило утверждение новых идей. Однако развитие науки, а в особенности астрономии, всё же подтолкнуло людей к поиску научного объяснения возникновения Земли.

1. Гипотеза Ж. Бюффона

Одним из первых ученых, предложившим свою теорию образования нашей планеты, стал Жорж Бюффон. В 1749 г. он опубликовал труд «Естественная история», в котором и описал свою идею. Согласно ей, наша Земля была образована в результате катастрофы. В древности произошло столкновение гигантской кометы с Солнцем, благодаря чему произошёл выброс солнечного вещества. Это вещество, разбившись на части, образовало планеты солнечной системы и их спутники.

Бюффон полагал, что изначально Солнце не вращалось вокруг своей оси, но удар кометы, пришедшийся по касательной, раскрутил его, а также придал вращение и тому веществу, из которого возникли планеты. Ученый полагал, что наша звезда является твердым небесным объектом, но это не так. Также Бюффон переоценивал размеры комет. Они слишком малы, чтобы суметь значительно повлиять на звезды.

2. Теория Канта

Солнце и все планеты были образованы из холодного пылевого облака. Еще одна попытка объяснить возникновение Земли была предпринята Эммануилом Кантом в 1755 г. Он предположил, что ранее Вселенная была наполнена множеством пылевых частиц, отличавшихся своими размерами и массой. Из-за действия гравитационных сил они стали притягиваться друг к другу, образуя Солнце, а также пылевое облако вокруг него. Постоянные столкновения между частицами привели к вращению звезды и облака, из которого в дальнейшем образовались планеты. При этом планеты изначально были холодными, а не остывали в процессе своего появления.

3. Гипотеза Лапласа

земля планета научный кант

Пьер Симон Лаплас пересмотрел теории Канта. Он полагал, что существовала так называемая первичная туманность, которая была сильно разогрета, но при этом вращалась. На каждую частицы туманности действовало две противоположные силы - притягивающая к центру сила тяжести и центробежная сила, связанная с вращением туманности. В результате часть вещества туманности образовала Солнце, а другие части - планеты, включая Землю.

Также Лаплас предположил, что на вращение планет большое влияние оказывают силы приливов и отливов. Великий математик обосновал свою гипотезу рядом расчетов, однако всё же и она оказалась ошибочной, хотя и оставалась основной вплоть до начала XX века.

4. Теория Джинса

В 1919 году физик Джеймс Джинс высказал мнение, что Солнечная система сформировалась из-за прохождения рядом с нашим светилом другой массивной звезды. Ее сила тяжести оторвала от нашего светила часть вещества, которое со временем превратилось в планеты. Однако более точные расчеты показали ошибочность этой теории. Оторванное вещество должно было либо снова упасть на Солнце, либо навсегда покинуть ее орбиту и улететь вслед за пролетавшей мимо звездой.

5. Гипотеза Шмидта

В 1944 г. советский ученый Отто Шмидт предположил, что Земля и другие планеты Солнечной системы возникли после того, как рядом с нашей звездой пролетело метеоритное облако. Солнце захватило его своей силой притяжения, после чего одна часть материала облака упала на поверхность светила, а другая часть образовала планеты. Недостаток этой теории заключается в том, что вероятность образования планет вокруг звезд оказывается слишком низкой. В последнее же время было обнаружено огромное количество экзопланет, то есть планет за пределами Солнечной системы. Поэтому процесс формирования планет должен объясняться более вероятным событием.

6. Современные представления о возникновении солнечной системы и об образовании Земли

Предполагается, что раньше на месте нашей планетной системы существовала огромная звезда Коатликуэ, имевшая массу в 30 раз больше современной солнечной массы. Коатликуэ взорвалась и образовала огромное молекулярное облако. Примерно 4,6 млрд лет назад из него стало формироваться Солнце. Начало этого процесса вызвало явление гравитационного коллапса - быстрого сжатия вещества вследствие действия его собственной силы тяжести.

Дело в том, что произошло уплотнение вещества в одной из частей облака. Причиной этого уплотнения мог стать пролет крупного небесного тела, ударная волна от взрыва звезды или просто случайные колебания частиц облака. В любом случае возникшее уплотнение стало притягивать к себе всё больше и больше других частиц. Возник эффект, который в науке называют «положительной обратной связью»: рост массы вещества в районе уплотнения увеличивал силу его тяжести, что в свою очередь увеличивало приток нового вещества и приводило к росту массы материи в центре.

Из-за сжатия облако, имевшее небольшое начальное вращение, увеличивало свою угловую скорость. Таким образом работал закон сохранения углового момента. Одновременно с этим из-за увеличения плотности материи в центре облака температура там начинала возрастать. В какой-то момент она достигла значений в миллионы градусов, что привело к запуску термоядерной реакции. Этот момент можно считать временем рождения Солнца.

В оставшейся части облака уже возникли другие уплотнения, которые в будущем образовали протопланеты. На момент рождения Солнца их насчитывалось порядка 50-100 этих образований. Они продолжали сталкиваться друг с другом и соединяться, но иногда столкновения приводили к образованию спутников. Считается, что Луна образовалась в результате столкновения протопланеты Тея и Земли примерно 4,533 млрд лет назад. Удар прошел по касательной, а потому наша планета стала вращаться вокруг своей оси.

В начале XXI века среди ученых возобладало мнение, что планеты не сразу заняли положение на своих современных орбитах. 4,5 млрд лет назад они находились значительно ближе к Солнцу, чем сейчас. Теоретически в районе пояса астероидов могла образоваться ещё одна планета, однако этого не произошло из-за формирования Юпитера. Этот гигант обладает огромной массой, поэтому он стал выкидывать тела из пояса астероидов. Некоторые из астероидов попали во внутреннюю Солнечную систему и бомбардировали уже сформировавшиеся там планеты.

За счет этих бомбардировок на Земле появилась вода. Дело в том, что ее молекулы слишком легкие, и поэтому они не могли появиться на нашей планете на начальной стадии ее формирования. Однако при падении на нее астероидов из отдаленных и более холодных районов Солнечной системы молекулы воды вероятнее всего и транспортировались.

В начальный период своего возникновения Земля была сильно разогрета. Однако после прекращения эпохи бомбардировок начался процесс ее остывания. Изначально поверхность планеты была жидкой, и более легкие элементы всплывали в верхние слои, а более твердые опускались глубже. Со временем из-за остывания Земли образовалась твердая земная кора, однако под ней до сих пор находится жидкая мантия. Опустившиеся вглубь металлы образовали металлическое ядро, которое сегодня создает магнитное поле планеты. Этот процесс занял 10 миллионов лет. Атмосфера Земли образовалась в результате высокой вулканической активности. Газы вырывались из недр земли наружу, однако из-за силы тяжести планеты не могли покинуть ее.

Заключение

На протяжении 3 веков люди изучали законы природы, вели наблюдения и анализировали данные собственной научной деятельности и результаты работ, полученных предшествующими учёными. Эти искатели истины шаг за шагом поколение за поколением отметали всевозможные теории и гипотезы, чтобы будущие поколения пришли к полному осознанию космических и геологических процессов. На данный момент, общество действительно близко к состоянию почти полного понимания в вопросе происхождения нашей планеты и Солнечной системы, поэтому труды прошлых поколений не были произведены напрасно. Они создали фундамент для современной теории и воодушевили потомков развивать их идеи.

Список литературы

1. https://gretere.miigaik.ru/sites/default/files/materials/1_00_Soroxtin%20O.G.%20_Razvitie%20zemli.pdf

2. http://www.sai.msu.su/ng/solar/solar_hystorySS_buffon.html

3. https://interneturok.ru/lesson/geografy/5-klass/na-kakoy-zemle-my-zhivyom/kak-voznikla-zemlya

4. https://natworld.info/nauki-o-prirode/kak-pojavilas-solnechnaja-sistema-i-zemlja-istoricheskie-teorii-i-sovremennyj-vzgljad

Размещено на Allbest.ru