Зміст
Введення
1.Походження Сонячної системи
1.1Гіпотеза Канта-Лапласа
1.2Гіпотеза Джинса-Вулфсона
1.3Гіпотеза Шмідта-Літтлтона
2.Розвиток Землі
2.1Фази розвитку Землі
2.2Геологічна історія
2.3Еволюція атмосфери
2.4Еволюція біосфери
2.5Розвиток літосфери і рельєфу
3.Вплив сонячної активності на земні процеси
Висновок
Списоклітератури
Введення
Ось уже два століття проблемапоходження Сонячної системи хвилює видатних мислителів нашої планети.Цією проблемою займалася, починаючи від філософа Канта і математика Лапласа,плеяда астрономів і фізиків XIX і XX століть. Їй віддав дань наш чудовийспіввітчизник, людина різносторонньо талановита, Отто Юлійович Шмідт. І всеж ми ще дуже далекі від її вирішення. Які тільки таємниці не були вирвані уприроди за ці два століття! За останні три десятиліття істотнопрояснився питання про шляхи еволюції зірок. І хоча деталі дивного процесународження зірки з газово-пилової туманності ще далеко не ясні, ми теперчітко уявляємо, що з нею відбувається протягом мільярдів роківподальшої еволюції. На жаль, питання про походження і еволюцію планетної системи,навколишнього наше Сонце, далеко не так ясне.
На перший погляд здається дивним інавіть парадоксальним, що астрономи змогли дізнатися про космічні об'єкти, вельмивіддалених і спостережуваних з великими труднощами, набагато більше, ніж про планетиі Сонце, які (за астрономічними масштабами, зрозуміло) знаходяться у насВ«Під бокомВ». Однак у цьому немає нічого дивного. Справа в тому, що астрономиспостерігають величезна кількість зірок, що знаходяться на різних стадіях еволюції.Вивчаючи зірки в скупченнях, вони можуть чисто емпірично встановити, як залежитьтемп еволюції зірок від початкових умов, наприклад маси. Якби не було цьогообширного емпіричного матеріалу (насамперед розглядалася нами вищедіаграми В«колір - світністьВ» для великого числа скупчень), питання про еволюціюзірок був би предметом більш менш безплідних спекуляцій, як це і булоприблизно до 1950 р.
1.Походження Сонячної системи
1.1 Гіпотеза Канта-Лапласа
Переходячи до викладу різнихкосмогонічних гіпотез, що змінювали одна іншу протягом останніх двохсторіч, ми почнемо з гіпотези, вперше висловленої великим німецьким філософомКантом і через декілька десятиріч незалежно запропонованою чудовимфранцузьким математиком Лапласом. З подальшого буде видно, що істотніпередумови цієї класичної гіпотези витримали випробування часом, і зараз всамих В«модерністськихВ» космогонічних гіпотезах ми легко можемо знайти основніідеї гіпотези Канта - Лапласа.
Точки зору Канта і Лапласа у рядіважливих питань різко відрізнялися. Кант, наприклад, виходив з еволюційногорозвитку холодної пилової туманності, в ході якого спершу виниклоцентральне масивне тіло - майбутнє Сонце, а потім вже планети, в той часяк Лаплас вважав первісну туманність газової і дуже гарячіше,знаходиться в стані швидкого обертання. Стискаючись під дією силивсесвітнього тяжіння, туманність, унаслідок закону збереження моменту кількостіруху, бувала все швидше і швидше. Через великі відцентрові сили,виникають при швидкому обертанні в екваторіальному поясі, від ньогопослідовно відділялися кільця. Надалі ці кільця конденсувалися,утворюючи планети.
Таким чином, відповідно до гіпотезиЛапласа, планети утворилися раніше Сонця. Однак, незважаючи на таке різкевідмінність між двома гіпотезами, загальною їх найважливішою особливістю єуявлення, що Сонячна система виникла в результаті закономірногорозвитку туманності. Тому й прийнято називати цю концепцію "гіпотезою Канта- Лапласа ". Вже в середині XIX століття стало ясно, що ця гіпотезастикається з фундаментальною трудністю. Справа в тому, що наша планетна система,складається з дев'яти планет вельми різних розмірів і маси, володіє однієючудовою особливістю. Мова йде про незвичайний розподіл моментукількості руху Сонячної системи між центральним тілом - Сонцем іпланетами.
Момент кількості руху є одназ найважливіших характеристик всякої ізольованої від зовнішнього світу механічноїсистеми. Саме як таку систему ми можемо розглядати Сонце і оточуючуйого сім'ю планет. Момент кількості руху може бути визначений як "запасобертання "системи. Це обертання складається з орбітального руху планет іобертання навколо своїх осей Сонця і планет.
Математично "орбітальний" моменткількості руху планети щодо центру мас системи (вельми близькогодо центра Сонця) визначається як твір маси планети на її швидкість іна відстань до центру обертання, тобто Сонця. У разі обертовогосферичного тіла, яке ми вважатимемо твердим, момент кількості рухувідносно осі, що проходить через його центр, рівний 0,4 MvR, де М - маса тіла, v - його екваторіальна швидкість, R - радіус. Хоча сумарна маса всіхпланет становить лише 1/700 сонячної, враховуючи, з одного боку,великі відстані від Сонця до планет і з іншою - малу швидкість обертанняСонця, ми отримаємо шляхом простих обчислень, що 98% всього моменту Сонячноїсистеми пов'язане з орбітальним рухом планет і лише 2% - з обертанням Сонцянавколо осі. Момент кількості руху, пов'язаний з обертанням планет навколосвоїх осей, виявляється пренебрежимо малим через порівняно малих мас планеті їх радіусів.
Знайдемо, наприклад, момент кількостіруху Юпітера I. Маса Юпітерадорівнює M = 2х10 30 г (тобто 10 -3 маси Сонця), відстань від Юпітера до Сонця r = 7,8 х10 13 см (або 5,2 астрономічної одиниці), аорбітальна швидкість v =1,3 х10 6 см/с (близько 13км/с). Звідси I = Mvr = 190х10 48 .
В цих одиницях момент кількостіруху обертового Сонця дорівнює всього лише 6х10 48 . Всі планетиземної групи - Меркурій, Венера, Земля і Марс - мають сумарний момент в 380разів менший, ніж Юпітер. Левова частка моменту кількості руху Сонячноїсистеми зосереджена в орбітальному русі планет-гігантів Юпітера й Сатурна.
З погляду гіпотези Лапласа, цеабсолютно незрозуміло. У самому справі, в епоху, коли від первісної, швидкообертається туманності відокремлювалося кільце, шари туманності, з якихзгодом сконденсувалася Сонце, мали (на одиницю маси) приблизно такийже момент, як речовина що відокремилася кільця. Так як маса останнього булазначно менше маси основної частини туманності (В«протосолнцаВ»), то повниймомент кількості руху у кільця повинен бути набагато менше, ніж уВ«ПротосолнцаВ». У гіпотезі Лапласа відсутній який би то не було механізмпередачі моменту від В«протосолнцаВ» до кільця. Тому протягом всієї подальшоїеволюції момент кількості руху В«протосолнцаВ», а потім і Сонця повинен бутизначно більше, ніж у кілець і утворилися з них. Але цей висновокзнаходиться в разючому суперечності з фактичним розподілом моментукількості руху між Сонцем і планетами!
1.2 ГіпотезаДжинса-Вулфсона
Для гіпотези Лапласа ця трудністьвиявилася нездоланною. На зміну їй стали висуватися інші гіпотези. Ми небудемо їх тут навіть перераховувати - зараз вони представляють тільки історичнийінтерес. Зупинимося лише на гіпотезі Джинса, що одержала повсюднепоширення в першій третині поточного сторіччя. Ця гіпотеза в усіхвідносинах являє собою повну протилежність гіпотезі Канта -Лапласа. Якщо остання малює утворення планетних систем (у тому числі інашої Сонячної) як єдиний закономірний процес еволюції від простого доскладного, то в гіпотезі Джинса утворення таких систем є справа випадку іпредставляє рідкісне, виняткове явище.
Згідно гіпотезі Джінса, початковаматерія, з якої в подальшому утворилися планети, була викинута з Сонця(Яке до того часу було вже достатньо "старим" і схожим на нинішнє) привипадковому проходженні поблизу нього деякою зірки. Це проходження булонастільки близьким, що практично його можна розглядати як зіткнення.При такому дуже близькому проходженні завдяки приливні силам, що діяли збоку налетіла на Сонце зір...
