Образование Солнечной системы

ДРЕВНЕЙШАЯ ИСТОРИЯ ЗЕМЛИ

ГЛАВА 4. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЗЕМЛИ И ДОАРХЕЙСКАЯ ИСТОРИЯ

Земля является одной из 9 планет Солнечной системы, причем относительно небольшой. Для того чтобы представить себе эволю­цию Земли как планеты, понять ее геологическую историю, необ­ходимо рассмотреть ее место в Солнечной системе и обсудить существующие концепции формирования последней, которые со­держат в себе, пожалуй, больше вопросов, чем исчерпывающих ответов, несмотря на все усилия, предпринятые в этом направле­нии большой группой исследователей различных специальностей,

В настоящее время установлено, что Вселенная, в которой рас­положена наша Солнечная система, сформировалась между 10 и 18 млрд лет назад, т. е. Вселенная в два раза старше Солнеч­ной системы. Причиной ее образования мог быть гигантский взрыв вещества, породивший облачные скопления водорода и гелия. В результате сжатия этих скоплений, вызвавшего разогрев внутрен­них зон «облаков» до температуры в миллионы градусов, обра­зовались звезды. Слияние ядер водорода вызвало термоядерный процесс, инициировавший в свою очередь формирование гелия, уг­лерода, кислорода и других элементов. Эволюция звезд на протя­жении почти 18 млрд лет шла по пути распада и образования но­вых звезд. Однако рассуждения о возникновении последних пока не выходят за рамки гипотез. В этом ряду стоит и событие, слу­чившееся 4,6 млрд лет назад, приведшее к образованию Солнеч­ной системы в Галактике Млечного Пути — одной из множества галактик Вселенной, удаленных друг от друга на десятки мил­лиардов световых лет.

Солнечная система располагается примерно в 3/5 расстояния от центра Галактики Млечного Пути, скрытого от наблюдений скоплением межзвездной пыли. Именно поэтому мы видим край Галактики в виде полосы звезд, огромное количество которых впервые предположил Галилей еще в 1610 г.

Рождение Солнечной системы могло развиваться по следующе­му сценарию, наиболее проработанному в настоящее время. Он предполагает воздействие какой-то силы на протопланетное об­
лако межзвездного вещества с массой около 100 000 солнечных масс. Плотность газово-пылевой туманности составляла от 10 000 до 1 млн молекул на 1 см³. Температура не превышала 20—100 К (Тейлор, Мак-Леннан, 1988). Иными словами, туманность была холодной. Полагают, что состав вещества, слагавшего облако, был очень близок к составу метеоритов — углистых хондритов (С1), но присутствие в метеоритах минералов с разной темпера­турой плавления говорит о том, что вещество облака имело, по- видимому, сложную историю. Во время взрыва сверхновой звезды под действием ударной волны межзвездное вещество начало сжи­маться. Либо в этом межзвездном веществе уже существовали различные химические элементы и их изотопы, образовавшиеся при формировании звезд задолго до взрыва, либо в самой взор­вавшейся звезде за счет ядерных реакций происходил синтез всех известных химических элементов. В результате воздействия ударной волны протопланетное вещество стало сжиматься, упло­щаться и превратилось в линзовидный диск, в центре которого об­разовалась новая звезда.

Вследствие сжатия температура стала быстро увеличиваться, достигнув за несколько миллионов лет 10—15 млн градусов. При замедлении скорости вращения линза превратилась в тонкий диск, он и далее уплощался, частицы вещества сближались и сли­палась, образуя планетезимали — зародыши планет, а централь­ная звезда превратилась в Солнце, в¹ котором шли термоядерные реакции. Это событие произошло около 4,6 млрд лет назад, хотя возможный интервал составляет от 4 до 6 млрд лет. Этот возраст ныне подтвержден определением возраста зерен цирконов в ме­теоритах.

Таким образом, изложенный выше сценарий допускает воз­никновение планет из межзвездной пыли, находившейся в гигант­ских кольцах, окружавших Солнце. Так как кольца взаимно притягивались друг к другу, то планетезимали объединялись в сгустки, которые в конце концов испытали слипание, превратив­шись в планеты. Подобный процесс формирования Солнечной системы поддерживается большинством астрономов и астрофизи­ков, несмотря на отдельные расхождения в трактовке тех или иных событий.

Солнце представляет собой обычную звезду, которая содержит 99,8% общей массы Солнечной системы, диаметром около 40 астр. ед. Неудивительно, что 0,2% ее массы, представленной пла­нетами, испытывает притяжение Солнцем. Имея внутри темпера­туру порядка 10 млн градусов, а на поверхности около +5600°С, Солнце создает возможность существования жизни на Земле, и для нас оно, конечно, является исключительной звездой. Термо­ядерного горючего—водорода у Солнца хватит еще на 5 млрд лет. Солнце начнет в будущем сжиматься, особенно его внутреннее гелиевое ядро, тогда как внешние слои станут расширяться, и оно превратится сначала в «красного гиганта», а затем — в «белого карлика», пройдя обычный путь эволюции звезд.

6*