Сколько лет земле с начала обледенения. Ослабление магнитного поля земли
Как появилась Земля?
Так приятно осознавать, что планета Земля оказалась наиболее пригодной для различных форм жизни. Здесь идеальные температурные условия, достаточно воздуха, кислорода и безопасного света. Трудно поверить, что когда-то ничего этого не было. Или почти ничего, кроме расплавленной космической массы неопределенной формы, плавающей в условиях невесомости. Но обо всем по порядку.
Взрыв вселенского масштаба
Ранние теории происхождения Вселенной
Ученые выдвигали разные гипотезы, объясняющие рождение Земли. В 18 веке французы утверждали, что причиной оказалась космическая катастрофа в результате столкновения Солнца с кометой. Англичане уверяли, что пролетающий мимо светила астероид отсек его часть, из которой в последствии появился целый ряд небесных тел.
Немецкие умы продвинулись дальше. Прототипом образования планет Солнечной системы они считали холодное пылевое облако невероятных размеров. Позже решили, что пыль была раскаленной. Ясно одно: образование Земли неразрывно связано с формированием всех планет и звезд, входящих в состав системы Солнца.
Большой Взрыв
Сегодня астрономы и физики единодушны во мнении, что Вселенная образовалась после Большого Взрыва . Миллиарды лет назад гигантский огненный шар разлетелся на куски в космическом пространстве. Это вызвало гигантский выброс материи, частички которой обладали колоссальной энергией.
Материалы по теме:
Эратосфен и окружность Земли
Именно мощность последней мешала элементам создать атомы, заставляя отталкиваться друг от друга. Этому способствовала и высокая температура (примерно в миллиард градусов). Но через миллион лет пространство остыло приблизительно до отметки 4000º. С этого момента началось притяжение и образование атомов легких газообразных веществ (водорода и гелия).
Со временем они сгруппировались в скопления, называемыми туманностями. Такими были прототипы будущих небесных тел. Постепенно частицы внутри вращались все быстрее, наращивая температуру и энергию, заставляя туманность сжиматься. Достигнув критической точки, в определенный момент запустилась термоядерная реакция, способствующая формированию ядра. Так родилось яркое Солнце.
Появление Земли – от газа к твердому телу
Молодое светило обладало мощными силами гравитации. Их влияние послужило причиной формирования на разных расстояниях других планет из скоплений космической пыли и газов, в том числе и Земли. Если сравнить состав разных небесных тел солнечной системы, станет заметно, что они не одинаковы.
Меркурий в основном состоит из металла, наиболее стойкому к воздействию солнечного свечения. Венера, Земля обладают скальной поверхностью. А Сатурн и Юпитер остаются газовыми великанами из-за наибольшей удаленности. Кстати, они защищают другие планеты от метеоритов, отталкивая их от своих орбит.
Материалы по теме:
Кислород в атмосфере
Формирование Земли
Формирование Земли началось по тому же принципу, который лежал в основе появления самого Солнца. Происходило это примерно 4,6 миллиарда лет назад. Тяжелые металлы (железо, никель) в результате гравитации и сжатия проникали в центр молодой планеты, образуя ядро. Высокая температура создавала все условия для череды ядерных реакций. Произошло разделение мантии и ядра.
Выделение тепла плавило и выбрасывало на поверхность легкий кремний. Он стал прототипом первой коры. По мере остывания планеты летучие газы прорывались наружу из недр. Это сопровождалось извержениями вулканов. Расплавленная лава формировала в последствии горные породы.
Газовые смеси удерживались на расстоянии вокруг Земли силой притяжения. Они составили атмосферу, поначалу без кислорода. Встречи с ледяными кометами, метеоритами привели к появлению океанов из конденсата паров и растопленного льда. Материки разъединялись, вновь соединялись, плавая в горячей мантии. Это повторялось многократно почти 4 миллиарда лет.
Путь к жизни
Формируясь, Земля усиливала способность притягивать космические частицы (камни, астероиды, метеориты, пыль). Падая на поверхность, они проникали постепенно в недра (действовали центробежные силы), полностью отдавая собственную энергию. Планета уплотнялась. Химические реакции послужили предпосылками образования первых форм жизни – одноклеточных.
История Земли запечатлена на ее камнях. В таких местах, как Большой Каньон, вода, разрушающая его стены, обнажает слои скал, из которых эти стены сформировались.
Поскольку старые слои лежат под новыми, геологи могут получить некоторое представление о том, как складывалась земная кора. Но знание того, что глубоко лежащие слои старше, ничего не говорит нам о том, каков их абсолютный возраст, то есть, сколько им лет.
Как раньше вычисляли возраст Земли?
Ученые 19 века пытались вычислить возраст Земли, основываясь на сроках формированиях горных пород в новейшее время. Но они могли только гадать. Согласно их результатам, возраст нашей планеты колеблется от 3 миллионов лет до 1,5 миллиарда лет. Разброс в 500 раз, такой результат нельзя, конечно, назвать точным. Естественно, требовался другой способ. Ученым хотелось найти такие часы, которые, будучи заведенными в момент творения, продолжали бы идти до нашего времени. Посмотрев на такие часы, можно было бы точно указать возраст Земли.
С помощью чего можно точно вычислить возраст Земли?
И оказалось, что такие часы существуют: в скалах, деревьях и в океанических глубинах. Эти естественные часы - радиоактивные элементы, которые с течением времени распадаются с образованием других элементов. Определение возраста скал или окаменелостей с помощью радиоактивных элементов получило название радиометрического датирования. В единицу времени распадается строго определенная часть радиоактивного материала. Эта доля не зависит от массы исходного радиоактивного вещества.
Материалы по теме:
Центр и мантия Земли
Радиоуглеродный метод
Возьмем для примера радиоуглеродный метод. В его основе лежит тот факт, что живые организмы поглощают из воздуха и воды как обычный углерод-12, так и его радиоактивный изотоп - углерод-14. Допускают, что соотношение двух этих изотопов в воде и воздухе остается постоянным.
Именно в таком соотношении изотопы углерода содержатся в живых организмах. Когда организм прекращает свое бренное существование, то по прошествии многих лет, количество обычного углерода в его останках остается таким же, каким оно было в момент смерти, а радиоактивный изотоп распадается (углерод- 14). Этот изотоп распадается наполовину в течение 5730 лет. Так что по измерению соотношения двух изотопов углерода в останках когда-то жившего организма ученые могут установить возраст этих останков.
Точно ответить на этот вопрос мы вряд ли когда-нибудь сможем. С давних пор человека интересовал вопрос: «Сколько лет Земле?». Ответы на этот вопрос дошли до нас в виде мифов, легенд, преданий. С научных позиций учёные стали искать ответ чуть более четырехсот лет назад, когда появилась и стала укрепляться гелиоцентрическая теория существования Солнечной системы. Чтобы узнать, сколько лет планете Земля, надо было сначала ответить на вопрос: «Как образовалась Солнечная система, одним из элементов которой считается наша планета Земля?». Она является третьей по счету планетой от Солнца. В настоящее время наиболее известными являются две гипотезы появления Солнца и планет, которые могут сказать нам, сколько лет Земле.
Первая, называемая небулярной гипотезой, утверждает, что до образования Солнечной системы в космосе существовало гигантских размеров раскалённое газовое облако, которое уменьшалось в размерах, выбрасывая огромные сгустки газа. Газовое облако, уменьшаясь в размерах, превратилось в Солнце, а громадные сгустки газа, концентрируясь, превращались в планеты, одной из которых стала наша Земля.
Другая теория, которая также пыталась прояснить вопрос о том, сколько лет Земле, носит название планетезимальной. По этой теории до появления Солнца и Земли в космосе существовали огромные скопления сравнительно небольших по размерам относительно твердых тел, которые учёные называют планетезималями, а Солнце было посредине этой массы. Когда вблизи этого скопления тел пролетала большая звезда, части этой массы оторвались под действием массивной звезды. Части эти, в свою очередь, стали притягивать к себе малые планетезимали. Это похоже на то, как зимой прилипает снег к большому снежному кому. Так по этой теории появились планеты, и наша Земля в их числе.
Какая из этих двух теорий более правильна, нам неизвестно, но независимо от этого, астрономы, отвечая на вопрос о том, сколько лет Земле, вычислили, что ей примерно пять с половиной миллиардов лет. Но в науке так принято, что, для того чтобы считать сведения истинными, необходимо подтверждение из других источников. Более точная информация была получена с помощью метода радиометрии. Согласно этим данным возраст Земли был установлен как 4,54 миллиарда лет ±1 %. В результате и развитии методов радиометрии выяснилось, что у некоторых образцов минералов на Земле возраст более одного миллиарда лет. В Австралии нашли кристаллы циркона, возраст которых был определен с помощью этого метода и он оказался равным приблизительно 4-м миллиардам 404 миллионам лет! Исходя из этих фактов, а также учитывая массу и светимость Солнца и других звёзд, учёные пришли к выводу о том, что возраст Солнечной системы и, соответственно, Земли не может быть намного больше возраста этих кристаллов.
В метеоритах встречаются конкреции с большим содержанием кальция и алюминия. Это наиболее древние из известных науке образцов, сформированных в солнечной системе. Их возраст учёные определяют как 4,567 миллиардов лет. Это и будет верхней границей что и поможет нам ответить на вопрос, сколько Земле лет.
Учёные предполагают, что примерно через десять миллионов лет после появления планеты Земля, у неё появился собственный спутник - Луна, которая стала обращаться вокруг Земли и при этом оказывать влияние на морей и океанов, скорость вращения нашей планеты. При этом стал постоянным наклон оси Земли.
За миллиарды лет существования значительно изменился, в том числе и по причине падения метеоритов, самые крупные из которых могли влиять на смену климата на планете, приводить к образованию озёр, островов и морей.
Не только земных образцов, но и метеоритного вещества. Они получены в первую очередь с помощью свинец-свинцового метода , разработанного Клэром Паттерсоном . Это число соответствует возрасту старейших земных и лунных образцов и почти не менялось с 1956 года.
После научной революции и развития методов радиоизотопной датировки оказалось, что многие образцы минералов имеют возраст более миллиарда лет. Старейшие из найденных на данный момент - мелкие кристаллы циркона из Джек Хилз в Западной Австралии - их возраст не менее 4404 миллионов лет . На основе сравнения массы и светимости Солнца и других звезд был сделан вывод, что Солнечная система не может быть намного старше этих кристаллов. Конкреции , богатые кальцием и алюминием , встречающиеся в метеоритах - самые старые известные образцы, которые сформировались в пределах Солнечной системы: их возраст равен 4567 миллионов лет , что даёт возможность установить возраст Солнечной системы и верхнюю границу возраста Земли. Существует гипотеза, что аккреция Земли началась вскоре после образования кальций-алюминиевых конкреций и метеоритов. Поскольку точное время аккреции Земли неизвестно и различные модели дают от нескольких миллионов до 100 миллионов лет, точный возраст Земли трудно определить. Кроме того, трудно определить точный возраст старейших пород, выходящих на поверхность Земли, поскольку они составлены из минералов разного возраста.
См. также
Напишите отзыв о статье "Возраст Земли"
Литература
- Хал Хеллман. Великие противостояния в науке. Десять самых захватывающих диспутов - Глава 6. Лорд Кельвин против геологов и биологов: Возраст Земли = Great Feuds in Science: Ten of the Liveliest Disputes Ever. - М .: Диалектика , 2007. - С. 320. - ISBN 0-471-35066-4 .
Примечания
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий Возраст Земли
– Но, милая княжна, – кротко и убедительно говорила Анна Михайловна, заступая дорогу от спальни и не пуская княжну, – не будет ли это слишком тяжело для бедного дядюшки в такие минуты, когда ему нужен отдых? В такие минуты разговор о мирском, когда его душа уже приготовлена…Князь Василий сидел на кресле, в своей фамильярной позе, высоко заложив ногу на ногу. Щеки его сильно перепрыгивали и, опустившись, казались толще внизу; но он имел вид человека, мало занятого разговором двух дам.
– Voyons, ma bonne Анна Михайловна, laissez faire Catiche. [Оставьте Катю делать, что она знает.] Вы знаете, как граф ее любит.
– Я и не знаю, что в этой бумаге, – говорила княжна, обращаясь к князю Василью и указывая на мозаиковый портфель, который она держала в руках. – Я знаю только, что настоящее завещание у него в бюро, а это забытая бумага…
Она хотела обойти Анну Михайловну, но Анна Михайловна, подпрыгнув, опять загородила ей дорогу.
– Я знаю, милая, добрая княжна, – сказала Анна Михайловна, хватаясь рукой за портфель и так крепко, что видно было, она не скоро его пустит. – Милая княжна, я вас прошу, я вас умоляю, пожалейте его. Je vous en conjure… [Умоляю вас…]
Княжна молчала. Слышны были только звуки усилий борьбы зa портфель. Видно было, что ежели она заговорит, то заговорит не лестно для Анны Михайловны. Анна Михайловна держала крепко, но, несмотря на то, голос ее удерживал всю свою сладкую тягучесть и мягкость.
– Пьер, подойдите сюда, мой друг. Я думаю, что он не лишний в родственном совете: не правда ли, князь?
– Что же вы молчите, mon cousin? – вдруг вскрикнула княжна так громко, что в гостиной услыхали и испугались ее голоса. – Что вы молчите, когда здесь Бог знает кто позволяет себе вмешиваться и делать сцены на пороге комнаты умирающего. Интриганка! – прошептала она злобно и дернула портфель изо всей силы.
Но Анна Михайловна сделала несколько шагов, чтобы не отстать от портфеля, и перехватила руку.
– Oh! – сказал князь Василий укоризненно и удивленно. Он встал. – C"est ridicule. Voyons, [Это смешно. Ну, же,] пустите. Я вам говорю.
Княжна пустила.
– И вы!
Анна Михайловна не послушалась его.
– Пустите, я вам говорю. Я беру всё на себя. Я пойду и спрошу его. Я… довольно вам этого.
– Mais, mon prince, [Но, князь,] – говорила Анна Михайловна, – после такого великого таинства дайте ему минуту покоя. Вот, Пьер, скажите ваше мнение, – обратилась она к молодому человеку, который, вплоть подойдя к ним, удивленно смотрел на озлобленное, потерявшее всё приличие лицо княжны и на перепрыгивающие щеки князя Василья.
– Помните, что вы будете отвечать за все последствия, – строго сказал князь Василий, – вы не знаете, что вы делаете.
– Мерзкая женщина! – вскрикнула княжна, неожиданно бросаясь на Анну Михайловну и вырывая портфель.
Князь Василий опустил голову и развел руками.
В эту минуту дверь, та страшная дверь, на которую так долго смотрел Пьер и которая так тихо отворялась, быстро, с шумом откинулась, стукнув об стену, и средняя княжна выбежала оттуда и всплеснула руками.
– Что вы делаете! – отчаянно проговорила она. – II s"en va et vous me laissez seule. [Он умирает, а вы меня оставляете одну.]
Старшая княжна выронила портфель. Анна Михайловна быстро нагнулась и, подхватив спорную вещь, побежала в спальню. Старшая княжна и князь Василий, опомнившись, пошли за ней. Через несколько минут первая вышла оттуда старшая княжна с бледным и сухим лицом и прикушенною нижнею губой. При виде Пьера лицо ее выразило неудержимую злобу.
– Да, радуйтесь теперь, – сказала она, – вы этого ждали.
И, зарыдав, она закрыла лицо платком и выбежала из комнаты.
За княжной вышел князь Василий. Он, шатаясь, дошел до дивана, на котором сидел Пьер, и упал на него, закрыв глаза рукой. Пьер заметил, что он был бледен и что нижняя челюсть его прыгала и тряслась, как в лихорадочной дрожи.
Прежде всего устанавливают возраст гор . Во время путешествий по горам всегда можно найти такие камни, которые легко распадаются на куски, а то и совсем рассыпаются при слабом надавливании. Это убедительно говорит о том, что камень не остается неизменным, а под влиянием выветривания стареет, постепенно разрушается. Стареют и горы.
Гора Монсеррат
Известно, что существуют . К старым относятся Уральские горы; к молодым - Кавказские горы, Крымские, Карпаты, Альпы, Гималаи и другие. Одни горы возникли очень давно, другие значительно позже, одни достигли своего расцвета, а другие когда-то совсем исчезли с лица Земли.
Кроме старых гор, были и такие, которые сейчас не существуют, от которых не осталось и следа. Таковы, например, Донецкие торы, или Донецкий кряж, о существовании которого можно судить только по тем подземным складкам, которые отчетливо выявлялись при строительстве угольных шахт и других сооружений.
Среди массы камней, которые попадаются по пути, вдоль реки, в овраге и старой каменоломне, всегда можно встретить окаменевшие ракушки. Иногда их так много в породе, что она и называется раковинным известняком . Эти ракушки совсем не похожи на те, которые можно увидеть в пруду, на берегу реки или моря.
Если в какой-то местности часто попадаются окаменевшие раковины или остатки морских животных, это определенно говорит о том, что здесь, на равнине когда-то было море, и даже очень теплое.
По берегам этого теплого моря росла богатейшая тропическая растительность. На небольших глубинах гнездились колонии теплолюбивых кораллов, а на морских просторах носились хищные прожорливые акулы и такие допотопные чудовища до 13 метров длины, которые сочетали в себе признаки рыбы, дельфина и крокодила. Может быть, кому-то и посчастливится найти позвонок этого чудовища в черных глинах глубоких оврагов где-нибудь в вашей местности.
Окаменевшие раковины и другие остатки морских организмов находят часто на высоких горах. Как они туда могли попасть? Неужели моря некогда покрывали даже вершины гор? Неужели был когда-нибудь всемирный потоп? Совсем нет: остатки древнейших организмов залегают не сверху, не на поверхности, а в самой толще породы, слагающей горы.
Море и суша на протяжении долгой истории Земли неоднократно менялись местами . Менялись очертания материков и океанов. Происходили и более потрясающие изменения.
Это еще раз говорит о том, что не только неоднократно суша и море менялись местами, но происходили еще и более глубокие изменения, когда дно древнего моря сминалось в складки, и на тех просторах, где некогда ходили волны, возникали горы и вулканы, извергавшие потоки лавы.
Так было, например, в далеком прошлом Урала и Кавказа. Неузнаваемо менялся . Большие изменения происходили в растительном и животном мире.
Развитие растительного и животного мира
Изучение геологического возраста Земли убеждает нас в том, что, судя по сохранившимся следам на камне, судя по ископаемым остаткам, растительный и животный мир развивался очень медленно, (подробнее: ). В своем развитии от простейших организмов до человека он прошел сложный путь.
Действительно, вся природа, начиная от песчинки и кончая Солнцем, начиная от простейшего первичного организма и кончая человеком, находится, как говорят ученые,
в вечном возникновении и уничтожении, в непрерывном течении, в неустанном движении и изменении.
Ценнейший вклад в познание жизни Земли внес гениальный сын великого русского народа - Михаил Васильевич Ломоносов. Еще свыше двухсот пятидесяти лет назад он убежденно говорил о том, что в природе всегда происходили
великие перемены, происходят они и ныне, и едва ли когда перестанут.
Но как все-таки узнать, как давно совершались те или иные геологические события? Узнать это можно и даже довольно точно.
Определение геологического возраста Земли
Определяя геологический возраст Земли , или геологическую давность тех или иных событий из жизни Земли всегда надо исходить из того, что процессы, происходящие на поверхности Земли и в ее недрах, совершались и раньше.
Дождевые потоки также размывали рыхлые породы, способствуя росту оврагов, происходили опустошительные наводнения. Земля неоднократно содрогалась от разрушительных землетрясений. Из расколов изливались мощные потоки лавы, застывшие потом сплошным покровом на Деканском полуострове, в Восточной Сибири, в Западных штатах Америки, в Исландии и на многих других территориях.
Отдельные примеры помогают уверенней заглянуть в прошлое Земли. Река выносит в море песок, глину, ил, иногда в огромных количествах. Этот материал оседает как в устье реки, постепенно образуя ряд островов, составляющих ее дельту, так и уносится далеко в море.
Определив количество осадка, содержащегося в одном кубическом метре речной воды, а также вычислив, сколько кубических метров воды ежегодно в среднем выносит река, нетрудно подсчитать и общий объем осадков, накопившихся в устье реки за тот или иной промежуток времени.
Нахождение в прибрежных морских отложениях каких-либо исторических предметов (например, древнее оружие, монеты, части погибших кораблей и т. д.) дает некоторые указания для определения возраста данной толщи осадков.
Определить время образования всей толщи породы помогает слоистость осадка. На дне соленых озер, например Баскунчака, ежегодно осаждается слой соли, который отделяется от прошлогоднего тонкой прослойкой весеннего ила. При бурении залежей соли обнаруживается масса таких прослоек ила.
Подсчитав их, нетрудно определить и время образования залежей. На одном месторождении соли была заложена буровая, которая, не дойдя до дна залежи, дала десять тысяч прослоек. Следовательно, для образования только пройденной толщи потребовалось не менее 10 тысяч лет.
Иногда мерилом времени может служить, например, толща наносов, похоронившая под собой те или иные исторические сооружения.
Так, знаменитые постройки, возведенные в Египте фараоном Рамзесом II, жившим около 3000 лет тому назад, засыпаны трехметровой толщей песка. Иначе говоря, образование наноса шло со скоростью одного метра в тысячелетие.
Накопление морских осадков совершается значительно медленнее: для образования пласта мощностью в один метр требуется приблизительно 7000 лет.
Общий же возраст всей толщи осадочных пород земной коры, которая, правда, нигде не сохранилась полностью, может быть принят, по предложениям ученых, за два миллиарда лет.
Возраст Земли
Очень различны результаты определения . И только в наше время, на протяжении приблизительно ближайшей четверти века ученым удалось подойти к разрешению этой сокровенной тайны природы, однако совсем иным путем.
Существуют в природе такие вещества, которые превращают любую горную породу, их содержащую, действительно в волшебные часы с заводом на миллиарды лет. И словно заглянув в такой чудесный камень, мы можем определить запечатленное им время и сказать, когда он образовался.
Таким замечательным веществом является химический элемент уран , который в продолжение многих сотен миллионов лет самопроизвольно превращается в свинец. Средняя продолжительность жизни урана - 8 миллиардов лет.
За этот долгий срок он превращается в урановый свинец, который ученый-специалист легко отличит от обыкновенного свинца.
Зная, сколько свинца выделяется из одного грамма урана в год (а это физикам хорошо известно), и определяя, какое количество уранового свинца приходится на один грамм урана в данной горной породе (это точно подсчитают химики), можно определить и время образования самой породы, т. е. ее возраст.
Эти исследования производятся посредством особо чувствительной сложной аппаратуры. С помощью ее удалось установить, что породы одного из районов Карелии образовались свыше миллиарда семисот миллионов лет назад.
Исследования ученых других стран обнаружили еще более древние породы - свыше двух миллиардов лет. Можно полагать, что земной коре около трех миллиардов лет. Формирование земной коры - начало геологического летосчисления.
Общий же возраст Земли определяется современной наукой не меньше, чем в пять миллиардов лет.