Реферат на тему Исторический очерк развития гипотез образования Земли

Содержание:

Введение 3
Основная часть 4
Заключение 15
Список литературы 18

Введение:

Еще в древние времена человечество в совершенстве выучило строение звездного неба, выделило на нем звезды разной величины и планеты Солнечной системы. Картами звездного неба пользовались первые мореплаватели. По небесным гороскопам составляли первые календари, определяли благоприятные и неблагоприятные сезоны для земледельцев, скотоводов, жизнь и судьбы отдельных личностей и целых стран.
Наблюдения древних астрономов обобщил во II в. н. е. греческий ученый К. Птолемей в своем многотомном труде «Большие математические построения астрономии или Альмагест». По его представлениям центром мира была Земля, вокруг которой вращалось Солнце, Луна и другие планеты. Вся эта система находилась в окружении сферы неподвижных звезд. Система Птолемея не только описывала размещение небесных тел в пространстве, но и позволяла с помощью определенных математических расчетов определять их положение в каждый момент времени в определенном месте на Земле.
Уже и тогда, правда, по этому поводу были другие мысли. Еще в III в. до н. е. александрийский ученый А. Самосский утверждал, что Земля вращается вокруг Солнца, но авторитет Птолемея заставил забыть об этих взглядах на несколько веков. Только в XVI в. благодаря исследованиям польского астронома Н. Коперника (1473-1543 гг.) была восстановлена гелиоцентрическая система. Идеи Коперника подхватили Д. Бруно (1548-1600 гг.) и Г. Галилей (1564-1642 гг.), с которым жестоко расправилась римская инквизиция. Капитальный труд М. Коперника «О вращении небесных сфер», вышедшей в свет незадолго до его смерти, был под запретом церкви более 200 лет.
Но остановить прогресс уже было невозможно. После того, как И. Кеплер открыл (1571-1630 гг.) законы движения планет и расчетов их орбит, а И. Ньютон (1662-1727 гг.) — закон Всемирного тяготения, идеи Коперника стали неоспоримыми. Наряду с открытием телескопа это привело к утверждению основ научной планетологии и космологии.

Заключение:

Нам представляется, что наиболее приемлемой гипотезой о Вселенной на сегодняшний день есть выражение Джордано Бруно: «Вселенная не имеет границ и края, она безмерна и бесконечна». Если мы не согласны с высказанным положением Джордано Бруно, то оказываемся в тупике, как оказались в нем сторонники большого взрыва 13,5 млрд. лет назад, ограничив Вселенную сгустком материи, подобным шару, и приняв этот шар за всю Вселенную. По их высказываниям значит, что Вселенной до взрыва не было. Взрывы различного масштаба во Вселенной происходили, происходят и будут происходить бесконечно. Вселенная бесконечна в пространстве и времени.
Иногда авторитеты наносят науке вреда. Характерным примером является Аристотель и его последователи. Ограничив Вселенную одним взрывом 13,5 млрд. лет назад, его сторонники тем самым тормозят развитие науки о космосе и сейчас.
Многие физики считают, что во Вселенной есть равенство материи, подобна различным волнам, с одной стороны, и атомам и молекулам — с другой. Это равновесие вечно. Гениальный ученый В. И. Вернадский высказал мнение, что в мире все является смертным, включая атомы. Вероятно, так и есть. Если Вселенная бесконечна во времени, то все атомы распались бы, не было бы ни звезд, ни планет, ни спутников и других космических тел, были бы одни волны. А если этого нет, напрашивается вывод, что во Вселенной происходит образование атомов и молекул из продуктов их распада. Этот процесс длится вечно.
Наиболее вероятной представляется такая модель формирования Солнечной системы. Более 5 млрд. лет назад в нашей Галактике на месте этой системы было огромное газо-пылевое облако, которое начало вращаться и сжиматься под действием гравитационных и электромагнитных сил. Чем больше оно сжималось, тем быстрее вращалось и в конце концов в его центральной части начались термоядерные реакции и — сформировалось Солнце. Остальные облака образовала диск, подобный такому, что обрамляет Сатурн, из которого потом образовались планеты.
Молодое активное Солнце своим мощным излучением удалило из ближайших частей этого диска большую часть легких элементов (преимущественно водород и гелий) и отбросило их на край диска, где они приняли участие в формировании планет-гигантов (Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна). В строении же близких к Солнцу планет (Меркурия, Венеры, Земли и Марса) принял участие преимущественно тяжелый космический материал. А их атмосфера образовалась уже позже, благодаря внутренним процессам.
Можно предположить, что Земля прошла стадию развития Венеры, а атмосфера Земли была углекислой — как на Венере сейчас. Четыре с половиной миллиарда лет назад на Земле был полный парниковый эффект. Под влиянием радиоактивного тепла и солнечной энергии Земля расплавилась. Началась гравитационная дифференциация Земли. Легкие оксиды (А12О3, SiO2, Na2O, K2O и т.д.) всплыли на поверхность Земли. Образовалась легкая пена гранитного состава. Плотность углекислой атмосферы Земли была в пределах венерианской (90 атмосфер). Сейчас на Венере вблизи ее поверхности скорость ветра в пределах 1 м/с. При такой плотности атмосферы Венеры это равнозначно земным ураганам.
Легкая «пена» Земли разносилась ветрами на огромный участок планеты, на которой впоследствии возникли Азия, Европа, Африка, Америка. Земля и дальше была жидкой под парниковой крышкой из углекислого газа.
Из-под «пены» гранитного состава перетекала более основная магма по закону изостазии в районы, откуда износилась гранитная «пена». Площади скопления гранитной магмы опускались, а территории, с которых происходил снос гранитной магмы, поднимались.
Радиоактивного тепла на Земле становилось меньше, вследствие уменьшения радиоактивных элементов парниковый эффект начал ослабевать, температура Земли стала снижаться — началась кристаллизация базальтовой магмы при температуре 1400°. Образовалась твердая базальтовая кора, среди которой разместился огромный океан жидкой гранитной магмы.
Земля и дальше охлаждалась, температура поверхности ее снизилась до 1000°. Началась кристаллизация гранитной «пены», «образовались древнейшие кислые горные породы гранитного состава. Возникла твердая земная кора на всей Земле. Океанов еще не было. Часть воды находилась в атмосфере Земли. Другая — в горных породах и магме под ними.
С дальнейшим охлаждением Земли наступили условия, когда водяной пар атмосферы начал конденсироваться. Вода из атмосферы и магмы стала заполнять впадины Земли — образовались океаны и стали накапливаться осадки. Участками сноса были базальты и незатопленные водой гранитоидные породы. Выветривание горных пород происходило в результате гидролиза в раннем архее (3,5 млрд. лет назад).
Атмосфера в раннем архее была бескислородной. Об этом свидетельствуют урановые минералы в метаморфизированных россыпях золотоуранових месторождений Витватерсранда.
Углекислый газ атмосферы Земли шел в осадок на образование известняков и доломитов архея и протерозоя.
В океане зародилась жизнь, в атмосферу начал поступать кислород. В. И. Вернадский считал, что весь кислород атмосферы Земли образовали организмы.
Уход из атмосферы Земли углекислого газа продолжается до сих пор. Образовавшиеся кроме известняков и доломитов, горючие сланцы, уголь, мел, мергель и другие породы.

Фрагмент текста работы:

Основная часть

Первое мнение о формировании планет Солнечной системы, в том числе и Земли, выразил в XVI в. французский математик и философ Р. Декарт (1596-1650 гг.). Он считал, что эти небесные тела образовались в результате вихревого движения холодной космической материи в зоне солнечного притяжения [4]. С некоторыми вариациями эта идея сохранилась и до нашего времени.
Одним из первых, кто смог объяснить образования Земли с учетом всех достижений тогдашней науки (законов Ньютона, материалистического понимания мира и т.д.) был французский исследователь Ж.Д. Леклерк де Бюффон (1707-1788 гг.). Он выдвинул гипотезу, согласно которой Земля и планеты Солнечной системы в том числе, образовались в результате столкновения Солнца с массивной кометой, в результате чего от Солнца отделились сгустки вещества, которые впоследствии застыли и образовали планеты [5].
Это была первая из так называемых катастрофических гипотез возникновения планет Солнечной системы, которые неоднократно предлагались и позже, но всегда испытывали резкую критику.
Основными недостатками этих гипотез следует считать:
1) они толковали образования планет, не объясняя при этом как могло образоваться само Солнце и Солнечная система, в то время как химический, а главное изотопный состав, возраст и другие особенности указывают на то, что планеты и Солнце возникли из одного и того же вещества и практически одновременно;
2) предоставление рождению планет случайного характера, а не закономерного процесса.
Лучшее научное обоснование имела гипотеза немецкого философа Иммануила Канта, опубликованная им в 1755 г. В ее основе лежало представления о том, что материя, которая наполняет Вселенную, в первоначальном состоянии была распылена на элементарные частицы, которые равномерно заполняли пространство. Постепенно, под влиянием сил всемирного тяготения, начали возникать центры скопления материи, одним из которых и являлось Солнце; одновременно материя приобретала и вращательное движение. В дальнейшем из облака пыли, которая вращалась вокруг Солнца, образовались планеты [7].
Математически обосновал и усовершенствовал гипотезу Канта французский математик П.С. Лаплас в 1796 и с тех пор она стала называться гипотезой Канта-Лапласа. Согласно представлениям Лапласа, на начальной стадии формирования Солнечной системы была газообразная туманность, что вращалась и постепенно уплотнялась под влиянием всемирного тяготения. В центре такой туманности находилось центральное сгущение, из которого в дальнейшем образовалось Солнце. По мере роста уплотнения туманности и вращения от нее отделялись кольца, которые, в свою очередь, распадались с образованием центральных сгущений — зародышей планет. На начальных стадиях развития планеты и спутники должны были выглядеть раскаленными газовыми шарами, которые впоследствии остывали, покрывались твердой коркой [11].
Учитывая указанный механизм формирования Солнечной системы и ее планет, гипотеза Лапласа получила название «горячей» и на протяжении всего XIX века была основой для разработки моделей формирования и развития Вселенной. Однако, как выяснилось позже, эта гипотеза была не в состоянии объяснить механизм распределения момента количества движения в Солнечной системе, что собственно и вызывает ее существование как природного объекта надпланетного уровня организации природного вещества. Этот момент определяется как произведение массы тела на расстояние от центра системы и скорость его вращения. Учитывая механизм образования Солнца и планет по схеме которую допускает гипотеза Канта-Лапласа, следует, что Солнце, которое несет более 90% всей массы системы, характеризуется также крупнейшим моментом количества движения. На самом деле, вследствие очень медленного вращения Солнце обладает лишь 2% общего момента количества движения, а 98% принадлежит другим планетам и, в первую очередь, планетам-гигантам. Объяснить это противоречие гипотеза Канта-Лапласа была не в состоянии.