Гипотезы о происхождении Солнечной системы

Общие сведения о нашей галактике.
Наша Галактика - Млечный путь - гигантский диск, диаметр которого около 100 тыс. световых лет, а толщина - около 1500 световых лет.
Галактика может быть представлена в виде спиральной структуры: туманности и горячие массивные звезды распределены вдоль ветвей спирали.

Наша галактика включает более 200 млрд. звезд разной светимости и цвета. За "окрестности Солнца" принято принимать тот объем Галактики, в котором современными средствами возможно можно наблюдать и изучать звезды разных типов. Этот объем состоит примерно из 1,5 тысячи звезд.

Наше Солнце - одна из звезд на периферии Галактики вблизи от ее экваториальной плоскости.
Расстояние от Солнца до ядра Галактики составляет около 30 тыс. световых лет.
Солнце- желтый карлик, звезда 2-го или 3-го поколения.

Некоторые факты о Солнечной системе
Время образования - 4.5-5 млрд. лет назад.
В Солнечной системе осталось 8 планет. : планеты земной группы — пояс астероидов — планеты-гиганты — пояс Койпера.
Основная масса системы сосредоточена в Солнце (~99.9%), но 99% момента количества движения («запаса вращения» системы) связано с движением планет.
Все планеты условно делятся на 2 группы:
а) Меркурий, Венера, Земля, Марс - планеты небольшого размера с плотностью ρ=3-5.5 г/см3;
б) Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун - планеты - гиганты с небольшой плотностью ρ=1-2 г/см3;
Расстояния планет от Солнца подчиняются эмпирическим формулам и составляют некоторую прогрессию, определяемую правилом Тициуса-Боде.
В Солнечной системе имеются метеоры и кометы.

Орбиты всех планет -почти круговые, и все они лежат примерно в плоскости эклиптики (в плоскости Солнечного экватора). Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении (совпадающем с направлением вращения Солнца), как и почти все спутники вокруг своих планет.

4.3. Гипотезы происхождения
Солнечной системы
Объединенная гипотеза Канта-Лапласа: солнечная система возникла из газопылевой туманности.
Джеймс Джинс: вблизи Солнца прошла звезда и ее притяжение вызвало выброс солнечного вещества, из которого в последующем образовались планеты

Хойл: Солнце было двойной звездой, причем вторая звезда прошла весь путь эволюции и взорвалась как сверхновая, сбросив всю оболочку. Из остатков этой оболочки и образовалась планетная система.
Отто Шмидт: Солнце захватило при обращении вокруг Галактики облако пыли. Из вещества этого огромного холодного пылевого облака сформировались холодные плотные допланетные тела – планетезимали.

Современная теория формирования планетной системы в четыре этапа.
Первоначальное газопылевое облако достигло заметной плотности и начало сжиматься под действием гравитационных сил.
В процессе сжатия размеры газопылевого облака уменьшались и, в силу закона сохранения углового момента, росла скорость вращения облака. что привело к уплощению облака и формированию характерного диска. Центральная часть сжимается самостоятельно и превращается в протозвезду.
При достижении некоторой пороговой плотности, частицы пыли начали сталкиваться друг с другом, и таким образом кинетическая энергия сжимающегося газопылевого облака привела к росту температуры. Вокруг протозвезды формируется протопланетное облако – пылевой субдиск. Из-за гравитационной неустойчивости в пылевом субдиске образуются планетезимали.
Когда температура в центре протозвезды достигла миллионов кельвинов, в центральной области запустилась термоядерная реакция горения водорода. Протозвезда превратилась в обычную звезду главной последовательности. Во внешней области диска крупные сгущения образовали планеты, вращающиеся вокруг центрального светила примерно в одной плоскости и в одном направлении.

Разряженный межзвездный
газ стал собираться в облако
Вся солнечная система,
к которой принадлежат
Земля и Луна, возникла
из одного большого
газопылевого облака

Облако сжималось и вращение его
ускорялось
Под действием усилившихся
при этом центробежных сил
облако превратилось в диск
Вещество уплотнилось и преврати-
лось в кольцо, вращающееся
вокруг центра

В центре образовался газовый шар,
в котором началась термоядерная реакция

В центре образовался
большой сгусток вещества.
Из этого сгустка возникло
Солнце. Во внешних областях сформировались планеты
Постепенно вся планетная
система приобрела свой
современный вид
Из газовых колец возникли
планеты -
Солнечная система
готова

Планета Земля
R(Земли)= 6378 км, М - 5.98•1024 кг.

Строение Земной коры
Земна́я кора́ — внешняя твёрдая оболочка Земли
(геосфера). Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы. С внешней стороны большая часть коры покрыта гидросферой, а меньшая находится под воздействием
атмосферы.

Верхняя часть верхней мантии и земная кора – литосфера.
Литосфера состоит из отдельных литосферных плит, которые осуществляют движение по астеносфере - размягченном (возможно, частично и жидком) глубинном слое с небольшой вязкостью.

Толщина земной коры в километрах

Океаническая кора
Толщина океанической коры практически не меняется со временем.
В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-7 километров.

Континентальная кора
Верхний слой - осадочные породы.
Второй слой – гранит и гнейс. Исследования показывают, что большая часть этих пород образовались около 3 миллиардов лет назад.

Согласно современным представлениям, в составе мантии преобладает сравнительно небольшая группа химических элементов: Si, Mg, Fe, Al, Ca и O. Внутреннее (твердое) и внешнее (жидкое) ядра Земли состоят не только из металлического железа, но также содержат Si, O, S и даже водород. Новые научные данные позволяют говорить о том, что жидкое ядро Земли больше похоже на желе, чем на жидкость (т.е. имеет достаточно большую вязкость). По мере продвижения к центру Земли вязкость увеличивается, и желе переходит в твердое тело, но не кристаллическое (как предполагалось ранее), а аморфное (т.е. внутреннее твердое ядро на основе железа является стеклом).

Главные черты рельефа Земли - континенты и океаны. Континенты возвышаются над ложем океанов в среднем почти на 6 км; с учетом максимальной глубины океанов (11 км.) и высоты гор (9 км.) оказывается, что размах земного рельефа составляет 20 км. Континенты сложены в основном гранитами и гнейсами (горными породами), а ложе океанов состоит из базальтов. Кора континентов намного толще (в среднем 35-40 км.),чем кора океанов (5-7км.).

4.5. Концепция тектоники литосферных плит.
Кора современных континентов в основном древняя, в среднем не моложе 2 млрд. лет, а кора океанов нигде не старше 180 млн. лет. Это объясняется тем, что в океанах постоянно происходит процесс обновления коры и именно с этим связано образование основных черт океанского ложа.
Для ранней Земли основная энергия поставлялась радиоактивными распадами некоторых элементов. Разогретые потоки вещества из горячих центральных областей Земли за счет конвекции идут к поверхности планеты, а нисходящие потоки уносят вещество поверхности в глубь Земли. Формировавшаяся литосфера оказалась разбитой на отдельные плиты. Замкнутые конвективные потоки создают горизонтальные направления сил, движущих плиты. Вдоль границ литосферных плит расположены зоны повышенной тектонической активности.

История Пангеи