Stoffets tidsalder

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 20. juni 2021; checks kræver 10 redigeringer .

Materiens æra  er en del af universets historie , fortsætter nu. Det begyndte 800 millioner år efter Big Bang [1] . Før det var reionisering . For omkring 2,7 milliarder år siden sluttede reioniseringen af ​​primær helium [2] . Dannelsen af ​​en interstellar sky, der gav anledning til solsystemet . Dannelse af Jorden og andre planeter i vores solsystem, størkning af klipper.

Planetdannelse

Der er stadig ingen klarhed over, hvilke processer der finder sted under dannelsen af ​​planeter, og hvilke af dem der dominerer. Ved at opsummere observationsdataene kan vi kun konstatere, at [3] :

Udgangspunktet for alle diskussioner om planetdannelsens vej er således gas- og støvskiven (protoplanetarisk) omkring den dannede stjerne. Der er to typer scenarier for, hvordan planeter kom ud af det [4] :

  1. Den dominerende i øjeblikket er tilvækst. Antager formationer fra primordiale planetosimaler.
  2. Den anden mener, at planeterne er dannet af de indledende "klumper", som efterfølgende kollapsede.

Den endelige dannelse af planeten stopper, når kernereaktioner antændes i en ung stjerne, og den spreder den protoplanetariske skive på grund af trykket fra solvinden, Poynting-Robertson-effekten og andre [5] .

Accretion scenario

Først dannes de første planetozimaler fra støvet. Der er to hypoteser om, hvordan dette sker:

  • Man hævder, at de vokser på grund af den parvise kollision af meget små kroppe.
  • Den anden er, at planetozimaler dannes under gravitationskollaps i den midterste del af den protoplanetariske gas- og støvskive.

Efterhånden som de vokser, opstår dominerende planetosimaler, som senere bliver til protoplaneter. Beregningen af ​​deres vækstrater er ret forskelligartet. Men de er baseret på Safronov-ligningen:

,

hvor R er kroppens størrelse, a er radius af dens bane, M *  er stjernens masse, Σ p  er overfladedensiteten af ​​planetosimalområdet, og F G  er den såkaldte fokuseringsparameter, som er nøglen i denne ligning; den bestemmes forskelligt for forskellige situationer. Sådanne legemer kan vokse ikke i det uendelige, men præcis indtil det øjeblik, hvor der er små planetozimaler i deres nærhed, viser grænsemassen (den såkaldte isolationsmasse) sig at være:

Under typiske forhold varierer det fra 0,01 til 0,1 M ⊕  - dette er allerede en protoplanet. Den videre udvikling af protoplaneten kan følge følgende scenarier, hvoraf det ene fører til dannelsen af ​​planeter med en fast overflade, det andet til gasgiganter.

I det første tilfælde øger kroppe med en isoleret masse på en eller anden måde excentriciteten, og deres baner skærer hinanden. I løbet af en række absorptioner af mindre protoplaneter dannes planeter, der ligner Jorden.

En kæmpe planet kan dannes, hvis der bliver meget gas fra den protoplanetariske skive tilbage omkring protoplaneten. Så begynder tilvækst at spille rollen som den ledende proces med yderligere massetilvækst. Det komplette system af ligninger, der beskriver denne proces:

(en)

(2)

(3)

Betydningen af ​​de skrevne ligninger er som følger (1) — protoplanetens sfæriske symmetri og homogenitet antages, (2) det antages, at der finder hydrostatisk ligevægt sted, (3) Opvarmning sker under en kollision med planetosimaler, og afkøling sker kun på grund af stråling. (4) er tilstandsligningerne for gassen.

Væksten af ​​kernen af ​​den fremtidige kæmpeplanet fortsætter op til M~10 ⊕ {{No AI|09|02|2011}}. Omkring dette stadie er den hydrostatiske ligevægt brudt. Fra det øjeblik af går al den ophobende gas til at danne atmosfæren på den gigantiske planet.

Vanskeligheder ved tilvækstscenariet

De første vanskeligheder opstår i mekanismerne for dannelse af planetosimaler. Et fælles problem for begge hypoteser er problemet med "meterbarrieren": ethvert legeme i en gasformig skive reducerer gradvist radius af sin bane, og i en vis afstand vil det simpelthen brænde ud. For kroppe med en størrelse af størrelsesordenen en meter er hastigheden af ​​en sådan drift den højeste, og den karakteristiske tid er meget mindre end nødvendigt for at planetosimalen kan øge sin størrelse markant [4] .

Derudover kolliderer meterlange planetozimaler i fusionshypotesen mere tilbøjelige til at kollapse i adskillige små dele end at danne et enkelt legeme.

For hypotesen om planetosimal dannelse under diskfragmentering har turbulens været et klassisk problem. Men dens mulige løsning, og samtidig problemet med målerbarrieren, blev opnået i nyere arbejder. Hvis hovedproblemet i de tidlige forsøg på løsninger var turbulens, så eksisterer dette problem ikke som sådan i den nye tilgang. Turbulens kan gruppere tætte faste partikler, og sammen med strømningsustabilitet er dannelsen af ​​en gravitationsbundet hob mulig, på en tid, der er meget kortere end den tid, det tager for meterlange planetosimaler at drive til stjernen.

Det andet problem er selve massevækstmekanismen:

  1. Den observerede størrelsesfordeling i asteroidebæltet kan ikke gengives i dette scenarie [4] . Mest sandsynligt er de oprindelige dimensioner af tætte genstande 10-100 km. Men det betyder, at gennemsnitshastigheden for planetosimaler er faldende, hvilket betyder, at hastigheden for dannelse af kerner er faldende. Og for gigantiske planeter bliver dette et problem: Kernen når ikke at dannes, før den protoplanetariske skive forsvinder.
  2. Massevæksttiden er sammenlignelig med omfanget af nogle dynamiske effekter, der kan påvirke væksthastigheden. Det er dog i øjeblikket ikke muligt at lave pålidelige beregninger: En planet med en jordnær masse skal indeholde mindst 10 8 planetosimaler.
Gravitationssammenbrudsscenarie

Som med ethvert selvgraviterende objekt kan der udvikles ustabilitet i en protoplanetarisk skive. Denne mulighed blev først overvejet af Toomre i 1981 . Det viste sig, at disken begynder at bryde op i separate ringe, hvis

hvor c s  er lydens hastighed i den protoplanetariske skive, k er den epicykliske frekvens.

I dag kaldes Q-parameteren "Tumre-parameteren", og selve scenariet kaldes Tumre-ustabiliteten. Den tid, det tager for disken at blive ødelagt, kan sammenlignes med diskens afkølingstid og beregnes på samme måde som Helm-Holtz-tiden for en stjerne.

Vanskeligheder i gravitationssammenbrudsscenariet

Kræver en supermassiv protoplanetarisk disk.

Livets oprindelse

Fremkomsten af ​​liv eller abiogenese er processen med transformation af livløs natur til levende .

I ordets snævre betydning forstås abiogenese som dannelsen af ​​organiske forbindelser, der er almindelige i dyrelivet uden for kroppen uden deltagelse af enzymer .

Dannelse og udvikling af solsystemet

Ifølge moderne koncepter begyndte dannelsen af ​​solsystemet for omkring 4,6 milliarder år siden med gravitationssammenbrud af en lille del af en gigantisk interstellar molekylær sky . Det meste af stoffet endte i sammenbruddets gravitationscenter, efterfulgt af dannelsen af ​​en stjerne  - Solen . Stoffet, der ikke faldt ind i midten, dannede en protoplanetarisk skive , der roterede omkring det , hvorfra planeterne , deres satellitter , asteroider og andre små kroppe i solsystemet efterfølgende blev dannet .

Dannelse af solsystemet

Hypotesen om dannelsen af ​​solsystemet ud fra en gas- og støvsky - tågehypotesen  - blev oprindeligt foreslået i det 18. århundrede af Emmanuel Swedenborg , Immanuel Kant og Pierre-Simon Laplace . I fremtiden fandt dets udvikling sted med deltagelse af mange videnskabelige discipliner, herunder astronomi , fysik , geologi og planetologi . Med fremkomsten af ​​rumalderen i 1950'erne, samt opdagelsen af ​​planeter uden for solsystemet ( exoplaneter ) i 1990'erne, har denne model gennemgået flere tests og forbedringer for at forklare nye data og observationer.

Ifølge den aktuelt accepterede hypotese begyndte dannelsen af ​​solsystemet for omkring 4,6 milliarder år siden med gravitationssammenbrud af en lille del af en gigantisk interstellar gas- og støvsky . Generelt kan denne proces beskrives som følger:

  • Udløsningsmekanismen for gravitationskollapset var en lille (spontan) komprimering af stoffet i gas- og støvskyen (mulige årsager hertil kunne være både skyens naturlige dynamik og passage af en chokbølge fra en supernovaeksplosion gennem stoffet i skyen osv.), som blev tyngdepunktet for det omgivende stof - tyngdepunkt for sammenbrud. Skyen indeholdt allerede ikke kun primordial brint og helium , men også talrige tunge grundstoffer ( metallicitet ), tilbage fra stjernerne fra tidligere generationer. Derudover havde den kollapsende sky et indledende vinkelmomentum .
  • I processen med gravitationel kompression faldt størrelsen af ​​gas- og støvskyen, og på grund af loven om bevarelse af vinkelmomentum steg skyens rotationshastighed. På grund af rotationen afveg skyernes kompressionshastigheder parallelt og vinkelret på rotationsaksen, hvilket førte til udfladning af skyen og dannelsen af ​​en karakteristisk skive.
  • Som en konsekvens af komprimering steg tætheden og intensiteten af ​​kollisioner af stofpartikler med hinanden, hvilket resulterede i, at stoffets temperatur konstant steg, efterhånden som det blev komprimeret. De centrale områder af skiven blev opvarmet kraftigst.
  • Efter at have nået en temperatur på flere tusinde kelvin begyndte det centrale område af disken at lyse - en protostjerne blev dannet . Skymaterialet fortsatte med at falde ned på protostjernen, hvilket øgede trykket og temperaturen i midten. De ydre områder af skiven forblev relativt kolde. På grund af hydrodynamiske ustabiliteter begyndte separate sæler at udvikle sig i dem, som blev lokale gravitationscentre for dannelsen af ​​planeter fra stoffet i den protoplanetariske skive.
  • Da temperaturen i midten af ​​protostjernen nåede millioner af kelvin, begyndte en termonuklear hydrogenforbrændingsreaktion i den centrale region. Protostjernen udviklede sig til en almindelig hovedsekvensstjerne . I det ydre område af skiven dannede store hobe planeter, der kredsede omkring den centrale stjerne i omtrent samme plan og i samme retning.
Efterfølgende udvikling

Tidligere troede man, at alle planeterne dannede sig omtrent i de baner, hvor de er nu, men i slutningen af ​​det 20. og begyndelsen af ​​det 21. århundrede ændrede dette synspunkt sig radikalt. Det menes nu, at ved begyndelsen af ​​dets eksistens så solsystemet helt anderledes ud, end det ser ud nu. Ifølge moderne ideer var det ydre solsystem meget mere kompakt i størrelse, end det er nu, Kuiperbæltet var meget tættere på Solen, og i det indre solsystem, udover de himmellegemer, der har overlevet den dag i dag, der var andre genstande, der ikke var mindre end Merkur i størrelse .

Jordlignende planeter

I slutningen af ​​planetdannelsesepoken var det indre solsystem beboet af 50-100 protoplaneter varierende i størrelse fra måne til mars [6] [7] . Yderligere vækst i størrelsen af ​​himmellegemer skyldtes kollisioner og sammensmeltninger af disse protoplaneter med hinanden. Så f.eks. mistede Merkur det meste af sin kappe som følge af en af ​​kollisionerne [8] , mens Jordens satellit Måne som følge af en anden blev født . Denne fase af kollisioner varede i omkring 100 millioner år, indtil 4 massive himmellegemer kendt nu forblev i kredsløb [9] .

Et af de uløste problemer ved denne model er, at den ikke kan forklare, hvordan de oprindelige baner for protoplanetariske objekter, som skulle have en høj excentricitet for at kollidere med hinanden, som følge heraf kunne give anledning til stabile og tæt på cirkulære kredsløb for de resterende fire planeter [6] . Ifølge en hypotese blev disse planeter dannet på et tidspunkt, hvor det interplanetariske rum stadig indeholdt en betydelig mængde gas- og støvmateriale, som på grund af friktion reducerede planeternes energi og gjorde deres kredsløb glattere [7] . Denne samme gas skulle dog have forhindret forekomsten af ​​en stor forlængelse i protoplaneternes oprindelige baner [9] . En anden hypotese antyder, at korrektionen af ​​de indre planeters kredsløb ikke skete på grund af interaktion med gas, men på grund af interaktion med de resterende mindre legemer af systemet. Da store kroppe passerede gennem en sky af små objekter, blev sidstnævnte på grund af gravitationspåvirkningen trukket ind i områder med en højere tæthed og skabte dermed "tyngdekraftsrygge" på de store planeters vej. Den stigende gravitationspåvirkning fra disse "rygge", fik ifølge denne hypotese planeterne til at bremse og gå ind i en mere afrundet bane [10] .

Asteroidebælte

Den ydre grænse for det indre solsystem ligger mellem 2 og 4 AU. e. fra Solen og repræsenterer asteroidebæltet . Asteroidebæltet indeholdt oprindeligt nok stof til at danne 2-3 planeter på størrelse med Jorden. Dette område indeholdt et stort antal planetosimaler , som klistrede sammen og dannede stadig større objekter. Som et resultat af disse fusioner blev omkring 20-30 protoplaneter med størrelser fra måne til Mars dannet i asteroidebæltet [11] . Men fra det tidspunkt, hvor planeten Jupiter blev dannet i relativ nærhed af bæltet , tog udviklingen af ​​denne region en anden vej [6] . Kraftige orbitale resonanser med Jupiter og Saturn, såvel som gravitationsinteraktioner med mere massive protoplaneter i dette område, ødelagde allerede dannede planetozimaler. Ved at komme ind i resonansområdet, når de passerede i nærheden af ​​en gigantisk planet, modtog planetosimaler yderligere acceleration, styrtede ind i nabo himmellegemer og blev knust i stedet for jævnt at smelte sammen [12] .

Efterhånden som Jupiter migrerede til midten af ​​systemet, blev de resulterende forstyrrelser mere og mere udtalte [13] . Som et resultat af disse resonanser ændrede planetozimaler excentriciteten og hældningen af ​​deres baner og blev endda smidt ud af asteroidebæltet [11] [14] . Nogle af de massive protoplaneter blev også smidt ud af asteroidebæltet af Jupiter, mens andre protoplaneter sandsynligvis migrerede ind i det indre solsystem, hvor de spillede den sidste rolle i at øge massen af ​​de få tilbageværende terrestriske planeter [11] [15] [ 16] . I denne udtømningsperiode bevirkede indflydelsen fra de gigantiske planeter og de massive protoplaneter, at asteroidebæltet blev "tyndt" til kun 1 % af Jordens masse, hvilket hovedsageligt var små planetozimaler [14] . Denne værdi er dog 10-20 gange større end den aktuelle værdi af massen af ​​asteroidebæltet, som nu er 1/2000 af Jordens masse [17] . Det menes, at den anden udtømningsperiode, som bragte asteroidebæltets masse til dets nuværende værdier, begyndte, da Jupiter og Saturn gik ind i en 2:1 orbital resonans.

Det er sandsynligt, at perioden med gigantiske kollisioner i historien om det indre solsystem spillede en vigtig rolle i at opnå Jordens vandforsyning (~6⋅10 21 kg). Faktum er, at vand  er et for flygtigt stof til at opstå naturligt under dannelsen af ​​Jorden. Mest sandsynligt blev det bragt til Jorden fra de ydre, koldere områder af solsystemet [18] . Måske var det protoplaneterne og planetozimalerne smidt ud af Jupiter uden for asteroidebæltet, der bragte vand til Jorden [15] . Andre kandidater til rollen som hovedleverandørerne af vand er også kometerne i hovedasteroidebæltet, opdaget i 2006 [18] [19] , mens kometer fra Kuiperbæltet og andre fjerntliggende områder angiveligt ikke bragte mere end 6 % af vandet. til Jorden [20] [21] .

Planetarisk migration

Ifølge nebularhypotesen er de to ydre planeter i solsystemet på den "forkerte" placering. Uranus og Neptun , solsystemets "isgiganter", er placeret i et område, hvor den reducerede tæthed af materialet i tågen og lange omløbsperioder gjorde dannelsen af ​​sådanne planeter til en meget usandsynlig begivenhed. Det menes, at disse to planeter oprindeligt blev dannet i kredsløb nær Jupiter og Saturn, hvor der var meget mere byggemateriale, og først efter hundreder af millioner af år migrerede til deres moderne positioner [22] .

Planetarisk migration er i stand til at forklare eksistensen og egenskaberne af de ydre områder af solsystemet [23] . Ud over Neptun indeholder solsystemet Kuiperbæltet , den spredte skive og Oortskyen , som er åbne klynger af små iskolde legemer, der giver anledning til de fleste kometer observeret i solsystemet [24] . Nu er Kuiperbæltet placeret i en afstand på 30-55 AU. e. fra Solen begynder den spredte skive ved 100 AU. e. fra Solen, og Oort-skyen  er 50.000 a.u. e. fra den centrale armatur. Men tidligere var Kuiperbæltet meget tættere og tættere på Solen. Dens ydre kant var cirka 30 AU. e. fra Solen, mens dens inderkant var placeret direkte bag Uranus og Neptuns baner, som igen var tættere på Solen (ca. 15-20 AU) og desuden var placeret i den modsatte rækkefølge: Uranus var længere fra Solen end Neptun [23] .

Efter dannelsen af ​​solsystemet fortsatte kredsløbene for alle de gigantiske planeter med at ændre sig langsomt under påvirkning af interaktioner med et stort antal tilbageværende planetosimaler. Efter 500-600 millioner år (4 milliarder år siden) gik Jupiter og Saturn ind i en 2:1 orbital resonans; Saturn lavede en omdrejning omkring Solen på præcis den tid, hvor Jupiter lavede 2 omdrejninger [23] . Denne resonans skabte et gravitationstryk på de ydre planeter, hvilket fik Neptun til at undslippe Uranus kredsløb og styrte ind i det gamle Kuiperbælte. Af samme grund begyndte planeterne at kaste de iskolde planetozimaler, der omgav dem, ind i det indre af solsystemet, mens de selv begyndte at bevæge sig væk udad. Denne proces fortsatte på lignende måde: under påvirkning af resonans blev planetozimaler kastet ind i systemets indre af hver efterfølgende planet, som de mødte på deres vej, og planeternes kredsløb bevægede sig længere og længere væk [23] . Denne proces fortsatte, indtil planetosimalerne kom ind i Jupiters zone med direkte indflydelse, hvorefter denne planets enorme tyngdekraft sendte dem i stærkt elliptiske baner eller endda smed dem ud af solsystemet. Dette arbejde flyttede til gengæld Jupiters bane lidt indad [~ 1] . Objekter slynget ud af Jupiter i stærkt elliptiske baner dannede Oort-skyen, og kroppe, der blev slynget ud ved at migrere Neptun, dannede det moderne Kuiper-bælte og den spredte skive [23] . Dette scenarie forklarer, hvorfor den spredte skive og Kuiperbæltet har en lav masse. Nogle af de udstødte objekter, inklusive Pluto, kom til sidst i gravitationsresonans med Neptuns kredsløb [25] . Gradvist friktion med den spredte skive gjorde Neptuns og Uranus' baner glatte igen [23] [26] .

Det menes, at i modsætning til de ydre planeter undergik systemets indre kroppe ikke væsentlige migrationer, da deres baner efter en periode med kæmpekollisioner forblev stabile [9] .

Sen kraftigt bombardement

Gravitationsopløsningen af ​​det gamle asteroidebælte startede sandsynligvis den kraftige bombardementperiode for omkring 4 milliarder år siden, 500-600 millioner år efter dannelsen af ​​solsystemet. Denne periode varede flere hundrede millioner år, og dens konsekvenser er stadig synlige på overfladen af ​​geologisk inaktive kroppe i solsystemet, såsom Månen eller Merkur, i form af talrige nedslagskratere. Og det ældste bevis på liv på Jorden går tilbage til 3,8 milliarder år siden, næsten umiddelbart efter afslutningen af ​​den sene tunge bombardementperiode.

Kæmpekollisioner er en normal (omend sjælden på det seneste) del af solsystemets udvikling. Bevis på dette er kometen Shoemaker-Levys kollision med Jupiter i 1994, et himmellegemes fald på Jupiter i 2009 og et meteoritkrater i Arizona. Dette tyder på, at processen med tilvækst i solsystemet endnu ikke er afsluttet, og derfor udgør en fare for livet på Jorden.

Dannelse af satellitter

Naturlige satellitter dannet omkring de fleste af planeterne i solsystemet, såvel som mange andre kroppe. Der er tre hovedmekanismer for deres dannelse:

  • dannelse fra en cirkumplanetær skive (i tilfælde af gasgiganter)
  • dannelse fra fragmenter af kollisionen (i tilfælde af en tilstrækkelig stor kollision i en lille vinkel)
  • fangst af et flyvende objekt

Jupiter og Saturn har mange satellitter, såsom Io , Europa , Ganymedes og Titan , som sandsynligvis er dannet af skiver omkring disse kæmpeplaneter på samme måde, som disse planeter selv er dannet af en skive omkring den unge Sol. Dette indikeres af deres store størrelse og nærhed til planeten. Disse egenskaber er umulige for satellitter erhvervet ved fangst, og planeternes gasformige struktur umuliggør hypotesen om dannelsen af ​​måner ved kollision af en planet med en anden krop.

Jordens historie

Jordens historie beskriver de vigtigste begivenheder og hovedstadier i udviklingen af ​​planeten Jorden fra tidspunktet for dens dannelse til i dag. [27] [28] [27] Næsten enhver gren af ​​naturvidenskaben har bidraget til forståelsen af ​​store begivenheder i Jordens fortid. Jordens alder er omkring en tredjedel af universets alder . I løbet af denne periode fandt et stort antal biologiske og geologiske ændringer sted.

Jorden blev dannet for omkring 4,54 milliarder år siden ved tilvækst fra soltågen . Vulkanudgasning skabte en uratmosfære , men den havde næsten ingen ilt og ville have været giftig for mennesker og det moderne liv generelt. Det meste af Jorden var smeltet på grund af aktiv vulkanisme og hyppige kollisioner med andre rumobjekter. En af disse store påvirkninger menes at have hældt Jordens akse og dannet Månen . Over tid ophørte sådanne kosmiske bombardementer, hvilket tillod planeten at afkøle og danne en solid skorpe . Vandet leveret til planeten af ​​kometer og asteroider kondenseres til skyer og oceaner. Jorden blev endelig gæstfri for liv, og dens tidligste former berigede atmosfæren med ilt . I mindst de første milliard år var livet på Jorden lille og mikroskopisk. For omkring 580 millioner år siden opstod komplekst flercellet liv, og i den kambriske periode oplevede det en proces med hurtig diversificering til de fleste større phyla. For omkring seks millioner år siden splittede homininlinjen sig fra hominiderne , hvilket førte til fremkomsten af ​​chimpanser (vores nærmeste slægtninge) og senere til moderne mennesker .

Siden dens dannelse har der konstant fundet biologiske og geologiske ændringer sted på vores planet. Organismer udvikler sig konstant , antager nye former eller dør som reaktion på en planet i konstant forandring. Processen med pladetektonik spiller en vigtig rolle i udformningen af ​​jordens oceaner og kontinenter og det liv, de rummer. Biosfæren har til gengæld haft en betydelig indflydelse på atmosfæren og andre abiotiske forhold på planeten, såsom dannelsen af ​​ozonlaget , spredningen af ​​ilt og skabelsen af ​​jord. Selvom mennesker ikke er i stand til at opfatte dette på grund af deres relativt korte levetid, er disse ændringer i gang og vil fortsætte i de næste adskillige milliarder år.

Archaea

Arkæisk æon , arkæisk ( oldgræsk ἀρχαῖος  - oldgammel) - en af ​​de fire æoner i Jordens historie, der dækker tiden fra 4,0 til 2,5 milliarder år siden [29] .

Udtrykket "arkæisk" blev foreslået i 1872 af den amerikanske geolog James Dana [30] .

Archaean er opdelt i fire epoker (fra seneste til tidligste):

På dette tidspunkt havde Jorden endnu ikke en iltatmosfære, men de første anaerobe organismer dukkede op , som dannede mange af de nuværende mineralforekomster: svovl, grafit , jern og nikkel.

I det tidlige arkæiske område repræsenterede atmosfæren og hydrosfæren tilsyneladende en blandet damp-gasmasse, som omsluttede hele planeten i et tykt og tykt lag. Dens permeabilitet for sollys var meget svag, så mørket herskede på jordens overflade. Gasdamphylsteret bestod af vanddamp og en vis mængde sur røg. Det var præget af høj kemisk aktivitet, som et resultat af hvilket det aktivt påvirkede jordens basaltoverflade . Bjerglandskabet, såvel som dybe lavninger på Jorden, var fraværende. I den arkæiske æra differentierede damp-gas-kappen sig ind i atmosfæren og hydrosfæren. Det arkæiske hav var lavvandet, og dets vand var en stærk og meget sur saltopløsning [31] .

Proterozoikum

Proterozoikum eon, Proterozoikum ( græsk πρότερος  - første, senior, græsk ζωή  - liv) er en geologisk æon , der dækker perioden fra 2500 til 541,0 ± 1,0 millioner år siden [29] . Udskiftet archaea .

Den proterozoiske eon er den længste i Jordens historie.

Paleozoikum

Palæozoikum-æraen (som betyder: æraen med gamle livsformer) var den første og længste æra af Phanerozoikum, der varede fra 542 til 251 millioner år. [32] Under palæozoikum dukkede mange moderne grupper af levende væsner op. Livet koloniserede jorden, først planter , derefter dyr . Livet udviklede sig normalt langsomt. Til tider er der dog pludselige tilsynekomster af nye arter eller masseudryddelser. Disse udbrud af evolution udløses ofte af uventede ændringer i miljøet som følge af naturkatastrofer som vulkansk aktivitet, meteoritpåvirkninger eller klimaændringer.

De kontinenter, der blev dannet efter opløsningen af ​​kontinenterne Pannotia og Rodinia i slutningen af ​​Proterozoikum, samles langsomt igen under Palæozoikum. Dette ville i sidste ende føre til faser af bjergbygning og ville skabe superkontinentet Pangea i slutningen af ​​Paleozoikum.

Mesozoikum

Mesozoikum ("middellivet") varede fra 251 millioner til 65,5 millioner år [32] . Det er underopdelt i trias- , jura- og kridtperioderne . Æraen begyndte med Perm-Trias-udryddelsesbegivenheden , den største masseudryddelsesbegivenhed i fossilregistret, 95% af arterne på Jorden uddøde, [33] og sluttede med Kridt-Paleogen-udryddelsen , som ødelagde dinosaurerne . Perm-Trias-udryddelsen kan være forårsaget af en kombination af Siberian Traps -udbruddet , et asteroide-nedslag, methanhydratforgasning , havniveauudsving, et dramatisk fald i havets ilt. Livet overlevede, og for omkring 230 millioner år siden blev dinosaurerne adskilt fra deres forfædre. [34] Trias-Jura-udryddelsen 200 Ma omgik dinosaurerne, [32] [35] og de blev hurtigt den dominerende gruppe blandt hvirveldyr. Og selvom de første pattedyr dukkede op i denne periode, var de sandsynligvis små og primitive dyr, der lignede spidsmus [36] :169 .

Omkring 180 Ma brød Pangea op i Laurasia og Gondwana . Grænsen mellem fugle- og ikke-fugledinosaurer er ikke klar, men Archaeopteryx , der traditionelt betragtes som en af ​​de første fugle, levede for omkring 150 millioner år siden [37] . De tidligste beviser for fremkomsten af ​​blomstrende (angiospermer) planter går tilbage til kridtperioden, omkring 20 millioner år senere (132 millioner år siden) [38] . Konkurrencen med fugle drev mange pterosaurer til udryddelse, og dinosaurerne var formentlig allerede i tilbagegang, da en 10 km lang asteroide for 65 millioner år siden ramte Jorden nær Yucatan-halvøen , hvor Chicxulub -krateret nu ligger . Denne kollision frigav enorme mængder af partikler og gasser i atmosfæren , hvilket blokerede adgangen til sollys og forhindrede fotosyntesen . De fleste store dyr, inklusive dinosaurer, såvel som marine ammonitter og belemniter , uddøde, [39] og markerede afslutningen på kridttiden og mesozoikum.

Cenozoic

Den cenozoiske æra begyndte ved 65,6 Ma [32] og er opdelt i Palæogen-, Neogen- og Kvartærperioderne. Pattedyr og fugle var i stand til at overleve Kridt-Paleogen-udryddelsen, der udslettede dinosaurerne og mange andre livsformer, og dette er den æra, hvor de udviklede sig til deres moderne art.

Udvikling af pattedyr

Pattedyr eksisterede fra det sene trias, men indtil Kridt-Paleogen-udryddelsen forblev de små og primitive. Under cenozoikum steg mangfoldigheden af ​​pattedyr hurtigt for at udfylde nicherne efterladt af dinosaurer og andre uddøde dyr. De blev de dominerende hvirveldyr, og mange moderne arter dukkede op. På grund af udryddelsen af ​​mange marine krybdyr begyndte nogle pattedyr at leve i havene, såsom hvaler og pinnipeds . Andre blev kattedyr og hunde , hurtige og adrætte landrovdyr. Det tørre globale klima under cenozoikum førte til udvidelsen af ​​græsgange og introduktionen af ​​hovdyrpattedyr som heste og kvæg . Andre pattedyr tilpassede sig livet i træer og blev til primater , hvoraf en afstamning ville føre til moderne mennesker.

Menneskelig evolution

En lille afrikansk abe, der levede for omkring 6 millioner år siden, var det sidste dyr, hvis efterkommere ville omfatte både moderne mennesker og deres nærmeste slægtninge, chimpansen . [36] :100–101 Kun to grene af hendes stamtræ har overlevende efterkommere. Kort efter splittelsen udviklede aber fra en gren af ​​årsager, der stadig er uklare, evnen til at gå på deres baglemmer. [36] :95-99 Hjernestørrelsen steg hurtigt, og de første dyr klassificeret som Homo dukkede op for omkring 2 millioner år siden . [40] :300 Selvfølgelig er linjen mellem forskellige arter og endda slægter noget vilkårlig, da organismer ændrer sig kontinuerligt over generationer. Omkring samme tid delte en anden gren sig op i forfædres chimpanser og forfædres bonoboer , hvilket viser, at udviklingen fortsætter samtidigt i alle livsformer. [36] :100-101

Evnen til at kontrollere ild dukkede sandsynligvis op i Homo erectus (eller Homo erectus ) for mindst 790 tusind år siden, [41] men muligvis for 1,5 millioner år siden. [36] :67 Opdagelsen og brugen af ​​kontrolleret ild kan have fundet sted før Homo erectus. Det er muligt, at ild begyndte at blive brugt i den tidlige øvre palæolitikum ( olduviansk kultur ) af hominiderne Homo habilis , eller endda Australopithecus såsom Paranthropus . [42]

Det er sværere at fastslå sprogets oprindelse , det er ikke klart, om Homo erectus kunne tale, eller om en sådan mulighed var fraværende før fremkomsten af ​​Homo sapiens . [36] :67 Efterhånden som hjernestørrelsen steg, blev babyer født tidligere, før deres hoveder var for store til at passe gennem bækkenet . Som følge heraf udviser de større plasticitet, og har derfor en øget evne til at lære og kræver en længere periode med afhængighed af deres forældre. Sociale færdigheder er blevet mere komplekse, sproget er blevet mere raffineret, værktøjerne er blevet mere udførlige. Dette førte til yderligere samarbejde og intellektuel udvikling. [43] :7 Moderne mennesker (Homo sapiens) menes at være dukket op for omkring 200.000 år siden eller tidligere i Afrika; de ældste fossiler går tilbage til omkring 160 tusind år. [44]

De første mennesker, der viste tegn på spiritualitet, var neandertalerne (generelt klassificeret som en separat art uden overlevende efterkommere). De begravede deres døde, ofte uden bevis for mad eller værktøj. [45] :17 Beviser for mere komplekse overbevisninger, såsom tidlige Cro-Magnon-hulemalerier (muligvis af magisk eller religiøs betydning) [45] :17-19 , dukker dog ikke op før 32 årtusinde f.Kr. e. [46] Cro -Magnonerne efterlod sig også stenfigurer, såsom Venus fra Willendorf , som sandsynligvis også repræsenterer religiøse overbevisninger. [45] :17–19 For 11.000 år siden nåede Homo sapiens sydspidsen af ​​Sydamerika, det sidste af de ubeboede kontinenter (undtagen Antarktis, som forblev uopdaget indtil 1820). [47] Brugen af ​​værktøjer og kommunikation bliver ved med at forbedres, og interpersonelle relationer er blevet mere komplekse.

Seneste begivenheder

Fra midten af ​​1940'erne til i dag er ændringerne fortsat i et hurtigt tempo. Teknologisk udvikling såsom computere , atomvåben , genteknologi og nanoteknologi er dukket op . Økonomisk globalisering , drevet af fremskridt inden for kommunikations- og transportteknologi , har påvirket dagligdagen i mange dele af verden. Kulturelle og institutionelle former som demokrati , kapitalisme og miljøbeskyttelse har øget deres indflydelse. Store strabadser og problemer som sygdom, krig, fattigdom, voldelig radikalisme og på det seneste menneskeskabte klimaændringer er steget med væksten i verdens befolkning.

I 1957 opsendte Sovjetunionen den første kunstige satellit i kredsløb, og kort efter blev Yuri Gagarin det første menneske i rummet. Amerikaneren Neil Armstrong var den første til at sætte fod på et andet astronomisk objekt , Månen . Ubemandede sonder er blevet sendt til alle planeterne i solsystemet , nogle (som Voyager ) har forladt solsystemet. Sovjetunionen og USA var de første til at udforske rummet i det 20. århundrede . Fem rumorganisationer, der repræsenterer mere end femten lande [48] arbejdede sammen om at bygge den internationale rumstation . Om bord har der været en kontinuerlig menneskelig tilstedeværelse i rummet siden 2000. [49] World Wide Web blev udviklet i 1990'erne og har siden etableret sig som en uundværlig kilde til information i mange dele af verden. I 2001 begyndte webstedet " Wikipedia " sit arbejde, en wiki - encyklopædi med frit redigerbart og distribueret indhold ( engelsk sektion ).

Kommentarer

  1. ↑ Grunden til, at Saturn, Uranus og Neptun bevægede sig udad, mens Jupiter bevægede sig indad, er, at Jupiter er massiv nok til at kaste planetosimaler ud af solsystemet, mens disse tre planeter ikke er det. For at smide planeten ud af systemet overfører Jupiter en del af sin kredsløbsenergi til den og nærmer sig derfor Solen. Når Saturn, Uranus og Neptun kaster planetosimaler udad, går disse objekter ind i stærkt elliptiske, men stadig lukkede baner, og kan dermed vende tilbage til de forstyrrende planeter og erstatte deres tabte energi. Hvis disse planeter kaster planetozimaler ind i systemet, øger dette deres energi og får dem til at bevæge sig væk fra Solen. Og endnu vigtigere, et objekt, der kastes indad af disse planeter, har en større chance for at blive fanget af Jupiter og derefter blive smidt ud af systemet, som permanent fikserer den overskydende energi, der modtages af de ydre planeter, da dette objekt blev "skudt ud".

Noter

  1. ↑ N.T. Ashimbaeva. Den fjerneste kvasar er blevet opdaget . Astronet (5. juli 2011). Dato for adgang: 29. januar 2014. Arkiveret fra originalen 5. marts 2012.
  2. ↑ Astronomer opdagede den anden æra af opvarmningen af ​​universet . Membran . Dato for adgang: 4. februar 2014. Arkiveret fra originalen 2. januar 2014.
  3. ↑ Tristan Guillot, Daniel Gautier. Kæmpeplaneter  . _ - 10. december 2009.
  4. ↑ 1 2 3 [https://web.archive.org/web/20171121230051/https://arxiv.org/abs/1012.5281 Arkiveret 21. november 2017 på Wayback Machine [1012.5281] Teori om planetdannelse]
  5. ↑ Dutkevitch, Diane The Evolution of Dust in the Terrestrial Planet Region of Circumstellar Disks Around Young Stars (link ikke tilgængeligt) . Ph. D. afhandling, University of Massachusetts Amherst (1995). Hentet 23. august 2008. Arkiveret fra originalen 25. november 2007.   ( Astrophysics Data System entry Arkiveret 3. november 2013 på Wayback Machine )
  6. ↑ 1 2 3 Jean-Marc Petit, Alessandro Morbidelli. The Primordial Excitation and Clearing of the Asteroid Belt  (engelsk)  // Icarus  : journal. - Elsevier , 2001. - Vol. 153 . - s. 338-347 . - doi : 10.1006/icar.2001.6702 .
  7. ↑ 1 2 Junko Kominami, Shigeru Ida. Effekten af ​​tidevandsinteraktion med en gasskive på dannelsen af ​​terrestriske planeter  (engelsk)  // Icarus  : journal. - Elsevier , 2001. - Vol. 157 , nr. 1 . - S. 43-56 . - doi : 10.1006/icar.2001.6811 .
  8. ↑ Sean C. Solomon.  Merkur : den gådefulde inderste planet  // Earth and Planetary Science Letters : journal. - 2003. - Bd. 216 . - S. 441-455 . - doi : 10.1016/S0012-821X(03)00546-6 .
  9. ↑ 1 2 3 Douglas N. C. Lin. The Genesis of Planets  // Scientific American  . - Springer Nature , 2008. - Maj ( vol. 298 , nr. 5 ). - S. 50-59 . - doi : 10.1038/scientificamerican0508-50 . — PMID 18444325 .
  10. ↑ Peter Goldreich , Yoram Lithwick, Re'em Sari. Final Stages of Planet Formation  (engelsk)  // The Astrophysical Journal  : tidsskrift. - IOP Publishing , 2004. - 10. oktober ( vol. 614 ). - S. 497 . - doi : 10.1086/423612 .
  11. ↑ 1 2 3 William F. Bottke, Daniel D. Durda, David Nesvorny et al. Sammenkædning af kollisionshistorien for det vigtigste asteroidebælte til dets dynamiske excitation og udtømning  (engelsk)  // Icarus  : journal. — Elsevier , 2005. — Vol. 179 . - S. 63-94 . - doi : 10.1016/j.icarus.2005.05.017 .
  12. ↑ R. Edgar, P. Artymowicz. Pumping af en planetesimalskive af en hurtigt migrerende planet  // Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society  : tidsskrift  . - Oxford University Press , 2004. - Vol. 354 . - s. 769-772 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2004.08238.x .
  13. ↑ ERD Scott (2006). "Begrænsninger på Jupiters alder og dannelsesmekanisme og nebulaens levetid fra kondritter og asteroider" . Proceedings 37. årlige Lunar and Planetary Science Conference . League City, Texas: Lunar and Planetary Society . Hentet 2007-04-16 . Arkiveret fra originalen den 19. januar 2013.
  14. ↑ 1 2 David O'Brien, Alessandro Morbidelli, William F. Bottke. Den oprindelige excitation og rydning af asteroidebæltet — Revisited  (engelsk)  // Icarus  : journal. — Elsevier , 2007. — Vol. 191 . - S. 434-452 . - doi : 10.1016/j.icarus.2007.05.005 .
  15. ↑ 1 2 Sean N. Raymond, Thomas Quinn, Jonathan I. Lunine. Højopløsningssimuleringer af den endelige samling af jordlignende planeter 2: vandforsyning og planetarisk beboelighed  (engelsk)  // Astrobiology : journal. - 2007. - Bd. 7 , nr. 1 . - S. 66-84 . - doi : 10.1089/ast.2006.06-0126 . — PMID 17407404 .
  16. ↑ Susan Watanabe. Mysteries of the Solar Nebula (utilgængeligt link) . NASA (20. juli 2001). Hentet 2. april 2007. Arkiveret fra originalen 3. oktober 2006. 
  17. ↑ Georgij A. Krasinsky, Elena V. Pitjeva, MV Vasilyev, EI Yagudina. Skjult masse i asteroidebæltet  (engelsk)  // Icarus . - Elsevier , 2002. - Juli ( vol. 158 , nr. 1 ). - S. 98-105 . - doi : 10.1006/icar.2002.6837 .
  18. ↑ 1 2 Henry H. Hsieh, David Jewitt . En bestand af kometer i hovedasteroidebæltet   // Videnskab . - 2006. - 23. marts ( bd. 312 , nr. 5773 ). - S. 561-563 . - doi : 10.1126/science.1125150 . — PMID 16556801 .
  19. ↑ Francis Reddy. Ny kometklasse i Jordens baghave (utilgængeligt link) . astronomy.com (2006). Hentet 29. april 2008. Arkiveret fra originalen 16. juni 2008. 
  20. ↑ 1 2 R. Gomes, H.F. Levison, K. Tsiganis, A. Morbidelli. Oprindelsen af ​​den katastrofale Late Heavy Bombardment periode af de terrestriske planeter  (engelsk)  // Nature : journal. - 2005. - Bd. 435 , nr. 7041 . - S. 466 . - doi : 10.1038/nature03676 . — PMID 15917802 .
  21. ↑ A. Morbidelli, J. Chambers, JI Lunine, JM Petit, F. Robert, G.B. Valsecchi, K.E. Cyr. Kilderegioner og tidsskalaer for levering af vand til Jorden  //  Meteoritics & Planetary Science : journal. - 2000. - Vol. 35 . — S. 1309 . — ISSN 1086–9379 .
  22. ↑ EW Thommes, MJ Duncan, HF Levison. Dannelsen af ​​Uranus og Neptun blandt Jupiter og Saturn  (engelsk)  // Astronomical Journal  : journal. - 2002. - Bd. 123 . — S. 2862 . - doi : 10.1086/339975 .
  23. ↑ 1 2 3 4 5 6 Harold F. Levison, Alessandro Morbidelli, Crista Van Laerhoven et al. Oprindelsen af ​​Kuiperbæltets struktur under en dynamisk ustabilitet i Uranus og Neptuns baner  (engelsk)  // Icarus  : journal. — Elsevier , 2007. — Vol. 196 . — S. 258 . - doi : 10.1016/j.icarus.2007.11.035 .
  24. ↑ Alessandro Morbidelli. Oprindelse og dynamisk udvikling af kometer og deres reservoirer (PDF). arxiv (9. december 2005). Hentet 26. maj 2007. Arkiveret fra originalen 19. marts 2015.
  25. ↑ R. Malhotra. Oprindelsen af ​​Plutos kredsløb: Implikationer for solsystemet hinsides Neptun  // Astronomisk tidsskrift  :  tidsskrift. - 1995. - Bd. 110 . - S. 420 . - doi : 10.1086/117532 .
  26. ↑ M.J. Fogg, R.P. Nelson. Om dannelsen af ​​jordiske planeter i hot-Jupiter-systemer  (engelsk)  // Astronomy and Astrophysics  : journal. - 2007. - Bd. 461 . — S. 1195 . - doi : 10.1051/0004-6361:20066171 .
  27. ↑ 1 2 Gradstein, Ogg, Smith, 2004 .
  28. ↑ Stanley, 2005
  29. ↑ 1 2 International Stratigraphic Scale (august 2012 version) Arkiveret 24. december 2012 på Wayback Machine på webstedet for International Commission on Stratigraphy
  30. ↑ Arkæisk æra (arkæisk) (utilgængeligt link) . Dato for adgang: 24. december 2018. Arkiveret fra originalen 6. januar 2011. 
  31. ↑ Prækambrisk fase af geologisk historie (utilgængeligt link) . Dato for adgang: 24. december 2018. Arkiveret fra originalen 2. januar 2014. 
  32. ↑ 1 2 3 4 Gradstein, Ogg, van Kranendonk, 2008 .
  33. ↑ Den dag, hvor jorden næsten døde . Horisont . BBC (2002). Hentet 9. april 2006. Arkiveret fra originalen 8. august 2012.
  34. ↑ " Nyt blod ". Auth. BBC. Gåtur med dinosaurer . 1999. Arkiveret fra originalen 2009-01-01. Arkiveret 12. december 2005 på Wayback Machine
  35. ↑ The Mass Extinctions: The Late Trias Extinction . BBC. Hentet 9. april 2006. Arkiveret fra originalen 13. august 2006.
  36. ↑ 1 2 3 4 5 6 Dawkins, 2004
  37. ↑ Archaeopteryx : An Early Bird . University of California, Berkeley, Museum of Paleontology (1996). Hentet 9. april 2006. Arkiveret fra originalen 8. august 2012.
  38. ↑ Soltis, Pam; Doug Soltis og Christine Edwards. Angiospermer . The Tree of Life Project (2005). Hentet 9. april 2006. Arkiveret fra originalen 8. august 2012.
  39. ↑ Chaisson, Eric J. Recent Fossils (link utilgængeligt) . Kosmisk evolution . Tufts University (2005). Hentet 9. april 2006. Arkiveret fra originalen 22. juli 2007. 
  40. ↑ Fortey, Richard Landwards, Humanity // Life: A Natural History of the First Four Billion Years ofLife on Earth  . — New York: Vintage Books, 1999. - S. 138-140, 300. - ISBN 0-375-70261-X .
  41. ↑ Goren-Inbar, Naama; Nira Alperson, Mordechai E. Kislev, Orit Simchoni, Yoel Melamed, Adi Ben-Nun og Ella Werker. Bevis på Hominin kontrol af brand hos Gesher Benot Ya'aqov, Israel  (engelsk)  // Science : journal. - 2004. - 30. april ( bd. 304 , nr. 5671 ). - s. 725-727 . - doi : 10.1126/science.1095443 . - . — PMID 15118160 . Arkiveret fra originalen den 26. oktober 2012. (abstrakt)
  42. ↑ McClellan. Videnskab og teknologi i verdenshistorien: en introduktion  (engelsk) . — Baltimore, Maryland: JHU Press, 2006. - ISBN 0-8018-8360-1 . Side 8-12 Arkiveret 6. februar 2020 på Wayback Machine
  43. ↑ McNeill, 1999
  44. ↑ Gibbons, Ann. Ældste medlemmer af Homo sapiens opdaget i Afrika  (engelsk)  // Videnskab  : tidsskrift. - 2003. - Bd. 300 , nr. 5626 . - S. 1641 . - doi : 10.1126/science.300.5626.1641 . — PMID 12805512 . Arkiveret fra originalen den 24. september 2015. (abstrakt)
  45. ↑ 1 2 3 Hopfe, Lewis M. Karakteristika for grundlæggende religioner // Verdens religioner . — 4. - New York: MacMillan Publishing Company, 1987. - S.  17 , 17-19. — ISBN 0-02-356930-1 .
  46. ↑ Chauvet-hulen . Metropolitan Museum of Art. Hentet 11. april 2006. Arkiveret fra originalen 8. august 2012.
  47. ↑ Den menneskelige revolution // Atlas of World History  / Patrick K. O'Brien. — kortfattet. — New York: Oxford University Press , 2003. — S. 16. — ISBN 0-19-521921-X .
  48. ↑ Menneskelig rumfart og udforskning - europæiske deltagende stater . ESA (2006). Hentet 27. marts 2006. Arkiveret fra originalen 8. august 2012.
  49. ↑ Ekspedition 13: Science, Assembly Prep on Tap for Crew (link utilgængeligt) . NASA (11. januar 2006). Hentet 27. marts 2006. Arkiveret fra originalen 7. april 2006. 

Litteratur

Links

 Universets tidslinje
De første tre minutter
efter Big Bang
tidligt univers
Universets fremtid