Сторінка
1

Походження Сонячної системи і Землі

Розв'язання питання про походження Землі і Сонячної системи в цілому значною мірою ускладнюється тим, що інших подібних си­стем ми не спостерігаємо. Нашу Сонячну систему поки що ні з чим порівняти, хоч системи подібні до неї, мають бути досить поширені і їх виникнення повинно бути не випадковим, а закономірним явищем.

У наш час, перевіряючи ту чи іншу гіпотезу про походження Сонячної системи, великою мірою виходять із даних про хімічний склад і вік порід Землі та інших тіл Сонячної системи. Найточніший метод визначення віку порід полягає в обчисленні відношення кіль­кості радіоактивного урану до кількості свинцю, шо містяться в розглядуваній породі. Справа в тому, що свинець є кінцевим про­дуктом самодовільного розпаду урану. Швидкість цього процесу відома точно, і змінити її не можна жодним способом. Чим менше урану лишилось і чим більше свинцю стало в породі, тим більший її вік. Найдавніші гірські породи земної кори мають вік кілька міль­ярдів років. Земля в цілому виникла, очевидно, дещо раніше, ніж земна кора.

Вивчення скам'янілих решток тварин і рослин показує, що за останні сотні мільйонів років випромінювання Сонця істотно не змі­нилося. За сучасними оцінками, вік Сонця становить близько 5 млрд. років. Сонце лише ненабагато старше від Землі.

У розвитку матеріалістичного світогляду величезну роль віді­грали вже перші наукові припущення про походження Сонячної системи. Такою була гіпотеза німецького філософа І. Канта, роз­роблена на основі закону всесвітнього тяжіння. У середині XVIII ст. він висловив ідею про виникнення Сонячної системи з хмари холодних пилинок, що перебували в хаотичному русі. У 1796 р. французький учений П. Лаплас докладно описав гіпотезу про утворення Сонця і планет з газової туманності, яка вже оберталась. Лаплас врахував основні характерні риси Сонячної системи, що їх повинна пояснити будь-яка гіпотеза про її поход­ження: основна маса системи зосереджена в Сонці; орбіти планет і супутників майже колові й лежать майже в одній площині; відстані між ними зростають за певним законом; майже всі планети обертаються не тільки навколо Сонця, а й навколо своїх осей в одному напрямі. Свою гіпотезу він будував на основі уявлень про те, що й планети, і речовина, з якої вони утво­рились, первісно були в гарячому, розплавленому стані.

Нині вчені дійшли висновку, що Земля ніколи не була ні газо­вою, ні вогняно-рідкою.

На сьогодні найдокладніше розроблено гіпотезу, основи якої закладені працями радянського академіка О. Ю. Шмідта (1891 —1956) в середині нашого століття.

За гіпотезою Шмідта, планети виникли з речовини величезної холодної газопилової хмари, частинки якої по найрізноманітні­ших орбітах оберталися навколо Сонця, що незадовго до цього сформувалось. З часом форма цієї хмари змінювалась. Зіткнення частинок та обмін енергією між ними призводили до того, що хмара поступово сплющувалася, а орбіти частинок ставали коловими. Більші частинки приєднували до себе менші. Став переважати рух в одному напрямі. Виникали згустки речовини, яка тепер роз­поділялась у вигляді диска, що мав товщину, в тисячу разів меншу від його діаметра. Найшвидше зростала маса найбільших згустків. Потім з великої кількості «розсипчастих» грудок речовини, що утворилися спочатку, виникло кілька великих тіл — планет (мал. 66). За розрахунками, Земля виросла до її сучасної маси за кілька сотень мільйонів років. Холодна на поверхні, вона почала розігріватися всередині внаслідок розпаду радіоактивних елемен­тів. Це зумовило розплавлення земних надр. Важкі елементи утво­рили ядро, а легкі спливли й утворили кору. У рої частинок, що оточував зародки планет, теж відбувався процес злипання части­нок, і виникли супутники планет.

Частинки і тіла різного розміру (діаметром до кількох кіломет­рів) продовжували падати на планети і їхні супутники й після утворення їх кори. Ударившись об поверхню планет і супутників з космічною швидкістю, вони вибухали й утворювали численні кратери.

Гіпотеза про походження Сонячної системи з газопилової хмари дає змогу пояснити відмінності фізичних характеристик планет земної групи і планет-гігантів.

Внаслідок сильного нагрівання хмари поблизу Сонця водень і гелій звітрювались на її окраїни і в планетах земної групи вони майже не збереглись. У віддалених від Сонця частинах газопило­вої хмари панувала низька температура, тому гази тут намерзали на тверді частинки. З цієї речовини, що містила велику кіль­кість водню й гелію, утворилися планети-гіганти. Об'єм і маса цієї віддаленої від Сонця частини хмари були значно більші, ніж тієї, де утворилися планети типу Землі. Тому планети-гіганти ма­ють більшу масу.

Про походження малих тіл Сонячної системи (асте­роїдів і комет) існує кілька різних гіпотез.

Так, понад сто років тому було висловлено припущення, що астероїди — це осколки планети, яка існувала між Мар­сом і Юпітером, але з якоїсь причини зруйнувалась. Б. О. Воронцов-Вельямінов (автор під­ручника) вважає, що всі малі тіла Сонячної системи мають спільне походження. Вони могли утворитися з різних час­тин цієї колись великої і не­однорідної планети внаслідок її вибуху. Гази, пара і дрібні частинки, які після вибуху змерзлися у космічному про­сторі, стали ядрами комет, а уламки більшої густини — ас­тероїдами, що, як показують спостереження, мають явно форму уламків.

Численні кометні ядра, як дрібніші й легші, при своєму утворенні дістали великі й по-різному напрямлені швидкості й відійшли дуже далеко від Сон­ця (або назавжди покинули Сонячну систему).

Інше можливе пояснення походження малих тіл врахо­вує, що далеко не всі зародки виросли в планети. Багато з них залишилися в Сонячній системі як астероїди і метеоритні тіла. На великих відстанях від Сонця ці зародки існують досі у вигляді окремих льодяних брил з домішкою твердих частинок речовини. Це ядра комет, які утворюють величезну хмару, що простягається далеко за межі орбіти Плутона.