Povijest planeta Zemlje, kao i ljudski život, ispunjena je raznim važnim događajima i fazama razvoja koji su se dogodili od njegovog rođenja. Prije nego što se pojavila planeta Zemlja i sva druga nebeska tijela: planeti i zvijezde, svemirom su letjeli oblaci prašine. Plavi planet, kao i ostatak Sunčevog sustava, uključujući Sunce, znanstvenici vjeruju da je nastao kada se oblak međuzvjezdane prašine zbio.

Zemlja je nastala nekih 10 milijuna godina nakon što se međuzvjezdana prašina počela zbijati. Oslobođena toplina formirala je od rastaljene tvari nebesko tijelo. Nakon što se pojavio planet Zemlja. Diferencijacija slojeva njegovih sastojaka dovela je do pojave unutarnje jezgre teških elemenata omotanih u plašt; akumulacija lakih elemenata na površini uzrokovala je stvaranje proto-kore. U isto vrijeme pojavio se i Mjesec, vjerojatno zbog snažnog sudara Zemlje i ogromnog asteroida.

S vremenom se planet ohladio, na njemu se pojavila stvrdnuta ljuska - kora, a potom i prvi kontinenti. Od trenutka kada se planet Zemlja pojavio, neprestano su ga bombardirali meteoriti i ledeni kometi, kao rezultat toga, na površini se nakupilo dovoljno vode da se formiraju mora i oceani. Zahvaljujući snažnoj vulkanskoj aktivnosti i pari pojavila se atmosfera u kojoj praktički nije bilo kisika. Kroz povijest planeta Zemlje, kontinenti su stalno plutali na rastaljenom plaštu, nekada se spajajući, nekada razdvajajući, to se ponavljalo mnogo puta tijekom 4,5 milijardi godina.

Složene kemijske reakcije dovele su do međusobnog djelovanja organskih molekula, a pojavile su se i sve složenije molekularne strukture. Kao rezultat toga, to je dovelo do pojave molekula sposobnih za samokopiranje. To su bili prvi koraci života na Zemlji. Razvili su se živi organizmi, pojavile su se bakterije, zatim višestanični organizmi. Tijekom života ovih organizama mijenjao se sastav atmosfere. Pojavio se kisik, što je dovelo do razvoja zaštitnog sloja ozona.

Život se razvio u brojne oblike, a broj vrsta na Zemlji je nevjerojatan u svojoj raznolikosti. Promjene u uvjetima okoliša kroz povijest planeta dovele su do pojave novih vrsta, od kojih su mnoge kasnije izumrle, druge su se uspjele prilagoditi novom okolišu i stvorile modernu biosferu.

Prije otprilike 6 milijuna godina, milijarde godina nakon što je Zemlja nastala, grana evolucijske diferencijacije primata dovela je do pojave ljudi. Sposobnost hodanja na stražnjim nogama, snažno povećanje veličine mozga i razvoj govora bili su glavni čimbenici. Prvo je čovjek naučio ložiti vatru, zatim je postigao uspjeh u razvoju poljoprivrede. To je dovelo do poboljšanja života, što je dovelo do formiranja zajednica i naknadnih civilizacija, s različitim kulturnim i vjerskim obilježjima. Zahvaljujući svojim postignućima u raznim područjima: znanosti, politici, pisanju, prometu i komunikacijama, ljudi su postali dominantna vrsta na Zemlji. Nije više Zemlja ta koja stvara oblike života, čovjek mijenja okoliš u procesu života. Po prvi put povijest planeta Zemlje stvaraju sile stvorenja koja žive na njemu, a Mi smo ti koji smo prisiljeni rješavati globalna pitanja klime i drugog okoliša kako bismo očuvali svoje stanište.

Kako su se pojavili planeti?

Čini se da je znanstveni i tehnološki napredak sposoban dati odgovore na mnoga pitanja koja se tiču ​​svijeta oko nas. Ali znanstvenici još uvijek imaju mnogo misterija i netočnosti. Uostalom, ponekad i najlogičnija i najsuvislija teorija ostaje samo na razini pretpostavki, jer jednostavno nema činjenica koje bi je poduprle, a ponekad je izuzetno teško doći do dokaza. Kako su se planeti pojavili jedno je od tih otvorenih pitanja, iako o tome postoji dosta teorija i pretpostavki. Pogledajmo koje hipoteze postoje o podrijetlu planeta.

Glavna znanstvena teorija

Danas postoji mnogo različitih znanstvenih hipoteza koje dokazuju odakle su planeti došli, međutim, u modernoj prirodnoj znanosti oni se pridržavaju teorije oblaka plina i prašine.

Leži u činjenici da je Sunčev sustav sa svim planetima, satelitima, zvijezdama i drugim nebeskim tijelima nastao kao rezultat kompresije oblaka plina i prašine. U njegovom središtu nastala je najveća zvijezda Sunce. I sva druga tijela pojavila su se iz Kuiperovog pojasa i Oortova oblaka. Jednostavno rečeno, planeti su se pojavili na sljedeći način. U svemiru je postojala neka materija koja se sastojala samo od plina i prašine otopljene u njoj. Nakon jakog izlaganja atmosferskom tlaku, plin se počeo sabijati, a prašina se počela pretvarati u velike i teške objekte koji su kasnije postali planeti.

Kuiperov pojas i Oortov oblak

Ranije smo već spomenuli Kuiperov pojas i Oortov oblak. Znanstvenici kažu da su upravo ta dva objekta postala građevinski materijal iz kojeg su nastali planeti.

Kuiperov pojas je zona u Sunčevom sustavu koja počinje od orbite Neptuna. Vjeruje se da je riječ o asteroidnom pojasu, ali to nije sasvim točno. Nekoliko puta je veći i masivniji od njega. Osim toga, Kuiperov pojas razlikuje se od asteroidnog pojasa po tome što se sastoji od hlapljivih tvari poput amonijaka i vode. Danas se vjeruje da su upravo u tom pojasu nastala tri patuljasta planeta - Pluton, Huamea, Makemake, kao i njihovi sateliti.

Drugi objekt koji je pridonio nastanku planeta, Oortov oblak, još nije pronađen, a njegovo postojanje potvrđeno je samo hipotetski. To je unutarnji i vanjski oblak koji se sastoji od izotopa ugljika i dušika u kojima se kreću čvrsta tijela. Vjeruje se da je to određeno sferno područje Sunčevog sustava, koje je izvor nastanka kometa, koji su također građevinski materijal za nastanak drugih planeta. Ako zamislite kako su planeti izgledali izvana, onda možete zamisliti kako su se prašina i druga čvrsta tijela sabijala, uslijed čega su poprimili sferni oblik u kakvom ih danas poznajemo.

Alternativne znanstvene hipoteze

• Dakle, prvi od takvih istraživača bio je Georges-Louis Buffon. Godine 1745. predložio je da su se svi planeti pojavili kao rezultat izbacivanja materije nakon sudara Sunca s prolazećim kometom. Komet se raspao na više dijelova koji su pod utjecajem centrifugalnih i centripetalnih sila Sunčeve energije formirali planete Sunčevog sustava.
• Nešto kasnije, 1755. godine, istraživač po imenu Kant sugerirao je da su svi planeti nastali zbog činjenice da su čestice prašine pod utjecajem gravitacije formirale planete.
• Godine 1706. francuski astronom Pierre Laplace iznio je svoju alternativnu teoriju o izgledu planeta. Vjerovao je da se u početku u svemiru formirala ogromna vruća maglica koja se sastojala od plina. Polagano se okretao u svemiru, ali centrifugalna sila koja se povećavala kao rezultat kretanja bila je osnova za nastanak planeta. Planeti su se pojavljivali na određenim točkama, koje su bile smještene u prstenovima ostavljenim duž staze. Ukupno se, rekao je Laplace, odvojilo 10 prstenova koji su se raspali na 9 planeta i asteroidni pojas.
• A u 20. stoljeću Fred Hoyle je iznio svoju hipotezu o tome kako su se planeti pojavili. Vjerovao je da Sunce ima zvijezdu blizanku. Fred je tvrdio da je ta zvijezda eksplodirala, što je rezultiralo stvaranjem planeta.
• Ali ne samo da znanost pokušava shvatiti odakle su došli planeti, religija također pokušava objasniti ovo zanimljivo pitanje. Dakle, postoji teorija kreacionizma. Kaže da je sve svemirske objekte, uključujući planete Sunčevog sustava, stvorio Stvoritelj, Bog.

I to nisu sve hipoteze koje danas postoje. Želite li vlastitim očima vidjeti kako su nastali planeti, videa možete pronaći na internetu, ali i u nekim elektronskim udžbenicima astronomije.

Svi živimo na planeti Zemlji, mislim da svakoga od nas zanima kako je nastao naš planet. Znanstvenici imaju hipoteze o ovom pitanju.

Kako se pojavio planet Zemlja?

Zemlja je nastala prije otprilike 4,5 milijardi godina. Vjeruje se da je ovo jedina planeta u svemiru na kojoj žive živa bića. Astronomski istraživači tvrde da je Zemlja nastala od kozmičke prašine i plina koji su ostali nakon formiranja Sunca. Oni također tvrde da je Zemlja izvorno bila rastaljena masa bez ikakvog života. Ali onda se voda počela nakupljati i površina se počela stvrdnjavati. Asteroidi, kometi i energija Sunca formirali su reljef i klimu Zemlje kakvu danas poznajemo.

Ako vas ozbiljno zanima pitanje kako je nastala planeta Zemlja, video koji je prilično lako pronaći jasno će vam reći o ovoj problematici.

Sada znate kako su se pojavili planeti Sunčevog sustava. Astronomi još nisu postigli konsenzus o ovom pitanju, ali želio bih vjerovati da će nam razvoj znanosti i tehnologije u bliskoj budućnosti omogućiti prikupljanje dokaza i točno reći kako su se planeti pojavili.

Nastanak života na Zemlji dogodio se prije otprilike 3,8 milijardi godina, kada je završilo formiranje zemljine kore. Znanstvenici su otkrili da su se prvi živi organizmi pojavili u vodenom okolišu, a tek nakon milijardu godina prva su stvorenja izašla na površinu kopna.

Formiranje kopnene flore bilo je olakšano stvaranjem organa i tkiva kod biljaka i sposobnošću razmnožavanja pomoću spora. Životinje su također značajno evoluirale i prilagodile se životu na kopnu: pojavila se unutarnja oplodnja, sposobnost polaganja jaja i plućno disanje. Važna faza u razvoju bilo je formiranje mozga, uvjetovanih i bezuvjetnih refleksa te instinkta za preživljavanje. Daljnja evolucija životinja dala je osnovu za nastanak čovječanstva.

Podjela povijesti Zemlje na ere i razdoblja daje ideju o značajkama razvoja života na planetu u različitim vremenskim razdobljima. Posebno značajne događaje u formiranju života na Zemlji znanstvenici identificiraju u zasebnim vremenskim razdobljima - erama, koje su podijeljene na razdoblja.

Postoji pet era:

• Arhejski;
• proterozoik;
• Paleozoik;
• mezozoik;
• kenozoik.

Arhejsko doba počelo je prije otprilike 4,6 milijardi godina, kada se planet Zemlja tek počeo formirati i na njemu nije bilo znakova života. Zrak je sadržavao klor, amonijak, vodik, temperatura je dosezala 80°, razina zračenja prelazila je dopuštene granice, u takvim uvjetima nastanak života je bio nemoguć.

Vjeruje se da se prije oko 4 milijarde godina naš planet sudario s nebeskim tijelom, a posljedica je bila formiranje Zemljinog satelita, Mjeseca. Ovaj događaj postao je značajan u razvoju života, stabilizirao je os rotacije planeta i pridonio pročišćavanju vodenih struktura. Kao rezultat toga, prvi život nastao je u dubinama oceana i mora: protozoe, bakterije i cijanobakterije.

Proterozoik je trajao od prije otprilike 2,5 milijarde godina do prije 540 milijuna godina. Otkriveni su ostaci jednostaničnih algi, mekušaca i anelida. Tlo se počinje formirati.

Zrak na početku ere još nije bio zasićen kisikom, ali u procesu života bakterije koje nastanjuju mora počele su sve više oslobađati O 2 u atmosferu. Kada je količina kisika bila na stabilnoj razini, mnoga su bića napravila korak u evoluciji i prešla na aerobno disanje.

Paleozoik uključuje šest razdoblja.

Kambrijsko razdoblje(prije 530 - 490 milijuna godina) karakterizira pojava predstavnika svih vrsta biljaka i životinja. Oceane su naselile alge, člankonošci i mekušci, a pojavili su se i prvi hordati (haikouihthys). Zemljište je ostalo nenaseljeno. Temperatura je ostala visoka.

Ordovicijsko razdoblje(prije 490 – 442 milijuna godina). Na kopnu su se pojavila prva naselja lišajeva, a megalograptus (predstavnik člankonožaca) počeo je izlaziti na obalu kako bi polagao jaja. U dubinama oceana nastavljaju se razvijati kralješnjaci, koralji i spužve.

silur(prije 442 – 418 milijuna godina). Biljke dolaze na kopno, a rudimenti plućnog tkiva formiraju se u člankonošcima. U kralješnjaka je završeno formiranje koštanog skeleta i pojavljuju se osjetilni organi. U tijeku je izgradnja planina i formiraju se različite klimatske zone.

devonski(prije 418 – 353 milijuna godina). Karakteristično je formiranje prvih šuma, uglavnom paprati. U akumulacijama se pojavljuju organizmi kostiju i hrskavice, vodozemci su počeli izlaziti na kopno i formiraju se novi organizmi - insekti.

Razdoblje karbona(prije 353 – 290 milijuna godina). Pojava vodozemaca, slijeganje kontinenata, na kraju razdoblja došlo je do značajnog hlađenja, što je dovelo do izumiranja mnogih vrsta.

perm(prije 290 – 248 milijuna godina). Zemlju naseljavaju gmazovi, pojavili su se terapsidi, preci sisavaca. Vruća klima dovela je do stvaranja pustinja u kojima su mogle preživjeti samo otporne paprati i neki četinjači.

Mezozoik se dijeli na 3 razdoblja:

trijas(prije 248 – 200 milijuna godina). Razvoj golosjemenjača, pojava prvih sisavaca. Podjela kopna na kontinente.

period jure(prije 200 - 140 milijuna godina). Pojava angiospermi. Pojava predaka ptica.

Razdoblje krede(prije 140 – 65 milijuna godina). Angiosperme (cvjetnice) postale su dominantna skupina biljaka. Razvoj viših sisavaca, pravih ptica.

Kenozoik se sastoji od tri razdoblja:

Donji tercijar ili paleogen(prije 65 – 24 milijuna godina). Nestankom većine glavonožaca, pojavljuju se lemuri i primati, kasnije parapiteci i suhopiteci. Razvoj predaka modernih vrsta sisavaca - nosoroga, svinje, zeca itd.

Gornji tercijar ili neogen(prije 24 – 2,6 milijuna godina). Sisavci nastanjuju zemlju, vodu i zrak. Pojava australopiteka – prvih predaka čovjeka. Tijekom tog razdoblja formirane su Alpe, Himalaje i Ande.

Kvartar ili antropocen(prije 2,6 milijuna godina – danas). Značajan događaj tog razdoblja bila je pojava čovjeka, prvo neandertalca, a ubrzo i Homo sapiensa. Flora i fauna dobivaju moderna obilježja.

Na svemirskom planu planeti su samo zrnca pijeska koja igraju beznačajnu ulogu u grandioznoj slici razvoja prirodnih procesa. Međutim, to su najraznovrsniji i najsloženiji objekti u Svemiru. Nijedna druga vrsta nebeskih tijela ne pokazuje sličnu interakciju astronomskih, geoloških, kemijskih i bioloških procesa. Ni na jednom drugom mjestu u svemiru ne može nastati život kakav poznajemo. Samo u posljednjem desetljeću astronomi su otkrili više od 200 planeta.

Nastanak planeta, koji se dugo smatrao mirnim i stacionarnim procesom, u stvarnosti se pokazao prilično kaotičnim.

Nevjerojatna raznolikost masa, veličina, sastava i orbita navela je mnoge da se zapitaju o njihovom podrijetlu. Sedamdesetih godina prošlog stoljeća Formiranje planeta smatralo se urednim, determinističkim procesom - pokretnom trakom u kojoj su se amorfni diskovi plina i prašine pretvarali u kopije Sunčevog sustava. Ali sada znamo da je to kaotičan proces, s drugačijim ishodom za svaki sustav. Rođeni planeti preživjeli su kaos natjecateljskih mehanizama formiranja i uništenja. Mnogi su objekti umrli, izgorjeli u vatri svoje zvijezde ili su bačeni u međuzvjezdani prostor. Naša Zemlja možda ima davno izgubljene blizance koji sada lutaju mračnim i hladnim svemirom.

Znanost o formiranju planeta nalazi se na sjecištu astrofizike, planetarne znanosti, statističke mehanike i nelinearne dinamike. Općenito, planetarni znanstvenici razvijaju dva glavna smjera. Prema teoriji sekvencijalnog nakupljanja, sićušne čestice prašine lijepe se zajedno i tvore velike nakupine. Ako takav blok privuče puno plina, pretvara se u plinovitog diva poput Jupitera, a ako ne, u stjenoviti planet poput Zemlje. Glavni nedostaci ove teorije su sporost procesa i mogućnost raspršivanja plina prije formiranja planeta.

Drugi scenarij (teorija gravitacijske nestabilnosti) kaže da plinoviti divovi nastaju iznenadnim kolapsom, što dovodi do uništenja iskonskog oblaka plina i prašine. Ovaj proces replicira stvaranje zvijezda u minijaturi. Ali ova hipoteza je vrlo kontroverzna, jer pretpostavlja prisutnost jake nestabilnosti, koja se možda neće dogoditi. Osim toga, astronomi su otkrili da su najmasivniji planeti i najmanje masivne zvijezde odvojeni "prazninom" (jednostavno ne postoje tijela srednje mase). Takav "neuspjeh" ukazuje da planeti nisu samo zvijezde male mase, već objekti potpuno drugačijeg podrijetla.

Iako znanstvenici i dalje raspravljaju, većina vjeruje da je scenarij sukcesivne akrecije vjerojatniji. U ovom ću se članku posebno osloniti na njega.

1. Međuzvjezdani oblak se smanjuje

Vrijeme: 0 (početna točka procesa formiranja planeta)

Naš Sunčev sustav nalazi se u galaksiji u kojoj se nalazi oko 100 milijardi zvijezda i oblaka prašine i plina, uglavnom ostataka zvijezda prethodnih generacija. U ovom slučaju, prašina su samo mikroskopske čestice vodenog leda, željeza i drugih krutih tvari koje su se kondenzirale u vanjskim, hladnim slojevima zvijezde i otpustile u svemir. Ako su oblaci dovoljno hladni i gusti, počinju se sabijati pod utjecajem gravitacije, tvoreći skupove zvijezda. Takav proces može trajati od 100 tisuća do nekoliko milijuna godina.

Svaka je zvijezda okružena diskom od preostalog materijala, dovoljnog za formiranje planeta. Mladi diskovi uglavnom sadrže vodik i helij. U njihovim vrućim unutarnjim područjima čestice prašine isparavaju, au hladnim i razrijeđenim vanjskim slojevima čestice prašine ostaju i rastu dok se para na njima kondenzira.

Astronomi su otkrili mnogo mladih zvijezda okruženih takvim diskovima. Zvijezde stare između 1 i 3 milijuna godina imaju plinovite diskove, dok one koje postoje više od 10 milijuna godina imaju slabašne diskove siromašne plinom jer plin iz njih ispuhuje ili sama novorođena zvijezda ili susjedne svijetle zvijezde. Ovaj vremenski raspon je upravo doba formiranja planeta. Masa teških elemenata u takvim diskovima usporediva je s masom tih elemenata u planetima Sunčevog sustava: prilično jak argument u obranu činjenice da su planeti formirani od takvih diskova.

Proizlaziti: novorođena zvijezda okružena je plinom i sitnim česticama prašine (veličine mikrona).

Kuglice kozmičke prašine

Čak su i divovski planeti počeli kao skromna tijela - zrnca prašine mikronske veličine (pepeo davno mrtvih zvijezda) koja su plutala u rotirajućem disku plina. Kako se udaljava od novorođene zvijezde, temperatura plina pada, prolazeći kroz "liniju leda", iza koje se voda smrzava. U našem Sunčevom sustavu, ova granica odvaja unutarnje stjenovite planete od vanjskih plinovitih divova.

1. Čestice se sudaraju, lijepe i rastu.
2. Male čestice plin odnosi, ali one veće od milimetra se usporavaju i kreću spiralno prema zvijezdi.
3. Na liniji leda uvjeti su takvi da sila trenja mijenja smjer. Čestice su sklone lijepljenju i lako se spajaju u veća tijela – planetezimale.

2. Disk dobiva strukturu

Vrijeme: oko 1 milijun godina

Čestice prašine u protoplanetarnom disku, krećući se kaotično zajedno s tokovima plina, sudaraju se jedna s drugom i ponekad se drže zajedno, ponekad kolabiraju. Zrnca prašine apsorbiraju svjetlost sa zvijezde i ponovno je emitiraju u dalekoj infracrvenoj zoni, prenoseći toplinu u najtamnija unutarnja područja diska. Temperatura, gustoća i tlak plina općenito opadaju s udaljenošću od zvijezde. Zbog ravnoteže tlaka, gravitacije i centrifugalne sile, brzina vrtnje plina oko zvijezde manja je od brzine vrtnje slobodnog tijela na istoj udaljenosti.

Kao rezultat toga, zrnca prašine veća od nekoliko milimetara su ispred plina, pa ih vjetar usporava i tjera da se spiralno spuštaju prema zvijezdi. Što te čestice postaju veće, to se brže kreću prema dolje. Komadići veličine jednog metra mogu prepoloviti svoju udaljenost od zvijezde u samo 1000 godina.

Kako se čestice približavaju zvijezdi, one se zagrijavaju i postupno isparavaju voda i druge tvari s niskim vrelištem, koje se nazivaju hlapljive tvari. Udaljenost na kojoj se to događa - takozvana "ledena linija" - je 2-4 astronomske jedinice (AJ). U Sunčevom sustavu to je točno križanje orbita Marsa i Jupitera (polumjer Zemljine orbite je 1 AJ). Linija leda dijeli planetarni sustav na unutarnje područje, bez hlapljivih tvari i koje sadrži krute tvari, i vanjsko područje, bogato hlapljivim tvarima i koje sadrži ledena tijela.

Na samoj liniji leda nakupljaju se molekule vode isparene iz zrna prašine, što služi kao okidač za čitavu kaskadu fenomena. U tom području dolazi do jaza u parametrima plina i dolazi do skoka tlaka. Ravnoteža sila uzrokuje da plin ubrza svoje kretanje oko središnje zvijezde. Kao rezultat toga, čestice koje ovdje padaju nisu pod utjecajem čeonog, već stražnjeg vjetra, gurajući ih naprijed i zaustavljajući njihovu migraciju u disk. I dok čestice nastavljaju teći iz njegovih vanjskih slojeva, linija leda pretvara se u traku nakupljanja leda.

Kako se čestice nakupljaju, one se sudaraju i rastu. Neki od njih probijaju liniju leda i nastavljaju migrirati prema unutra; Kako se zagrijavaju, postaju obložene tekućim blatom i složenim molekulama, što ih čini ljepljivijima. Neka područja postanu toliko ispunjena prašinom da međusobno gravitacijsko privlačenje čestica ubrzava njihov rast.

Postupno se zrnca prašine skupljaju u kilometarska tijela nazvana planetesimali, koja u posljednjoj fazi formiranja planeta skupljaju gotovo svu prvobitnu prašinu. Teško je vidjeti same planetezimale u formiranju planetarnih sustava, ali astronomi mogu nagađati o njihovom postojanju prema ostacima njihovih sudara (vidi: Ardila D. Nevidljivi planetarni sustavi // VMN, br. 7, 2004.).

Proizlaziti: mnogo kilometara dugih "građevnih blokova" koji se nazivaju planetezimali.

Uspon oligarha

Milijarde kilometara dugih planetezimala formiranih u fazi 2 zatim se okupljaju u tijela veličine Mjeseca ili Zemlje koja se nazivaju embriji. Mali broj njih dominira u svojim orbitalnim zonama. Ovi "oligarsi" među embrijima bore se za preostalu supstancu

3. Formirani su zameci planeta

Vrijeme: od 1 do 10 milijuna godina

Površine Merkura, Mjeseca i asteroida pune kratera ne ostavljaju nikakvu sumnju da su planetarni sustavi tijekom svog formiranja poput streljana. Međusobni sudari planetezimala mogu potaknuti i njihov rast i uništenje. Ravnoteža između koagulacije i fragmentacije rezultira raspodjelom veličine u kojoj mala tijela prvenstveno čine površinu sustava, a velika tijela određuju njegovu masu. Orbite tijela oko zvijezde mogu u početku biti eliptične, ali s vremenom usporavanje u plinu i međusobni sudari pretvaraju orbite u kružne.

U početku se rast tijela događa zbog slučajnih sudara. Ali što planetezimal postaje veći, to je njegova gravitacija jača, to intenzivnije upija svoje susjede male mase. Kada mase planetezimala postanu usporedive s masom Mjeseca, njihova se gravitacija toliko poveća da potresaju okolna tijela i odbiju ih u stranu i prije sudara. To ograničava njihov rast. Tako nastaju "oligarsi" - embriji planeta s usporedivom masom, koji se međusobno natječu za preostale planetezimale.

Zona hranjenja svakog embrija je uska traka duž njegove orbite. Rast se zaustavlja kada embrij apsorbira većinu planetezimala iz svoje zone. Elementarna geometrija pokazuje da se veličina zone i trajanje apsorpcije povećavaju s udaljenošću od zvijezde. Na udaljenosti od 1 AJ embriji dosegnu masu od 0,1 Zemljine mase unutar 100 tisuća godina. Na udaljenosti od 5 AJ dosegnu četiri Zemljine mase u nekoliko milijuna godina. Sjemenke mogu postati još veće u blizini linije leda ili na rubovima pukotina diskova gdje su koncentrirani planetezimali.

Rast "oligarha" puni sustav viškom tijela koja teže da postanu planeti, ali samo rijetkima to uspijeva. U našem Sunčevom sustavu, iako su planeti raspoređeni na velikom prostoru, oni su što bliže jedni drugima. Ako se između zemaljskih planeta postavi još jedan planet mase Zemlje, to će cijeli sustav izbaciti iz ravnoteže. Isto se može reći i za druge poznate planetarne sustave. Ako vidite šalicu kave napunjenu do vrha, možete biti gotovo sigurni da ju je netko prepunio i prolio tekućinu; Malo je vjerojatno da možete napuniti posudu do vrha, a da ne prolijete ni kap. Jednako je vjerojatno da planetarni sustavi imaju više materije na početku svog života nego na kraju. Neki objekti su izbačeni iz sustava prije nego što on postigne ravnotežu. Astronomi su već promatrali slobodno leteće planete u mladim skupovima zvijezda.

Proizlaziti:“oligarsi” su embriji planeta s masama od mase Mjeseca do mase Zemlje.

Ogromni skok za planetarni sustav

Formiranje plinovitog diva poput Jupitera najvažniji je trenutak u povijesti planetarnog sustava. Ako se takav planet formirao, on počinje kontrolirati cijeli sustav. Ali da bi se to dogodilo, embrij mora skupljati plin brže nego što se spiralno okreće prema središtu.

Formiranje divovskog planeta ometaju valovi koje pobuđuje u okolnom plinu. Djelovanje ovih valova nije uravnoteženo, usporava planet i uzrokuje njegovu migraciju prema zvijezdi.

Planet privlači plin, ali se ne može smiriti dok se ne ohladi. I tijekom tog vremena može se spiralno približiti zvijezdi. Divovski planet se možda neće formirati u svim sustavima

4. Rođen je plinski div

Vrijeme: od 1 do 10 milijuna godina

Jupiter je vjerojatno započeo s embrijem koji se po veličini usporedio sa Zemljom, a zatim je akumulirao još oko 300 masa plina veličine Zemlje. Za ovaj impresivan rast zaslužni su različiti konkurentski mehanizmi. Gravitacija jezgre privlači plin s diska, ali plin skupljajući se prema jezgri oslobađa energiju i mora se ohladiti da bi se taložio. Posljedično, brzina rasta ograničena je mogućnošću hlađenja. Ako se to dogodi presporo, zvijezda može otpuhati plin natrag u disk prije nego što embrij oko sebe formira gustu atmosferu. Usko grlo u uklanjanju topline je prijenos zračenja kroz vanjske slojeve rastuće atmosfere. Tok topline tamo je određen neprozirnošću plina (uglavnom ovisno o njegovom sastavu) i temperaturnim gradijentom (ovisno o početnoj masi embrija).

Rani modeli pokazali su da bi planetarni embrij trebao imati masu od najmanje 10 Zemljinih masa da bi se dovoljno brzo ohladio. Tako veliki primjerak može rasti samo u blizini granice leda, gdje se prethodno nakupilo mnogo materijala. Možda se zato Jupiter nalazi odmah iza ove linije. Velike jezgre mogu se formirati na bilo kojem drugom mjestu ako disk sadrži više materijala nego što obično pretpostavljaju planetarni znanstvenici. Astronomi su već promatrali mnoge zvijezde, diskovi oko kojih su nekoliko puta gušći nego što se dosad pretpostavljalo. Za veliki uzorak prijenos topline ne predstavlja ozbiljan problem.

Drugi faktor koji komplicira rođenje plinovitih divova je kretanje embrija u spirali prema zvijezdi. U procesu koji se naziva migracija tipa I, embrij pobuđuje valove u plinskom disku, koji zauzvrat vrše gravitacijski utjecaj na njegovo orbitalno gibanje. Valovi prate planet, baš kao što njegov trag prati čamac. Plin na vanjskoj strani orbite rotira sporije od embrija i vuče ga natrag, usporavajući njegovo kretanje. A plin unutar orbite rotira brže i vuče naprijed, ubrzavajući je. Vanjsko područje je veće, pa ono dobiva bitku i uzrokuje da embrij gubi energiju i tone prema središtu orbite za nekoliko astronomskih jedinica po milijun godina. Ova migracija se obično zaustavlja na granici leda. Ovdje se nadolazeći plinski vjetar pretvara u stražnji vjetar i počinje gurati embrij naprijed, kompenzirajući njegovo kočenje. Možda je i zbog toga Jupiter upravo tu gdje jest.

Rast embrija, njegova migracija i gubitak plina iz diska odvijaju se gotovo istom brzinom. Koji proces će pobijediti ovisi o sreći. Moguće je da će nekoliko generacija embrija proći kroz proces migracije, a da ne uspije dovršiti svoj rast. Iza njih, nove serije planetezimala kreću se od vanjskih područja diska prema njegovom središtu, i to se ponavlja sve dok se konačno ne formira plinoviti div ili dok se sav plin ne otopi i plinoviti div više ne može nastati. Astronomi su otkrili planete slične Jupiteru u oko 10% proučavanih zvijezda sličnih Suncu. Jezgre takvih planeta mogu biti rijetki embriji preživjeli iz mnogih generacija - posljednji od Mohikanaca.

Ishod svih ovih procesa ovisi o početnom sastavu tvari. Otprilike trećina zvijezda bogatih teškim elementima ima planete poput Jupitera. Možda su takve zvijezde imale guste diskove, koji su omogućili stvaranje masivnih embrija koji nisu imali problema s uklanjanjem topline. I, naprotiv, planeti se rijetko formiraju oko zvijezda siromašnih teškim elementima.

U jednom trenutku masa planeta počinje čudovišno brzo rasti: u 1000 godina planet poput Jupitera poprimi polovicu svoje konačne mase. Pritom stvara toliko topline da sjaji gotovo poput Sunca. Proces se stabilizira kada planet postane toliko masivan da migraciju tipa I okrene naglavce. Umjesto da disk mijenja orbitu planeta, sam planet počinje mijenjati kretanje plina u disku. Plin unutar orbite planeta vrti se brže od njega, pa njegova gravitacija usporava plin, tjerajući ga da padne prema zvijezdi, odnosno dalje od planeta. Plin izvan orbite planeta rotira sporije, pa ga planet ubrzava, tjerajući ga da se kreće prema van, opet dalje od planeta. Dakle, planet stvara pukotinu u disku i uništava zalihe građevinskog materijala. Plin ga pokušava napuniti, ali računalni modeli pokazuju da planet dobiva bitku ako se na udaljenosti od 5 AJ. njegova masa premašuje masu Jupitera.

Ova kritična masa ovisi o dobu. Što se planet ranije formira, to će njegov rast biti veći, budući da u disku još ima puno plina. Saturn ima manju masu od Jupitera jednostavno zato što je nastao nekoliko milijuna godina kasnije. Astronomi su otkrili manjak planeta s masama od 20 Zemljinih masa (to je masa Neptuna) do 100 Zemljinih masa (masa Saturna). To bi mogao biti ključ za rekonstrukciju slike evolucije.

Proizlaziti: Planet veličine Jupitera (ili nedostatak).

5. Plinoviti div postaje nemiran

Vrijeme: od 1 do 3 milijuna godina

Čudno je da mnogi izvansolarni planeti otkriveni u posljednjih deset godina kruže oko svoje zvijezde na vrlo malim udaljenostima, mnogo bližim nego što Merkur kruži oko Sunca. Ovi takozvani "vrući Jupiteri" nisu se formirali tamo gdje su sada jer bi orbitalna zona hranjenja bila premala za opskrbu potrebnim materijalom. Možda njihovo postojanje zahtijeva trofazni slijed događaja, koji iz nekog razloga nije realiziran u našem Sunčevom sustavu.

Prvo, plinoviti se div mora formirati u unutarnjem dijelu planetarnog sustava, blizu linije leda, dok još ima dovoljno plina na disku. Ali da bi se to dogodilo, disk mora sadržavati puno čvrste tvari.

Drugo, divovski planet se mora preseliti na svoju trenutnu lokaciju. Migracija tipa I to ne može osigurati, jer djeluje na embrije i prije nego što nakupe puno plina. No moguća je i migracija tipa II. Div koji se formira stvara pukotinu u disku i ograničava protok plina kroz njegovu orbitu. U ovom slučaju, mora se boriti protiv tendencije turbulentnog plina da se širi u susjedna područja diska. Plin nikada neće prestati curiti u pukotinu, a njegova difuzija prema središnjoj zvijezdi uzrokovat će gubitak orbitalne energije planeta. Taj je proces prilično spor: potrebno je nekoliko milijuna godina da se planet pomakne za nekoliko astronomskih jedinica. Stoga se planet mora početi formirati u unutarnjem dijelu sustava ako želi konačno ući u orbitu blizu zvijezde. Kako se ovaj i drugi planeti kreću prema unutra, oni guraju preostale planetezimale i embrije ispred sebe, možda stvarajući "vruće Zemlje" u orbitama još bliže zvijezdi.

Treće, nešto mora zaustaviti kretanje prije nego što planet padne na zvijezdu. To bi moglo biti magnetsko polje zvijezde, koje čisti prostor u blizini zvijezde od plina, a bez plina kretanje prestaje. Možda planet pobuđuje plime na zvijezdi, a one zauzvrat usporavaju pad planeta. Ali ovi limitatori možda neće raditi u svim sustavima, tako da se mnogi planeti mogu nastaviti kretati prema zvijezdi.

Proizlaziti: divovski planet u bliskoj orbiti (“vrući Jupiter”).

Kako zagrliti zvijezdu

U mnogim sustavima nastaje divovski planet i počinje se spiralno kretati prema zvijezdi. To se događa jer plin u disku gubi energiju zbog unutarnjeg trenja i taloži se prema zvijezdi, povlačeći za sobom planet, koji na kraju završi toliko blizu zvijezde da stabilizira svoju orbitu

6. Pojavljuju se drugi divovski planeti

Vrijeme: od 2 do 10 milijuna godina

Ako se jedan plinoviti div uspije formirati, onda to doprinosi rađanju sljedećih divova. Mnogi, a možda i većina, poznatih divovskih planeta imaju blizance usporedive mase. U Sunčevom sustavu Jupiter je pomogao Saturnu da se formira brže nego što bi se to dogodilo bez njegove pomoći. Osim toga, "pružio je ruku pomoći" Uranu i Neptunu, bez kojih ne bi dosegli svoju trenutnu masu. Na njihovoj udaljenosti od Sunca, proces formiranja bez vanjske pomoći odvijao bi se vrlo sporo: disk bi se otopio čak i prije nego što planeti dobiju na masi.

Prvi plinski div pokazao se korisnim iz nekoliko razloga. Na vanjskom rubu jaza koji stvara, materija je koncentrirana, općenito, iz istog razloga kao i na liniji leda: razlika u tlaku uzrokuje ubrzanje plina i djeluje kao stražnji vjetar na zrnca prašine i planetezimale, zaustavljajući njihovu migraciju iz vanjske regije diska. Osim toga, gravitacija prvog plinovitog diva često izbacuje njegove susjedne planetezimale u vanjsko područje sustava, gdje se od njih formiraju novi planeti.

Druga generacija planeta formirana je od materijala koji je za njih prikupio prvi plinoviti div. U ovom slučaju tempo je od velike važnosti: čak i malo kašnjenje u vremenu može značajno promijeniti rezultat. U slučaju Urana i Neptuna, akumulacija planetezimala bila je pretjerana. Zametak je postao prevelik, 10-20 Zemljine mase, što je odgodilo početak nakupljanja plina sve dok ga u disku gotovo uopće nije ostalo. Formiranje ovih tijela je završeno kada su dobila samo dvije Zemljine mase plina. Ali to više nisu plinoviti divovi, već ledeni divovi, koji bi se mogli pokazati kao najčešći tip.

Gravitacijska polja planeta druge generacije povećavaju kaos u sustavu. Ako su se ta tijela formirala preblizu, njihova međusobna interakcija i interakcija s plinskim diskom mogla bi ih odbaciti u više eliptične orbite. U Sunčevom sustavu planeti imaju gotovo kružne orbite i dovoljno su međusobno udaljeni, što smanjuje njihov međusobni utjecaj. Ali u drugim planetarnim sustavima orbite su obično eliptične. U nekim sustavima oni su rezonantni, odnosno orbitalni periodi su povezani kao mali cijeli brojevi. Malo je vjerojatno da je to ugrađeno tijekom formiranja, ali je moglo nastati tijekom migracije planeta, kada su postupno međusobni gravitacijski utjecaji vezali jedne za druge. Razlika između takvih sustava i Sunčevog sustava mogla bi se odrediti različitim početnim raspodjelama plina.

Većina zvijezda rođena je u skupovima, a više od polovice njih su binarne. Planeti se mogu formirati izvan ravnine orbitalnog gibanja zvijezda; u ovom slučaju, gravitacija susjedne zvijezde brzo preuređuje i iskrivljuje orbite planeta, tvoreći ne tako ravne sustave kao što je naš Sunčev sustav, već sferične, koji podsjećaju na roj pčela oko košnice.

Proizlaziti: društvo divovskih planeta.

Dodatak obitelji

Prvi plinski div stvara uvjete za rađanje sljedećeg. Traka koju je očistio djeluje poput tvrđavskog jarka, koji ne može prevladati tvar koja se kreće izvana prema središtu diska. Skuplja se na vanjskoj strani praznine, gdje iz nje nastaju novi planeti.

7. Nastaju planeti slični Zemlji

Vrijeme: od 10 do 100 milijuna godina

Planetološki znanstvenici vjeruju da su planeti slični Zemlji češći od divovskih planeta. Dok rođenje plinovitog diva zahtijeva preciznu ravnotežu konkurentskih procesa, formiranje stjenovitog planeta mora biti mnogo složenije.

Prije otkrića ekstrasolarnih planeta sličnih Zemlji, oslanjali smo se samo na podatke o Sunčevom sustavu. Četiri zemaljska planeta - Merkur, Venera, Zemlja i Mars - prvenstveno se sastoje od tvari s visokim vrelištem kao što su željezo i silikatne stijene. To ukazuje na to da su se formirali unutar linije leda i da nisu primjetno migrirali. Na takvim udaljenostima od zvijezde, planetarni embriji mogu rasti u plinovitom disku do 0,1 Zemljine mase, tj. ne više od Merkura. Za daljnji rast, orbite embrija trebaju se presijecati, zatim će se sudarati i spajati. Uvjeti za to nastaju nakon isparavanja plina s diska: pod utjecajem međusobnih poremećaja tijekom nekoliko milijuna godina putanje jezgri razvlače se u elipse i počinju se sijeći.

Mnogo je teže objasniti kako se sustav ponovno stabilizirao i kako su zemaljski planeti završili u svojim sadašnjim gotovo kružnim orbitama. Mala količina preostalog plina mogla bi to osigurati, ali je takav plin trebao spriječiti početno "labavost" orbita embrija. Možda, kada su planeti gotovo formirani, još uvijek postoji pristojan roj planetezimala. Tijekom sljedećih 100 milijuna godina, planeti uklanjaju neke od tih planetezimala i skreću preostale prema Suncu. Planeti prenose svoje nepravilno kretanje na planetezimale osuđene na propast i kreću se u kružne ili gotovo kružne orbite.

Druga je ideja da dugoročni utjecaj Jupiterove gravitacije uzrokuje migraciju zemaljskih planeta koji se formiraju, premještajući ih u područja sa svježim materijalom. Taj bi utjecaj trebao biti veći u rezonantnim orbitama, koje su se postupno pomicale prema unutra dok se Jupiter spuštao prema svojoj sadašnjoj orbiti. Radioizotopska mjerenja pokazuju da su se prvo formirali asteroidi (4 milijuna godina nakon formiranja Sunca), zatim Mars (10 milijuna godina kasnije), a kasnije i Zemlja (50 milijuna godina kasnije): kao da je val koji je podigao Jupiter prošao kroz Sunčev sustav . Da nije naišao na prepreke, pomaknuo bi sve zemaljske planete prema orbiti Merkura. Kako su uspjeli izbjeći tako tužnu sudbinu? Možda su već postali previše masivni, pa ih Jupiter nije mogao puno pomaknuti, ili su ih možda jaki udari izbacili iz Jupiterove zone utjecaja.

Imajte na umu da mnogi planetarni znanstvenici ne smatraju ulogu Jupitera odlučujućom u formiranju stjenovitih planeta. Većina zvijezda sličnih Suncu nema planete slične Jupiteru, ali imaju prašnjave diskove oko sebe. To znači da tamo postoje planetezimali i embriji planeta, od kojih se mogu formirati objekti poput Zemlje. Glavno pitanje na koje promatrači moraju odgovoriti u sljedećem desetljeću je koliko sustava ima Zemlju, ali ne i Jupiter.

Najvažnija era za naš planet bilo je razdoblje između 30 i 100 milijuna godina nakon formiranja Sunca, kada se embrij veličine Marsa zabio u proto-Zemlju i generirao golemu količinu krhotina od kojih je nastao Mjesec. Takav snažan udar, naravno, raspršio je golemu količinu materije po Sunčevom sustavu; stoga planeti slični Zemlji u drugim sustavima također mogu imati satelite. Ovaj snažan udar trebao je poremetiti Zemljinu primarnu atmosferu. Njegova današnja atmosfera uglavnom je nastala od plina zarobljenog u planetezimalima. Od njih je nastala Zemlja, a kasnije je ovaj plin izlazio tijekom vulkanskih erupcija.

Proizlaziti: zemaljski planeti.

Objašnjenje nekružnog gibanja

U unutarnjem Sunčevom sustavu, planetarni embriji ne mogu rasti hvatanjem plina, pa se moraju spojiti jedni s drugima. Da bi to učinili, njihove se orbite moraju presijecati, što znači da nešto mora poremetiti njihovo prvobitno kružno kretanje.

Kada se embriji formiraju, njihove kružne ili gotovo kružne orbite se ne sijeku.

Gravitacijska interakcija embrija međusobno i s divovskim planetom remeti orbite.

Embriji se ujedinjuju u planet tipa zemlje. Vraća se u kružnu orbitu, miješajući preostali plin i raspršujući preostale planetezimale.

8. Počinju operacije čišćenja

Vrijeme: od 50 milijuna do 1 milijarde godina

U ovom trenutku, planetarni sustav je bio gotovo formiran. Nastavlja se još nekoliko manjih procesa: raspadanje okolnog zvjezdanog skupa koji je sposoban svojom gravitacijom destabilizirati orbite planeta; unutarnja nestabilnost koja se javlja nakon što zvijezda konačno kolabira svoj plinski disk; i konačno nastavak raspršivanja preostalih planetezimala od strane divovskog planeta. U Sunčevom sustavu Uran i Neptun izbacuju planetezimale prema van, u Kuiperov pojas ili prema Suncu. A Jupiter ih svojom snažnom gravitacijom šalje u Oortov oblak, na sam rub područja gravitacijskog utjecaja Sunca. Oortov oblak može sadržavati oko 100 Zemljinih masa materijala. S vremena na vrijeme, planetezimali iz Kuiperovog pojasa ili Oortova oblaka približavaju se Suncu, tvoreći komete.

Raspršivanjem planetezimala i sami planeti malo migriraju, a to može objasniti sinkronizaciju orbita Plutona i Neptuna. Moguće je da je Saturnova orbita nekada bila bliža Jupiteru, ali se zatim udaljila od njega. To je vjerojatno povezano s takozvanom kasnom epohom bombardiranja - razdobljem vrlo intenzivnih sudara s Mjesecom (i, po svemu sudeći, sa Zemljom), koje je započelo 800 milijuna godina nakon formiranja Sunca. U nekim sustavima, grandiozni sudari formiranih planeta mogu se dogoditi u kasnoj fazi razvoja.

Proizlaziti: Kraj formiranja planeta i kometa.

Glasnici iz prošlosti

Meteoriti nisu samo svemirsko kamenje, već svemirski fosili. Prema planetolozima, ovo su jedini opipljivi dokazi o rađanju Sunčevog sustava. Vjeruje se da se radi o komadićima asteroida, koji su fragmenti planetezimala koji nikada nisu sudjelovali u formiranju planeta te su zauvijek ostali zamrznuti. Sastav meteorita odražava sve što se dogodilo njihovim matičnim tijelima. Nevjerojatno je da pokazuju tragove dugotrajnog gravitacijskog utjecaja Jupitera.

Željezni i kameni meteoriti očito su nastali u planetezimalima koji su se otapali, uzrokujući odvajanje željeza od silikata. Teško željezo potonulo je u srž, a laki silikati nakupili su se u vanjskim slojevima. Znanstvenici vjeruju da je zagrijavanje uzrokovano raspadom radioaktivnog izotopa aluminija-26, čiji je poluživot 700 tisuća godina. Eksplozija supernove ili obližnja zvijezda mogla bi "zaraziti" protosolarni oblak ovim izotopom, zbog čega je on u velikim količinama ušao u prvu generaciju planetezimala Sunčevog sustava.

Međutim, željezni i kameni meteoriti su rijetki. Većina sadrži hondrule - mala zrnca veličine milimetra. Ovi meteoriti - hondriti - nastali su prije planetezimala i nikad se nisu otapali. Čini se da većina asteroida nije povezana s prvom generacijom planetezimala, koji su najvjerojatnije izbačeni iz sustava Jupiterovim utjecajem. Planetolozi su izračunali da je područje sadašnjeg asteroidnog pojasa prije sadržavalo tisuću puta više materije nego sada. Čestice koje su pobjegle Jupiterovim kandžama ili kasnije ušle u asteroidni pojas spojile su se u nove planetezimale, ali do tada je u njima ostalo malo aluminija-26, pa se nikada nisu otopile. Izotopski sastav hondrita pokazuje da su nastali otprilike 2 milijuna godina nakon početka formiranja Sunčevog sustava.

Staklasta struktura nekih hondrula ukazuje na to da su prije nego što su ušle u planetezimale bile naglo zagrijane, otopljene i potom brzo ohlađene. Valovi koji su pokretali Jupiterovu ranu orbitalnu migraciju morali su se pretvoriti u udarne valove i mogli su uzrokovati ovo naglo zagrijavanje.

Nema jedinstvenog plana

Prije ere otkrića ekstrasolarnih planeta, mogli smo proučavati samo Sunčev sustav. Iako nam je to omogućilo razumijevanje mikrofizike najvažnijih procesa, nismo imali pojma o razvojnim putovima drugih sustava. Nevjerojatna raznolikost planeta otkrivenih u proteklom desetljeću značajno je proširila horizont našeg znanja. Počinjemo shvaćati da su ekstrasolarni planeti posljednja preživjela generacija protoplaneta koji su doživjeli formiranje, migraciju, uništenje i kontinuiranu dinamičku evoluciju. Relativni red u našem sunčevom sustavu ne može biti odraz nikakvog općeg plana.

Od pokušaja da shvate kako je naš Sunčev sustav nastao u dalekoj prošlosti, teoretičari su se okrenuli istraživanju koje omogućuje predviđanje svojstava još neotkrivenih sustava koji bi mogli biti otkriveni u bliskoj budućnosti. Do sada su promatrači primijetili samo planete s masom veličine Jupitera u blizini zvijezda sličnih suncu. Naoružani novom generacijom instrumenata moći će tražiti objekte slične Zemlji, koji bi, u skladu s teorijom sukcesivne akrecije, trebali biti široko rasprostranjeni. Planetarni znanstvenici tek počinju shvaćati koliko su svjetovi u Svemiru raznoliki.

Prijevod: V. G. Surdin

Dodatna literatura:
1) Prema determinističkom modelu formiranja planeta. S.Ida i D.N.C. Lin u Astrophysical Journalu, sv. 604, br. 1, stranice 388-413; ožujka 2004.
2) Formiranje planeta: teorija, opažanja i eksperimenti. Uredili Hubert Klahr i Wolfgang Brandner. Cambridge University Press, 2006.
3) Alven H., Arrhenius G. Evolucija Sunčevog sustava. M.: Mir, 1979.
4) Vityazev A.V., Pechernikova G.V., Safronov V.S. Terestrički planeti: podrijetlo i rana evolucija. M.: Nauka, 1990.

Zemlja je treći planet od Sunca i peti po veličini među svim planetima Sunčevog sustava. Također je najveći u promjeru, masi i gustoći među terestričkim planetima.

Ponekad se naziva Svijet, Plavi planet, ponekad Terra (od latinskog Terra). Jedino tijelo trenutno poznato čovjeku, posebno Sunčev sustav i Svemir općenito, naseljeno živim organizmima.

Znanstveni dokazi pokazuju da je Zemlja nastala iz solarne maglice prije otprilike 4,54 milijarde godina, a nedugo nakon toga dobila je svoj jedini prirodni satelit, Mjesec. Život se na Zemlji pojavio prije otprilike 3,5 milijarde godina, odnosno unutar 1 milijarde nakon nastanka. Od tada je Zemljina biosfera značajno promijenila atmosferu i druge abiotske čimbenike, uzrokujući kvantitativni porast aerobnih organizama, kao i stvaranje ozonskog omotača koji, zajedno sa Zemljinim magnetskim poljem, slabi sunčevo zračenje štetno za život, čime se održavaju uvjeti za postojanje života na Zemlji.

Zračenje uzrokovano samom zemljinom korom značajno se smanjilo od njezina nastanka zbog postupnog raspada radionuklida u njoj. Zemljina kora podijeljena je na nekoliko segmenata, odnosno tektonskih ploča, koje se po površini kreću brzinama reda veličine nekoliko centimetara godišnje. Otprilike 70,8% površine planeta zauzima Svjetski ocean, ostatak površine zauzimaju kontinenti i otoci. Na kontinentima postoje rijeke i jezera, koji zajedno sa Svjetskim oceanom čine hidrosferu. Tekuća voda, neophodna za sve poznate oblike života, ne postoji na površini nijednog poznatog planeta ili planetoida u Sunčevom sustavu osim Zemlje. Zemljini polovi prekriveni su ledenom ljuskom koja uključuje arktički morski led i antarktički ledeni pokrov.

Zemljina unutrašnjost prilično je aktivna i sastoji se od debelog, visoko viskoznog sloja koji se naziva plašt, koji prekriva tekuću vanjsku jezgru, koja je izvor Zemljinog magnetskog polja, i unutarnju čvrstu jezgru, koja se vjerojatno sastoji od željeza i nikla. Fizičke karakteristike Zemlje i njezino orbitalno kretanje omogućili su opstanak života tijekom proteklih 3,5 milijardi godina. Prema različitim procjenama, Zemlja će održavati uvjete za postojanje živih organizama još 0,5 - 2,3 milijarde godina.

Zemlja je u interakciji (vuče je gravitacijska sila) s drugim objektima u svemiru, uključujući Sunce i Mjesec. Zemlja se okreće oko Sunca i napravi potpunu revoluciju oko njega za približno 365,26 solarnih dana - zvjezdanu godinu. Os Zemljine rotacije nagnuta je za 23,44° u odnosu na okomitu ravninu orbite, što uzrokuje sezonske promjene na površini planeta s periodom od jedne tropske godine - 365,24 solarna dana. Dan sada traje otprilike 24 sata. Mjesec je započeo svoju orbitu oko Zemlje prije otprilike 4,53 milijarde godina. Mjesečev gravitacijski učinak na Zemlju uzrokuje oceanske plime. Mjesec također stabilizira nagib Zemljine osi i postupno usporava Zemljinu rotaciju. Neke teorije sugeriraju da su udari asteroida doveli do značajnih promjena u okolišu i površini Zemlje, posebice uzrokujući masovna izumiranja raznih vrsta živih bića.

Planet je dom milijunima vrsta živih bića, uključujući i ljude. Teritorij Zemlje podijeljen je na 195 neovisnih država, koje međusobno djeluju kroz diplomatske odnose, putovanja, trgovinu ili vojnu akciju. Ljudska je kultura oblikovala mnoge ideje o strukturi svemira - poput koncepta ravne Zemlje, geocentričnog sustava svijeta i hipoteze o Geji, prema kojoj je Zemlja jedan superorganizam.

Povijest Zemlje

Moderna znanstvena hipoteza o nastanku Zemlje i ostalih planeta Sunčevog sustava je hipoteza o solarnoj maglici, prema kojoj je Sunčev sustav nastao iz velikog oblaka međuzvjezdane prašine i plina. Oblak se uglavnom sastojao od vodika i helija, koji su nastali nakon Velikog praska, te težih elemenata koji su iza sebe ostavili eksplozije supernove. Prije oko 4,5 milijardi godina, oblak se počeo smanjivati, vjerojatno zbog udara udarnog vala iz supernove koja je eruptirala nekoliko svjetlosnih godina daleko. Kako se oblak počeo skupljati, njegov kutni moment, gravitacija i inercija spljoštili su ga u protoplanetarni disk okomit na njegovu os rotacije. Nakon toga, krhotine u protoplanetarnom disku su se počele sudarati pod utjecajem gravitacije i spajanjem su formirale prve planetoide.

Tijekom procesa akrecije, planetoidi, prašina, plin i krhotine zaostali od formiranja Sunčevog sustava počeli su se spajati u sve veće objekte, tvoreći planete. Približan datum nastanka Zemlje je prije 4,54±0,04 milijardi godina. Cijeli proces formiranja planeta trajao je otprilike 10-20 milijuna godina.

Mjesec je nastao kasnije, prije otprilike 4,527 ± 0,01 milijardi godina, iako njegovo podrijetlo još nije točno utvrđeno. Glavna hipoteza je da je nastao nakupljanjem materijala preostalog nakon tangencijalnog sudara Zemlje s objektom koji je veličine Marsa i mase 10% Zemljine (ponekad se taj objekt naziva "Theia"). Ovaj sudar oslobodio je otprilike 100 milijuna puta više energije od onog koji je uzrokovao izumiranje dinosaura. To je bilo dovoljno da ispari vanjske slojeve Zemlje i otopi oba tijela. Dio plašta bačen je u Zemljinu orbitu, što predviđa zašto je Mjesec lišen metalnog materijala i objašnjava njegov neobičan sastav. Pod utjecajem vlastite gravitacije izbačeni materijal poprimio je sferni oblik i nastao je Mjesec.

Proto-Zemlja je rasla akrecijom i bila je dovoljno vruća da topi metale i minerale. Željezo, kao i njemu geokemijski srodni siderofilni elementi, veće gustoće od silikata i alumosilikata, potonuli su u središte Zemlje. To je dovelo do odvajanja Zemljinih unutarnjih slojeva na plašt i metalnu jezgru samo 10 milijuna godina nakon što se Zemlja počela formirati, stvarajući slojevitu strukturu Zemlje i oblikujući Zemljino magnetsko polje. Oslobađanje plinova iz kore i vulkanska aktivnost doveli su do stvaranja primarne atmosfere. Kondenzacija vodene pare, pojačana ledom koji donose kometi i asteroidi, dovela je do stvaranja oceana. Zemljina se atmosfera tada sastojala od lakih atmofilnih elemenata: vodika i helija, ali je sadržavala mnogo više ugljičnog dioksida nego sada, što je spasilo oceane od smrzavanja, budući da sjaj Sunca tada nije prelazio 70% svoje trenutne razine. Prije otprilike 3,5 milijarde godina formiralo se Zemljino magnetsko polje koje je spriječilo Sunčev vjetar da pustoši atmosferu.

Površina planeta neprestano se mijenjala tijekom stotina milijuna godina: kontinenti su se pojavljivali i urušavali. Kretali su se po površini, ponekad se okupljajući u superkontinent. Prije otprilike 750 milijuna godina, najraniji poznati superkontinent, Rodinia, počeo se raspadati. Kasnije su se ti dijelovi ujedinili u Panotiju (prije 600-540 milijuna godina), zatim u posljednji od superkontinenata - Pangeu, koja se raspala prije 180 milijuna godina.

Pojava života

Postoji niz hipoteza o postanku života na Zemlji. Prije otprilike 3,5-3,8 milijardi godina pojavio se "posljednji univerzalni zajednički predak", od kojeg su potom potekli svi ostali živi organizmi.

Razvoj fotosinteze omogućio je živim organizmima da izravno koriste sunčevu energiju. To je dovelo do oksigenacije atmosfere, koja je započela prije otprilike 2500 milijuna godina, au gornjim slojevima do stvaranja ozonskog omotača. Simbioza malih stanica s većima dovela je do razvoja složenih stanica – eukariota. Prije otprilike 2,1 milijardu godina pojavili su se višestanični organizmi koji su se nastavili prilagođavati okolnim uvjetima. Zahvaljujući apsorpciji štetnog ultraljubičastog zračenja od strane ozonskog omotača, život se mogao početi razvijati na površini Zemlje.

Godine 1960. iznesena je hipoteza Snowball Earth, tvrdeći da je između 750 i 580 milijuna godina Zemlja bila potpuno prekrivena ledom. Ova hipoteza objašnjava kambrijsku eksploziju, dramatično povećanje raznolikosti višestaničnih oblika života prije otprilike 542 milijuna godina.

Prije oko 1200 milijuna godina pojavile su se prve alge, a prije oko 450 milijuna godina prve više biljke. Beskralježnjaci su se pojavili tijekom ediakaranskog razdoblja, a kralješnjaci su se pojavili tijekom kambrijske eksplozije prije otprilike 525 milijuna godina.

Bilo je pet masovnih izumiranja od kambrijske eksplozije. Događaj izumiranja krajem perma, najveći u povijesti života na Zemlji, rezultirao je smrću više od 90% živih bića na planetu. Nakon permske katastrofe, arhosauri su postali najčešći kopneni kralješnjaci, od kojih su se krajem trijasa razvili dinosauri. Oni su dominirali planetom tijekom razdoblja jure i krede. Događaj izumiranja u razdoblju krede i paleogena dogodio se prije 65 milijuna godina, vjerojatno izazvan udarom meteorita; dovelo je do izumiranja dinosaura i drugih velikih gmazova, ali je zaobišlo mnoge male životinje kao što su sisavci, koji su tada bili male životinje insektivori, i ptice, evolucijska grana dinosaura. Tijekom proteklih 65 milijuna godina evoluirao je veliki broj vrsta sisavaca, a prije nekoliko milijuna godina majmunolike životinje stekle su sposobnost uspravnog hoda. To je omogućilo korištenje alata i olakšalo komunikaciju, što je pomoglo u dobivanju hrane i potaknulo potrebu za velikim mozgom. Razvoj poljoprivrede, a potom i civilizacije, u kratkom je vremenu omogućio ljudima da utječu na Zemlju kao nijedan drugi oblik života, da utječu na prirodu i brojnost drugih vrsta.

Posljednje ledeno doba počelo je prije otprilike 40 milijuna godina i doseglo vrhunac u pleistocenu prije otprilike 3 milijuna godina. U pozadini dugotrajnih i značajnih promjena prosječne temperature zemljine površine, koje se mogu povezati s razdobljem revolucije Sunčevog sustava oko središta galaksije (oko 200 milijuna godina), postoje i ciklusi hlađenja i zagrijavanja koja su manja u amplitudi i trajanju, javljaju se svakih 40-100 tisuća godina, imaju jasno auto-oscilirajuću prirodu, vjerojatno uzrokovanu djelovanjem povratne reakcije reakcije cijele biosfere kao cjeline, nastojeći osigurati stabilizaciju Zemljina klima (vidi hipotezu o Gaii koju je iznio James Lovelock, kao i teoriju biotske regulacije koju je predložio V.G. Gorshkov).

Posljednji ciklus glacijacije na sjevernoj hemisferi završio je prije otprilike 10 tisuća godina.

Građa Zemlje

Prema teoriji tektonskih ploča, vanjski dio Zemlje sastoji se od dva sloja: litosfere, koja uključuje Zemljinu koru, i skrutnutog gornjeg dijela plašta. Ispod litosfere nalazi se astenosfera koja čini vanjski dio plašta. Astenosfera se ponaša kao pregrijana i izrazito viskozna tekućina.

Litosfera je podijeljena na tektonske ploče i čini se da lebdi na astenosferi. Ploče su kruti segmenti koji se međusobno pomiču. Postoje tri vrste njihova međusobnog kretanja: konvergencija (konvergencija), divergencija (divergencija) i strike-slip kretanja duž transformnih rasjeda. Potresi, vulkanska aktivnost, stvaranje planina i stvaranje oceanskih bazena mogu se dogoditi na rasjedima između tektonskih ploča.

Popis najvećih tektonskih ploča s veličinama dan je u tablici s desne strane. Manje ploče uključuju Hindustansku, Arapsku, Karipsku, Nazca i Škotsku ploču. Australska ploča zapravo se spojila s Hindustanskom pločom prije 50 do 55 milijuna godina. Najbrže se kreću oceanske ploče; Tako se Kokosova ploča kreće brzinom od 75 mm godišnje, a Tihooceanska ploča brzinom od 52-69 mm godišnje. Najmanja brzina euroazijske ploče je 21 mm godišnje.

Zemljopisni omotač

Pripovršinski dijelovi planeta (gornji dio litosfere, hidrosfera, donji slojevi atmosfere) općenito se nazivaju geografski omotač i proučava ih geografija.

Reljef Zemlje je vrlo raznolik. Oko 70,8% površine planeta prekriveno je vodom (uključujući kontinentalne police). Podvodna površina je planinska i uključuje sustav srednjooceanskih grebena, kao i podmorske vulkane, oceanske brazde, podmorske kanjone, oceanske visoravni i ponorne ravnice. Preostalih 29,2%, koji nisu pokriveni vodom, uključuju planine, pustinje, ravnice, visoravni itd.

Tijekom geoloških razdoblja površina planeta neprestano se mijenja uslijed tektonskih procesa i erozije. Reljef tektonskih ploča nastaje pod utjecajem atmosferilija koje su posljedica padalina, temperaturnih kolebanja i kemijskih utjecaja. Zemljinu površinu mijenjaju ledenjaci, erozija obale, stvaranje koraljnih grebena i sudari s velikim meteoritima.

Kako se kontinentalne ploče kreću planetom, oceansko dno tone ispod njihovih rubova koji napreduju. U isto vrijeme, materijal plašta koji se diže iz dubina stvara divergentnu granicu na srednjooceanskim grebenima. Zajedno, ova dva procesa dovode do stalne obnove materijala oceanske ploče. Većina oceanskog dna je manje od 100 milijuna godina. Najstarija oceanska kora nalazi se u zapadnom Tihom oceanu i stara je otprilike 200 milijuna godina. Za usporedbu, najstariji fosili pronađeni na kopnu stari su oko 3 milijarde godina.

Kontinentalne ploče sastavljene su od materijala niske gustoće kao što su vulkanski granit i andezit. Rjeđi je bazalt, gusta vulkanska stijena koja je glavna komponenta oceanskog dna. Otprilike 75% površine kontinenata prekriveno je sedimentnim stijenama, iako te stijene čine približno 5% zemljine kore. Treće najčešće stijene na Zemlji su metamorfne stijene, nastale promjenom (metamorfizmom) sedimentnih ili magmatskih stijena pod visokim pritiskom, visokom temperaturom ili oboje. Najčešći silikati na Zemljinoj površini su kvarc, feldspat, amfibol, tinjac, piroksen i olivin; karbonati - kalcit (u vapnencu), aragonit i dolomit.

Pedosfera je najviši sloj litosfere i uključuje tlo. Nalazi se na granici između litosfere, atmosfere i hidrosfere. Danas ukupna površina obradivog zemljišta iznosi 13,31% zemljišne površine, od čega je samo 4,71% trajno zauzeto poljoprivrednim kulturama. Otprilike 40% zemljine površine danas se koristi za oranice i pašnjake, to je otprilike 1,3 107 km² obradive zemlje i 3,4 107 km² travnjaka.

Hidrosfera

Hidrosfera (od starogrčkog Yδωρ - voda i σφαῖρα - lopta) je ukupnost svih zaliha vode na Zemlji.

Prisutnost tekuće vode na površini Zemlje jedinstveno je svojstvo koje razlikuje naš planet od ostalih objekata u Sunčevom sustavu. Većina vode koncentrirana je u oceanima i morima, a mnogo manje u riječnim mrežama, jezerima, močvarama i podzemnim vodama. U atmosferi također postoje velike zalihe vode, u obliku oblaka i vodene pare.

Dio vode je u čvrstom stanju u obliku ledenjaka, snježnog pokrivača i permafrosta, čineći kriosferu.

Ukupna masa vode u Svjetskom oceanu iznosi približno 1,35·1018 tona, odnosno oko 1/4400 ukupne mase Zemlje. Oceani pokrivaju površinu od oko 3.618 108 km2 s prosječnom dubinom od 3682 m, što nam omogućuje da izračunamo ukupnu količinu vode u njima: 1.332 109 km3. Kada bi se sva ova voda ravnomjerno rasporedila po površini, stvorila bi sloj deblji od 2,7 km. Od sve vode na Zemlji, samo 2,5% je slatka, ostatak je slana. Većina slatke vode, oko 68,7%, trenutno se nalazi u ledenjacima. Tekuća voda pojavila se na Zemlji vjerojatno prije otprilike četiri milijarde godina.

Prosječna slanost Zemljinih oceana je oko 35 grama soli po kilogramu morske vode (35 ‰). Velik dio te soli oslobođen je vulkanskim erupcijama ili izvađen iz ohlađenih magmatskih stijena koje su tvorile dno oceana.

Zemljina atmosfera

Atmosfera je plinoviti omotač koji okružuje planet Zemlju; sastoji se od dušika i kisika, s tragovima vodene pare, ugljičnog dioksida i drugih plinova. Od svog nastanka značajno se promijenila pod utjecajem biosfere. Pojava kisikove fotosinteze prije 2,4-2,5 milijardi godina pridonijela je razvoju aerobnih organizama, kao i zasićenju atmosfere kisikom i stvaranju ozonskog omotača koji štiti sva živa bića od štetnih ultraljubičastih zraka. Atmosfera određuje vrijeme na Zemljinoj površini, štiti planet od kozmičkih zraka, a dijelom i od bombardiranja meteorita. Također regulira glavne procese koji stvaraju klimu: kruženje vode u prirodi, kruženje zračnih masa i prijenos topline. Molekule u atmosferi mogu uhvatiti toplinsku energiju, spriječiti je da pobjegne u svemir, povećavajući tako temperaturu planeta. Ova pojava je poznata kao efekt staklenika. Glavni staklenički plinovi su vodena para, ugljikov dioksid, metan i ozon. Bez tog učinka toplinske izolacije prosječna površinska temperatura Zemlje bila bi između minus 18 i minus 23 °C, iako je u stvarnosti 14,8 °C, a život najvjerojatnije ne bi postojao.

Zemljina atmosfera podijeljena je na slojeve koji se razlikuju po temperaturi, gustoći, kemijskom sastavu itd. Ukupna masa plinova koji čine Zemljinu atmosferu iznosi približno 5,15 1018 kg. Na razini mora, atmosfera vrši pritisak od 1 atm (101,325 kPa) na Zemljinu površinu. Prosječna gustoća zraka na površini je 1,22 g/l, a brzo opada s porastom nadmorske visine: na primjer, na nadmorskoj visini od 10 km nije veća od 0,41 g/l, a na visini od 100 km. - 10−7 g/l.

Donji dio atmosfere sadrži oko 80% njezine ukupne mase i 99% sve vodene pare (1,3-1,5 1013 tona), taj se sloj naziva troposfera. Njegova debljina varira i ovisi o vrsti klime i godišnjim čimbenicima: na primjer, u polarnim područjima iznosi oko 8-10 km, u umjerenom pojasu do 10-12 km, au tropskim ili ekvatorijalnim područjima doseže 16-18 km. km. U ovom sloju atmosfere temperatura pada u prosjeku za 6 °C za svaki kilometar kako se krećete u visinu. Iznad je prijelazni sloj - tropopauza, koji odvaja troposferu od stratosfere. Temperatura je ovdje između 190-220 K.

Stratosfera je sloj atmosfere koji se nalazi na visini od 10-12 do 55 km (ovisno o vremenskim uvjetima i dobu godine). Ne čini više od 20% ukupne mase atmosfere. Ovaj sloj karakterizira pad temperature do visine od ~25 km, nakon čega slijedi porast na granici s mezosferom do gotovo 0 °C. Ta se granica naziva stratopauza i nalazi se na visini od 47-52 km. Stratosfera sadrži najveću koncentraciju ozona u atmosferi, koji štiti sve žive organizme na Zemlji od štetnog ultraljubičastog zračenja Sunca. Intenzivna apsorpcija sunčevog zračenja od strane ozonskog omotača uzrokuje brz porast temperature u ovom dijelu atmosfere.

Mezosfera se nalazi na visini od 50 do 80 km iznad Zemljine površine, između stratosfere i termosfere. Od ovih slojeva odvojena je mezopauzom (80-90 km). Ovo je najhladnije mjesto na Zemlji, temperatura ovdje pada do −100 °C. Na ovoj se temperaturi voda u zraku brzo smrzava, tvoreći noćne oblake. Mogu se promatrati odmah nakon zalaska sunca, ali najbolja vidljivost se stvara kada je od 4 do 16 ° ispod horizonta. U mezosferi izgori većina meteorita koji prodru kroz zemljinu atmosferu. S površine Zemlje promatraju se kao zvijezde padalice. Na visini od 100 km iznad razine mora nalazi se konvencionalna granica između zemljine atmosfere i svemira - Karmanova linija.

U termosferi temperatura brzo raste do 1000 K, to je zbog apsorpcije kratkovalnog sunčevog zračenja u njoj. Ovo je najduži sloj atmosfere (80-1000 km). Na visini od oko 800 km, porast temperature prestaje, jer je zrak ovdje vrlo razrijeđen i slabo apsorbira sunčevo zračenje.

Ionosfera uključuje posljednja dva sloja. Ovdje dolazi do ionizacije molekula pod utjecajem sunčevog vjetra i dolazi do polarne svjetlosti.

Egzosfera je vanjski i vrlo razrijeđeni dio zemljine atmosfere. U ovom sloju čestice mogu prevladati drugu brzinu bijega Zemlje i pobjeći u svemir. To uzrokuje spor, ali stabilan proces koji se naziva atmosferska disipacija. U svemir bježe uglavnom čestice lakih plinova: vodik i helij. Molekule vodika, koje imaju najmanju molekularnu težinu, mogu lakše doseći izlaznu brzinu i pobjeći u svemir bržom brzinom od ostalih plinova. Vjeruje se da je gubitak redukcijskih sredstava kao što je vodik bio nužan uvjet da bi bilo moguće kontinuirano nakupljanje kisika u atmosferi. Posljedično, sposobnost vodika da napusti Zemljinu atmosferu mogla je utjecati na razvoj života na planetu. Trenutačno se većina vodika koji ulazi u atmosferu pretvara u vodu bez napuštanja Zemlje, a gubitak vodika nastaje uglavnom zbog uništavanja metana u gornjoj atmosferi.

Kemijski sastav atmosfere

Na Zemljinoj površini zrak sadrži do 78,08% dušika (po volumenu), 20,95% kisika, 0,93% argona i oko 0,03% ugljičnog dioksida. Preostale komponente čine ne više od 0,1%: vodik, metan, ugljikov monoksid, sumporni i dušikovi oksidi, vodena para i inertni plinovi. Ovisno o dobu godine, klimi i terenu, atmosfera može sadržavati prašinu, čestice organskih materijala, pepeo, čađu itd. Iznad 200 km dušik postaje glavna komponenta atmosfere. Na visini od 600 km prevladava helij, a od 2000 km prevladava vodik (“vodikova korona”).

Vrijeme i klima

Zemljina atmosfera nema jasnih granica; postupno postaje tanja i rjeđa, krećući se u svemir. Tri četvrtine atmosferske mase nalazi se u prvih 11 kilometara od površine planeta (troposfera). Sunčeva energija zagrijava ovaj sloj blizu površine, uzrokujući širenje zraka i smanjenje njegove gustoće. Zagrijani zrak tada se diže, a hladniji, gušći zrak zauzima njegovo mjesto. Tako nastaje atmosferska cirkulacija - sustav zatvorenih strujanja zračnih masa preraspodjelom toplinske energije.

Osnovu atmosferske cirkulacije čine pasati u ekvatorijalnom pojasu (ispod 30° geografske širine) i zapadni vjetrovi umjerenog pojasa (na geografskim širinama između 30° i 60°). Oceanske struje također su važni čimbenici u oblikovanju klime, kao i termohalina cirkulacija, koja distribuira toplinsku energiju od ekvatorijalnih do polarnih područja.

Vodena para koja se diže s površine stvara oblake u atmosferi. Kada atmosferski uvjeti dopuštaju da se topli, vlažni zrak digne, ta se voda kondenzira i pada na površinu kao kiša, snijeg ili tuča. Većina oborina koje padnu na kopno završi u rijekama i na kraju se vrati u oceane ili ostane u jezerima prije nego ponovno ispari, ponavljajući ciklus. Ovaj ciklus kruženja vode u prirodi ključan je za postojanje života na kopnu. Količina padalina koja padne godišnje varira, u rasponu od nekoliko metara do nekoliko milimetara, ovisno o geografskom položaju regije. Atmosferska cirkulacija, topološke značajke područja i promjene temperature određuju prosječnu količinu oborine koja padne u pojedinom području.

Količina sunčeve energije koja dopire do površine Zemlje smanjuje se s povećanjem zemljopisne širine. Na višim geografskim širinama sunčeva svjetlost pada na površinu pod oštrijim kutom nego na nižim geografskim širinama; i mora prijeći duži put u zemljinoj atmosferi. Kao rezultat toga, prosječna godišnja temperatura zraka (na razini mora) opada za oko 0,4 °C kada se pomakne za 1 stupanj s obje strane ekvatora. Zemlja je podijeljena na klimatske pojaseve – prirodne zone koje imaju približno ujednačenu klimu. Tipovi klime mogu se klasificirati prema temperaturnom režimu, količini zimskih i ljetnih oborina. Najčešći sustav klasifikacije klime je Köppenova klasifikacija, prema kojoj je najbolji kriterij za određivanje tipa klime ono što biljke rastu na određenom području u prirodnim uvjetima. Sustav uključuje pet glavnih klimatskih zona (tropske kišne šume, pustinje, umjerene zone, kontinentalne klime i polarne tipove), koji su pak podijeljeni na specifičnije podtipove.

Biosfera

Biosfera je skup dijelova Zemljinih ljuski (lito-, hidro- i atmosfere), koja je naseljena živim organizmima, pod njihovim je utjecajem i zauzeta je proizvodima njihove vitalne aktivnosti. Pojam "biosfera" prvi je predložio austrijski geolog i paleontolog Eduard Suess 1875. godine. Biosfera je Zemljina ljuska naseljena živim organizmima i transformirana od njih. Počeo se formirati prije 3,8 milijardi godina, kada su se prvi organizmi počeli pojavljivati ​​na našem planetu. Obuhvaća cijelu hidrosferu, gornji dio litosfere i donji dio atmosfere, odnosno nastanjuje ekosferu. Biosfera je ukupnost svih živih organizama. Dom je za više od 3.000.000 vrsta biljaka, životinja, gljiva i mikroorganizama.

Biosferu čine ekosustavi koji uključuju zajednice živih organizama (biocenoza), njihova staništa (biotop) i sustave veza koji između njih izmjenjuju tvar i energiju. Na kopnu su odvojeni uglavnom zemljopisnom širinom, nadmorskom visinom i razlikama u oborinama. Kopneni ekosustavi, koji se nalaze na Arktiku ili Antarktiku, na velikim nadmorskim visinama ili u izrazito suhim područjima, relativno su siromašni biljkama i životinjama; raznolikost vrsta doseže vrhunac u tropskim kišnim šumama ekvatorskog pojasa.

Zemljino magnetsko polje

U prvoj aproksimaciji, Zemljino magnetsko polje je dipol, čiji se polovi nalaze uz geografske polove planeta. Polje tvori magnetosferu koja odbija čestice sunčevog vjetra. Akumuliraju se u radijacijskim pojasevima - dva koncentrična područja u obliku torusa oko Zemlje. U blizini magnetskih polova te se čestice mogu "taložiti" u atmosferu i dovesti do pojave aurore. Na ekvatoru Zemljino magnetsko polje ima indukciju od 3,05·10-5 T i magnetski moment od 7,91·1015 T·m3.

Prema teoriji "magnetskog dinama", polje se stvara u središnjem području Zemlje, gdje toplina stvara protok električne struje u jezgri tekućeg metala. To zauzvrat dovodi do pojave magnetskog polja u blizini Zemlje. Konvekcijska kretanja u jezgri su kaotična; magnetski polovi pomiču se i povremeno mijenjaju polaritet. To uzrokuje preokrete u Zemljinom magnetskom polju, koji se u prosjeku događaju nekoliko puta svakih nekoliko milijuna godina. Posljednji preokret dogodio se prije otprilike 700 000 godina.

Magnetosfera je područje prostora oko Zemlje koje nastaje kada struja nabijenih čestica sunčevog vjetra skrene sa svoje izvorne putanje pod utjecajem magnetskog polja. Na strani okrenutoj prema Suncu njegov pramčani udar debeo je oko 17 km i nalazi se na udaljenosti od oko 90 000 km od Zemlje. Na noćnoj strani planeta, magnetosfera se izdužuje, dobivajući dugački cilindrični oblik.

Kada se visokoenergetske nabijene čestice sudare sa Zemljinom magnetosferom, pojavljuju se pojasevi zračenja (Van Allenovi pojasevi). Aurore nastaju kada solarna plazma dospije u Zemljinu atmosferu u području magnetskih polova.

Zemljina orbita i rotacija

Zemlji je u prosjeku potrebno 23 sata 56 minuta i 4,091 sekunda (zvjezdani dan) da napravi jedan krug oko svoje osi. Brzina rotacije planeta od zapada prema istoku je otprilike 15 stupnjeva na sat (1 stupanj u 4 minute, 15′ u minuti). To je ekvivalentno kutnom promjeru Sunca ili Mjeseca svake dvije minute (prividne veličine Sunca i Mjeseca približno su iste).

Rotacija Zemlje je nestabilna: mijenja se brzina njezine rotacije u odnosu na nebesku sferu (u travnju i studenom duljina dana razlikuje se od standardne za 0,001 s), os rotacije precesira (za 20,1″ godišnje). ) i fluktuira (udaljenost trenutnog pola od prosjeka ne prelazi 15′ ). Na velikoj vremenskoj skali usporava se. Trajanje jedne Zemljine revolucije povećalo se u posljednjih 2000 godina u prosjeku za 0,0023 sekunde po stoljeću (prema promatranjima u posljednjih 250 godina, to povećanje je manje - oko 0,0014 sekundi na 100 godina). Zbog plimnog ubrzanja, u prosjeku je svaki sljedeći dan ~29 nanosekundi dulji od prethodnog.

Period rotacije Zemlje u odnosu na zvijezde fiksne, u International Earth Rotation Service (IERS), jednak je 86164.098903691 sekundi prema UT1 verziji ili 23 sata 56 minuta. 4.098903691 str.

Zemlja se kreće oko Sunca po eliptičnoj orbiti na udaljenosti od oko 150 milijuna km prosječnom brzinom od 29,765 km/s. Brzina se kreće od 30,27 km/s (u perihelu) do 29,27 km/s (u afelu). Krećući se po orbiti, Zemlja napravi puni krug za 365,2564 prosječna sunčeva dana (jedna zvjezdana godina). Sa Zemlje, kretanje Sunca u odnosu na zvijezde je oko 1° dnevno u smjeru istoka. Zemljina orbitalna brzina nije konstantna: u srpnju (prilikom afela) ona je minimalna i iznosi oko 60 lučnih minuta dnevno, a pri prolasku perihela u siječnju je maksimalna, oko 62 minute dnevno. Sunce i cijeli Sunčev sustav kruže oko središta galaksije Mliječni put u gotovo kružnoj orbiti brzinom od oko 220 km/s. S druge strane, Sunčev sustav unutar Mliječne staze kreće se brzinom od približno 20 km/s prema točki (vrhu) koja se nalazi na granici sazviježđa Lira i Herkul, ubrzavajući kako se Svemir širi.

Mjesec i Zemlja okreću se oko zajedničkog centra mase svakih 27,32 dana u odnosu na zvijezde. Vremenski interval između dvije identične mjesečeve mijene (sinodički mjesec) je 29,53059 dana. Gledano sa sjevernog nebeskog pola, Mjesec se kreće oko Zemlje u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Rotacija svih planeta oko Sunca i rotacija Sunca, Zemlje i Mjeseca oko svoje osi odvijaju se u istom smjeru. Os Zemljine rotacije otklonjena je od okomice na ravninu orbite za 23,5 stupnjeva (smjer i kut nagiba Zemljine osi mijenja se zbog precesije, a prividna elevacija Sunca ovisi o dobu godine); Mjesečeva orbita je nagnuta za 5 stupnjeva u odnosu na Zemljinu orbitu (bez ovog odstupanja, svakog mjeseca bi bila jedna pomrčina Sunca i jedna pomrčina Mjeseca).

Zbog nagiba Zemljine osi visina Sunca iznad horizonta se mijenja tijekom godine. Za promatrača na sjevernim geografskim širinama ljeti, kada je Sjeverni pol nagnut prema Suncu, dnevna svjetlost traje duže i Sunce je više na nebu. To dovodi do viših prosječnih temperatura zraka. Kada se Sjeverni pol nagne od Sunca, sve postaje obrnuto i klima postaje hladnija. Izvan Arktičkog kruga u ovom trenutku postoji polarna noć, koja na geografskoj širini Arktičkog kruga traje gotovo dva dana (sunce ne izlazi na dan zimskog solsticija), dostižući šest mjeseci na Sjevernom polu.

Ove klimatske promjene (uzrokovane nagibom zemljine osi) dovode do promjene godišnjih doba. Četiri godišnja doba određena su solsticijima - trenucima kada je zemljina os najviše nagnuta prema Suncu ili od njega - i ekvinocijima. Zimski solsticij događa se oko 21. prosinca, ljetni oko 21. lipnja, proljetni ekvinocij oko 20. ožujka, a jesenski ekvinocij oko 23. rujna. Kada je Sjeverni pol nagnut prema Suncu, Južni je pol nagnut od njega. Dakle, kada je na sjevernoj hemisferi ljeto, na južnoj je zima i obrnuto (iako se mjeseci zovu isto, tj. npr. veljača je na sjevernoj hemisferi zadnji (i najhladniji) mjesec zime, a na južnoj hemisferi je posljednji (i najtopliji) mjesec ljeta).

Kut nagiba zemljine osi je relativno konstantan tijekom dugog vremenskog razdoblja. Međutim, prolazi kroz male pomake (poznate kao nutacije) u intervalima od 18,6 godina. Postoje i dugoperiodične oscilacije (oko 41 000 godina) poznate kao Milankovićevi ciklusi. S vremenom se mijenja i orijentacija Zemljine osi, trajanje precesijskog razdoblja je 25 000 godina; ova precesija je razlog razlike između zvjezdane i tropske godine. Oba ova kretanja uzrokovana su promjenom gravitacijske sile koju Sunce i Mjesec vrše na Zemljinu ekvatorijalnu izbočinu. Zemljini se polovi pomiču u odnosu na njezinu površinu za nekoliko metara. Ovo kretanje polova ima različite cikličke komponente, koje se zajedno nazivaju kvaziperiodično kretanje. Osim godišnjih komponenti ovog kretanja, postoji 14-mjesečni ciklus koji se naziva Chandlerovo kretanje Zemljinih polova. Brzina Zemljine rotacije također nije konstantna, što se odražava na promjenu duljine dana.

Trenutno Zemlja prolazi perihel oko 3. siječnja i afel oko 4. srpnja. Količina sunčeve energije koja dopire do Zemlje u perihelu je 6,9% veća nego u afelu, jer je udaljenost od Zemlje do Sunca u afelu veća za 3,4%. To se objašnjava zakonom inverznog kvadrata. Budući da je južna hemisfera nagnuta prema suncu otprilike u isto vrijeme kada je Zemlja najbliže suncu, prima nešto više sunčeve energije tijekom godine nego sjeverna hemisfera. Međutim, taj je učinak puno manje značajan od promjene ukupne energije zbog nagiba Zemljine osi, a, osim toga, većinu viška energije apsorbira velika količina vode na južnoj hemisferi.

Za Zemlju je radijus Hillove sfere (sfera utjecaja Zemljine teže) približno 1,5 milijuna km. To je najveća udaljenost na kojoj je utjecaj Zemljine gravitacije veći od utjecaja gravitacije drugih planeta i Sunca.

Promatranje

Zemlja je prvi put snimljena iz svemira 1959. Explorerom 6. Prva osoba koja je vidjela Zemlju iz svemira bio je Jurij Gagarin 1961. godine. Posada Apolla 8 1968. godine prva je promatrala izlazak Zemlje iz Mjesečeve orbite. Godine 1972. posada Apolla 17 snimila je poznatu sliku Zemlje - "Plavi kliker".

Iz svemira i s "vanjskih" planeta (koji se nalaze izvan Zemljine orbite), moguće je promatrati prolazak Zemlje kroz faze slične Mjesečevim, kao što promatrač na Zemlji može vidjeti faze Venere (otkrio Galileo Galilei ).

Mjesec

Mjesec je relativno velik satelit nalik planetu promjera jednakog četvrtini Zemljinog. To je najveći satelit u Sunčevom sustavu u odnosu na veličinu svog planeta. Na osnovu naziva Zemljinog Mjeseca, prirodni sateliti drugih planeta nazivaju se i "mjeseci".

Gravitacijsko privlačenje između Zemlje i Mjeseca uzrok je Zemljinih plime i oseke. Sličan učinak na Mjesec očituje se u činjenici da je stalno okrenut prema Zemlji istom stranom (period Mjesečeve revolucije oko svoje osi jednak je periodu njegove revolucije oko Zemlje; vidi i plimno ubrzanje Mjeseca ). To se zove plimna sinkronizacija. Tijekom Mjesečeve orbite oko Zemlje, Sunce osvjetljava različite dijelove površine satelita, što se očituje u fenomenu Mjesečevih mijena: tamni dio površine odijeljen je terminatorom od svijetlog dijela.

Zbog sinkronizacije plime i oseke, Mjesec se udaljava od Zemlje za oko 38 mm godišnje. Tijekom milijuna godina, ova sićušna promjena, plus povećanje Zemljinog dana za 23 mikrosekunde godišnje, dovest će do značajnih promjena. Primjerice, u devonu (prije otprilike 410 milijuna godina) godina je imala 400 dana, a dan je trajao 21,8 sati.

Mjesec može značajno utjecati na razvoj života mijenjajući klimu na planetu. Paleontološki nalazi i računalni modeli pokazuju da je nagib Zemljine osi stabiliziran Zemljinom plimnom sinkronizacijom s Mjesecom. Ako bi se os Zemljine rotacije približila ravnini ekliptike, klima na planetu bi zbog toga postala izuzetno oštra. Jedan od polova bi bio usmjeren direktno prema Suncu, a drugi bi bio usmjeren u suprotnom smjeru, a kako se Zemlja okreće oko Sunca, oni bi zamijenili mjesta. Polovi bi bili usmjereni izravno prema Suncu ljeti i zimi. Planetolozi koji su proučavali ovu situaciju tvrde da bi u tom slučaju sve velike životinje i više biljke izumrle na Zemlji.

Kutna veličina Mjeseca gledana sa Zemlje vrlo je blizu prividne veličine Sunca. Kutne dimenzije (i prostorni kut) ova dva nebeska tijela su slične, jer iako je promjer Sunca 400 puta veći od Mjesečevog, ono je 400 puta dalje od Zemlje. Zbog ove okolnosti i prisutnosti značajnog ekscentričnosti Mjesečeve orbite, na Zemlji se mogu promatrati i potpune i prstenaste pomrčine.

Najčešća hipoteza o postanku Mjeseca, hipoteza o divovskom udaru, kaže da je Mjesec nastao sudarom protoplaneta Theia (otprilike veličine Marsa) s proto-Zemljom. To, između ostalog, objašnjava razloge sličnosti i razlika u sastavu Mjesečevog i kopnenog tla.

Trenutačno Zemlja nema drugih prirodnih satelita osim Mjeseca, ali postoje najmanje dva prirodna koorbitalna satelita - asteroidi 3753 Cruithney, 2002 AA29 i mnogi umjetni.

Asteroidi blizu Zemlje

Pad velikih (promjera nekoliko tisuća km) asteroida na Zemlju predstavlja opasnost od njezinog uništenja, međutim, sva takva tijela promatrana u modernom dobu premala su za to i njihov pad je opasan samo za biosferu. Prema popularnim hipotezama, takvi su padovi mogli uzrokovati nekoliko masovnih izumiranja. Asteroidi s perihelijskim udaljenostima manjim ili jednakim 1,3 astronomske jedinice koji bi se u doglednoj budućnosti mogli približiti Zemlji na udaljenost manju ili jednaku 0,05 AJ. Odnosno, smatraju se potencijalno opasnim objektima. Ukupno je registrirano oko 6200 objekata koji prolaze na udaljenosti do 1,3 astronomske jedinice od Zemlje. Opasnost od njihova pada na planet smatra se zanemarivom. Prema suvremenim procjenama, sudari s takvim tijelima (prema najpesimističnijim prognozama) vjerojatno se neće događati češće od jednom u sto tisuća godina.

Geografske informacije

Kvadrat

• Površina: 510,072 milijuna km²
• Kopno: 148,94 milijuna km² (29,1%)
• Voda: 361,132 milijuna km² (70,9%)

Duljina obalne linije: 356 000 km

Korištenje sushija

Podaci za 2011. godinu

• obradivo zemljište - 10,43%
• višegodišnji nasadi - 1,15%
• ostalo - 88,42%

Navodnjavano zemljište: 3.096.621,45 km² (od 2011.)

Društveno-ekonomska geografija

Dana 31. listopada 2011. svjetska populacija dosegla je 7 milijardi ljudi. UN procjenjuje da će svjetsko stanovništvo 2013. dosegnuti 7,3 milijarde, a 2050. 9,2 milijarde. Očekuje se da će se većina rasta stanovništva dogoditi u zemljama u razvoju. Prosječna gustoća naseljenosti na kopnu je oko 40 st./km2, i jako varira u različitim dijelovima Zemlje, a najveća je u Aziji. Predviđa se da će stopa urbanizacije stanovništva dosegnuti 60% do 2030., što je porast u odnosu na trenutačni globalni prosjek od 49%.

Uloga u kulturi

Ruska riječ "zemlja" seže do Praslava. *zemja s istim značenjem, koje se, pak, nastavlja na pra-tj. *dheĝhōm “zemlja”.

Na engleskom, Zemlja je Zemlja. Ova riječ nastavlja se od staroengleskog eorthe i srednjeengleskog erthe. Zemlja je prvi put korištena kao naziv za planet oko 1400. godine. Ovo je jedino ime planeta koje nije preuzeto iz grčko-rimske mitologije.

Standardni astronomski znak za Zemlju je križ ocrtan u krug. Ovaj se simbol koristio u različitim kulturama u različite svrhe. Druga verzija simbola je križ na vrhu kruga (♁), stilizirana kugla; korišten kao rani astronomski simbol za planet Zemlju.

U mnogim kulturama Zemlja je obogotvorena. Povezuje se s božicom, božicom majkom, koja se zove Majka Zemlja, a često se prikazuje kao božica plodnosti.

Asteci su Zemlju zvali Tonantzin - "naša majka". Za Kineze je to božica Hou-Tu (后土), slična grčkoj božici Zemlje - Gaji. U nordijskoj mitologiji, božica Zemlje Jord bila je Thorova majka i Annarova kći. U staroegipatskoj mitologiji, za razliku od mnogih drugih kultura, Zemlja se poistovjećuje s muškarcem – bogom Gebom, a nebo sa ženom – boginjom Nut.

U mnogim religijama postoje mitovi o postanku svijeta koji govore o stvaranju Zemlje od strane jednog ili više božanstava.

U mnogim drevnim kulturama Zemlja se smatrala ravnom; na primjer, u kulturi Mezopotamije svijet je bio predstavljen kao ravni disk koji pluta na površini oceana. Pretpostavke o kuglastom obliku Zemlje iznijeli su starogrčki filozofi; Pitagora se pridržavao ovog gledišta. U srednjem vijeku većina Europljana vjerovala je da je Zemlja okrugla, što su potvrdili mislioci poput Tome Akvinskog. Prije pojave svemirskih letova, prosudbe o sfernom obliku Zemlje bile su temeljene na promatranju sekundarnih obilježja i na sličnom obliku drugih planeta.

Tehnološki napredak u drugoj polovici 20. stoljeća promijenio je opću percepciju Zemlje. Prije leta u svemir, Zemlja je često bila prikazivana kao zeleni svijet. Pisac znanstvene fantastike Frank Paul možda je bio prvi koji je opisao plavi planet bez oblaka (s jasno vidljivim kopnom) na poleđini izdanja časopisa Amazing Stories iz srpnja 1940. godine.

Godine 1972. posada Apolla 17 snimila je poznatu fotografiju Zemlje pod nazivom “Plavi mramor”. Fotografija Zemlje koju je 1990. snimio Voyager 1 s velike udaljenosti potaknula je Carla Sagana da planet usporedi s blijedoplavom točkom. Zemlju su uspoređivali i s velikim svemirskim brodom sa sustavom za održavanje života koji se mora održavati. Zemljina biosfera ponekad se opisuje kao jedan veliki organizam.

Ekologija

Tijekom posljednja dva stoljeća, rastući pokret za zaštitu okoliša izrazio je zabrinutost zbog sve većeg utjecaja ljudskih aktivnosti na Zemljin okoliš. Ključni ciljevi ovog društveno-političkog pokreta su zaštita prirodnih resursa i uklanjanje onečišćenja. Konzervatori zagovaraju održivo korištenje resursa planeta i upravljanje okolišem. To se, po njihovom mišljenju, može postići promjenom vladine politike i promjenom individualnog stava svake osobe. To posebno vrijedi za masovno korištenje neobnovljivih izvora. Potreba da se uzme u obzir utjecaj proizvodnje na okoliš nameće dodatne troškove, što dovodi do sukoba između komercijalnih interesa i ideja ekoloških pokreta.

Budućnost Zemlje

Budućnost planeta usko je povezana s budućnošću Sunca. Kao rezultat nakupljanja "istrošenog" helija u Sunčevoj jezgri, sjaj zvijezde će početi polako rasti. Povećat će se za 10% tijekom sljedećih 1,1 milijardi godina, a kao rezultat toga, nastanjiva zona Sunčevog sustava pomaknut će se izvan trenutne Zemljine orbite. Prema nekim klimatskim modelima, povećanje količine sunčevog zračenja koje pada na Zemljinu površinu dovest će do katastrofalnih posljedica, uključujući mogućnost potpunog isparavanja svih oceana.

Porast temperature Zemljine površine ubrzat će anorgansku cirkulaciju CO2, smanjujući njegovu koncentraciju na smrtonosne razine za biljke (10 ppm za C4 fotosintezu) u roku od 500-900 milijuna godina. Nestanak vegetacije dovest će do smanjenja sadržaja kisika u atmosferi i život na Zemlji će postati nemoguć za nekoliko milijuna godina. Za još milijardu godina voda će potpuno nestati s površine planeta, a prosječne površinske temperature doseći će 70 °C. Većina kopna postat će neprikladna za život, a prvenstveno će ostati u oceanu. Ali čak i kad bi Sunce bilo vječno i nepromjenjivo, kontinuirano unutarnje hlađenje Zemlje moglo bi dovesti do gubitka većine atmosfere i oceana (zbog smanjene vulkanske aktivnosti). Do tada će jedina živa bića na Zemlji ostati ekstremofili, organizmi koji mogu podnijeti visoke temperature i nedostatak vode.

Za 3,5 milijardi godina od sada, Sunčev sjaj će se povećati za 40% u usporedbi sa sadašnjom razinom. Uvjeti na površini Zemlje do tada će biti slični površinskim uvjetima moderne Venere: oceani će potpuno ispariti i odletjeti u svemir, površina će postati neplodna vruća pustinja. Ova katastrofa će onemogućiti postojanje bilo kakvog oblika života na Zemlji. Za 7,05 milijardi godina solarna će jezgra ostati bez vodika. To će dovesti do toga da Sunce napusti glavnu sekvencu i uđe u fazu crvenog diva. Model pokazuje da će se povećati u radijusu do vrijednosti jednake približno 77,5% trenutnog radijusa Zemljine orbite (0,775 AJ), a njegova će se svjetlost povećati za faktor 2350-2700. Međutim, do tada bi se Zemljina orbita mogla povećati na 1,4 AJ. Odnosno, budući da će Sunčeva gravitacija oslabiti zbog činjenice da će ono izgubiti 28-33% svoje mase zbog jačanja Sunčevog vjetra. Međutim, studije iz 2008. pokazuju da Zemlju još uvijek može apsorbirati Sunce zbog plimnih interakcija s njezinom vanjskom ovojnicom.

Do tada će Zemljina površina biti u rastaljenom stanju, jer će temperature na Zemlji doseći 1370 °C. Zemljina atmosfera će vjerojatno biti otpuhana u svemir najjačim solarnim vjetrom koji emitira crveni div. Za 10 milijuna godina od trenutka kada Sunce uđe u fazu crvenog diva, temperatura u Sunčevoj jezgri dosegnut će 100 milijuna K, dogodit će se helijeva baklja i započet će termonuklearna reakcija sinteze ugljika i kisika iz helija, Sunce smanjit će se u radijusu na 9,5 modernih. Faza sagorijevanja helija trajat će 100-110 milijuna godina, nakon čega će se ponoviti brzo širenje vanjskih ljuski zvijezde i ona će ponovno postati crveni div. Ulaskom u asimptotsku divovsku granu, Sunce će se povećati u promjeru 213 puta. Nakon 20 milijuna godina započet će razdoblje nestabilnih pulsacija površine zvijezde. Ova faza postojanja Sunca bit će popraćena snažnim bakljama, ponekad će njegov sjaj premašiti trenutnu razinu za 5000 puta. To će se dogoditi jer će prethodno nepromijenjeni ostaci helija ući u termonuklearnu reakciju.

Za oko 75.000 godina (prema drugim izvorima - 400.000), Sunce će odbaciti svoje ljuske, a na kraju će od crvenog diva ostati samo njegova mala središnja jezgra - bijeli patuljak, mali, vrući, ali vrlo gusti objekt, s masom od oko 54,1% od izvorne solarne. Ako Zemlja može izbjeći da je apsorbiraju vanjske ljuske Sunca tijekom faze crvenog diva, tada će postojati mnogo milijardi (pa čak trilijuna) godina, sve dok postoji Svemir, ali uvjeti za ponovno pojavljivanje život (barem u sadašnjem obliku) neće postojati na Zemlji. Kako Sunce bude ulazilo u fazu bijelog patuljka, Zemljina će se površina postupno ohladiti i utonuti u tamu. Ako zamislite veličinu Sunca s površine buduće Zemlje, ono neće izgledati kao disk, već kao sjajna točka s kutnim dimenzijama od oko 0°0’9″.

Crna rupa mase jednake Zemljinoj imat će Schwarzschildov radijus od 8 mm.

(Posjećeno 1099 puta, 1 posjeta danas)