Концепция естествознания - История нашей планеты

1445

Концепция естествознания

История нашей планеты

Реферат

12

2006

750

Координаты: электронная почта acher@wiseowl.ru Icq 170552870, телефон 89168119086. www.wiseowl.ru

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 3

1. Общее понятие планеты земля и зарождение жизни. 4

2. Самые древнии микробы.. 6

3. Изменчивый лик Земли. 8

Заключение. 11

Список использованной литературы.. 12

Введение

«История жизни на земле» - одна из важных и актуальных тем на сегодняшний день.

Тема работы актуальна потому, что на протяжении веков шел спор на тема, как и откуда, возникла наша планета земля, солнце и все что нас окружает. В последние годы американскими и советскими учеными был выдвинут ряд новых гипотез. Если раньше считалось, что в эволюции Земли происходил непрерывный процесс отдачи тепла, то в новых теориях развитие Земли рассматривается как результат многих разнородных, порой противоположных процессов. Одновременно с понижением температуры и потерей энергии могли действовать и другие факторы, вызывающие выделение больших количеств энергии и компенсирующие таким образом убыль тепла. Одно из этих современных предположений его автор американский астроном Ф. Л. Уайпль (1948) назвал "теорией пылевого облака". Однако по существу это ничто иное, как видоизмененый вариант небулярной теории Канта-Лапласа.

Актуальность моего исследования определила цель и задачи работы:

Цель работы – рассмотреть историю жизни на земле.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить литературу по проблеме исследования.

2. На основании теоретического анализа изучения проблемы, систематизировать знания о планете Земля и истории развития жизни на земле.

3. Рассмотреть сущность и специфику изменчивого лика Земли.

4. Систематизировать и обобщить существующие в специальной литературе, научные подходы к данной проблеме.

Для раскрытия поставленной темы определена следующая структура: работа состоит из введения, трех пунктов и заключения. Название пунктов отображает их содержание.

1. Общее понятие планеты земля и зарождение жизни

Земля - третья планета Солнечной системы. Подобно другим планетам она движется вокруг Солнца по эллиптической орбите. Расстояние от Земли до Солнца в разных точках орбиты неодинаковое. Среднее же расстояние около 149,6 млн. км. В процессе движения нашей планеты вокруг Солнца плоскость земного экватора перемещается параллельно самой себе таким образом, что в одних участках орбиты земной шар наклонен к Солнцу своим северным полушарием, а в других - южным. Период обращения вокруг Солнца составляет 365,256 дней, при суточном вращении - 23 ч. 56 мин. Средняя плотность Земли 5518 кг/м3. Масса - 5,976•1024 кг. Экваториальный радиус равен 6378 км. Ускорение свободного падения у поверхности планеты составляет 9,8 м/с2[1]
.

Первожизнь могла зародиться вокруг вулканов. Представьте себе на еще хрупком дне океанов многочисленные разломы и трещины, сочащиеся магмой и бурлящие газами. В таких зонах, насыщенных парами сероводорода, образуются месторождения сульфидов металлов: железа, цинка, меди. Что если синтез первичной органики шел прямо на поверхности железо-серных минералов с помощью реакции углекислоты и водорода? Благо вокруг много и того и другого: диоксид и оксид углерода выделяются из магмы, а водород - из воды при ее химическом взаимодействии с горячей магмой. Есть и необходимый для синтеза приток энергии.

В океане слишком много воды для зарождения жизни, поэтому ее синтез шел на тонких пленках слизи.

Эта гипотеза не противоречит геологическим данным и основана на предположении, что ранние организмы жили в экстремальных условиях, как современные хемосинтетические бактерии. В 60-х годах ХХ века исследователи открыли на дне Тихого океана подводные вулканы - черные курильщики. Там в клубах ядовитых газов, без доступа солнечного света и кислорода, при температуре +120° существуют колонии микроорганизмов. Подобные черным курильщикам условия были на Земле уже 2,5 миллиарда лет назад, как о том свидетельствуют пласты строматолитов - следов жизнедеятельности синезеленых водорослей. Формы, похожие на этих микробов, есть и среди остатков древнейших организмов возрастом 3,5 миллиарда лет.

Для подтверждения вулканической гипотезы нужен эксперимент, который показал бы, что абиогенный синтез в данных условиях возможен. Работы в этом направлении ведут группы биохимиков из США, Германии, Англии и России, но пока безуспешно. Обнадеживающие результаты получил в 2003 году молодой исследователь Михаил Владимиров из лаборатории эволюционной биохимии Института биохимии им. А.Н. Баха РАН. Он создал в лаборатории искусственный черный курильщик: в автоклав, наполненный солевым раствором, был помещен диск из пирита (FeS2), служивший катодом; через систему проходили углекислый газ и электрический ток. Через сутки в автоклаве появилась муравьиная кислота - простейшая органика, которая участвует в метаболизме живых клеток и служит материалом для абиогенного синтеза более сложных биологических веществ.

Если на 3емле не было условий для синтеза предбиологической органики, то они могли быть в космосе. Еще в 1961 году американский биохимик Джон Оро опубликовал статью о кометном происхождении органических молекул. Молодая Земля, не защищенная плотной атмосферой, подвергалась массированным бомбардировкам кометами, которые состоят в основном изо льда, но также содержат аммиак, формальдегид, цианид водорода, цианоацетилен, аденин и другие соединения, необходимые для абиогенного синтеза аминокислот, нуклеиновых и жирных кислот - основных компонентов клетки. Вода комет образовала океаны, где через сотни миллионов лет расцвела жизнь. Наблюдения подтверждают, что в космических телах и межзвездных пылевых облаках есть простая органика и даже аминокислоты. Спектральный анализ показал наличие аденина и пурина в хвосте кометы Хейли-Боппа, а в метеорите Мерчисон нашли пиримидин. Образование этих соединений в условиях космоса не противоречит законам физики и химии[2]
.

//////////////

2. Самые древнии микробы

В черных сланцах Западной Австралии возрастом 3,5 миллиарда лет сохранились остатки самых древних организмов, когда-либо обнаруженных на 3емле. Видимые лишь под микроскопом шарики и волоконца принадлежат прокариотам - микробам, в клетке которых еще нет ядра и спираль ДНК уложена прямо в цитоплазме. Древнейшие окаменолости обнаружил в 1993 го

ду американский палеобиолог Уильям Шопф. Вулканические и осадочные породы комплекса Пилбара, что к западу от Большой песчаной пустыни в Австралии - одни из самых старых пород на 3емле. По счастливой случайности эти образования не столь сильно изменились под действием мощных геологических процессов и сохранили в прослоях остатки ранних существ.

Убедиться в том, что крохотные шарики и волоконца в прошлом были живыми организмами, оказалось трудно. Ряд мелких бусинок в горной породе может быть чем угодно: минералами, небиологической органикой, обманом зрения. Всего Шопф насчитал 11 видов окаменелостей, относящихся к прокариотам. Из них 6, по мнению ученого, - это цианобактерии, или синезеленые водоросли. Подобные виды до сих пор существуют на Земле в пресных водоемах и океанах, в горячих ключах и близ вулканов. Шопф насчитал шесть признаков, по которым подозрительные объекты в черных сланцах следует считать живыми.

Вот эти признаки:

1. Ископаемые сложены органической материей

2. У них сложное строение - волоконца состоят из клеток разной формы: цилиндров, коробочек, дисков

3. Объектов много - всего 200 ископаемых включают в себя 1 900 клеток

4. Объекты похожи друг на друга, как современные представители одной популяции

5. Это были организмы, хорошо приспособленные к условиям ранней Земли. Они обитали на дне моря, защищенные от ультрафиолета толстым слоем воды и слизи

6. Объекты размножались как современные бактерии, о чем говорят находки клеток в стадии деления.

////////////

3. Изменчивый лик Земли

На протяжении долгой геологической истории облик Земли много раз менялся. Основной причиной этих перемен было движение тектонических плит земной коры — огромных участков поверхностного слоя Земли. Это движение, в свою очередь, вызывается перемещением огромных потоков полурасплавленного вещества внутри Земли. Тектонические плиты состоят из континентальной коры, океанической коры (морского дна) или сочетают в себе оба этих вида. Когда новая океаническая кора добавляется к плите, содержащей участок континентальной коры, континент сдвигается от срединно-океанического хребта. Этот процесс заставляет континенты перемещаться на тысячи километров по поверхности Земли, а иногда и вращаться.

Материки иногда сталкиваются; при этом на поверхности вырастают огромные горные хребты. В других случаях океаническая кора па границах плит «вталкивается» в глубь Земли — это приводит к землетрясениям и извержения м вулканов, что иногда может явиться причиной изменения климата. Перемены климата, в свою очередь, воздействуют на уровень океана и отражаются па распространении растительной и животной жизни.

Пермский период начался 290 млн. лет назад, когда северные континенты Евразия и Лаврентия столкнулись с южным континентом Гондваной и образовали Пангею. Это событие оказало сильнейшее влияние на климат и на живую природу, оно стало поворотной точкой в развитии земного шара. При движении континента на север, к экватору, полярные ледовые шапки, образовавшиеся в Гондване в конце каменноугольного периода, начали таять. В северных частях Пангеи, на обширных внутренних просторах, климат стал более жарким и сухим, тогда как в южных областях континента оставался прохладным и влажным.

По мере роста температуры многие мелководные моря и озера позднего карбона пересыхали, оставляя после себя обширные отложения минеральных солей. Такие отложения изобиловали по всей Лаврентии. Растительная жизнь не могла не откликаться на эти перемены окружающей среды. Влажные леса каменноугольного периода, которые могли произрастать только на сырой почве, сокращались по всей планете. Они оставались только в сырых районах, например, в Китае, Сибири и отдельных областях Гондваны - в Австралии, Индии, Антарктиде. По мере высыхания почвы пышные древовидные хвощи и плауны сменились семенными растениями, лучше приспособленными к суровым условиям. В Северном полушарии быстро распространялись недавно возникшие хвойные растения, например, вальчия, а в более прохладном Южном полушарии по мере исчезновения ледников начали преобладать семенные папоротники глоссоптеры.

//////////

Заключение

Подводя итог работы можно сделать следующие выводы:

1. Земля - третья планета Солнечной системы. Подобно другим планетам она движется вокруг Солнца по эллиптической орбите. Расстояние от Земли до Солнца в разных точках орбиты неодинаковое. В 60-х годах ХХ века исследователи открыли на дне Тихого океана подводные вулканы - черные курильщики. Там в клубах ядовитых газов, без доступа солнечного света и кислорода, при температуре +120° существуют колонии микроорганизмов.

2. Шопф насчитал шесть признаков, по которым подозрительные объекты в черных сланцах следует считать живыми.

Вот эти признаки:

1. Ископаемые сложены органической материей

2. У них сложное строение - волоконца состоят из клеток разной формы: цилиндров, коробочек, дисков

3. Объектов много - всего 200 ископаемых включают в себя 1 900 клеток

4. Объекты похожи друг на друга, как современные представители одной популяции

5. Это были организмы, хорошо приспособленные к условиям ранней Земли. Они обитали на дне моря, защищенные от ультрафиолета толстым слоем воды и слизи

6. Объекты размножались как современные бактерии, о чем говорят находки клеток в стадии деления.

3. На протяжении долгой геологической истории облик Земли много раз менялся. Основной причиной этих перемен было движение тектонических плит земной коры — огромных участков поверхностного слоя Земли. Это движение, в свою очередь, вызывается перемещением огромных потоков полурасплавленного вещества внутри Земли.

Список использованной литературы

1. Ак­чу­рин И. А. Фи­зи­че­ская тео­рия (Фи­ло­соф­ско-ме­то­до­ло­ги­че­ский ана­лиз). М., 2000г.

2. Вайнберг С. Первые три минуты. Современный взгляд на происхождение Вселенной. — М.: Наука, 2000г.

3. Владимиров Ю. С. Фундаментальная физика, философия и религия. — Кострома: Изд-во МИИЦАОСТ, 1999г.

4. Горелов А. А. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие, практикум, хрестоматия. М., 2002г.

5. Грушевицкая Т. Г. Концепции современного естествознания: М., 2002г.

6. Дорфман Я. Г. Всемирная история физики с начала 19 века до середины 20 века. — М.: Наука, 2001г.

7. Кравченко В. В. Тесты по курсу "Концепции современного естествознания". М., 2003г.

8. Лавриненко В. Н. Концепции современного естествознания. М., 2000г.

9. Самыгина С. И. Концепции современного естествознания. 3-е изд. Ростов н/Д., 2001г.

10. Степин В. С., Томильчик Л. М. Прак­ти­че­ская при­ро­да по­зна­ния и ме­то­до­ло­ги­че­ские про­бле­мы со­вре­мен­ной фи­зи­ки. Минск, 2000г.

[1]
Горелов А. А. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие, практикум, хрестоматия. М., 2002г. С. 88

[2]
Лавриненко В. Н. Концепции современного естествознания. М., 2000г. С. 63