У чому унікальність
планети Земля?
Унікальність планети Земля полягає насамперед у тому, що вона придатна для життя, це єдиний осередок життя в межах Сонячної системи. Тільки на Землі розвинута плівка життя, оболонка живої речовини, яка впроваджується і проникає в інші оболонки — літосферу, атмосферу і гідросферу. Але чому життя з'явилося саме на Землі? Які її особливості, як планети сприяли цьому?
Почнемо зі сприятливої віддаленості від Сонця. Земля розташована в межах тієї зони, де немає нестачі або надмірного надлишку в надходженні зовнішньої енергії. Температурні умови зробили можливими появу і розвиток життя в тій формі, в якій воно існує на нашій планеті. З віддаленістю від Сонця пов'язана І закономірна зміна речовинного складу планет, які входять до „земної групи” (Земля, Меркурій, Венера і Марс, а також Місяць). Вони мають найбільшу щільність і якісно найрізноманітніший склад.
На Землі речовина існує в усіх трьох агрегатних станах. Для можливості появи життя (її біологічних форм) надзвичайно важливо Існування води в рідкому стані.
Атмосфери великих планет, що обертаються по зовнішніх орбітах,— Юпітера, Сатурна, Урана, Нептуна — складаються з газів, переважно з метану й аміаку. Але найзовнішня планета — загадковий Плутон — має розміри і масу, які говорять про значну щільність речовини.
Небайдужа І величінь маси земної кулі. Тільки при наявності достатньої маси могло статися виділення енергії при гравітаційному стисненні в тих кількостях, які активізували розподіл речовини і зробили можливою таку „ланцюгову реакцію”: плавлення речовини в надрах Землі, вулканічну діяльність, що сприяє викиду летючих компонентів назовні І формуванню газової оболонки земної кулі й гідросфери. Без розігрівання у внутрішніх частках Землі, без тектоніки І вулканізму не змогла б утворитися ландшафтна сфера -- те глибоке взаємопроникнення рідкої, твердої і газоподібної речовини у зовнішні частки земної кулі, де потім зародилося життя.
Не володій Земля достатньою масою» вона б являла собою гігантський інертний камінь, і тільки. Маса нашої планети достатня для того, щоб надійно «прикріпити» до неї, втримати тяжінням газову оболонку, що утворилася, - атмосферу киснева - азотного складу. Щоправда, легкі гази — водень і гелій — долають земне тяжіння і постійно випаровуються в космічний простір, але якраз цей процес зіграв певну роль в еволюції Землі. Повітря — необхідна умова існування життя. Повітряна оболонка втримує тепло, згладжує температурні контрасти між нічною і денною півкулями.
Цікаво, що надмірна маса може зіграти роль несприятливого чинника по відношенню до появи життя. Дійсно, якби наша Земля була сумірна за масою з Юпітером або Сатурном (тобто «важила» у 100 - 400 разів більше), то тим самим був би повністю виключений витік у простір атомів легких газів. У такому випадку на Землі досі існувала б дуже щільна первинна водневе -гелієва атмосфера з великою домішкою метану й аміаку. При такому газовому складі не могли б утворитися земні форми життя. Крім того, велика маса була 6 причиною більш сильного стиснення І такого розігріву, яке було б надмірним. Таким чином, можливість появи відомих біологічних форм життя обмежується масою планети і «знизу» і «зверху».
Нарешті, наша Земля володіє тим, чого практично позбавлені сусідні планети, — магнітним полем, що грає важливу роль як захисний екран. Згідно з дослідженнями, проведеними за допомогою автоматичних міжпланетних станцій, встановлено, що напруженість магнітного поля Марса в 500, а Венери — в 2000 раз слабкіше за земну. Недостатнє магнітне поле виявлено і на Меркурії.
Зараз питання про наявність інших планетних систем не підлягає сумніву. Більш того, вважають, що при наявності сприятливого збігу обставин життя на планеті не може не виникнути. У книзі І. З. Шкловського «Всесвіт, життя, розум» є розділ, який має заголовок: «Умови, необхідні для виникнення і розвитку життя на планетах». Там підкреслюється, що різні умови -положення планети в «зоні населеності», відповідна маса і в зв'язку з цим хімічний склад атмосфери — не є незалежними, можуть виконуватися одночасно. Якщо це так, то виникає ідея про закономірність -- при дотриманні певних умов — появи планет, що придатні до життя.
Чи позбавить все це
З чого складається Земля?
Близько 120 років тому австрійський геолог Едуард Зюсс висловив припущення, що наша планета за своєю будовою подібна цибулині. Вона складається з концентричних {що мають загальний центр) шарів, які ущільнюються по мірі наближення до центру.
Верхній з них — це земна кора. З нею людство досить непогано знайоме: адже це і є той зовнішній твердий шар планети, на якому люди живуть» звідки добувають корисні копалини.
Земна кора не всюди однакова. Найбільш Істотно відрізняються її континентальні дільниці від океанічних. Товщина кори під континентами в
середньому складає близько 35 - 40 км. Там, де на суші громадяться молоді високі гори, вона часто досягає 50 км і більше. Під Альпами кора ч. потовщується» до 70 км, а під Гімалаями — до 90 км. А ось під океанами кора «тонка» — в середньому 7 - 10 км, а подекуди (наприклад, в Тихому океані — у Гаванських островів або у острова Пасхи) — всього 5 км.
Континентальна й океанічна земна кора відрізняються не тільки за товщиною, але І за складом. Океанічну кору складають два шари — базальтовий І осадовий. Базальти — це темно - зелена, або навіть чорна силікатна порода, що містить кальцій, натрій, магній і залізо.
Звідки береться океанічна кора? Вона виділяється з верхнього шару мантії, що знаходиться усього в 5 - 50 км під дном океану. Саме там породи мантії розплавлюються І звідти по тріщинах поступають вгору, де, застигаючи, утворюють нижній — базальтовий — шар океанічної кори.
Інша справа — континентальна земна кора. Вона також складається з декількох шарів. Верхній шар складений пісковиками, глинами, вапняками. Головна її відмінність від океанічної кори — наявність наступного шару, утвореного гранітами І метаморфічними (зміненими під впливом високої температури і тиску) породами. Крім цього — основного — шару там присутні осадові породи (пісковики, глини, вапняки).
Базальти або породи, що їх нагадують, складають нижню частину континентальної кори. Вік у континентальної кори перевищує 3 млрд. років, у океанічної він складає не більше за 150 - 170 млн. років.
Під корою знаходиться так звана мантія Землі, що залягає на глибинах від 3О - 50 до 2900 км.
З чого ж складається мантія? Головним чином з перидотиту. Ця порода містить 80% олівіна І 20% піроксена. Це зеленуваті мінерали, силікати магнію і заліза.
Високі температури в мантії примушують розплавлятися глибинні породи, перетворюючи їх у магму, яка по тріщинах проривається вгору у вигляді лави. Тут вже з нею можуть ознайомитися геологи.
Мантія займає до 62% об'єму нашої планети. Останнім часом вчені почали поділяти її на верхню і нижню мантії. Перша з них залягає від нижньої кромки земної кори до глибини 1 тис. км.
Склад нижньої мантії залишається загадкою для вчених. Відомо, на кордоні з ядром щільність речовини мантії досягає 5,5 т/м3
.
На глибині 2900 км знаходиться зовнішній кордон земного ядра. Від нього углиб щільність середовища різко зростає — відразу на 80%.
Сейсмічні хвилі свідчать, що рідкою є лише зовнішня частина ядра. А його внутрішня область, мовби «жовток» планети» складається з залізонікелевого сплаву і поводиться вже як «твердь». Це зумовлене неймовірно високим тиском — адже на внутрішню частину ядра «давить» вага основної частини планети. Навіть на верхньому кордоні ядра теоретично розрахований тиск складає близько 1,3 млн. атмосфер, а в його центрі він досягає 3 млн. атмосфер. Температура тут — близько 10 000о
С. Уявимо собі: кожний кубічний метр речовини земного ядра важить 12 - 13 т, так що один невеликий ящик, наповнений такою речовиною, зміг би відвезти хіба що потужний грузовик.
Поверхня ядра Землі має своєрідний рельєф. Кордон між ядром і нижньою мантією — не просто геометричне правильна сфера, а цілий шар. У одних місцях його товщина становить 150 км, а в Інших — цілих 350 км. У середньому ж «межа» між нижньою мантією і ядром сягає товщини 260 км. Вчені припускають, що саме в цій «межі» відбувається перемішування глибинних речовин, що мають різний хімічний склад, І цим пояснюється таке перетинання цього підземного «рельєфу».