Учому унікальність
планетиЗемля?
Унікальність планети Земля полягаєнасамперед у тому, що вона придатна для життя, це єдиний осередок життя в межахСонячної системи. Тільки на Землі розвинута плівка життя, оболонка живоїречовини, яка впроваджується і проникає в інші оболонки — літосферу, атмосферуі гідросферу. Але чому життя з’явилося саме на Землі? Які її особливості, якпланети сприяли цьому?
Почнемо зі сприятливої віддаленості відСонця. Земля розташована в межах тієї зони, де немає нестачі або надмірногонадлишку в надходженні зовнішньої енергії. Температурні умови зробили можливимипояву і розвиток життя в тій формі, в якій воно існує на нашій планеті. Звіддаленістю 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 трьохагрегатних станах. Для можливості появи життя (її біологічних форм) надзвичайноважливо Існування води в рідкому стані.
Атмосфери великих планет, що обертаютьсяпо зовнішніх орбітах,— Юпітера, Сатурна, Урана, Нептуна — складаються з газів,переважно з метану й аміаку. Але найзовнішня планета — загадковий Плутон — маєрозміри і масу, які говорять про значну щільність речовини.
Небайдужа І величінь маси земної кулі.Тільки при наявності достатньої маси могло статися виділення енергії пригравітаційному стисненні в тих кількостях, які активізували розподіл речовини ізробили можливою таку „ланцюгову реакцію”: плавлення речовини в надрах Землі,вулканічну діяльність, що сприяє викиду летючих компонентів назовні Іформуванню газової оболонки земної кулі й гідросфери. Без розігрівання увнутрішніх частках Землі, без тектоніки І вулканізму не змогла б утворитисяландшафтна сфера — те глибоке взаємопроникнення рідкої, твердої і газоподібноїречовини у зовнішні частки земної кулі, де потім зародилося життя.
Не володій Земля достатньою масою» вона бявляла собою гігантський інертний камінь, і тільки. Маса нашої планети достатнядля 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 космічнийпростір, але якраз цей процес зіграв певну роль в еволюції Землі. Повітря —необхідна умова існування життя. Повітряна оболонка втримує тепло, згладжує температурніконтрасти між нічною і денною півкулями.
Цікаво, що надмірна маса може зіграти рольнесприятливого чинника по відношенню до появи життя. Дійсно, якби наша Землябула сумірна за масою з Юпітером або Сатурном (тобто «важила» у 100 — 400 разівбільше), то тим самим був би повністю виключений витік у простір атомів легкихгазів. У такому випадку на Землі досі існувала б дуже щільна первинна водневе-гелієва атмосфера з великою домішкою метану й аміаку. При такому газовомускладі не могли б утворитися земні форми життя. Крім того, велика маса була 6причиною більш сильного стиснення І такого розігріву, яке було б надмірним.Таким чином, можливість появи відомих біологічних форм життя обмежується масоюпланети і «знизу» і «зверху».
Нарешті, наша Земля володіє тим, чогопрактично позбавлені сусідні планети, — магнітним полем, що грає важливу рольяк захисний екран. Згідно з дослідженнями, проведеними за допомогоюавтоматичних міжпланетних станцій, встановлено, що напруженість магнітного поляМарса в 500, а Венери — в 2000 раз слабкіше за земну. Недостатнє магнітне полевиявлено і на Меркурії.
Зараз питання про наявність іншихпланетних систем не підлягає сумніву. Більш того, вважають, що при наявностісприятливого 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, щорізні умови -положення планети в «зоні населеності», відповідна маса і взв’язку з цим хімічний склад атмосфери — не є незалежними, можуть виконуватисяодночасно. Якщо це так, то виникає ідея про закономірність — при дотриманніпевних умов — появи планет, що придатні до життя.
Чи позбавить все це Землю ореолаунікальності? Ні, хоч би тому, Ідо життя на інших планетах повинне бутинескінченно різноманітним.
Зчого складається Земля?
Близько 120 роківтому австрійський геолог Едуард Зюсс висловив припущення, що наша планета засвоєю будовою подібна цибулині. Вона складається з концентричних {що маютьзагальний центр) шарів, які ущільнюються по мірі наближення до центру.
Верхній з них — цеземна кора. З нею людство досить непогано знайоме: адже це і є той зовнішнійтвердий шар планети, на якому люди живуть» звідки добувають корисні копалини.
Земна кора невсюди однакова. Найбільш Істотно відрізняються її континентальні дільниці відокеанічних. Товщина кори під континентами в
середньому складаєблизько 35 — 40 км. Там, де на суші громадяться молоді високі гори, вона частодосягає 50 км і більше. Під Альпами кора ч. потовщується» до 70 км, а підГімалаями — 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 островаПасхи) — всього 5 км.
Континентальна йокеанічна 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, магнійі залізо.
Звідки беретьсяокеанічна кора? Вона виділяється з верхнього шару мантії, що знаходиться усьогов 5 — 50 км під дном океану. Саме там породи мантії розплавлюються І звідти потріщинах поступають вгору, де, застигаючи, утворюють нижній — базальтовий — шарокеанічної кори.
Інша справа —континентальна земна кора. Вона також складається з декількох шарів. Верхнійшар складений пісковиками, глинами, вапняками. Головна її відмінність відокеанічної кори — наявність наступного шару, утвореного гранітами Іметаморфічними (зміненими під впливом високої температури і тиску) породами.Крім цього — основного — шару там присутні осадові породи (пісковики, глини,вапняки).
Базальти абопороди, що їх нагадують, складають нижню частину континентальної кори. Вік уконтинентальної кори перевищує 3 млрд. років, у океанічної він складає небільше за 150 — 170 млн. років.
Під короюзнаходиться так звана мантія Землі, що залягає на глибинах від 3О — 50 до 2900км.
З чого жскладається мантія? Головним чином з перидотиту. Ця порода містить 80% олівінаІ 20% піроксена. Це зеленуваті мінерали, силікати магнію і заліза.
Високі температурив мантії примушують розплавлятися глибинні породи, перетворюючи їх у магму, якапо тріщинах проривається вгору у вигляді лави. Тут вже з нею можутьознайомитися геологи.
Мантія займає до62% об’єму нашої планети. Останнім часом вчені почали поділяти її на верхню інижню мантії. Перша з них залягає від нижньої кромки земної кори до глибини 1тис. км.
Склад нижньоїмантії залишається загадкою для вчених. Відомо, на кордоні з ядром щільністьречовини мантії досягає 5,5 т/м3.
На глибині 2900 кмзнаходиться зовнішній кордон земного ядра. Від нього углиб щільність середовищарізко зростає — відразу на 80%.
Сейсмічні хвилісвідчать, що рідкою є лише зовнішня частина ядра. А його внутрішня область,мовби «жовток» планети» складається з залізонікелевого сплаву і поводиться вжеяк «твердь». Це зумовлене неймовірно високим тиском — адже на внутрішню частинуядра «давить» вага основної частини планети. Навіть на верхньому кордоні ядратеоретично розрахований тиск складає близько 1,3 млн. атмосфер, а в його центрівін досягає 3 млн. атмосфер. Температура тут — близько 10 000оС.Уявимо собі: кожний кубічний метр речовини земного ядра важить 12 — 13 т, такщо один невеликий ящик, наповнений такою речовиною, зміг би відвезти хіба щопотужний грузовик.
Поверхня ядраЗемлі має своєрідний рельєф. Кордон між ядром і нижньою мантією — не простогеометричне правильна сфера, а цілий шар. У одних місцях його товщина становить150 км, а в Інших — цілих 350 км. У середньому ж «межа» між нижньою мантією іядром сягає товщини 260 км. Вчені припускають, що саме в цій «межі»відбувається перемішування глибинних речовин, що мають різний хімічний склад, Іцим пояснюється таке перетинання цього підземного «рельєфу».