Глава 5

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

Земля как планета, ее отличия от других планет земной группы

Третья планета от Солнца. Среднее расстояние от Солнца 149,6 млн. км принято за 1 астрономическую единицу. Средняя скорость движения по орбите 29,765 км/с. Период обращения вокруг Солнца составляет 365,24 суток. Наклон земной оси к плоскости эклиптики 66⁰. Период вращения вокруг оси 23 часа 56 минут. Форма земли – геоид. Из-за вращения ее форма близка к эллипсоиду, сплющена у полюсов и растянута в экваториальной зоне. Средний радиус Земли равен 6371,032 км. Земля обладает магнитным полем, имеющим дипольный характер. Магнитные полюса не совпадают с географическими.

Имеющиеся сведения позволяют проводить сравнительное изучение внешних оболочек Земли и других планет Солнечной системы. На этой основе возникло новое научное направление, названное сравнительной планетологией. Другие планеты удивительно не похожи на Землю, хотя подчинены тем же физическим закономерностям.

Земля – самая большая планета в своей группе. Но, как показывают оценки, даже такие размеры и масса оказываются минимальными для удержания своей газовой атмосферы. Земля интенсивно теряет водород и некоторые другие легкие газы, что подтверждают наблюдения за ее так называемым шлейфом.

Атмосфера Земли кардинально отличается от атмосфер других планет: в ней низкое содержание углекислого газа, высокое содержание молекулярного кислорода и относительно много паров воды. Две причины создают выделенность атмосферы Земли: вода океанов и морей хорошо поглощает углекислый газ, а биосфера насыщает атмосферу молекулярным кислородом, образующимся в процессе растительного фотосинтеза. Расчеты показывают, что если освободить всю поглощенную и связанную в океанах углекислоту, убрав одновременно из атмосферы весь накопленный в результате жизнедеятельности растений кислород, то состав земной атмосферы в своих основных чертах стал бы подобен составу атмосфер Венеры и Марса.

В атмосфере Земли насыщенные водяные пары создают облачный слой, охватывающий значительную часть планеты. Облака входят важнейшим элементом в круговорот воды, происходящий на нашей планете в системе гидросфера – атмосфера – суша.

Наиболее близкие к Солнцу планеты – Меркурий и Венера – очень медленно вращаются вокруг оси, с периодом в десятки – сотни земных суток. Медленное вращение этих планет, по-видимому, связано с их резонансными взаимодействиями с Солнцем и друг с другом. Земля и Марс вращаются почти с одинаковыми периодами около 24 ч.

Только Земля в своей группе имеет сильное собственное магнитное поле, более чем на два порядка превосходящее значения магнитных полей у других планет.

Ни одна из планет земной группы не имеет развитой системы спутников, что характерно для планет – гигантов. Планетоподобный спутник Земли Луна близок по размерам к Меркурию. До сих пор о происхождении Луны нет ясного представления.

Рельеф земной поверхности в целом характеризуется глобальной ассиметрией двух полушарий (северного и южного): одно из них представляет собой гигантское пространство, заполненное водой. Это океаны, занимающие более 70 % всей поверхности. В другом полушарии сосредоточены поднятия коры, образующие континенты. Океаническая и континентальная разновидности коры различаются и по возрасту, и по химико – геологическому составу. Понятно, что рельеф океанического дна отличен от континентального рельефа. Систематические исследования морского и океанического дна стали возможны лишь в последнее время. Они уже привели к новому пониманию глобального характера тектонических процессов, происходящих на Земле. Средняя глубина мирового океана близка к 4 км, отдельные впадины достигают 10 и более км, а отдельные конусы значительно возвышаются над поверхностью воды. Главная достопримечательность океанического рельефа – глобальная система срединных хребтов, тянущаяся на десятки тысяч километров (72 тыс. км). Цепи горных хребтов оплетают земной шар. Альпы, Кавказ, Памир, Гималаи, даже вместе взятые, несравнимы с обнаруженной полосой срединных хребтов Мирового океана. Вдоль их центральных частей протянулись разломы, так называемые рифтовые зоны, через которые из мантии на поверхность выходят свежие массы вещества. Они раздвигают океаническую кору, формируя ее в процессе непрерывного обновления. Возраст океанической коры не превышает 150 млн. лет. Другая характерная особенность процесса – существование зон субдукции, где океаническая кора погружается под одну из островных дуг (например, под Курильскую, Марианскую и др.) или под край континента. Эти зоны характеризуются повышенной сейсмической и вулканической деятельностью. Таким образом, только на земле существует мощная гидросфера, сформировавшаяся одновременно с планетой.

Рельеф континентальной части планеты более разнообразный: равнины, возвышенности, плато, горные хребты и огромные горные системы. Отдельные участки суши лежат лежат ниже уровня океана (например, район Мертвого моря), а часть горных хребтов поднята над его уровнем на 8-9 км. Согласно современным воззрениям, континентальная кора вместе с подстилающими слоями мантии образует систему литосферных континентальных плит. В отличие от литосферы океанов континентальные плиты имеют очень древнее происхождение, их возраст оценивается в 2,5 – 3,8 млрд. лет. Толщина центральной части некоторых из них достигает 250 км.

На границах литосферных плит, называемых геосинклиналиями, происходит либо сжатие, либо растяжение коры, что зависит от направления местного горизонтального смещения плит.

В современную эпоху только Земля остается «живой» планетой, геологическое развитие которой продолжается и проявляет себя, в частности, в активной тектонической деятельности. Марс и Венера в прошлом прошли через период бурной сейсмической и вулканической активности, но на Марсе она прекратилась несколько сот миллионов, а на Венере – более миллиарда лет назад. Обе эти планеты, скорее всего завершают или уже завершили цикл своего эволюционного развития.

Многочисленные признаки говорят о том, что процессы в недрах Земли протекали и продолжают протекать иначе, чем у Венеры и Марса. На это указывают такие факты, как существование континентальной коры с гранитными породами, явно выраженные литосферные плиты с их перемещениями под действием глубинных процессов и наличие у Земли относительно мощного магнитного поля.

Успехи науки и техники сделали доступным прямое изучение планет Солнечной системы, открыв принципиально новые возможности для сравнительного познания нашей собственной планеты. Тем самым открыта новая страница в постижении окружающего нас мира, но на ней пока записаны лишь первые строки. Все еще остается нерешенным особенно волнующий вопрос: что выделило Землю среди семейств планет одного с ней типа, так, что она смогла стать обителью жизни? Остается открытым вопрос о возможном существовании каких – то форм жизни на Марсе в отдаленном прошлом.