Ämnets ålder

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 20 juni 2021; kontroller kräver 10 redigeringar .

Materiens era  är en del av universums historia , fortsätter nu. Det började 800 miljoner år efter Big Bang [1] . Innan det var återjonisering . För cirka 2,7 miljarder år sedan upphörde återjoniseringen av primärt helium [2] . Bildandet av ett interstellärt moln som gav upphov till solsystemet . Bildandet av jorden och andra planeter i vårt solsystem, stelning av stenar.

Planetbildning

Det finns fortfarande ingen klarhet om vilka processer som äger rum under bildningen av planeter och vilka av dem som dominerar. Genom att sammanfatta observationsdata kan vi bara konstatera att [3] :

Utgångspunkten för alla diskussioner om planetbildningens väg är alltså gas- och stoftskivan (protoplanetär) runt den bildade stjärnan. Det finns två typer av scenarier för hur planeter kom ut ur det [4] :

  1. Den dominerande för tillfället är accretionary. Antar formationer från primordiala planetosimaler.
  2. Den andra tror att planeterna bildades från de första "klumparna", som sedan kollapsade.

Planetens slutliga bildning upphör när kärnreaktioner antänds i en ung stjärna och den sprider den protoplanetära skivan på grund av trycket från solvinden, Poynting-Robertson-effekten och andra [5] .

Accretion scenario

Först bildas de första planetozimalerna från dammet. Det finns två hypoteser om hur detta händer:

  • En hävdar att de växer på grund av parvis kollision av mycket små kroppar.
  • Den andra är att planetozimaler bildas under gravitationskollaps i mitten av den protoplanetära gas- och stoftskivan.

När de växer uppstår dominerande planetosimaler, som senare kommer att bli protoplaneter. Beräkningen av deras tillväxttakt är ganska varierande. Men de är baserade på Safronovs ekvation:

,

där R är kroppens storlek, a är radien för dess omloppsbana, M *  är stjärnans massa, Σ p  är ytdensiteten för planetosimalområdet och F G  är den så kallade fokuseringsparametern, som är nyckeln i denna ekvation; den bestäms olika för olika situationer. Sådana kroppar kan växa inte på obestämd tid, men exakt tills det ögonblick då det finns små planetozimaler i deras närhet, visar sig gränsmassan (den så kallade isoleringsmassan) vara:

Under typiska förhållanden varierar det från 0,01 till 0,1 M ⊕  - detta är redan en protoplanet. Den fortsatta utvecklingen av protoplaneten kan följa följande scenarier, varav det ena leder till bildandet av planeter med fast yta, det andra till gasjättar.

I det första fallet ökar kroppar med en isolerad massa på ett eller annat sätt excentriciteten och deras banor skär varandra. Under loppet av en serie absorptioner av mindre protoplaneter bildas planeter som liknar jorden.

En jätteplanet kan bildas om mycket gas från den protoplanetära skivan blir kvar runt protoplaneten. Sedan börjar accretion spela rollen som den ledande processen för ytterligare massökning. Det kompletta ekvationssystemet som beskriver denna process:

(ett)

(2)

(3)

Innebörden av de skrivna ekvationerna är följande (1) — sfärisk symmetri och homogenitet hos protoplaneten antas, (2) det antas att hydrostatisk jämvikt äger rum, (3) Uppvärmning sker under en kollision med planetosimaler, och kylning sker endast på grund av strålning. (4) är gasens tillståndsekvationer.

Tillväxten av kärnan på den framtida jätteplaneten fortsätter upp till M~10 ⊕ {{No AI|09|02|2011}}. Runt detta stadium bryts den hydrostatiska jämvikten. Från och med det ögonblicket går all gas som ansamlas för att bilda atmosfären på den gigantiska planeten.

Svårigheter med ackretionsscenariot

De första svårigheterna uppstår i mekanismerna för bildandet av planetosimaler. Ett vanligt problem för båda hypoteserna är problemet med "meterbarriären": varje kropp i en gasformig skiva minskar gradvis radien på sin omloppsbana, och på ett visst avstånd kommer den helt enkelt att brinna ut. För kroppar med en storlek i storleksordningen en meter är hastigheten för en sådan drift högst, och den karakteristiska tiden är mycket kortare än nödvändigt för att planetosimalen ska öka sin storlek avsevärt [4] .

Dessutom, i fusionshypotesen, kolliderar meterlånga planetozimaler mer benägna att kollapsa i många små delar än att bilda en enda kropp.

För hypotesen om planetosimal bildning under diskfragmentering har turbulens varit ett klassiskt problem. Dess möjliga lösning, och samtidigt problemet med mätarbarriären, erhölls dock i senare arbeten. Om i de tidiga försöken till lösningar huvudproblemet var turbulens, så existerar inte detta problem i det nya tillvägagångssättet som sådant. Turbulens kan gruppera täta fasta partiklar och tillsammans med flödesinstabilitet är bildningen av en gravitationsbunden klunga möjlig, på en tid som är mycket kortare än den tid det tar för meterlånga planetosimaler att driva till stjärnan.

Det andra problemet är själva masstillväxtens mekanism:

  1. Den observerade storleksfördelningen i asteroidbältet kan inte reproduceras i detta scenario [4] . Troligtvis är de initiala dimensionerna för täta föremål 10-100 km. Men detta betyder att medelhastigheten för planetosimaler minskar, vilket betyder att bildningshastigheten för kärnor minskar. Och för jätteplaneter blir detta ett problem: kärnan hinner inte bildas innan den protoplanetära skivan försvinner.
  2. Masstillväxttiden är jämförbar med omfattningen av vissa dynamiska effekter som kan påverka tillväxthastigheten. Det är dock för närvarande inte möjligt att göra tillförlitliga beräkningar: en planet med en jordnära massa måste innehålla minst 10 8 planetosimaler.
Gravitationskollapsscenario

Som med alla självgraviterande föremål kan instabilitet utvecklas i en protoplanetarisk skiva. Denna möjlighet övervägdes först av Toomre 1981 . Det visade sig att skivan börjar brytas upp i separata ringar om

där c s  är ljudets hastighet i den protoplanetära skivan, k är den epicykliska frekvensen.

Idag kallas Q-parametern för "Tumre-parametern", och själva scenariot kallas för Tumre-instabiliteten. Tiden det tar för skivan att förstöras är jämförbar med skivans kylningstid och beräknas på liknande sätt som Helm-Holtz-tiden för en stjärna.

Svårigheter i scenariot för gravitationskollaps

Kräver en supermassiv protoplanetarisk skiva.

Livets ursprung

Uppkomsten av liv eller abiogenesis är processen för omvandling av livlös natur till levande .

I ordets snäva betydelse förstås abiogenes som bildandet av organiska föreningar som är vanliga i vilda djur utanför kroppen utan deltagande av enzymer .

Bildning och utveckling av solsystemet

Enligt moderna koncept började bildandet av solsystemet för cirka 4,6 miljarder år sedan med gravitationskollapsen av en liten del av ett gigantiskt interstellärt molekylärt moln . Det mesta hamnade i kollapsens gravitationscentrum, följt av bildandet av en stjärna  - Solen. Ämnet som inte föll in i mitten bildade en protoplanetarisk skiva som roterade runt den , från vilken planeterna , deras satelliter , asteroider och andra små kroppar i solsystemet sedan bildades .

Bildandet av solsystemet

Hypotesen om bildandet av solsystemet från ett gas- och stoftmoln - nebuloshypotesen  - föreslogs ursprungligen på 1700-talet av Emmanuel Swedenborg , Immanuel Kant och Pierre-Simon Laplace . I framtiden ägde dess utveckling rum med deltagande av många vetenskapliga discipliner, inklusive astronomi , fysik , geologi och planetologi . Med tillkomsten av rymdåldern på 1950-talet, samt upptäckten av planeter utanför solsystemet ( exoplaneter ) på 1990-talet, har denna modell genomgått flera tester och förbättringar för att förklara nya data och observationer.

Enligt den för närvarande accepterade hypotesen började bildandet av solsystemet för cirka 4,6 miljarder år sedan med gravitationskollapsen av en liten del av ett gigantiskt interstellärt gas- och stoftmoln . I allmänna termer kan denna process beskrivas enligt följande:

  • Utlösningsmekanismen för gravitationskollapsen var en liten (spontan) komprimering av materia från gas- och stoftmolnet (möjliga orsaker kan vara både molnets naturliga dynamik och passage av en stötvåg från en supernovaexplosion genom molnets materia etc.), som blev gravitationscentrum för den omgivande materien - gravitationscentrum kollaps. Molnet innehöll redan inte bara urväte och helium , utan också många tunga element ( metallicitet ), kvar från stjärnorna från tidigare generationer. Dessutom hade det kollapsande molnet en viss initial vinkelmomentum .
  • I processen med gravitationskompression minskade storleken på gas- och stoftmolnet och på grund av lagen om bevarande av rörelsemängd ökade molnets rotationshastighet. På grund av rotationen skilde sig kompressionshastigheterna för molnen parallella och vinkelräta mot rotationsaxeln, vilket ledde till att molnet plattades ut och en karakteristisk skiva bildades.
  • Som en konsekvens av komprimering ökade tätheten och intensiteten av kollisioner av materiepartiklar med varandra, vilket resulterade i att temperaturen på materialet kontinuerligt ökade när det komprimerades. De centrala delarna av skivan värmdes starkast.
  • När en temperatur på flera tusen kelvin nåddes , började den centrala delen av skivan att glöda - en protostjärna bildades . Molnmaterialet fortsatte att falla på protostjärnan, vilket ökade trycket och temperaturen i mitten. De yttre delarna av skivan förblev relativt kalla. På grund av hydrodynamiska instabiliteter började separata tätningar utvecklas i dem, vilket blev lokala gravitationscentra för bildandet av planeter från substansen i den protoplanetära skivan.
  • När temperaturen i mitten av protostjärnan nådde miljontals kelvin började en termonukleär väteförbränningsreaktion i den centrala regionen. Protostjärnan utvecklades till en vanlig huvudsekvensstjärna . I det yttre området av skivan bildade stora hopar planeter som kretsade runt den centrala stjärnan i ungefär samma plan och i samma riktning.
Efterföljande utveckling

Förr trodde man att alla planeter bildades ungefär i de banor där de är nu, men i slutet av 1900-talet och början av 2000-talet förändrades denna synvinkel radikalt. Man tror nu att vid början av sin existens såg solsystemet helt annorlunda ut än vad det ser ut nu. Enligt moderna idéer var det yttre solsystemet mycket mer kompakt i storlek än det är nu, Kuiperbältet låg mycket närmare solen, och i det inre solsystemet, förutom de himlakroppar som har överlevt till denna dag, det fanns andra föremål som inte var mindre än Merkurius i storlek .

Jordliknande planeter

I slutet av planetbildningsepoken beboddes det inre solsystemet av 50-100 protoplaneter som sträckte sig i storlek från mån till mars [6] [7] . Ytterligare tillväxt i himlakropparnas storlek berodde på kollisioner och sammanslagning av dessa protoplaneter med varandra. Så, till exempel, som ett resultat av en av kollisionerna, förlorade Merkurius större delen av sin mantel [8] , medan som ett resultat av en annan, föddes jordens satellitmåne . Denna fas av kollisioner varade i omkring 100 miljoner år tills fyra massiva himlakroppar som nu är kända förblev i omloppsbana [9] .

Ett av de olösta problemen med denna modell är det faktum att den inte kan förklara hur de initiala banorna för protoplanetära objekt, som var tvungna att ha en hög excentricitet för att kollidera med varandra, som ett resultat skulle kunna ge upphov till stabila och nära cirkulära banor för de återstående fyra planeterna [6] . Enligt en hypotes bildades dessa planeter vid en tidpunkt då det interplanetära rymden fortfarande innehöll en betydande mängd gas- och dammmaterial, vilket på grund av friktion minskade planeternas energi och gjorde deras banor jämnare [7] . Men samma gas borde ha förhindrat förekomsten av en stor förlängning i protoplaneternas ursprungliga banor [9] . En annan hypotes antyder att korrigeringen av banorna för de inre planeterna inte skedde på grund av interaktion med gas, utan på grund av interaktion med de återstående mindre kropparna i systemet. När stora kroppar passerade genom ett moln av små föremål, drogs de senare, på grund av gravitationspåverkan, in i områden med högre densitet och skapade sålunda "gravitationsryggar" på de stora planeternas väg. Den ökande gravitationspåverkan från dessa "ryggar", enligt denna hypotes, fick planeterna att sakta ner och gå in i en mer rundad bana [10] .

Asteroidbälte

Den yttre gränsen för det inre solsystemet ligger mellan 2 och 4 AU. e. från solen och representerar asteroidbältet . Asteroidbältet innehöll ursprungligen tillräckligt med materia för att bilda 2-3 planeter i jordstorlek. Detta område innehöll ett stort antal planetosimaler , som höll ihop och bildade allt större föremål. Som ett resultat av dessa sammanslagningar bildades omkring 20-30 protoplaneter med storlekar från mån till mars i asteroidbältet [11] . Men med början från den tid då planeten Jupiter bildades i relativ närhet till bältet , tog utvecklingen av denna region en annan väg [6] . Kraftfulla orbitala resonanser med Jupiter och Saturnus, såväl som gravitationsinteraktioner med mer massiva protoplaneter i detta område, förstörde redan bildade planetozimaler. När planetosimalerna kom in i resonansområdet när de passerade i närheten av en gigantisk planet fick planetosimalerna ytterligare acceleration, kraschade in i angränsande himlakroppar och krossades istället för att smälta samman [12] .

När Jupiter migrerade till mitten av systemet blev de resulterande störningarna mer och mer uttalade [13] . Som ett resultat av dessa resonanser ändrade planetozimaler excentriciteten och lutningen av sina banor och kastades till och med ut ur asteroidbältet [11] [14] . Vissa av de massiva protoplaneterna kastades också ut ur asteroidbältet av Jupiter, medan andra protoplaneter troligen migrerade in i det inre solsystemet, där de spelade den sista rollen i att öka massan av de få kvarvarande jordplaneterna [11] [15] [ 16] . Under denna utarmningsperiod gjorde inflytandet från jätteplaneterna och de massiva protoplaneterna att asteroidbältet "tunnas" till endast 1 % av jordens massa, vilket huvudsakligen var små planetozimaler [14] . Detta värde är dock 10-20 gånger större än det nuvarande värdet av massan av asteroidbältet, som nu är 1/2000 av jordens massa [17] . Man tror att den andra utarmningsperioden, som förde asteroidbältets massa till dess nuvarande värden, började när Jupiter och Saturnus gick in i en 2:1 orbital resonans.

Det är troligt att perioden med jättekollisioner i det inre solsystemets historia spelade en viktig roll för att få jordens vattenförsörjning (~6⋅10 21 kg). Faktum är att vatten  är ett alltför flyktigt ämne för att förekomma naturligt under bildningen av jorden. Troligtvis fördes den till jorden från de yttre, kallare delarna av solsystemet [18] . Kanske var det protoplaneterna och planetozimalerna som kastades ut av Jupiter utanför asteroidbältet som förde vatten till jorden [15] . Andra kandidater för rollen som de främsta leverantörerna av vatten är också kometerna i det huvudsakliga asteroidbältet, som upptäcktes 2006 [18] [19] , medan kometer från Kuiperbältet och andra avlägsna regioner förmodligen inte för med sig mer än 6 % av vattnet till jorden [20] [21] .

Planetarisk migration

Enligt nebuloshypotesen är de två yttre planeterna i solsystemet på "fel" plats. Uranus och Neptunus , solsystemets "isjättar", är belägna i en region där den minskade tätheten av nebulosans material och långa omloppsperioder gjorde bildandet av sådana planeter till en mycket osannolik händelse. Man tror att dessa två planeter ursprungligen bildades i omloppsbanor nära Jupiter och Saturnus, där det fanns mycket mer byggnadsmaterial, och först efter hundratals miljoner år migrerade till sina moderna positioner [22] .

Planetarisk migration kan förklara existensen och egenskaperna hos solsystemets yttre regioner [23] . Bortom Neptunus innehåller solsystemet Kuiperbältet , den spridda skivan och Oorts moln , som är öppna hopar av små isiga kroppar som ger upphov till de flesta kometer som observerats i solsystemet [24] . Nu ligger Kuiperbältet på ett avstånd av 30-55 AU. e. från solen börjar den spridda skivan vid 100 AU. e. från solen, och Oorts moln  är 50 000 a.u. e. från den centrala armaturen. Men tidigare var Kuiperbältet mycket tätare och närmare solen. Dess yttre kant var ungefär 30 AU. e. från solen, medan dess inre kant var belägen direkt bakom banorna för Uranus och Neptunus, som i sin tur också var närmare solen (cirka 15-20 AU) och dessutom var belägna i motsatt ordning: Uranus var längre från solen än Neptunus [23] .

Efter bildandet av solsystemet fortsatte banorna för alla gigantiska planeter att långsamt förändras under påverkan av interaktioner med ett stort antal återstående planetosimaler. Efter 500-600 miljoner år (för 4 miljarder år sedan) gick Jupiter och Saturnus in i en 2:1 orbital resonans; Saturnus gjorde ett varv runt solen på exakt den tid som Jupiter gjorde 2 varv [23] . Denna resonans skapade ett gravitationstryck på de yttre planeterna, vilket fick Neptunus att fly Uranus omloppsbana och krascha in i det antika Kuiperbältet. Av samma anledning började planeterna kasta de isiga planetozimalerna som omger dem in i det inre av solsystemet, medan de själva började röra sig utåt. Denna process fortsatte på ett liknande sätt: under påverkan av resonans kastades planetozimaler in i systemets inre av varje efterföljande planet som de mötte på sin väg, och planeternas banor rörde sig längre och längre bort [23] . Denna process fortsatte tills planetosimalerna gick in i Jupiters direkta inflytandezon, varefter den enorma gravitationen på denna planet skickade dem in i mycket elliptiska banor eller till och med kastade ut dem ur solsystemet. Detta arbete i sin tur flyttade Jupiters bana inåt något [~ 1] . Objekt som kastades ut av Jupiter i högt elliptiska banor bildade Oortmolnet, och kroppar som kastades ut genom att migrera Neptunus bildade det moderna Kuiperbältet och den spridda skivan [23] . Detta scenario förklarar varför den spridda skivan och Kuiperbältet har en låg massa. Några av de utstötta föremålen, inklusive Pluto, gick så småningom in i gravitationsresonans med Neptunus omloppsbana [25] . Gradvis friktion med den spridda skivan gjorde Neptunus och Uranus banor jämna igen [23] [26] .

Man tror att, till skillnad från de yttre planeterna, de inre kropparna i systemet inte genomgick betydande migrationer, eftersom deras banor efter en period av jättekollisioner förblev stabila [9] .

Sen tungt bombardement

Gravitationsupplösningen av det gamla asteroidbältet startade troligen den kraftiga bombardementsperioden för cirka 4 miljarder år sedan, 500-600 miljoner år efter bildandet av solsystemet. Denna period varade flera hundra miljoner år, och dess konsekvenser är fortfarande synliga på ytan av geologiskt inaktiva kroppar i solsystemet, som Månen eller Merkurius, i form av många nedslagskratrar. Och de äldsta bevisen på liv på jorden går tillbaka till 3,8 miljarder år sedan, nästan omedelbart efter slutet av den sena tunga bombardementsperioden.

Jättekollisioner är en normal (om än sällsynt på sistone) del av solsystemets utveckling. Bevis på detta är kometens Shoemaker-Levys kollision med Jupiter 1994, fallet av en himlakropp på Jupiter 2009 och en meteoritkrater i Arizona. Detta tyder på att ackretionsprocessen i solsystemet ännu inte är avslutad och därför utgör en fara för livet på jorden.

Bildande av satelliter

Naturliga satelliter bildades runt de flesta av planeterna i solsystemet, såväl som många andra kroppar. Det finns tre huvudmekanismer för deras bildande:

  • bildning från en cirkumplanetär skiva (i fallet med gasjättar)
  • bildande från fragment av kollisionen (vid en tillräckligt stor kollision i en liten vinkel)
  • fånga ett flygande föremål

Jupiter och Saturnus har många satelliter, som Io , Europa , Ganymedes och Titan , som troligen har bildats av skivor runt dessa jätteplaneter på samma sätt som dessa planeter själva bildades av en skiva runt den unga solen. Detta indikeras av deras stora storlek och närhet till planeten. Dessa egenskaper är omöjliga för satelliter som förvärvats genom fångst, och planeternas gasformiga struktur omöjliggör hypotesen om bildandet av månar genom kollision av en planet med en annan kropp.

Jordens historia

Jordens historia beskriver de viktigaste händelserna och huvudstadierna i utvecklingen av planeten Jorden från ögonblicket för dess bildande till idag. [27] [28] [27] Nästan varje gren av naturvetenskapen har bidragit till förståelsen av stora händelser i jordens förflutna. Jordens ålder är ungefär en tredjedel av universums ålder . Under denna tidsperiod ägde ett stort antal biologiska och geologiska förändringar rum.

Jorden bildades för cirka 4,54 miljarder år sedan genom ansamling från solnebulosan . Vulkanavgasning skapade en uratmosfär , men den hade nästan inget syre och skulle ha varit giftigt för människor och det moderna livet i allmänhet. Det mesta av jorden smältes på grund av aktiv vulkanism och frekventa kollisioner med andra rymdobjekt. En av dessa stora effekter tros ha lutat jordens axel och bildat månen . Med tiden upphörde sådana kosmiska bombardement, vilket gjorde att planeten kunde svalna och bilda en fast skorpa . Vattnet som levereras till planeten av kometer och asteroider kondenseras till moln och hav. Jorden blev äntligen gästvänlig för liv, och dess tidigaste former berikade atmosfären med syre . Under åtminstone de första miljarderna åren var livet på jorden litet och mikroskopiskt. För cirka 580 miljoner år sedan uppstod ett komplext flercelligt liv, och under den kambriska perioden upplevde det en process av snabb diversifiering till de flesta större phyla. För ungefär sex miljoner år sedan splittrades homininlinjen från hominiderna , vilket ledde till uppkomsten av schimpanser (våra närmaste släktingar) och senare till moderna människor .

Sedan dess bildande har biologiska och geologiska förändringar ständigt ägt rum på vår planet. Organismer utvecklas ständigt , tar nya former eller dör ut som svar på en ständigt föränderlig planet. Processen med plattektonik spelar en viktig roll för att forma jordens hav och kontinenter och det liv de hyser. Biosfären har i sin tur haft en betydande inverkan på atmosfären och andra abiotiska förhållanden på planeten, såsom bildandet av ozonskiktet , spridningen av syre och skapandet av jord. Även om människor inte kan uppfatta detta på grund av sin relativt korta livslängd, pågår dessa förändringar och kommer att fortsätta under de närmaste flera miljarder åren.

Archaea

Archean eon , archaean ( urgammal grekiska ἀρχαῖος  - antik) - en av de fyra eonerna i jordens historia, som täcker tiden från 4,0 till 2,5 miljarder år sedan [29] .

Termen "archaean" föreslogs 1872 av den amerikanske geologen James Dana [30] .

Archaean är indelad i fyra epoker (från senaste till tidigast):

Vid denna tidpunkt hade jorden ännu inte en syreatmosfär, men de första anaeroba organismerna dök upp , som bildade många av de nuvarande mineralavlagringarna: svavel, grafit , järn och nickel.

I det tidiga arkeiska området representerade uppenbarligen atmosfären och hydrosfären en blandad ång-gasmassa, som omslöt hela planeten i ett tjockt och tjockt lager. Dess permeabilitet för solljus var mycket svag, så mörkret rådde på jordens yta. Gas-ånghöljet bestod av vattenånga och en viss mängd sur rök. Det kännetecknades av hög kemisk aktivitet, som ett resultat av vilket det aktivt påverkade jordens basaltyta . Bergslandskapet, liksom djupa sänkor på jorden, saknades. Under den arkeiska eran differentierades ånggashöljet till atmosfären och hydrosfären. Arkeiska havet var grunt, och dess vatten var en stark och mycket sur saltlösning [31] .

Proterozoikum

Den proterozoiska eonen, den proterozoiska ( grekiska πρότερος  - första, senior, grekiska ζωή  - liv) är en geologisk eon som täcker perioden från 2500 till 541,0 ± 1,0 miljoner år sedan [29] . Ersatt archaea .

Den proterozoiska eonen är den längsta i jordens historia.

Paleozoikum

Den paleozoiska eran (vilket betyder: eran av gamla livsformer) var den första och längsta eran av fanerozoikum, som varade från 542 till 251 miljoner år. [32] Under paleozoikum dök många moderna grupper av levande varelser upp. Livet koloniserade jorden, först växter , sedan djur . Livet utvecklades vanligtvis långsamt. Ibland förekommer dock plötsliga uppkomster av nya arter eller massutrotningar. Dessa utbrott av evolution utlöses ofta av oväntade förändringar i miljön som ett resultat av naturkatastrofer som vulkanisk aktivitet, meteoritpåverkan eller klimatförändringar.

De kontinenter som bildades efter upplösningen av kontinenterna Pannotia och Rodinia i slutet av Proterozoikum kommer långsamt samman igen under Paleozoikum. Detta skulle så småningom leda till faser av bergsbyggande och skulle skapa superkontinenten Pangea i slutet av Paleozoikum.

Mesozoikum

Mesozoiken ("medelliv") varade från 251 miljoner till 65,5 miljoner år [32] . Det är uppdelat i trias- , jura- och kritaperioderna . Eran började med Perm-Trias-utrotningen , den största massutdöendehändelsen i fossilregistret, 95% av arterna på jorden dog ut, [33] och slutade med Krita-Paleogen-utrotningen , som förstörde dinosaurierna . Perm-Trias-utrotningen kan ha orsakats av en kombination av Siberian Traps -utbrottet , ett asteroidnedslag, metanhydratförgasning , havsnivåfluktuationer, en dramatisk minskning av havets syre. Livet överlevde, och för cirka 230 miljoner år sedan separerade dinosaurier sig från sina förfäder. [34] Trias-Jura-utrotningen 200 Ma gick förbi dinosaurierna, [32] [35] och de blev snart den dominerande gruppen bland ryggradsdjur. Och även om de första däggdjuren dök upp under denna period var de troligen små och primitiva djur som liknade smussmusslor [36] :169 .

Omkring 180 Ma bröt Pangea upp i Laurasia och Gondwana . Gränsen mellan fågel- och icke-fågeldinosaurier är inte klar, dock Archaeopteryx , traditionellt ansett som en av de första fåglarna, levde för cirka 150 miljoner år sedan [37] . De tidigaste bevisen för uppkomsten av blommande (angiospermer) växter går tillbaka till kritaperioden, cirka 20 miljoner år senare (132 miljoner år sedan) [38] . Konkurrensen med fåglar drev många pterosaurier till utrotning, och dinosaurierna var förmodligen redan på tillbakagång när, för 65 miljoner år sedan, en 10 km lång asteroid träffade jorden nära Yucatanhalvön , där Chicxulub- kratern nu ligger . Denna kollision släppte ut enorma mängder partiklar och gaser i atmosfären , vilket blockerade tillgången till solljus och hindrade fotosyntesen . De flesta stora djur, inklusive dinosaurier, såväl som marina ammoniter och belemniter , dog ut, [39] vilket markerar slutet på kritatiden och mesozoiken.

Kenozoikum

Den kenozoiska eran började vid 65,6 Ma [32] och är uppdelad i paleogen-, neogen- och kvartärperioderna. Däggdjur och fåglar kunde överleva den krita-paleogena utrotningshändelsen som utplånade dinosaurierna och många andra livsformer, och detta är den era då de utvecklades till sin moderna art.

Utveckling av däggdjur

Däggdjur fanns från sen trias, men fram till utrotningen av krita-paleogenen förblev de små och primitiva. Under kenozoikum ökade mångfalden av däggdjur snabbt för att fylla nischer efter dinosaurier och andra utdöda djur. De blev de dominerande ryggradsdjuren och många moderna arter dök upp. På grund av utrotningen av många marina reptiler började vissa däggdjur att leva i haven, såsom valar och pinnipeds . Andra blev kattdjur och hunddjur , snabba och smidiga landrovdjur. Det torra globala klimatet under kenozoikum ledde till utvidgningen av betesmarker och introduktionen av hovdjursdäggdjur som hästar och nötkreatur . Andra däggdjur anpassade sig till livet i träd och blev primater , varav en härstamning skulle leda till moderna människor.

Människans evolution

En liten afrikansk apa som levde för cirka 6 miljoner år sedan var det sista djuret vars ättlingar skulle omfatta både moderna människor och deras närmaste släktingar, schimpansen . [36] :100–101 Endast två grenar av hennes släktträd har överlevande ättlingar. Kort efter splittringen, av skäl som fortfarande är oklara, utvecklade apor från en gren förmågan att gå på sina bakben. [36] :95–99 Hjärnstorleken ökade snabbt, och de första djuren som klassificerades som Homo dök upp för cirka 2 miljoner år sedan . [40] :300 Naturligtvis är gränsen mellan olika arter och även släkten något godtycklig, eftersom organismer förändras kontinuerligt över generationer. Ungefär samtidigt splittrades en annan gren i förfäders schimpanser och förfäders bonoboer , vilket visar att evolutionen fortsätter samtidigt i alla livsformer. [36] :100–101

Förmågan att kontrollera eld dök förmodligen upp i Homo erectus (eller Homo erectus ) för åtminstone 790 tusen år sedan, [41] men möjligen för 1,5 miljoner år sedan. [36] :67 Upptäckten och användningen av kontrollerad eld kan ha inträffat redan före Homo erectus. Det är möjligt att eld började användas i den tidiga övre paleolitikum ( Olduvian kultur ) av hominiderna Homo habilis , eller till och med Australopithecus som Paranthropus . [42]

Det är svårare att fastställa ursprunget till språket , det är inte klart om Homo erectus kunde tala, eller om en sådan möjlighet saknades före tillkomsten av Homo sapiens . [36] :67 När hjärnans storlek ökade, föddes bebisar tidigare, innan deras huvuden var för stora för att passa genom bäckenet . Som ett resultat visar de större plasticitet, och har därför en ökad förmåga att lära och kräver en längre period av beroende av sina föräldrar. Sociala färdigheter har blivit mer komplexa, språket har blivit mer förfinat, verktygen har blivit mer genomarbetade. Detta ledde till ytterligare samarbete och intellektuell utveckling. [43] :7 Moderna människor (Homo sapiens) tros ha uppträtt för omkring 200 000 år sedan eller tidigare i Afrika; de äldsta fossilerna går tillbaka till cirka 160 tusen år. [44]

De första människorna som visade tecken på andlighet var neandertalarna (allmänt klassade som en separat art utan överlevande ättlingar). De begravde sina döda, ofta utan bevis på mat eller verktyg. [45] :17 Bevis på mer komplexa föreställningar, såsom tidiga Cro-Magnon-grottmålningar (möjligen av magisk eller religiös betydelse) [45] :17–19 , dyker dock inte upp före 32 årtusende f.Kr. e. [46] Cro -Magnonerna lämnade också stenfigurer, såsom Venus av Willendorf , som förmodligen också representerar religiös tro. [45] :17–19 För 11 000 år sedan nådde Homo sapiens Sydamerikas södra spets, den sista av de obebodda kontinenterna (förutom Antarktis, som förblev oupptäckt fram till 1820). [47] Användningen av verktyg och kommunikation fortsätter att förbättras, och mellanmänskliga relationer har blivit mer komplexa.

Senaste händelser

Från mitten av 1940-talet till i dag har förändringarna fortsatt i snabb takt. Teknologisk utveckling som datorer , kärnvapen , genteknik och nanoteknik har dykt upp . Ekonomisk globalisering , driven av framsteg inom kommunikations- och transportteknik , har påverkat det dagliga livet i många delar av världen. Kulturella och institutionella former som demokrati , kapitalism och miljöskydd har ökat sitt inflytande. Stora strapatser och problem som sjukdomar, krig, fattigdom, våldsam radikalism och på senare tid har mänskligt framkallade klimatförändringar ökat i takt med att världens befolkning växer.

1957 lanserade Sovjetunionen den första konstgjorda satelliten i omloppsbana, och kort därefter blev Jurij Gagarin den första människan i rymden. Amerikanen Neil Armstrong var den första som satte sin fot på ett annat astronomiskt objekt , månen . Obemannade sonder har skickats till alla planeter i solsystemet , några (som Voyager ) har lämnat solsystemet. Sovjetunionen och USA var de första att utforska rymden på 1900-talet . Fem rymdorganisationer som representerar mer än femton länder [48] arbetade tillsammans för att bygga den internationella rymdstationen . Ombord har det funnits en kontinuerlig mänsklig närvaro i rymden sedan 2000. [49] World Wide Web utvecklades på 1990 -talet och har sedan dess etablerat sig som en oumbärlig informationskälla i många delar av världen. 2001 började webbplatsen " Wikipedia " sitt arbete, ett wiki - uppslagsverk med fritt redigerbart och distribuerat innehåll ( engelska avsnitt ).

Kommentarer

  1. ↑ Anledningen till att Saturnus, Uranus och Neptunus rörde sig utåt medan Jupiter rörde sig inåt är att Jupiter är tillräckligt massiv för att kasta ut planetosimaler ur solsystemet, medan dessa tre planeter inte är det. För att kasta ut planeten ur systemet överför Jupiter en del av sin orbitalenergi till den och närmar sig därför solen. När Saturnus, Uranus och Neptunus kastar planetosimaler utåt, går dessa objekt in i mycket elliptiska, men fortfarande slutna banor, och kan därmed återvända till de störande planeterna och ersätta deras förlorade energi. Om dessa planeter kastar in planetozimaler i systemet, ökar detta deras energi och får dem att flytta bort från solen. Och ännu viktigare, ett objekt som kastas inåt av dessa planeter har en högre chans att fångas av Jupiter och sedan kastas ut ur systemet, vilket permanent fixerar överskottsenergin som tas emot av de yttre planeterna när detta objekt "kastades ut".

Anteckningar

  1. ↑ N.T. Ashimbaeva. Den mest avlägsna kvasaren har upptäckts . Astronet (5 juli 2011). Datum för åtkomst: 29 januari 2014. Arkiverad från originalet den 5 mars 2012.
  2. ↑ Astronomer såg den andra eran av universums uppvärmning . Membran . Datum för åtkomst: 4 februari 2014. Arkiverad från originalet 2 januari 2014.
  3. ↑ Tristan Guillot, Daniel Gautier. Jätteplaneter  . _ - 10 december 2009.
  4. ↑ 1 2 3 [https://web.archive.org/web/20171121230051/https://arxiv.org/abs/1012.5281 Arkiverad 21 november 2017 på Wayback Machine [1012.5281] Teorin om planetbildning]
  5. ↑ Dutkevitch, Diane Evolutionen av damm i den terrestra planetregionen av Circumstellar Disks Around Young Stars (länk ej tillgänglig) . Ph. D. avhandling, University of Massachusetts Amherst (1995). Hämtad 23 augusti 2008. Arkiverad från originalet 25 november 2007.   ( Astrophysics Data System entry Arkiverad 3 november 2013 på Wayback Machine )
  6. ↑ 1 2 3 Jean-Marc Petit, Alessandro Morbidelli. The Primordial Excitation and Clearing of the Asteroid Belt  (engelska)  // Icarus  : journal. - Elsevier , 2001. - Vol. 153 . - s. 338-347 . - doi : 10.1006/icar.2001.6702 .
  7. ↑ 1 2 Junko Kominami, Shigeru Ida. Effekten av tidvatteninteraktion med en gasskiva på bildandet av jordiska planeter  (engelska)  // Icarus  : journal. - Elsevier , 2001. - Vol. 157 , nr. 1 . - S. 43-56 . - doi : 10.1006/icar.2001.6811 .
  8. ↑ Sean C. Solomon.  Merkurius : den gåtfulla innersta planeten  // Earth and Planetary Science Letters : journal. - 2003. - Vol. 216 . - s. 441-455 . - doi : 10.1016/S0012-821X(03)00546-6 .
  9. ↑ 1 2 3 Douglas N. C. Lin. The Genesis of Planets  // Scientific American  . - Springer Nature , 2008. - Maj ( vol. 298 , nr 5 ). - S. 50-59 . - doi : 10.1038/scientificamerican0508-50 . — PMID 18444325 .
  10. ↑ Peter Goldreich , Yoram Lithwick, Re'em Sari. Final Stages of Planet Formation  (engelska)  // The Astrophysical Journal  : tidskrift. - IOP Publishing , 2004. - 10 oktober ( vol. 614 ). - S. 497 . - doi : 10.1086/423612 .
  11. ↑ 1 2 3 William F. Bottke, Daniel D. Durda, David Nesvorny et al. Kopplar kollisionshistoriken för det huvudsakliga asteroidbältet till dess dynamiska excitation och utarmning  (engelska)  // Icarus  : journal. — Elsevier , 2005. — Vol. 179 . - S. 63-94 . - doi : 10.1016/j.icarus.2005.05.017 .
  12. ↑ R. Edgar, P. Artymowicz. Pumpning av en planetesimal skiva av en snabbt migrerande planet  // Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society  : tidskrift  . - Oxford University Press , 2004. - Vol. 354 . - s. 769-772 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2004.08238.x .
  13. ↑ ERD Scott (2006). "Begränsningar för Jupiters ålder och bildningsmekanism och nebulosans livstid från kondriter och asteroider" . Proceedings 37:e årliga Lunar and Planetary Science Conference . League City, Texas: Lunar and Planetary Society . Hämtad 2007-04-16 . Arkiverad från originalet den 19 januari 2013.
  14. ↑ 1 2 David O'Brien, Alessandro Morbidelli, William F. Bottke. Den ursprungliga excitationen och rensningen av asteroidbältet — Revisited  (engelska)  // Icarus  : journal. — Elsevier , 2007. — Vol. 191 . - s. 434-452 . - doi : 10.1016/j.icarus.2007.05.005 .
  15. ↑ 1 2 Sean N. Raymond, Thomas Quinn, Jonathan I. Lunine. Högupplösta simuleringar av den slutliga sammansättningen av jordliknande planeter 2: vattenleverans och planetarisk beboelighet  (engelska)  // Astrobiology : journal. - 2007. - Vol. 7 , nr. 1 . - S. 66-84 . - doi : 10.1089/ast.2006.06-0126 . — PMID 17407404 .
  16. ↑ Susan Watanabe. Mysteries of the Solar Nebula (ej tillgänglig länk) . NASA (20 juli 2001). Hämtad 2 april 2007. Arkiverad från originalet 3 oktober 2006. 
  17. ↑ Georgij A. Krasinsky, Elena V. Pitjeva, MV Vasilyev, EI Yagudina. Hidden Mass in the Asteroid Belt  (engelska)  // Icarus . - Elsevier , 2002. - Juli ( vol. 158 , nr 1 ). - S. 98-105 . - doi : 10.1006/icar.2002.6837 .
  18. ↑ 1 2 Henry H. Hsieh, David Jewitt . En population av kometer i huvudasteroidbältet   // Vetenskap . - 2006. - 23 mars ( vol. 312 , nr 5773 ). - s. 561-563 . - doi : 10.1126/science.1125150 . — PMID 16556801 .
  19. ↑ Francis Reddy. Ny kometklass i jordens bakgård (inte tillgänglig länk) . astronomy.com (2006). Hämtad 29 april 2008. Arkiverad från originalet 16 juni 2008. 
  20. ↑ 1 2 R. Gomes, H.F. Levison, K. Tsiganis, A. Morbidelli. Ursprunget till den kataklysmiska sen tunga bombarderingsperioden för de terrestra planeterna  (engelska)  // Nature : journal. - 2005. - Vol. 435 , nr. 7041 . - S. 466 . - doi : 10.1038/nature03676 . — PMID 15917802 .
  21. ↑ A. Morbidelli, J. Chambers, JI Lunine, JM Petit, F. Robert, G.B. Valsecchi, K.E. Cyr. Källregioner och tidsskalor för leverans av vatten till jorden  //  Meteoritics & Planetary Science : journal. - 2000. - Vol. 35 . — S. 1309 . — ISSN 1086–9379 .
  22. ↑ EW Thommes, MJ Duncan, HF Levison. Bildandet av Uranus och Neptunus bland Jupiter och Saturnus  (engelska)  // Astronomical Journal  : journal. - 2002. - Vol. 123 . — S. 2862 . - doi : 10.1086/339975 .
  23. ↑ 1 2 3 4 5 6 Harold F. Levison, Alessandro Morbidelli, Crista Van Laerhoven et al. Ursprunget till Kuiperbältets struktur under en dynamisk instabilitet i Uranus och Neptunus banor  (engelska)  // Icarus  : journal. — Elsevier , 2007. — Vol. 196 . — S. 258 . - doi : 10.1016/j.icarus.2007.11.035 .
  24. ↑ Alessandro Morbidelli. Ursprung och dynamisk utveckling av kometer och deras reservoarer (PDF). arxiv (9 december 2005). Hämtad 26 maj 2007. Arkiverad från originalet 19 mars 2015.
  25. ↑ R. Malhotra. Ursprunget till Plutos bana: konsekvenser för solsystemet bortom Neptunus  // Astronomical Journal  :  journal. - 1995. - Vol. 110 . - S. 420 . - doi : 10.1086/117532 .
  26. ↑ M.J. Fogg, R.P. Nelson. Om bildandet av jordiska planeter i heta Jupiter-system  (engelska)  // Astronomy and Astrophysics  : journal. - 2007. - Vol. 461 . — S. 1195 . - doi : 10.1051/0004-6361:20066171 .
  27. ↑ 1 2 Gradstein, Ogg, Smith, 2004 .
  28. ↑ Stanley, 2005
  29. ↑ 1 2 International Stratigraphic Scale (versionen av augusti 2012) Arkiverad 24 december 2012 på Wayback Machine på webbplatsen för International Commission on Stratigraphy
  30. ↑ Archean era (archean) (otillgänglig länk) . Tillträdesdatum: 24 december 2018. Arkiverad från originalet den 6 januari 2011. 
  31. ↑ Prekambriskt skede av geologisk historia (otillgänglig länk) . Datum för åtkomst: 24 december 2018. Arkiverad från originalet 2 januari 2014. 
  32. ↑ 1 2 3 4 Gradstein, Ogg, van Kranendonk, 2008 .
  33. ↑ Dagen då jorden nästan dog . Horisont . BBC (2002). Hämtad 9 april 2006. Arkiverad från originalet 8 augusti 2012.
  34. ↑ " Nytt blod ". Auth. BBC. Vandring med dinosaurier . 1999. Arkiverad från originalet 2009-01-01. Arkiverad 12 december 2005 på Wayback Machine
  35. ↑ Massutdöendena: Den sena triasutdöendet . BBC. Hämtad 9 april 2006. Arkiverad från originalet 13 augusti 2006.
  36. ↑ 1 2 3 4 5 6 Dawkins, 2004
  37. ↑ Archaeopteryx : An Early Bird . University of California, Berkeley, Museum of Paleontology (1996). Hämtad 9 april 2006. Arkiverad från originalet 8 augusti 2012.
  38. ↑ Soltis, Pam; Doug Soltis och Christine Edwards. Angiospermer . The Tree of Life Project (2005). Hämtad 9 april 2006. Arkiverad från originalet 8 augusti 2012.
  39. ↑ Chaisson, Eric J. Recent Fossils (länk ej tillgänglig) . Kosmisk evolution . Tufts University (2005). Hämtad 9 april 2006. Arkiverad från originalet 22 juli 2007. 
  40. ↑ Fortey, Richard Landwards, Humanity // Life: A Natural History of the First Four Billion Years ofLife on Earth  . — New York: Vintage Books, 1999. - S. 138-140, 300. - ISBN 0-375-70261-X .
  41. ↑ Goren-Inbar, Naama; Nira Alperson, Mordechai E. Kislev, Orit Simchoni, Yoel Melamed, Adi Ben-Nun och Ella Werker. Bevis på Hominin kontroll över elden vid Gesher Benot Ya'aqov, Israel  (engelska)  // Science : journal. - 2004. - 30 april ( vol. 304 , nr 5671 ). - s. 725-727 . - doi : 10.1126/science.1095443 . - . — PMID 15118160 . Arkiverad från originalet den 26 oktober 2012. (abstrakt)
  42. ↑ McClellan. Science and Technology in World History: An Introduction  (engelska) . — Baltimore, Maryland: JHU Press, 2006. - ISBN 0-8018-8360-1 . Sidorna 8–12 Arkiverade 6 februari 2020 på Wayback Machine
  43. ↑ McNeill, 1999
  44. ↑ Gibbons, Ann. Äldsta medlemmar av Homo sapiens upptäckt i Afrika  (engelska)  // Science  : journal. - 2003. - Vol. 300 , nej. 5626 . - S. 1641 . - doi : 10.1126/science.300.5626.1641 . — PMID 12805512 . Arkiverad från originalet den 24 september 2015. (abstrakt)
  45. ↑ 1 2 3 Hopfe, Lewis M. Karakteristika för grundläggande religioner // Världens religioner . — 4:a. - New York: MacMillan Publishing Company, 1987. - S.  17 , 17-19. — ISBN 0-02-356930-1 .
  46. ↑ Chauvet-grottan . Metropolitans Konstmuseum. Hämtad 11 april 2006. Arkiverad från originalet 8 augusti 2012.
  47. ↑ Den mänskliga revolutionen // Atlas of World History  / Patrick K. O'Brien. — kortfattad. — New York: Oxford University Press , 2003. — S. 16. — ISBN 0-19-521921-X .
  48. ↑ Mänsklig rymdfärd och utforskning - Europeiska deltagande stater . ESA (2006). Hämtad 27 mars 2006. Arkiverad från originalet 8 augusti 2012.
  49. ↑ Expedition 13: Science, Assembly Prep on Tap for Crew (länk ej tillgänglig) . NASA (11 januari 2006). Hämtad 27 mars 2006. Arkiverad från originalet 7 april 2006. 

Litteratur

Länkar

 Universums tidslinje
De första tre minuterna
efter Big Bang
tidiga universum
Universums framtid