2.2. Современная гипотеза образования Земли
Основы современной гипотезы образования Земли были заложены в 40-х годов 20-го века в работах академика Отто Юльевича Шмидта. Основное представление о формировании планет, составляющих Солнечную систему, заключается в том, что они образовались за счет слипания и дальнейшего роста (аккреции) твердых частиц из протопланетного (первичного) пылегазового облака, окружавшего Солнце. По расчетам ученых рост Земли не был постоянно ускоряющимся, а носил циклический характер. Вначале происходило довольно быстрое формирование массы Земли, которое по мере исчерпания твердого вещества в протопланетном облаке замедлилось и трансформировалось в уплотнение собственно планеты Земля. За 100 млн. лет сформировалось около 99% массы современной Земли. Процесс аккреции Земли сопровождался попеременным разогреванием и остыванием вещества, что обусловило на первичном этапе ее существование в виде планеты без ядра и земной коры.
По современным представлениям Земля после своего формирования была телом однородного состава с температурой ниже необходимой для переплавления. Вся дальнейшая эволюция Земли как планеты была связана с качественным составом ее вещества, полученной энергии при образовании и взаимодействиями с ближайшим космическим телом – Прото-Луной. Примерно 4 млрд. лет тому назад в результате контакта с Прото-Луной при поглощении Землей расплавленного ядра своего спутника нашей планетой кроме значительного объема вещества была получена дополнительная энергия для дифференциации геооболочек, для появления сильного геомагнитного поля и атмосферы в виде плотной и мощной газовой и паровой оболочки. Благодаря атмосфере на Земле появилась свободная вода, насыщенная биогенами – H, C, N, O, P, S, которые выделились за счет перемыва реголита (вещества поверхности планеты), сформированного, в частности, и за счет выпадения космической пыли.
По одной из версий ландшафт на поверхности Земли в самом начале ее существования мог выглядеть в виде холодной пустыни с черным небом с немерцающими яркими звездами и одновременно слабогреющим желтым Солнцем. Океан составлял 2/3 поверхности планеты грязно-бурой жидкости с шапками пены, состоящей из раствора множества элементов, в котором непрерывно протекали химические реакции всех типов. Суша представляла собой один огромный суперконтинент, рельеф которого разнообразили невысокие горные цепи, тянущиеся непрерывной грядой на тысячи километров. Земная поверхность разрывалась трещинами и глубокими безднами. Землетрясения и извержения вулканов практически не прекращались. Из-за плотного слоя вулканического пепла и газов, выбрасываемых вверх, свет был рассеян. Вместо привычной для нас атмосферы, вокруг планеты образовалась тонкая оболочка из водорода, гелия, аргона, неона, криптона и других, удерживаемая силами притяжения планеты. Однако из-за слабости этих сил на Земле такая легкая оболочка вскоре ею утрачивается. Вся поверхность Земли была покрыта кратерами, которые под действием непрерывных приливных процессов за счет Луны, были постепенно сглажены. Солнце пересекало небосвод за 3 ч, чтобы через 3 ч снова подняться над горизонтом. Движение Луны было медленнее, чем сейчас, так как она вращалась в ту же сторону, что и Земля, а фазы Луны сменялись всего за 8 ч. Видимая площадь диска Луны была ~ в 300 раз больше современной, и так как Луна была горячей планетой, то диск светился темнокрасным цветом и даже обогревал Землю. Примерно 2,7 млрд. лет тому назад в конце архея у Земли сформировалось плотное ядро, которое характеризовалось исключительной тектонической активностью. Все первозданные ландшафты Земли были разрушены, а вся первичная литосфера погрузилась в недра горячей мантии, началось переформирование первичных тектонических структур. В раннем докембрии (~ 4,6 млрд. лет назад) Земля была достаточно горячей. С тех пор она постепенно охлаждается. Первая известная эпоха оледенения имела место около 2,3 млрд. лет тому назад, позднее в докембрии было еще два оледенения. Величайшее оледенение в истории планеты произошло между 1 млрд. и 600 млн. лет тому назад. Вторичная атмосфера создавалась постепенно в результате потери газов разогретыми слоями земной коры в течение длительного времени. Эта атмосфера не содержала даже следов кислорода, а состояла из водяного пара, углекислого газа, азота и некоторых других легких газов.