Powstanie Ziemi

4600 mili­onów lat
lub 1122 metrów przed dniem dzisiejszym

Epoka: hadeik

Z tego co wiemy, Ziemia ufor­mo­wała się 4,6 mili­arda lat temu, wraz ze Słońcem i innymi plane­t­ami w naszym Układ­zie Słonecz­nym, jako świecąca kula ognia z chmury gazu.
W tym momen­cie sam wszechś­wiat ma już 9,2 mili­arda lat. Gdyby zaznac­zyć punkt, który repre­zen­tuje począ­tek przestrzeni i czasu, byłby to około 2,2 km przed tą tablicą.
Ewolucja chemiczna zaczyna się gdzieś na drodze do następ­nej tablicy. Oznacza to abio­ty­czne twor­ze­nie się więks­zych cząs­tec­zek ze skład­ni­ków pier­wot­nej zupy. Przy następ­nej tablicy przechodzi w biolo­giczną ewolucję. Tam, zaled­wie 122 metry dalej, zaczyna się rozwój życia — ewolucja.
Już 500 mili­onów lat po powsta­niu naszego Układu Słonecz­n­ego można wykryć pierw­sze ślady życia na Ziemi. To suge­ruje, że w odpo­wied­nich warun­kach powsta­nie życia nie jest tak niepraw­do­po­d­obne, jak dawniej sądzono.

Ziemia jest bardzo gorąca. Po ustąpi­e­niu bombar­do­wa­nia mete­o­ry­tami ochładza się do tego stop­nia, że na powierzchni tworzy się cienka skorupa. Wulka­nizm i wydziel­a­jące się gazy tworzą pierw­szą atmos­ferę, wciąż jednak bez tlenu. Trochę ciekłej wody skra­pla się z wydziel­a­jącej się pary wodnej.

Tę infor­mację w pros­tym języku znajd­zi­esz na stro­nie evokids.de.


Zgod­nie z obecnym stanem nauki, Wszechś­wiat ma około 13,8 mili­arda lat (13 800 mili­onów lat). W momen­cie Wiel­kiego Wybu­chu zais­t­niały i zaczęły rozszer­zać się czas, przestrzeń i mate­ria. Ich ekspansja trwa do dziś.

Podsta­wowy mate­riał całej mate­rii powstał w ułamku pierw­s­zej sekundy po Wiel­kim Wybu­chu. Cząstki elemen­tarne stopiły się, twor­ząc prot­ony i neutrony, skład­niki pierws­zych jąder atomo­wych. Po około 300 000 lat wszechś­wiat ostygł na tyle, że utwor­zyły się pierw­sze stabilne atomy. Mies­zanka wodoru, deuteru i helu wypeł­niła cały wszechś­wiat. Nieregu­larne kompresje tych mas gazu utwor­zyły jądra konden­sacji, w których powstały gwiazdy.

Nasz układ Słoneczny

Nasze Słońce powstało około 4,6 mili­arda lat temu w wyniku kompresji pyłu, gazu i lodu. Otac­zał ją ogromny dysk mate­rii, w którym zagęściły się mili­ony kawałków skał, które stopiły się ze sobą w wyniku zder­zeń oraz przy­cią­gnęły i pochłonęły mnie­jsze odłamki dzięki grawitacji.

Dysk proto­pla­ne­tarny wokół młodej gwiazdy. (Źródło: NASA,   https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Protoplanetary_disk.jpg)

Niek­tóre z powstałych aste­roid zder­zyły się i utwor­zyły przod­ków planet, w tym proto­pla­netę Ziemi. Wpada­jące do niego mete­o­ryty i komety zwięks­zyły jej masę. Rozpad radio­ak­tywny i ener­gia uwol­niona podc­zas zder­zeń spowo­do­wały powsta­nie ogrom­n­ego ciepła. Pod wpły­wem tego ciepła i grawit­acji 4,4 mili­arda lat temu meta­liczny (zawi­e­ra­jący żelazo) rdzeń ziemi oddzielił się od (zawi­e­ra­jącego krze­mi­any) płaszcza.

Podc­zas ostat­niego dużego zder­ze­nia powsta­jącej Ziemi (nazwa­nej na cześć greckiej bogini Gai) z ciałem niebies­kim mniej więcej wiel­kości Marsa (zwanym Theia), z mate­riału wyrwa­n­ego i wyrzu­co­n­ego w przestrzeń z Ziemi powstał Księżyc (Luna).

Około 10 000 lat po tym wydar­zeniu księżyc osią­gnął obecną masę i kształt. Począt­kowo okrążał Ziemię po bardzo blis­kiej orbicie (promień ok. 60 000 km), a wywołane przez to bardzo duże siły grawit­a­cy­jne zdefor­mo­wały oba ciała niebies­kie na kształt jajka. Silne siły tarcia w płyn­nej skale spowol­niły rotację obu ciał niebies­kich i zmie­niły moment pędu obrot­o­wego księżyca, tak że promień jego orbity stop­niowo wzrastał (dziś ok. 380 000 km).

Ochłod­ze­nie powierzchni Ziemi, powsta­wa­nie atmosfery

W ciągu kilku mili­onów lat po tej poważ­nej kolizji płaszcz Ziemi zasty­gał od zewną­trz do wewną­trz. Począt­kowo cienka skorupa ziemska, powsta­jąca ponad wciąż plasty­cz­nym wnętrzem, została wielok­rot­nie rozer­wana przez uder­ze­nia wiel­kich mete­o­ry­tów i erup­cje wulkanów.

Ze względu na rosnącą siłę grawit­acji gazy i para wodna wypły­wa­jące z wnętrza Ziemi zostały uchwy­cone jako pier­wotna atmos­fera. Więks­zość pary wodnej pochod­ziła z aste­roid boga­tych w wodę z zewnę­trz­nych obszarów pasa aste­roid. Oprócz pary wodnej (80%) pier­wotna atmos­fera zawi­erała głów­nie dwut­le­nek węgla (20%), siar­ko­wo­dór, metan i amoniak.

Po ochłod­ze­niu poniżej tempe­ra­tury wrze­nia wody zaczęły się ciągłe deszcze. Deszcz i rzeki wypłu­ki­wały minerały ze skorupy ziems­kiej a rozpuszc­zone subs­tancje zbier­ały się w wyła­nia­ją­cych się ocea­nach. Promie­nio­wa­nie ultra­fi­o­le­towe i radio­ak­tywne oraz wyła­do­wa­nia atmos­feryczne dopro­wad­ziły do powsta­nia rodni­ków i jonów w atmos­ferze, które również prze­d­ost­ały się do oceanów i tam wraz z już obecnymi minerałami i cząs­tecz­kami (takimi jak CH4, NH4, H2O, CO2 und H2S), utwor­zyły pier­wotną zupę.

Powierzch­nia Ziemi była raczej chłodna z powodu młodego, w tamtym czasie jeszcze słabego słońca. Atmos­fera była wolna od tlenu i dlatego nie była jeszcze otoc­zona warstwą ozonową.

Wewnę­trzna struk­tura dzisie­js­zej Ziemi.

Nazew­nictwo warstw według składu chemicznego:
1 skorupa ziemska,
2 płaszcz,
3 Jądro Ziemi (3a zewnę­trzne jądro Ziemi, 3b wewnę­trzne jądro Ziemi)
Nazew­nictwo warstw według właści­wości mechanicznych:
4 litos­fera,
5 astenos­fera
6 zewnę­trzne jądro Ziemi,
7 wewnę­trzne jądro Ziemi.
(Źródło: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Earth-cutaway-schematic-numbered.svg?uselang=de).

Powsta­wa­nie pierws­zych cząsteczek

Promie­nie ultra­fi­o­le­towe bez przeszkód docierały do powierzchni Ziemi. Wraz z wyła­do­wa­niami elek­trycz­nymi dost­ar­c­zały ener­gii do twor­ze­nia pierws­zych więks­zych cząs­tec­zek ze skład­ni­ków pier­wot­nej zupy. Działo się to praw­do­po­d­ob­nie pod ochroną małych jam skal­nych na obrzeżach pływo­wych oceanów tamtych czasów. Te pierw­sze cząs­teczki abio­ty­czne zawi­erały wiele aminok­wasów (skład­niki białek) i porfiryny (skład­niki hemo­glo­biny i chlo­ro­filu). Dalsze reak­cje chemiczne dopro­wad­ziły do powsta­nia cukrów i tych zasad, które do dziś biorą udział w kodo­wa­niu infor­macji gene­ty­cz­nej, jako ważnych skład­ni­ków kwasów nukle­in­owych. Są to procesy znane jako ewolucja chemiczna. Z tych cząs­tec­zek rozwinęły się wciąż jeszcze w sposób abio­ty­czny makro­c­ząs­teczki, takie jak białka, a praw­do­po­d­ob­nie także małe kwasy nukle­in­owe (RNA).

Począ­tek ewolucji biolo­gicz­nej miał miej­sce praw­do­po­d­ob­nie około 4,1 mili­arda lat temu, czyli zaled­wie około 500 mili­onów lat po powsta­niu Ziemi. Od tego czasu można wykryć pierw­sze ślady życia na Ziemi. [MM]

Epoki geolo­giczne i czas ich trwa­nia w skrócie (według Wikipedii).

Komentowanie jest wyłączone.