地球の誕生

私たちの惑星の形成の物語

約 45 億年前の初期の太陽系の様子を描いたアーティストのコンセプト。太陽は、ガス、塵、岩石粒子の雲に囲まれており、原始惑星をゆっくりと構築して惑星、小惑星、月になりました。 NASA

惑星地球の形成と進化は、天文学者や惑星科学者が解明するために多くの研究を行ってきた科学探偵小説です。私たちの世界の形成プロセスを理解することは、その構造と形成に関する新しい洞察を与えるだけでなく、他の星の周りの惑星の創造に関する洞察の新しい窓も開きます.

物語は地球が存在するずっと前に始まる

地球は宇宙の始まりに存在していませんでした。実際、今日の宇宙で私たちが見ているものは、宇宙が約 138 億年前に形成された頃のものはほとんどありません。しかし、地球にたどり着くには、宇宙が誕生した当初から始めることが重要です。

すべては、水素とヘリウム、そして微量のリチウムという 2 つの元素だけから始まりました。最初の星は、存在した水素から形成されました。そのプロセスが始まると、何世代にもわたる星がガスの雲の中で生まれました。それらの星は年をとるにつれて、酸素、シリコン、鉄などの元素を中心に、より重い元素を作りました。最初の世代の星が死んだとき、それらの元素は宇宙に散らばり、次の世代の星の種をまき散らしました。それらの星のいくつかの周りで、より重い元素が惑星を形成しました。

太陽系の誕生に弾みがつく

50億年ほど前、銀河のごく普通の場所で何かが起こった。それは、重元素の残骸の多くを近くの水素ガスと星間塵の雲に押し込む超新星爆発だった可能性があります。または、通過する星が雲をかき混ぜて渦巻く混合物にする動作であった可能性があります。キックスタートが何であれ、それはクラウドを実行に移し、最終的には 太陽系の誕生 .混合物は熱くなり、自重で圧縮されました。その中心に、原始星の物体が形成されました。それは若く、熱く、輝いていましたが、まだ完全な星ではありませんでした.その周りには同じ物質の円盤が渦を巻いており、重力と運動が雲のちりと岩石を一緒に圧縮するにつれて、円盤はますます熱くなった。

熱い若い原始星は最終的に「スイッチを入れ」、水素をその中心部でヘリウムに融合し始めました。太陽が生まれた。渦巻くホットディスクは、地球とその姉妹惑星が形成されたゆりかごでした。このような惑星系が形成されたのは初めてではありませんでした。実際、天文学者は見ることができます ちょうどこのようなことが起こっています 宇宙のどこか。

太陽のサイズとエネルギーが大きくなり、核の火が燃え始めると、熱盤はゆっくりと冷やされました。これには何百万年もかかりました。その間、円盤の構成要素が凍結して小さな塵サイズの粒子になり始めました。鉄の金属と、シリコン、マグネシウム、アルミニウム、酸素の化合物が、その燃えるような環境で最初に出てきました。これらのビットは、太陽系星雲からの古代物質であるコンドライト隕石に保存されています。ゆっくりと、これらの粒子は一緒に沈降し、塊、塊、巨石、そして最終的に微惑星と呼ばれる、独自の重力を発揮するのに十分な大きさの物体に集まりました.

地球は激しい衝突の中で生まれる

時が経つにつれ、微惑星は他の天体と衝突して大きくなりました。彼らが行ったように、各衝突のエネルギーは途方もないものでした。それらが 100 キロメートルほどの大きさに達するまでに、微惑星の衝突は十分なエネルギーを持っていました。溶けて気化する関連する資料の多く。これらの衝突する世界の岩、鉄、およびその他の金属は、層に分類されました。高密度の鉄が中心に落ち着き、軽い岩石が鉄の周りのマントルに分離し、今日の地球と他の内惑星の縮小版になっています。惑星科学者はこれを沈降過程と呼んでいます 差別化。 それは惑星だけでなく、より大きな月や惑星でも起こりました。 最大の小惑星.時折地球に落下する鉄隕石は、遠い過去にこれらの小惑星が衝突した結果生じたものです。

この間のある時点で、太陽が点火しました。太陽は現在の約 3 分の 2 の明るさしかありませんでしたが、点火のプロセス (いわゆる T-Tauri フェーズ) は、原始惑星系円盤のガス部分のほとんどを吹き飛ばすのに十分なエネルギーを持っていました。後に残された塊、巨石、微惑星は、十分に間隔をあけた軌道上で一握りの大きくて安定した天体に集まり続けました。地球は太陽から数えて 3 番目でした。小さな破片が大きな破片の上に巨大なクレーターを残したので、蓄積と衝突のプロセスは激しく壮観でした.他の惑星の研究はこれらの影響を示しており、その証拠は それらが幼年期の地球の壊滅的な状況に貢献したことは強い.

このプロセスの初期のある時点で、非常に大きな微惑星が地球に衝突し、中心から外れて、若い地球の岩石マントルの多くを宇宙空間に吹き飛ばしました。惑星はしばらくしてそのほとんどを取り戻しましたが、その一部は第 2 の微惑星周回地球に集まりました。これらの残り物は、月の形成物語の一部であったと考えられています。

火山、山、構造プレート、進化する地球

地球上に現存する最古の岩石は、惑星が最初に形成されてから約 5 億年後に敷設されました。それと他の惑星は、約 40 億年前に漂遊した最後の微惑星のいわゆる「後期重爆撃」によって被害を受けました)。古代の岩石は ウラン鉛法 約 40 億 3000 万歳のようです。それらの鉱物含有量と埋め込まれたガスは、当時地球上に火山、大陸、山脈、海、および地殻プレートがあったことを示しています。

わずかに若い (約 38 億年前) 岩石のいくつかは、若い惑星に生命が存在したという興味深い証拠を示しています。一方、 続く永劫 最初の生命が出現するまでには、地球の構造は整っていて、原始的な大気だけが生命の発生によって変化していました。小さな微生物の形成と地球全体への拡散の舞台が整いました。彼らの進化は最終的に、今日私たちが知っている山、海、火山で満たされた現代の生命を宿した世界をもたらしました.常に変化し続ける世界です。 大陸が引き離されている そして新しい土地が形成されている他の場所。これらの行動は地球だけでなく、地球上の生命にも影響を与えます。

地球の形成と進化の物語の証拠は、隕石からの忍耐強い証拠収集と他の惑星の地質学の研究の結果です。それはまた、非常に大量の地球化学データの分析、他の星の周りの惑星形成領域の天文学的研究、および天文学者、地質学者、惑星科学者、化学者、および生物学者の間の数十年にわたる真剣な議論から来ています.地球の物語は、最も魅力的で複雑な科学的物語の 1 つであり、それを裏付ける多くの証拠と理解があります。

によって更新および書き直されましたキャロリン・コリンズ・ピーターセン.