تاریخ علمی جهان – بخش هفتم
بیگ بنگ: وجود عناصر سنگين در خورشيد و سياراتش دلالت بر يك چيز دارد، اين ستاره از نسل دوم يا سوم است. بدين معنا كه غبار فضايي ناشي از انفجار سوپر نواها در تشكيل آن نقش داشته است.
دستگاه خورشيدي حدود 4.5 ميليارد سال پيش از يك فروپاشي گرانشي درون يك سحابي كهكشان راه شيري متولد شد. در حاليكه بيش از 99.8 % ابر مولكولي به به مركز اين سامانه فرو پاشيد و خورشيد را تشكيل داد، باقيمانده آن به سيارات چرخان تبديل شد. فوران فوتونها و ذرات باردار از سطح آن توسط بادهای خورشيدی سبب پراکنده شدن غبار اطرافش شد.در ابتدا صدها پيش سياره تشكيل شد كه برخي در هم ادغام شده، برخي از بين رفته يا رشد نكرده و سياركها را شكل داده اند.
براي تشكيل هسته يك پيش سياره به تركيبات جامد و متراكم نياز است. با توجه به اينكه بيروني ترين لايه غبار تشكيل دهنده سيارات، سردترين قسمت آن نيز بوده است، موادي چون آب، آمونياك،متان و مانند آن به صورت جامد و فراوان در آنجا وجود داشته و هسته بزرگ سيارات بيروني از همين مواد تشكيل يافته اند. در ادامه هسته بزرگ و حجيم اين سيارات با جذب هيدروژن و هليوم اطراف خود به ابر سيارات دستگاه خورشيدي بدل گشته اند كه شامل مشتري، زحل، اورانوس و نپتون مي شود.
آن بخشي از ابرها كه به خورشيد نزديك تر بوده اند، به خاطر دماي بيشتر، سيارات متفاوتي را پديد آورده اند. زماني كه دماي آن بخش از سحابي خورشيد حدود 1000 درجه بوده است، آهن متراكم، هسته اين سيارات را تشكيل داد و پس از كاهش دما، مواد سيليكاته باعث رشد و تكامل آنها شد. كم بودن درصد عناصر فلزي، اندازه كوچكتر اين سيارات دروني را رقم مي زند. اين سيارات شامل ناهید، عطارد، زمين و مريخ مي شود.
عدم تشكيل سياره در مرز ميان سيارات دور و نزديك، يعني خلايي كه ميان مشتري و مريخ وجود دارد نيز بدين ترتيب توجيه مي شود. نيروي گرانش ابر سياره مشتري، شانس تشكيل هسته يك سياره را در اين كمربند از ميان برده است و در عوض تعداد بسيار زيادي از سياركهاي سرگردان در اين ناحيه شكل گرفته اند. برخي ديگر از سياركها نيز به كمربند كوئيپر و ابر اورت منتقل شده اند. سياركهايي كه بزرگترين پتانسيل خطر براي بقاي حيات بر روي زمين را رقم مي زنند. اگر چه مشتري باعث تشكيل برخي از اين سياركها شده است، اما همين سياره غول پيكر با جذب بسياري از انواع سرگردان آنها، خطر برخوردشان با زمين را كاهش مي دهد!
سامانه خورشيدي اكنون در بازوي شكارچي كهكشان و در فاصله 27000 سال نوري از مركز آن واقع شده است. اين سامانه با 8 سياره، 439 ماه ، 5 سياره كوتوله و بيش از 670000 سيارك و 3300 ستاره دنباله دار شناخته شده با سرعت 220 كيلومتر در ثانيه به دور مركز كهكشان در حركت است. با اين محاسبات اين گردش حدودا هر 250 میلیون سال يكبار كامل مي شود!
شكل گيري زمين:
زمين نيز همانند ديگر سيارات، از تراكم نسبتا سريع گازها و غبار پيرامون خورشيد آغازين پديد آمد. حدود 4.5 ميليارد سال قبل ، زماني كه حجم زمين به حدود 10 درصد حجم امروزيش رشد كرد، با نيروي جاذبه خود توانست سياركان و خرده ريزهاي اطراف را جذب كرده و با سرعت بيشتري رشد كند. گرماي شديد حاصل از اين برخوردها سبب تبخير شهاب سنگها شد. با ادامه اين فرآيند كه احتمالا چندين ميليون بار تكرار شد، مواد فرار و سبك از سطح زمين تبخير شده و جو آغازين آن را بنا نهاد. مواد سنگين نيز كه در پوسته زمين باقي ماندند، لايه خارجي گداخته زمين را به عمق احتمالا 1000 كيلومتر پديد آورد.
با گذشت زمان ، ايزوتوپهاي راديو اكتيو به بخش هاي دروني اين سياره نفوذ كرده و با افزايش دما، مواد متشكله آن را به حالت گداخته و مذاب در آوردند. در نهايت نيروي گرانش، مواد چگال تر را به درون خود كشيد و هسته آهني زمين كه در آينده باعث پيدايش ميدان مغناطيسي زمين شد و پيرامون آن را لايه اي از سنگهاي سيليسي احاطه كرده بود، شكل گرفت. اين فرآيند حدود 10 تا 20 ميليون سال طول كشيد.
پيدايش ماه:
تاريخ نگاري راديو متريك از سنگهاي ماه، پيدايش آن را حداقل 30 ميليون سال پس از سامانه خورشيدي نشان مي دهد. مدارك جديد اين تاريخ را به 70 تا 110 ميليون سال افزايش داده است. ماه به نسبت سياره خود، در دستگاه خورشيدي بزرگترين است. تئوري چگونگي تشكيل ماه بايد چند واقعيت را توضيح دهد : چگالي ماه ( 3.3 g/ml) در مقايسه با چگالي زمين ( 5.5 g/ml) كم بوده و تنها هسته فلزي كوچك دارد. نشاني از آب و مواد فرار ديگر بر روي ماه نيست. فراواني ايزوتوپهاي اكسيژن بر روي ماه و زمين يكي است!
از اين رو بهترين تئوري ارائه شده ، موسوم به برخورد بزرگ، ماه تكه اي جدا شده از سياره به نام تيا است که در اثر برخورد با زمین به وجود آمده است. طبق محاسبات، اين برخورد 100 ميليون بار قويتر و پر انرژي تر از شهاب سنگي بوده كه باعث انقراض دايناسورها شد! اين انرژي باعث ذوب لايه هاي بيروني هر دو سياره و پرتاب آنها به مدار خارج زمين شده است. بيشتر اين مواد از عناصر فلزي تخليه شده و در عرض چند هفته جذب يكديگر شده و ماه را تشكيل داده اند. ماه پس از پيدايش، به تدريج از زمين دور و دورتر شد. بر هم كنش جاذبه ماه و زمين باعث ايجاد جزر و مد در اقيانوسها ، پايداري شيب محوري زمين و كاهش بسيار تدريجي سرعت چرخش زمين به دور خود مي شود. به نظر مي رسد بدون ماه، انسان نيز بر روي زمين قدم نمي گذاشت.
در حال حاضر زمين سومين سياره سامانه خورشيدی است که در فاصله ی ۱۵۰ميليون کيلومتری خورشيد با سرعت حدود 30 كيلومتر در ثانيه به دور آن و با سرعت حدود 1700 كيلومتر در ساعت به دور خود مي چرخد. تنها يك انحراف 23 درجه اي از محور چرخش موضعي باعث شده كه هنگام حركت سالانه ، زاويه تابش خورشيد به نيمكره شمالي و جنوبي زمين تغيير كرده و فصلها به وجود بيايند.
اين سياره چگال ترين و از نظر بزرگی پنجمين سياره است. همچنين در ميان چهار سياره سنگي ، يعنيتير، ناهيد، زمين و مريخ،زمين بزرگترين آنهاست. نزديک به 71% از سطح زمين با اقيانوسها پوشيده شدهاست و باقيمانده آن را قارهها و جزيره ها تشکيل میدهند که خود آنها نيز تعداد زيادی درياچه و ديگر سرچشمههای آبی را در خود جای دادهاند. بيشتر سطح قطبهای زمين از يخ يا دريای يخ زده پوشيده شدهاست. ساختار درونی زمين پوياست و لايههای آن عبارتند از لايه ضخيم گوشته جامد، لايه هسته بيروني که مايع است و ميدان مغتاطيسی را توليد میکند و لايه هسته دروني که آهنی و جامد است. پوسته زمين نيز عمدتا از اكسيدهاي فلزي ، به ويژه سيليكا ، آلومينا ، آهك و اكسيدهاي آهن و پتاسيم تشكيل شده و جو آن شامل نيتروژن ، اكسيژن و مقادير كمي آرگون، دي اكسيد كربن و بخار آب مي باشد.
نويسنده : احمد مصدر / سایت علمی بیگ بنگ
منابع: Earth , Solar_System#Discovery_and_exploration , History_of_the_Earth
سرگذشت زمين ، پاتريك مور و پيتر كترمول ، ترجمه عباس جعفری
اسرار كهكشانها ، گورويچ و چرنين، ترجمه نوقابي
مثل همیشه عالی
ممنون عالی بود