Протопланетный период эволюции Земли

Формирование Солнца и планет Солнечной системы произошло около 4,7 млрд. лет назад. Более точно, Солнце образовалось 4,75 млрд. лет назад, а формиро­вание Земли началось 4,56 млрд. лет назад. Так как Солнце является звездой второго (а возможно, и третьего) поколения, то исходным материалом для него и планет яви­лось не первичное газовое облако, появившееся в резуль­тате Большого взрыва и состоящее приблизительно на 70% из водорода и на 30% из гелия, а более разнообразная сре­да, куда входили и другие газы, и космическая пыль, и осколки взорвавшихся звезд предыдущих поколений. Эти осколки (астероиды, метеориты) существенно разли­чались и по составу и по размерам (от совсем небольших пылинок до гигантских объектов, имеющих десятки, сотни и даже тысячи километров в диаметре). При формировании Солнечной системы сначала происходила первичная диффе­ренциация такой среды, в результате которой более тяже­лые компоненты скапливались вблизи центра, а более лег­кие, в основном газы, сосредоточивались на периферии.

Присутствие массивных центров гравитационной конден­сации и их конкуренция привели к слипанию вещества в несколько «комков» разных размеров и на разных расстоя­ниях от центра. В центральном «комке», где сконцентри­ровалась основная масса системы, в конце концов, созре­ли условия для запуска термоядерного реактора, что и стало рождением нашего Солнца. А вот остальные «комки» продолжали собирать газ, пыль, крупные и мелкие тела (планетезимали), вращаясь око­ло Солнца. Этот процесс занял около 100 млн. лет.

Так как тяжелые фрагменты протопланетного вещества сосредо­точились вблизи Солнца, то их конкуренция не позволи­ла будущим планетам нарастить большую массу. Поэто­му близкие к Солнцу планеты небольшие, обладающие твердой поверхностью. В то же время масса и плотность этих планет оказались достаточной для того, чтобы они в дальнейшем вступили на эволюционный путь развития. Критическое значение этой массы оценивается величиной 10²³ кг (это примерно равно массе Луны 0,7 х 10²³ кг). Для сравнения Солнце имеет массу 2х 10³⁰ кг.

Удаленные планеты, наоборот, гигантские по размерам, но с неболь­шой плотностью. Самой большой из планет Солнечной системы является Юпитер - огромный газовый шар с мас­сой ~2 х 10²⁷ кг. Немного не хватило Юпитеру, чтобы стать звездой!

Внешне протопланетный период первоначального на­копления массы представлял собой непрерывную и очень интенсивную бомбардировку поверхности Земли планетезималями, в результате которой происходило нагревание будущей планеты. В конце этого периода, когда радиус Земли достиг современного значения 6370 км, температу­ра в центре Земли была -1200 К, что, однако, ниже темпе­ратуры плавления железа и силикатов. Лишь в некото­рых зонах Земли температура оказалась достаточно высо­кой для расплавления.

Другим важнейшим событием самого раннего перио­да земной истории явилось образование Луны. Это долж­но было произойти не позднее 4,4 млрд. лет назад, посколь­ку таков возраст древнейших лунных пород. Существует много гипотез образования Луны, однако большинство ученых считает, что своему рождению Луна обязана паде­нию на раннюю Землю крупного небесного тела размером с Меркурий или даже Марс. В результате этого грандиоз­ного события произошел выброс мантийного материала, из которого и образовалась Луна.