Эволюция Земли от Большого Взрыва

Эта иллюстрация это путешествие эпических масштабов в замысловатой природной спирали времени, изображая различные эпохи, через которые прошла Земля с момента зарождения самой Вселенной.

Эволюция Земли от Большого Взрыва

Большой взрыв и Гадейский эон

Большой взрыв сформировал всю известную нам Вселенную, включая элементы, силы, звезды и планеты. На начальных стадиях существования Вселенной доминировали водород и массивное рассеяние тепла.

Гадейский эон, также известный как Гадей (от греческого слова "Hades", означающего "ад" или "подземный мир"), является самым ранним и наименее изученным периодом в истории Земли. Он охватывает время от формирования планеты примерно 4.6 миллиарда лет назад до начала архейского эона около 4.0 миллиарда лет назад.

Гадейский эон начинается с процесса аккреции, когда частицы и планетезимали в солнечной туманности соединялись, формируя Землю. Считается, что Луна образовалась в этот же период примерно 4.5 миллиарда лет назад в результате гигантского столкновения между Землей и планетезималью размером с Марс, известной как Тейя.

Ранняя Земля (фантазия нейросети)

Столкновение Земли с Тейей (фантазия нейросети)

В начальный период Земля была крайне геологически активной, с интенсивной вулканической деятельностью и частыми столкновениями с астероидами и кометами.

Остыв, на Земле начала формироваться первичная кора, она была тонкой и нестабильной. Считается, что процесс формирования коры был динамичным, с постоянным разрушением и реформированием.

В этот же период формируется атмосфера, в период Гадея состояла в основном из водорода, гелия, а также газов, выделяемых вулканами, таких как водяной пар, углекислый газ, метан, аммиак и другие.

Постепенное охлаждение планеты привело к конденсации водяного пара и образованию первых океанов. Считается, что вода могла поступать из вулканических источников и частично из комет, бомбардировавших Землю.

Поздняя тяжёлая бомбардировка характеризуется интенсивной бомбардировкой метеоритами и астероидами, что могло способствовать дополнительному нагреву и переконфигурированию поверхности Земли.

В Гадейский эон на Земле не было условий для существования жизни в том виде, как мы её знаем, хотя есть гипотезы о возможных зачатках органической химии, ведущих к образованию первых простейших органических молекул

Гадейский эон является временем формирования и начальной эволюции Земли, характеризующимся экстремальными условиями, интенсивной вулканической активностью, бомбардировкой космическими телами и началом формирования атмосферы и гидросферы. Этот период заложил фундамент для дальнейшего геологического и биологического развития планеты.

Архейский эон

Архейский эон, следующий за Гадейским эоном, охватывает период от примерно 4.0 до 2.5 миллиардов лет назад.

В Архее началось формирование стабильной континентальной коры. Появились первые крупные блоки коры, известные как кратонные щиты, которые стали ядрами современных континентов.

Атмосфера Архея, как и в Гадее, была богата углекислым газом, метаном, аммиаком и другими вулканическими газами. Кислород был в очень низких концентрациях. Постоянное охлаждение Земли и конденсация водяного пара привели к дальнейшему накоплению воды в виде океанов.

В Архейском эоне появились первые прокариоты — бактерии и археи. Эти одноклеточные организмы были анаэробами, поскольку свободного кислорода в атмосфере практически не было. Одними из самых ранних и известных свидетельств жизни являются строматолиты — слоистые структуры, образованные цианобактериями (сине-зелеными водорослями). Они начали появляться около 3.5 миллиардов лет назад.

Цианобактерии начали использовать фотосинтез, процесс, который производит кислород как побочный продукт. Хотя кислород сначала реагировал с растворенными в океанах железом и другими элементами, со временем он начал накапливаться в атмосфере. К концу Архейского эона началось постепенное накопление кислорода в атмосфере, что подготовило почву для Великого кислородного события (кислородной катастрофы) в следующем, Протерозойском эоне.

Первые организмы обитали в экстремальных условиях, таких как горячие источники, подводные вулканы и геотермальные системы, что способствовало их адаптации и выживанию в суровых условиях.

Архейский эон характеризуется интенсивными процессами метаморфизма и образованием богатых рудных месторождений, включая золото и железо.

Палеопротерозойская эон

Палеопротерозойский эон — это первый из трех подразделов Протерозойского эона, охватывающий период от примерно 2.5 до 1.6 миллиардов лет назад. Этот эон характеризуется геологическими, биологическими и атмосферными событиями, которые существенно повлияли на дальнейшую эволюцию Земли.

Великое кислородное событие (Гейлсби-Паркеровое событие). В это время произошло значительное увеличение концентрации кислорода в атмосфере, в результате чего началось окисление многих элементов в земной коре и атмосфере. Накопление кислорода привело к гибели многих анаэробных организмов, не способных выжить в условиях повышенного содержания кислорода, и подготовило почву для эволюции аэробных организмов.

Появились первые эукариоты — организмы с клетками, содержащими ядро и другие органеллы. Это было значительным шагом в биологической эволюции, который привел к появлению более сложных многоклеточных организмов в дальнейшем.

В это время происходило объединение континентальных блоков, что привело к формированию ранних суперконтинентов, таких как Колумбия (Нуна). В результате кислородного события началось осаждение растворенного в океанах железа, что привело к образованию бандедовых железистых формаций, которые являются важными источниками железной руды. Эти процессы свидетельствуют о значительных изменениях в геохимии океанов и атмосферы.

Гуронское оледенение: Одно из первых известных значительных оледенений на Земле, которое произошло примерно 2.4–2.1 миллиарда лет назад. Это оледенение, вероятно, было связано с изменениями в атмосфере и климате, вызванными Великой кислородной катастрофой.

Обнаружение окаменелостей многоклеточных организмов возрастом около 2.1 миллиарда лет в Габоне. Это свидетельствует о раннем появлении многоклеточной жизни.

Мезопротерозойская эра

Мезопротерозойская эра, являющаяся средней частью Протерозойского эона, охватывает период от примерно 1.6 до 1.0 миллиардов лет назад.

Формируется суперконтинент Родиния: В течение Мезопротерозоя произошло объединение крупных континентальных блоков в суперконтинент Родиния, который сформировался около 1.3–1.0 миллиарда лет назад. Продолжались тектонические процессы, включая горообразование и вулканизм, способствующие стабилизации континентальных платформ.

Продолжалось формирование крупных рудных месторождений, включая медь и железо, что сыграло важную роль в дальнейшем экономическом развитии человечества.

Происходит диверсификацией эукариотических организмов. Появились сложные одноклеточные эукариоты и началось их разделение на основные группы (животные, растения, грибы).

Мезопротерозой характеризуется относительно стабильными климатическими условиями по сравнению с резкими колебаниями, наблюдавшимися в другие геологические эпохи. Это способствовало устойчивому развитию биологических форм.

В этот период строматолиты, структуры, создаваемые цианобактериями, были широко распространены и разнообразны. Они играли важную роль в экосистемах того времени и в производстве кислорода.

Неопротерозойская эра

Неопротерозойская эра является последней частью Протерозойского эона и охватывает период от примерно 1.0 миллиарда до 541 миллиона лет назад.

Неопротерозойская эра включает несколько значительных ледниковых периодов, известных как гипотеза "Снежный шар Земля". Эти оледенения, такие как Стуртийское (около 720-660 млн лет назад) и Мариноанское (около 650-635 млн лет назад), которые возможно, покрыли всю Землю льдом вплоть до экватора.

После этих экстремальных ледниковых периодов климат стабилизировался, что создало благоприятные условия для дальнейшего развития жизни.

Суперконтинент Родиния, в течение этой эры он начал распадаться на более мелкие континентальные блоки. На поздних стадиях Неопротерозоя континенты вновь начали объединяться, образуя суперконтинент Паннотия около 600 млн лет назад.

Происходит значительное увеличением разнообразия и сложности многоклеточных организмов. Появились первые животные, такие как губки и другие простые беспозвоночные. На поздней стадии Неопротерозоя (Эдиакарский период, примерно 635-541 млн лет назад) появились эдиакарские организмы — одни из первых сложных многоклеточных форм жизни, включающие различные мягкотелые организмы, которые не имеют современных аналогов.

Концентрация кислорода в атмосфере продолжала увеличиваться, что способствовало развитию аэробных организмов и подготовило условия для последующего Кембрийского взрыва.

В то время как строматолиты (биогенные осадочные структуры, создаваемые цианобактериями) все еще существовали, их распространение начало уменьшаться из-за конкуренции с развивающимися эукариотическими водорослями и многоклеточными организмами.

Палеозойская эра

Палеозойская эра, охватывающая период от примерно 541 до 252 миллионов лет назад. Эта эра делится на шесть периодов: Кембрийский, Ордовикский, Силурийский, Девонский, Каменноугольный (Карбонофер) и Пермский.

Кембрийский период (541-485 млн лет назад)

Внезапное увеличение разнообразия и количества сложных многоклеточных организмов, появление многих современных типов животных (типы) в течение короткого геологического времени. Появление организмов с минерализованными скелетами, таких как трилобиты, археоциаты и брахиоподы.

Ордовикский период (485-443 млн лет назад)

Продолжение увеличения разнообразия морской жизни, появление коралловых рифов и первых позвоночных (рыб без челюстей).& Формирование суперконтинента Гондвана, который доминировал на южном полушарии.

Силурийский период (443-419 млн лет назад)

Появление первых наземных растений (псилофиты) и беспозвоночных животных (наземных членистоногих). Появление челюстных рыб, таких как акулы и плакодермы.

Девонский период (419-359 млн лет назад)

Девон известен как "Эпоха рыб" из-за большого разнообразия и развития рыб. Появление первых лесов, состоящих из древовидных растений, таких как археоптерис. Переход позвоночных на сушу, появление первых амфибий, таких как тиктаалик.

Каменноугольный период (359-299 млн лет назад)

Обширные тропические леса, состоящие из плаунов, хвощей и папоротников, которые впоследствии образовали крупные залежи угля. Значительное разнообразие амфибий и появление первых рептилий, таких как гилономус.

Пермский период (299-252 млн лет назад)

Объединение континентов в единый суперконтинент Пангея. Завершение Палеозойской эры крупным массовым вымиранием, в ходе которого исчезло около 90% морских и 70% наземных видов.

Мезозойская эра

Мезозойская эра, охватывающая период от около 252 до 66 миллионов лет назад, знаменуется как "Эра рептилий" и включает три периода: Триасовый, Юрский и Меловой.

Эта эра характеризуется изменениями в геологии, климате и биологии, включая расцвет динозавров, появление первых млекопитающих и птиц, а также тектонические процессы, такие как распад суперконтинента Пангея.

Триасовый период (252-201 млн лет назад)

1. Начало Триаса характеризуется медленным восстановлением биологического разнообразия после крупнейшего массового вымирания в истории Земли.
2. В середине Триаса появились первые динозавры, которые к концу периода стали доминирующими наземными позвоночными.
3. Появление первых млекопитающих, которые эволюционировали от синапсидов.
4. В течение Триаса Пангея оставалась единым суперконтинентом, хотя уже начались процессы, приводящие к ее разделению.

Юрский период (201-145 млн лет назад)

1. В середине Юрского периода появились первые птицы, такие как археоптерикс, которые эволюционировали от мелких тероподовых динозавров.
2. Пангея начала раскалываться на Лавразию и Гондвану, что привело к формированию Атлантического океана.
3. Развитие разнообразных морских рептилий, таких как ихтиозавры и плезиозавры, а также разнообразие морских беспозвоночных.

Меловой период (145-66 млн лет назад)

1. Появление и быстрое распространение цветковых растений (ангиосперм), которые начали доминировать в растительном покрове.
2. Динозавры достигли своего наивысшего разнообразия и специализации, включая такие группы, как тираннозавры, трицератопсы и велоцирапторы.
3. Появление первых современных групп млекопитающих и птиц.

Меловой период завершился крупным массовым вымиранием, вызванным, вероятно, астероидным ударом, в результате которого вымерли все нептичьи динозавры, многие морские рептилии и другие группы организмов.

Кайнозойская эра

Кайнозойская эра, начавшаяся около 66 миллионов лет назад и продолжающаяся до настоящего времени, известна как "Эра млекопитающих" из-за расцвета и доминирования млекопитающих. Эта эра делится на три периода: Палеоген, Неоген и Четвертичный. Кайнозойская эра характеризуется геологическими, климатическими и биологическими изменениями, которые сформировали современную Землю и ее экосистемы.

Палеоген (66-23 млн лет назад)

Палеоцен (66-56 млн лет назад)

Жизнь восстанавливается после Крейдово-Палеогенового вымирания, при котором исчезли динозавры и многие морские рептилии. Быстрый рост разнообразия млекопитающих, включая первые примитивные приматы, копытные и хищники. Палеоцен характеризуется теплым климатом, способствующим восстановлению флоры и фауны.

Эоцен (56-34 млн лет назад)

Появление и распространение современных групп млекопитающих, таких как грызуны, летучие мыши и приматы. Эоцен достигает климатического теплового максимума, после которого начинается постепенное похолодание.

Олигоцен (34-23 млн лет назад)

Начало значительного похолодания, связанного с формированием ледников на Антарктиде. Распространяются травы и появляются степные экосистемы. Появлеются крупные млекопитающе, такие как ранние виды слонов и носорогов.

Неоген (23-2.6 млн лет назад)

Миоцен (23-5.3 млн лет назад)

1. Развитие и распространение более продвинутых приматов, включая предков человекообразных обезьян.
2. Продолжение глобального охлаждения и усиление аридизации, способствующее развитию саванн и степей.
3. Миграция млекопитающих между континентами через сушевые мосты.

Плиоцен (5.3-2.6 млн лет назад)

1. Эволюция и появление ранних гомининов, таких как австралопитеки, предки современных людей.
2. Усиление глобального похолодания, подготовка к ледниковым циклам.
3. Увеличение площади травяных экосистем.

Четвертичный период (2.6 млн лет назад - настоящее время)

Плейстоцен (2.6 млн лет назад - 11,700 лет назад)

1. Периоды оледенений, чередующиеся с межледниковыми периодами.
2. Появление рода Homo и эволюция современного человека (Homo sapiens).
3. Развитие и вымирание крупных млекопитающих, таких как мамонты и шерстистые носороги.

Голоцен (11,700 лет назад - настоящее время)

1. Стабильный и относительно теплый климат, способствующий развитию человеческих цивилизаций.
2. Переход к сельскому хозяйству и оседлому образу жизни.
3. Влияние человеческой деятельности на геологические и экологические процессы, вызванное индустриализацией, урбанизацией и изменением климата.

По сравнению с эволюционным графиком мира, человеческая история развивалась довольно быстро и драматично. Путь от наших первых каменных орудий и Эпохи королей до бетонных джунглей с современными технологиями может показаться долгим путешествием, но по сравнению со всем, что было до него, это всего лишь мгновение.

Что было бы, если бы Земля была Плоской?

Это один из многих детских мифов, в которые мы верили, что все древние цивилизации думали, что Земля плоская.

Некоторые действительно знали что Земля имеет форму подобную шару, но доказали это астрономы и мореплаватели из Древней Греции и Индии. Вообще догадаться можно просто: подойдя к берегу моря или океана и смотреть, как корпус корабля исчезает в воде на горизонте. Таким образом, мы более или менее знали, какая форма Земли, задолго до того, как Фернан Магеллан совершил кругосветное плавание.

Хотя мы знали, что она сферическая, мы не знали, как наша планета выглядит из космоса, пока астронавты не сфотографировали ее во время миссии «Аполлон-15» (в полный кадр и в цвете).

Снимок Земли, сделанный экипажем «Аполлона-15» 26 июля 1971
Источник

Если у нас так много информации под рукой, тогда почему некоторые люди все еще думают, что Земля плоская?

Плоскоземельцы не являются монолитной группой. Существуют противоречивые мнения о том, как выглядит плоская Земля.

• Некоторые считают, что карта Глисона — это то, как устроен мир с окружающими его ледяными стенами.
• Некоторые верят в квадратную и неподвижную землю.

карта Глисона

По мере того, как мы углубляемся "в кроличью нору", теории становятся более… скажем так, интересными.

И чтобы мысленно поиграть с теорией плоской Земли, мы предположим, что карта Глисона — это то, как устроена Земля.

В плоском мире гравитация работала бы по-другому. Люди в центре чувствовали бы ее как мы с вами, однако по мере продвижения к краям, сила тянула бы к центру, и ходьба к краю начнет ощущаться как восхождение на крутой холм. И первый человек, который бы достиг края Земли, увидел бы, то что находится под ней.

Плоская Земля также будет означать, что вся вода в мире начнет двигаться к центру, а края нашей планеты станут значительно суше. Спутники перестанут вращаться вокруг Земли, потому что, гравитация будет работать по-другому. Это означает, что больше не будет GPS или точных прогнозов погоды.

На плоской Земле магнитное поле, окружающее нашу планету, исчезло бы. Без нашего ядра из расплавленного железа у нас не было бы нашего магнитного щита, защищающего нас от смертоносных солнечных лучей. Мы также должны были бы попрощаться с красивым северным сиянием.

Сложно сказать, почему люди верят в плоскую Землю. В большинстве случаев практически невозможно сказать, серьезны плоскоземельщики или нет, поэтому в этой ситуации действует закон По.

Невозможно создать пародию на экстремизм или фундаментализм без явного указания, что это пародия, чтобы не нашёлся человек, который принял бы всё за правду

Проще говоря, однажды кто-то высказал глупую идею и понеслось.

Нас уже 8 миллиардов, что будет дальше с планетой?

На этой неделе ожидается, что популяция людей на Земле достигнет отметки 8 миллиардов, по данным ООН это случится 15 ноября 2022 года. Нам кажется, что чем больше людей на Земле, тем больше мы влияем на климат планеты. Давайте разберемся в вопросе.

Для того чтобы рассмотреть этот вопрос, нам необходимо рассмотреть периоды человеческой цивилизации на временной шкале.

Каменный век

Примерно 10 тысяч лет назад закончился ледниковый период. Но пока существовали ледяные щиты, уровень моря был ниже на 120 метров, это позволило людям расселиться по всему миру. Заселяясь на новых местах, они преобразовывали местный ландшафт исходя из своих нужд. Вырубая леса и ведение сельского хозяйства в рамках небольших общин они тут же начали вносить свой вклад в увеличении доли углекислого газа в атмосфере. Пока еще небольшой.

Такие преобразования, создали "обратную связь" между средой и общиной, который называется "двигатель антропоцена".

Двигатель антропоцена

Антропоценовый двигатель уже работает по меньшей мере 8 тысяч лет, он же и привел к тем экологическим проблемам, что мы  видим сейчас.

Сельское хозяйство увеличило количество энергии, которое получает человечество, что привело к увеличению его численности. Увеличение численности привело к формированию более крупных поселений и городов. Люди по роду деятельности стали специализироваться, а значит стали углубленно изучать среду, в рамках специализации, и получать новые знания. Новые знания позволили более эффективно получать энергию за счет окружающей среды.

Экспоненциальный рост

Все выше сказанное, ведет к экспоненциальному росту популяции. Поначалу это незаметно, но резкий рост начинается внезапно. И это всегда ведет к драматическим последствиям, если ресурсы ограничены. Примером может послужить остров Пасхи, цивилизация Майа или вспышка Черной смерти в Европе в 1300-х годах, где антисанитария способствовала распространению болезни.

Но в глобальном масштабе, человечество всегда находило выход из подобных ситуаций. Обратная связь и накопленные знания, не давали популяциям погибнуть.

Таким премьером может послужить освоение огня, где дерево как топливо, и использование силы животных. В последствии человечество пришло к использованию угля, нефти и газа.

Более энергоемкое топливо (нефть, газ, уголь) привели к промышленной революции и развитию медицины. Но промышленная революция привела к значительному увеличению выбросов углекислого газа. Этот процесс продолжается и поныне.

Растет неравенство. Некоторые страны раньше начали промышленную революцию и сейчас более бедные страны сильнее страдают от глобального потепления, чем более богатые. При этом эти страны выбрасывают в атмосферу лишь 20% углекислоты.

Ученые полагают, что следующим этапом приспособления цивилизации, будет переход на возобновляемы источники энергии (энергия солнца и ветра). Двигатель антропоцена позволил людям сгладить некоторые механизмы обратной связи, только так мы смогли достичь отметки 8 миллиардов людей на планете. Хватит ли знаний человечеству, чтобы преодолеть "барьер" и войти в новый цикл?

Инопланетный мир может скрываться внутри Земли (перевод)

Ученые давно ищут причину возникновения в мантии земли областей на несколько процентов плотнее, чем основная масса мантии. И вот недавно некоторыми учеными высказано предположение, что это возможно остатки планеты Тейи, что в свое время врезалась в прото-Землю и сформировала Землю и Луну.

Тейя предположительно сформировалась 4,6 млрд лет назад, как и остальные планеты Солнечной системы. Размером она была с Марс. Примерно 4,5 млрд лет назад она по касательной столкнулась с ранней землей, тяжелые ядра сформировали мантию нынешней Земли, а более легкие слои были выброшены в космос, где образовался естественный спутник Луна.

Источник

Если ранее ученые предполагали, что планетные массы смешались равномерно, то Цань Юань из Университета штата Аризона предполагают, что таинственные плотные массы в мантии Земли это остатки Тейи.

Предполагаемая схема образования Земли и Луны
Источник

На схеме отображены области LLSVP - это крупные области с низкой скоростью сдвига - это огромные структуры в нижней части мантии, прилегающие к ядру Земли. Общий объем занимаемой мантии от 6 до 8%. Особо крупные области наблюдаются под тихоокеанской плитой и под африканской.

По мнению ученых данная теория отлично сочетается с уже классической теорией образования связки Земля + Луна, отвечает на вопросы об аномально высоком угловом моменте, относительно большой массы Луны по сравнению с Землей и объясняет причину довольно маленького железного ядра Луны. Но если ранее считалось что ядро Тейи быстро слилось с ядром прото-Земли, то теперь теория дополнена объясняя аномалии в мантии. Новая модель позволить строить долгосрочные химические эволюционные процессы Земли.

Анимация областей с низкой скоростью сдвига
Источник

Группа Юаня представила доклад в начале этого месяца на 52-й конференции по изучению Луны и планет:

«...мантия Тейи может быть на несколько процентов плотнее, чем мантия Земли, что позволяет материалам мантии Тейи опускаться в самую нижние слои мантии Земли и накапливаться в термохимические скопления, которые могут вызвать сейсмически наблюдаемые [плотные области]».

Из-за высокой плотности Тейи ее материал погрузился ниже зоны конвекции, где идет перемешивание материала, из-за этого и объясняется почему Тейя окончательно не перемешалась с Землей. Это как промывают золото в лотке: оно сразу же погружается на дно лотка и находится там в относительно спокойном состоянии, пока на поверхности белее легкие частицы вымываются.