5. Теория биохимической эволюции

Согласно этой теории, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли в результате процессов, подчиняющимся физическим и химическим законам. Эту теорию также называют гипотезой Опарина – Холдэйна.

Согласно данным современной науки возраст Земли составляет примерно 4,5 - 5 млрд. лет. В далеком прошлом условия на Земле коренным образом отличались от современных, что обусловило определенное течение химической эволюции, которая явилась предпосылкой для возникновения жизни. Другими словами, собственно биологической эволюции предшествовала предбиотическая эволюция, связанная с переходом от неорганической материи к органической, а затем к элементарным формам жизни. Это было возможным в определенных условиях, которые имели место на Земле в то время, а именно:

-   высокая температура, порядка 4000 °С;

-   атмосфера, состоящая из водяных паров, СO₂, СН₃, NH₃;

-   присутствие сернистых соединений (вулканическая активность);

-   высокая электрическая активность атмосферы;

-   ультрафиолетовое излучение Солнца, которое беспрепятственно достигало нижних слоев атмосферы и поверхности Земли, поскольку озоновый слой еще не сформировался.

Следует подчеркнуть одно из важнейших отличий теории биохимической эволюции от теории самопроизвольного (спонтанного) зарождения, а именно: согласно этой теории жизнь возникла в условиях, которые для современной биоты непригодны!

24. Солнечная система. Гипотезы образования. Строение Земли.

Со́лнечная систе́ма — планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг Солнца.

Бо́льшая часть массы объектов, связанных с Солнцем гравитацией, содержится в восьми относительно уединённых планетах, имеющих почти круговые орбиты и располагающихся в пределах почти плоского диска — плоскости эклиптики. Четыре меньшие внутренние планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс, также называемые планетами земной группы, состоят в основном из силикатов и металлов. Четыре внешние планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, также называемые газовыми гигантами, в значительной степени состоят из водорода и гелия и намного массивнее, чем планеты земной группы.

В Солнечной системе имеются две области, заполненные малыми телами. Пояс астероидов, находящийся между Марсом и Юпитером, сходен по составу с планетами земной группы, поскольку состоит из силикатов и металлов. Крупнейшими объектами пояса астероидов являются Церера, Паллада и Веста. За орбитой Нептуна располагаются транснептуновые объекты, состоящие из замёрзшей воды, аммиака и метана, крупнейшими из которых являются Плутон, Седна, Хаумеа, Макемаке и Эрида. Дополнительно к тысячам малых тел в этих двух областях другие разнообразные популяции малых тел, таких как астероиды, планетные квазиспутники и троянцы, околоземные астероиды, кентавры, дамоклоиды, а также перемещающиеся по Солнечной системе кометы, метеороиды и космическая пыль.

Шесть планет из восьми и три карликовые планеты окружены естественными спутниками. Каждая из внешних планет окружена кольцами пыли и других частиц.

Солнечный ветер (поток плазмы от Солнца) создаёт пузырь в межзвёздной среде, называемый гелиосферой, который простирается до края рассеянного диска. Гипотетическое облако Оорта, служащее источником долгопериодических комет, может простираться на расстояние примерно в тысячу раз больше по сравнению с гелиосферой.

Солнечная система входит в состав галактики Млечный Путь.

Теории происхождения Солнечной системы.

1. теория Канта-Лапласа. – гипотеза Канта носило название – небулярной – и утверждал, что Солнце, планеты и их спутники возникли из бесформенной туманной массы, некогда равномерно заполнявшей все мировое пространство. Лаплас, независимо от Канта, предположил, что первоначально вокруг Солнца существовала газовая масса на подобие атмосферы. Она вращалась вместе с Солнцем, а затем из-за охлаждения образовались газовые кольца, распавшиеся на несколько сфероидальных частей – зародыши планет. Внутри каждой части образовались ядра и планеты из газового состояния перешли в жидкий и стали затвердевать с поверхности.

2. теория Джинса - в н.20-го века, считается, что исходная материя, из которой в дальнейшем образовались планеты была выброшена Солнцем в тот момент когда в близи прошла случайная звезда. Настолько близко, что почти столкнулась с Солнцем. В результате чего с поверхности был выброшен газ. Конденсация этого газа привела к образованию планет. Если бы гипотеза Джинса была правильной, число планетарных систем, образовавшихся за десять миллиардов лет ее эволюции, можно было пересчитать по пальцам. Но планетарных систем фактически много, следовательно, эта гипотеза несостоятельна. И ниоткуда не следует, что выброшенная из Солнца струя горячего газа может сконденсироваться в планеты. Таким образом, космологическая гипотеза Джинса оказалась несостоятельной.

3. Современная – предполагает, что первоначальная масса материала, из которой образовались планеты была выброшена из него в тот момент, когда Солнце теряло вращательную устойчивость. Этот выброс сформировал протопланетный диск, а из него в последствии сформировались планеты. Не исключено, что таких выбросов было больше одного. Видимо Юпитер и Сатурн образовались позже.

Строение Земли.

Масса Земли – 5.98*10²⁴ кг. Средняя плотность – 5.52 гр/см³

Полярный радиус – 6356.78. км., Экваториальный радиус – 6378.16 км.

Состоит из: коры; верхней мантии; раздел 1; средняя мантия; раздел 2; нижняя мантия; внешнее ядро; внутреннее ядро.

Согласно современным представлениям ядро Земли состоит из внешнего и внутреннего ядра, мантия имеет верхний, средний и нижний слой, разделенными разделами 1и 2. Земная кора отделена от верхней части мантии разделом Мохоровича. Земная кора, раздел Мохоровича и верхняя часть мантии образуют литосферу. Граничит с литосферой – остеносфера – слой верхней части мантии с пониженной вязкостью. На поверхности литосферы располагается гидросфера, а над ними атмосфера. Магнитное поле Земли образует магнитосферу.

Внутреннее ядро Земли – шар диаметром 2.5 тыс. км имеет кристаллическую структуру, не смотря на температуру 4 тыс. градусов, это происходит за счет гигантского давления. Оно состоит на 90% из железа.

Внешнее ядро Земли – состоит из окислов кремния, магния и железа. Вещество мантии находится в жидком состоянии, но вязкость очень высока. Для мантии характерны конвективные движения обуславливающие смещения литосферных плит и извержения вулканов.

Литосфера состоит из плит, которые в обычных условиях долго сохраняют свою форму. Они располагаются на остеносфере, которая под ними течет и плиты двигаются.

Земная кора – под океаном – 10 км, на суше – 25 км, Образовалась за счет движения литосферных плит, разрушения и выветривания горных пород и осадков накопления.

Гидросфера – все открытые водоемы, подземные источники, материковые льды и вода в связанном состоянии в гидросиликатах.

Атмосфера Земли – 100 км над поверхностью. Вращается вместе с Землей. У поверхности состоит в основном из азота(78%) и кислорода(21%). Давление и плотность с высотой убывают. На 20-25 км озоновый слой, защищающий от коротковолновых излучений.

В атмосфере выделяются 5 слоев: 1- тропосфера 18-20 км;

2 – стратосфера – до 55 км;

3 – мезосфера – 80 км;

4 – ионосфера – 800 км, t=80-90;

5 – экзосфера - 2-3 тыс. км,t – 2-3 тыс.;

Магнитосфера – 10-100 тыс. км – защитная функция, подобно озоновому слою защищает от вредных излучений и радиоактивной пыли. Магнитное поле Земли сформировано примерно как магнитный диполь с полюсами, приблизительно расположенными рядом с географическими полюсами планеты. Поле формирует магнитосферу, которая отклоняет частицы в солнечном ветре. Коллизия между магнитным полем и солнечным ветром формирует радиационный пояс, пару концентрических, областей формы тора энергичных заряженных частиц. Когда плазма входит в атмосферу Земли в магнитных полюсах, формируется северное сияние.

25. Космологические модели Вселенной (от геоцентризма, гелиоцентризма к модели Большого взрыва и расширяющейся Вселенной)

Космология (космогония) – область науки, изучающая происхождение и развитие вселенной.

1. Геоцентризм.

Космология Аристотеля — геоцентрическая система мира: Земля, имеющая форму шара, неподвижно пребывает в центре Вселенной.

2. Гелиоцентризм.

Николай Коперник (первая научная революция) стал автором гелиоцентрического учения, согласно которому центром Вселенной является Солнце, вокруг которого по своим орбитам движутся планеты, в том числе и Земля. Совершая обращение вокруг Солнца, Земля одновременно вращается и вокруг собственной оси, чем и объясняется смена дня и ночи.

3. Теория стационарного состояния Вселенной.

Основные постулаты:

•        Вселенная — это все существующее, «мир в целом». Космология познает мир таким, каким он существует сам по себе, безотносительно к условиям познания.

•        Пространство и время Вселенной абсолютны, они не зависят от материальных объектов и процессов.

•        Пространство и время метрически бесконечны.

•        Пространство и время однородны и изотропны.

•        Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Изменяться могут конкретные космические системы, но не мир в целом.