10. Небулярная и планетезимальная гипотезы возникновения Солнечной системы.

Небулярная гипотеза – наиболее широко принятая космогоническая модель, объясняющая формирование и эволюцию Солнечной системы.

Согласно небулярной гипотезе, звёзды образуются в массивных и плотных облаках молекулярного водорода — гигантских молекулярных облаках. Они гравитационно неустойчивы, и материя сливается в более маленькие и плотные глыбы, которые затем оседают и образуют звёзды. Формирование звёзд представляет собой сложный процесс, в котором вокруг молодой звезды всегда создаётся газообразный протопланетный диск. Этот диск может родить планеты в определённых обстоятельствах, ещё не до конца изученных. Таким образом, формирование планетных систем считается естественным результатом формирования звёзд. Образование звезды вроде нашего солнца обычно занимает около 100 миллионов лет. Форест Рей Мультон утверждал, что небулярная гипотеза происхождения Солнечной системы, предложенная П. С. Лапласом в 1796, находится в противоречии с законами динамики. Вместе с Т. К. Чемберлином разработал в 1904 приливную «планетезимальную» гипотезу возникновения Солнечной системы. Согласно этой гипотезе в результате близкого прохождения мимо Солнца другой звезды произошел выброс солнечного вещества, которое быстро остыло и затвердело, образовав отдельные сгустки — планетезимали. Сгустки значительных размеров послужили первичными ядрами, вокруг которых продолжалось формирование планет и спутников путем аккреции планетезималей.

11)Контракционная гипотеза формирования земной коры и теория дрейфа континентов Вегенера. В 19 веке была выдвинута концепция котракционная теория формирования земной коры-стяжения и растяжения. Она вытекала из концепции катастрофического формирования солнечной системы.Согласно этой теории земля представляющая собой огненный шар остывая с поверхности начала покрываться твердой коркой а поскольку объем любого остывающего тела уменьшается, корка начала растрескиваться подобно такыру(почва). Так как трещины были самыми глубокими участками планеты именно в них собиралась влага, формировались моря и начиналось осадконакопление. По мере того как внутренние части планеты остывали на все большую глубину объем планеты уменьшался=> растрескивающая кора начала собираться в складки а заполненные осадочными породами трещины выдавливались наружу, формируя горы. В начале 20 века эта концепция была отброшена. В 1912 году вегенер предложил новую теорию «дрейф материков» ~280 млн лет назад все материки были собраны в 1-Пангею. Отправным пукнтом в распространении теории было сходство береговых линий материков, также он показал почти полную идентичность поздних палеозойских разрезов африк. и юж.америки=> такое возможно в результате движения материков по планете.

12) Физическая суть явления гравитационной дифференциации недр и его роль в разогреве недр Земли. Идея гравитационной дифференциация недр заключается в следующем. Зная массу и объем Земли (они были рассчитаны еще в XVIII веке), легко определить усредненную плотность земного вещества - 5,5 г/см3. Между тем, плотность доступных нам для прямого изучения горных пород вдвое меньше: средняя плотность вещества земной коры составляет 2,8 г/см3. Отсюда ясно, что вещество в глубоких недрах Земли должно иметь плотность много выше средней. Известно, что почти девать десятых массы Земли приходится на долю всего четырех химических элементов - кислорода (входящего в состав окислов), кремния, алюминия и железа. Поэтому можно с достаточной уверенностью утверждать, что более "легкие" наружные слои планеты состоят преимущественно из соединений кремния (алюмосиликатов), а "тяжелые" внутренние - железа. В момент образования Земли "тяжелые" и "легкие" элементы и их соединения не могли не быть полностью перемешаны. Дальше, однако, начинается их гравитационная дифференциация: под действием силы тяжести "тяжелые" соединения (железо) "тонут" - опускаются к центру планеты, а "легкие" (кремний) - "всплывают" к ее поверхности. Теперь рассмотрим этот процесс в мысленно вырезанном вертикальном столбе земного вещества, основание которого - центр планеты, а вершина - ее поверхность. "Тонущее" железо постоянно смещает центр тяжести этого столба к его основанию. При этом потенциальная энергия столба (пропорциональная произведению массы тела на высоту его подъема, что в нашем случае составляет расстояние между центром Земли и центром тяжести столба) постоянно уменьшается. Суммарная же энергия Земли, в соответствии с законами сохранения, неизменна; следовательно, теряющаяся в процессе гравитационной дифференциации потенциальная энергия может преобразовываться лишь в кинетическую энергию молекул - то есть выделяться в виде тепла. Расчеты геофизиков показывают, что эта энергия составляет чудовищную величину 4*10³⁰ кал (что эквивалентно триллиону суммарных ядерных боезапасов всех стран мира). Этого вполне достаточно для того, чтобы - даже не прибегая к помощи энергии радиоактивного распада - разогреть недра изначально холодной Земли до расплавленного состояния.

13) Роль зон спрединга и субдукции океанической коры в движении литосферных плит. Срединно-океанические хребты и глубоководные желоба. Теория Хесса. В 1962 году Хесс собрал воедино все факты и объяснил дрейф материков сформировав теорию «спрединга океанического дна». Хесс сказал, что в мантии происходит конвекция вещества и горячее мантийное вещество поднимается по рифтовым разломам, тем самыми расталкивая края рифта и наращивая их изнутри=>никакие особые силы не движут континенты, они движутся благодаря океанической коре+океанич. Кора подныривает под материковую, образуя горные складчатости и переплавляясь в мантию. Таким образом согласно концепции хесса силой движущая континенты является постоянное движение окенической коры,нарастающей в зоне рифта и погружающийся в мантию в зоне субдукции(зона погружения и переплавления)(океан.коры под континентальную). В наст.время теория спрединга океанического дна является основой концепции тектоники литосферных плит. Историческая реконструкция ф-я плит показала что материки могут слипаться в континентальные массы в виде ПАНГЕИ.

14) Гипотезы панспермии и стац. состояния: сходства и различия.Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности — либо изменение численности, либо вымирание.Однако гипотеза стационарного состояния в корне противоречит данным современной астрономии, которые указывают на конечное время существования любых звёзд и, соответственно, планетных систем вокруг звёзд. По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст Земли, Солнца и Солнечной системы исчисляется ~4,6 млрд лет. Поэтому эта гипотеза обычно не рассматривается академической наукой.Сторонники этой гипотезы не признают, что наличие или отсутствие определённых ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводит в качестве примера представителя кистепёрых рыб — латимерию. По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми останками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, её сторонники интерпретируют появление ископаемых останков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определённом пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков. Теории самозарождения и стационарного состояния представляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований противоречат выводам этих теорий. Согласно теории Панспермии, предложенной в 1865 году немецким ученым Г. Рихтером и окончательно сформулированной шведским ученым Аррениусом в 1895 году, жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с метеоритами и космической пылью. Это предположение основывается на данных о высокой устойчивости некоторых организмов и их спор к радиации, глубокому вакууму, низким температурам и другим воздействиям. Однако до сих пор нет достоверных фактов, подтверждающих внеземное происхождение микроорганизмов, найденных в метеоритах. Но если бы даже они попали на Землю и дали начало жизни на нашей планете, вопрос об изначальном возникновении жизни оставался бы без ответа.Фрэнсис Крик и Лесли Оргел предложили в 1973 году другой вариант — управляемую панспермию, то есть намеренное «заражение» Земли (наряду с другими планетными системами) микроорганизмами, доставленными на непилотируемых космических аппаратах развитой инопланетной цивилизацией, которая, возможно, находилась перед глобальной катастрофой или же просто надеялась произвести терраформирование других планет для будущей колонизации^[14]. В пользу своей теории они привели два основных довода — универсальностьгенетического кода (известные другие вариации кода используются в биосфере гораздо реже и мало отличаются от универсального) и значительную роль молибдена в некоторых ферментах. Молибден — очень редкий элемент для всей Солнечной системы. По словам авторов, первоначальная цивилизация, возможно, обитала возле звезды, обогащённой молибденом.

Против возражения о том, что теория панспермии (в том числе управляемой) не решает вопрос о зарождении жизни, они выдвинули следующий аргумент: на планетах другого неизвестного нам типа вероятность зарождения жизни изначально может быть намного выше, чем на Земле, например, из-за наличия особенных минералов с высокой каталитической активностью.

15) Теория самопроизвольного зарождения жизни. Принцип Реди. Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384—322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Согласно этой гипотезе, определённые «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести, но эта идея все продолжала существовать где-то на заднем плане в течение ещё многих веков.Известный учёный Ван Гельмонт описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.В 1668 году итальянский биолог и врач Франческо Реди подошёл к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе — это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни(концепция биогенеза).Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя эта идея несколько отошла на задний план, она продолжала оставаться главной версией зарождения жизни.В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергли спонтанное зарождение мух, первые микроскопические исследования Антони ван Левенгука усилили эту теорию применительно к микроорганизмам. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и спонтанного зарождения, однако его наблюдения под микроскопом давали пищу обеим теориям.В 1860 году проблемой происхождения жизни занялся французский химик Луи Пастер. Своими опытами он доказал, что бактерии вездесущи, и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать должным образом. Учёный кипятил в воде различные среды, в которых могли бы образоваться микроорганизмы. При дополнительном кипячении микроорганизмы и их споры погибали. Пастер присоединил к S-образной трубке запаянную колбу со свободным концом. Споры микроорганизмов оседали на изогнутой трубке и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо прокипячённая питательная среда оставалась стерильной, в ней не обнаруживалось зарождения жизни, несмотря на то, что доступ воздуха был обеспечен.В результате ряда экспериментов Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения.

16.Суть явления диссимметрии живого вещ-ва. Многие орг.соед.предст.собой смесь оптич.изомеров, вещ-в,имеющих одинаковые хим.св-ва,норазлич.оптической активностью.Она по разному отклоняет луч поляризованного света,проходящий ч/з их кристаллы или рас-ры. В соотнош. с направ.этого отклонения изомеры наз.право или левовравщающими.Это св-во неравномерного раздела ж. молекул наз.- хиральностью. Стереоизомеры изомеры кроме знака вращения поляризации, ничем не отлич. др. от др.и хим. их разделить невозможно. Однако изомеры сп-ны кристаллиз-ся в энантиоморфные кристаллы,кот. отлич. др. от др. зеркально расп-ми гранями. Механически эти кристаллы можно разобрать на лев. и прав.формы. С хим. точки зрения прав. и лев.изомеры идентичны, жив. орг. их легко различают.(пример:гриб-пеницилл сп-н поглощ. из среды только правовращающий изомер виноградной к-ты)Для чел. Вторичный метаболит цитрусов-лимонах выделенный из лимона и апельсина пахнет по разному. В нукл. к-ах присутств. только правый изомер сахара след-но ДНК и РНК образ. правую спираль. В сост нефти, имеющей биокосную природу, преобладают левоврвщающие углеводороды.

Проявление диссимметрии жив. молекул: - Для всех 20 аминокислот сущ. прав. и лев. изомеры; -Все белки построены из(пенициллина, грамицидина); -В нукл. к-ах присутств. Правый изомер сахара,как правило ДНК и РНК рибосомы. Пастер заметил что диссимметричность жив. орг. проявл. в особенностях строения их тел. В пример правых явлений можно отнести моллюсков ,они имеют завитую форму слева направо(по часовой стрелке), а у сосудистых раст. справа налево закручено.Всё диссимметрично. Галактики тоже имеют диссимметрию. Кюри сформулировал и обосновал фундамент физ. Принцип, согласно к-му «Диссимметрия может возникать только под влиянием причины, облад. той же диссимметрией»