Звезды

Эволюция  гигантских Юпитера и Сатурна, содержащих в себе 82% массы всех планет, отличается от остальных: скорее всего, их рост шел  в два этапа. Сначала шла аккумуляция  ядер планет из твердых частиц —  как у планет земной группы, а  затем аккреция (присоединение) газа. Юпитер рос довольно быстро — 107 лет  — он успел быстро поглотить газы из допланетного диска до того, как  ультрафиолетовое и корпускулярное излучение Солнца рассеяло их в пространстве. Кроме того, как раз на расстоянии орбиты Юпитера (5,2 а.е.) в диске находился  фронт конденсации водяного льда — именно из-за конденсации льдов  воды и других летучих веществ  рост планетезималей в районе Юпитера  мог опережать рост более близких  к Солнцу тел.

 С  быстрым ростом крупного Юпитера  связана ещё одна любопытная  особенность. Как известно, между  орбитами Марса и Юпитера расположено  много астероидов и других  небольших тел, обращающихся вокруг  Солнца на том расстоянии, где  должна была бы находиться  большая планета, согласно правилу  Тициуса-Боде. Эти факты привели  к появлению гипотезе о Фаэтоне  — планете, якобы существовавшей  между Юпитером и Марсом и  разрушенной в результате столкновения  с неким астрономическим телом  или от гравитационного воздействия  самого Юпитера. Гипотеза эта, однако, не только не подтвердилась, но была заменена на обратную: не планета была раздроблена гравитационным полем Юпитера, а, наоборот, астероиды не смогли сформироваться в единую планету (сам Шмидт писал об этом ещё в 1954 году). Формированию препятствовали возмущения Юпитера и других крупных тел из зоны питания, а также увеличение хаотических скоростей планетезималей, которые, залетая в зону астероидов и будучи крупнее последних, выталкивали их и создавали возмущения, тем самым замедляя их рост. 

Возвращаясь к Земле, надо заметить, что её рост (как и рост остальных планет земной группы) в основном проходил уже  при отсутствии газа протопланетного  облака, а атмосфера и гидросфера выделялись при дегазации первоначально  твердых планетезималей, которые  попадали на нее с периферии Солнечной  системы.

 Многолетние  геологические исследования показывают: Земля никак не могла образоваться из раскаленного газового сгустка и никогда не была расплавленной. В своей «юности» она, сформировавшись из холодных планетезималей, была холодной. Один из современных последователей Шмидта астрогеофизик Виктор Сергеевич Сафронов (1917–1999) привел доказательства тому, что она также была однородной по составу и тектонически пассивной планетой. Изучение дальнейшей истории Земли как астрономического тела тесно связано, как ни странно на первый взгляд, с изучением её геологии и геохимии.

 Сафронов  утверждал, что впервые плавление  земных недр на уровне верхней  мантии произошло под влиянием  лунных приливов и распада  радиоактивных элементов только  через 600 млн. лет после образования  Земли. Более того, этот момент  он связывает с началом базальтового  магматизма на Луне около 4 млрд. лет назад и появлением  наидревнейших пород земной коры  около 3,8 млрд. лет назад. Тогда  же началось и разделение земного  вещества по плотности; выделялось  железо и его оксиды, образовавшие  позже земное ядро. Ядро обособилось  только в самом конце архея  (около 2,6 млрд. лет назад), но процесс  выделения земного ядра продолжается  и в настоящее время.

Нагревание  Земли происходило не в последнюю  очередь и из-за ударов крупных  планетезималей, энергия которых  частично накапливалась на глубине  ударных кратеров, а также от тепла  радиоактивных источников и сжатия недр под давлением вышележащих  слоев.

 Эволюцию  Земли невозможно рассматривать  без её спутника — Луны. Существует  несколько гипотез возникновения  и эволюции Луны — в частности,  гипотеза мегаимпакта, согласно  которой околоземный диск образовался  при столкновении Земли с крупным  допланетным телом, в 1,5–2 раза  более массивным, чем Марс.

 Согласно  другой теории, Луна образовалась  за счет разрушения расплавленной  и прошедшей полную дифференциацию (в отличие от холодной Земли)  более массивной планеты, условно  названной Протолуной (вероятнее  всего, Протолуна была захвачена  растущей Землей с соседней  ближайшей орбиты протопланетного  диска).

 Протолуна,  в отличие от Земли, расплавилась  в процессе своего образования.  Если бы то же произошло  с Землей, у нее сформировалось  бы металлическое ядро и мощная  кора, состоящая из анортозита  — кристаллически-зернистой породы. В нее перешла бы большая  часть радиоактивных элементов,  тем самым лишив Землю источника  внутреннего тепла. В результате  этого Земля, подобно Луне, превратилась  бы в тектонически мертвую  планету. Кроме того, при плавлении Земли произошла бы быстрая и полная дегазация её недр с образованием плотной углекислотной атмосферы с давлением около 100 атмосфер, и, как следствие — необратимый парниковый эффект со средними температурами в 550–600 °C, отсутствием воды в жидкой фазе и, следовательно, жизни в нашем понимании (то есть, Земля была бы очень похожа на современную Венеру).

 Подобные  предположения лишний раз доказывают, что даже небольшое отклонение  в развитии Земли как планеты  привело бы к тому, что органическая  жизнь на ней могла бы и  не появиться.

 Однако  какими бы ни были гипотезы  возникновения Луны, влияние её  на земную жизнь неоспоримо. Взаимодействие  же в системе Земля-Луна в  ранние геологические эпохи было  значительно более сильным. Сафронов  в своих исследованиях даже  высчитывает время тектономагматической  активности Земли по возрасту  лунных пород.

Эволюция  Солнечной системы продолжается; впрочем, продолжительность человеческой жизни несоизмерима с геологическими и тем более с астрономическими периодами, поэтому изменения в  них мы почти не успеваем заметить. Однако именно последние десятилетия  и даже годы помогли внести ясность  в вопрос о происхождении Земли  и её природе как астрономического тела. Большую роль тут сыграли  новейшие технологические удачи, позволившие  радикальным образом усовершенствовать  методы наблюдательной астрономии. Так, планетологи NASA возлагают большие  ожидания на космический аппарат Dawn, отправившийся в конце прошлого года к астероиду Весте и карликовой планете Церере из пояса астероидов. Считается, что их исследование поможет  прояснить детали происхождения  и других астрономических тел  и даже «переписать учебники астрономии». Другой космический аппарат «Cassini»  исследует в настоящее время  Сатурн и его спутники.

Создается впечатление, что мы живем в очень  интересное время: создаваемые веками гипотезы и теории возникновения  планет и систем, подобных и не подобных Солнечной, с помощью современных  телескопов и технологий наблюдений, могут быть оспорены или подтверждены — доказательно.