ในระดับอวกาศ ดาวเคราะห์เป็นเพียงเม็ดทราย ซึ่งมีบทบาทไม่มีนัยสำคัญในภาพอันยิ่งใหญ่ของการพัฒนากระบวนการทางธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้เป็นวัตถุที่มีความหลากหลายและซับซ้อนที่สุดในจักรวาล ไม่มีวัตถุท้องฟ้าประเภทอื่นใดที่แสดงปฏิสัมพันธ์ที่คล้ายคลึงกันระหว่างกระบวนการทางดาราศาสตร์ ธรณีวิทยา เคมี และชีววิทยา ไม่มีที่อื่นใดในอวกาศที่สามารถมีชีวิตได้อย่างที่เรารู้ว่ามันกำเนิด ในทศวรรษที่ผ่านมาเพียงปีเดียว นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์มากกว่า 200 ดวง

การก่อตัวของดาวเคราะห์ซึ่งถือว่าเป็นกระบวนการที่สงบและนิ่งมานานในความเป็นจริงกลับกลายเป็นว่าค่อนข้างวุ่นวาย

ความหลากหลายที่น่าทึ่งของมวล ขนาด องค์ประกอบ และวงโคจรทำให้หลายคนสงสัยเกี่ยวกับต้นกำเนิดของมัน ในปี 1970 การก่อตัวของดาวเคราะห์ถือเป็นกระบวนการที่กำหนดขึ้นอย่างเป็นระเบียบ นั่นคือสายพานลำเลียงซึ่งมีการแปลงดิสก์ก๊าซและฝุ่นอสัณฐานให้กลายเป็นสำเนาของระบบสุริยะ แต่ตอนนี้เรารู้แล้วว่านี่เป็นกระบวนการที่วุ่นวาย โดยมีผลลัพธ์ที่แตกต่างกันไปในแต่ละระบบ ดาวเคราะห์ที่เกิดมารอดชีวิตจากความสับสนวุ่นวายของกลไกการก่อตัวและการทำลายล้างที่แข่งขันกัน วัตถุจำนวนมากเสียชีวิต ถูกเผาด้วยไฟของดาวฤกษ์ หรือถูกโยนเข้าไปในอวกาศระหว่างดวงดาว โลกของเราอาจมีฝาแฝดที่สาบสูญไปนานแล้วซึ่งตอนนี้กำลังเร่ร่อนอยู่ในความมืดและอวกาศที่หนาวเย็น

ศาสตร์แห่งการกำเนิดดาวเคราะห์อยู่ที่จุดบรรจบระหว่างฟิสิกส์ดาราศาสตร์ วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ กลศาสตร์ทางสถิติ และพลศาสตร์ไม่เชิงเส้น โดยทั่วไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์กำลังพัฒนาสองทิศทางหลัก ตามทฤษฎีการสะสมมวลสารตามลำดับ อนุภาคฝุ่นเล็กๆ จะเกาะติดกันจนกลายเป็นกระจุกขนาดใหญ่ หากบล็อกดังกล่าวดึงดูดก๊าซจำนวนมาก มันก็จะกลายเป็นก๊าซยักษ์เช่นดาวพฤหัส และถ้าไม่ดึงดูด ก็กลายเป็นดาวเคราะห์หินเหมือนโลก ข้อเสียเปรียบหลักของทฤษฎีนี้คือความล่าช้าของกระบวนการและความเป็นไปได้ที่ก๊าซจะกระจายตัวก่อนการก่อตัวของดาวเคราะห์

อีกสถานการณ์หนึ่ง (ทฤษฎีความไม่เสถียรของแรงโน้มถ่วง) ระบุว่าก๊าซยักษ์ก่อตัวจากการล่มสลายอย่างกะทันหัน ซึ่งนำไปสู่การทำลายล้างของก๊าซและเมฆฝุ่นในยุคแรกเริ่ม กระบวนการนี้จำลองการก่อตัวของดาวฤกษ์ขนาดจิ๋ว แต่สมมติฐานนี้มีข้อโต้แย้งอย่างมาก เนื่องจากสันนิษฐานว่ามีความไม่มั่นคงอย่างมากซึ่งอาจไม่เกิดขึ้น นอกจากนี้ นักดาราศาสตร์ยังได้ค้นพบว่าดาวเคราะห์ที่มีมวลมากที่สุดและดาวที่มีมวลน้อยที่สุดถูกแยกออกจากกันด้วย “ความว่างเปล่า” (เพียงแต่ไม่มีวัตถุที่มีมวลกลาง) “ความล้มเหลว” ดังกล่าวบ่งชี้ว่าดาวเคราะห์ไม่ใช่แค่ดาวฤกษ์มวลต่ำ แต่เป็นวัตถุที่มีต้นกำเนิดแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะยังคงถกเถียงกันต่อไป แต่ส่วนใหญ่เชื่อว่าสถานการณ์การเพิ่มขึ้นต่อเนื่องมีแนวโน้มมากกว่า ในบทความนี้ฉันจะพึ่งพามันโดยเฉพาะ

1. เมฆระหว่างดวงดาวกำลังหดตัวลง

เวลา: 0 (จุดเริ่มต้นของกระบวนการสร้างดาวเคราะห์)

ระบบสุริยะของเราตั้งอยู่ในกาแล็กซีซึ่งมีดวงดาวและเมฆฝุ่นและก๊าซอยู่ประมาณ 1 แสนล้านดวง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นซากดาวฤกษ์รุ่นก่อนๆ ในกรณีนี้ ฝุ่นเป็นเพียงอนุภาคขนาดเล็กมากของน้ำแข็ง เหล็ก และของแข็งอื่นๆ ที่ควบแน่นในชั้นนอกที่เย็นของดาวฤกษ์และถูกปล่อยออกสู่อวกาศ หากเมฆเย็นและหนาแน่นเพียงพอ เมฆเหล่านั้นจะเริ่มอัดตัวภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ก่อตัวเป็นกระจุกดาว กระบวนการดังกล่าวสามารถคงอยู่ได้ตั้งแต่ 100,000 ถึงหลายล้านปี

ดาวแต่ละดวงถูกล้อมรอบด้วยจานมวลสารที่เหลืออยู่ ซึ่งเพียงพอที่จะก่อตัวดาวเคราะห์ได้ ดิสก์อายุน้อยประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ ในบริเวณด้านในที่ร้อน อนุภาคฝุ่นจะระเหย และในชั้นนอกที่เย็นและทำให้บริสุทธิ์ อนุภาคฝุ่นจะคงอยู่และเติบโตเมื่อไอน้ำควบแน่นบนพวกมัน

นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวฤกษ์อายุน้อยจำนวนมากที่ล้อมรอบด้วยดิสก์ดังกล่าว ดาวฤกษ์อายุระหว่าง 1 ถึง 3 ล้านปีมีจานก๊าซ ในขณะที่ดาวฤกษ์ที่มีอยู่มานานกว่า 10 ล้านปีจะมีจานก๊าซน้อยเพราะก๊าซถูกพัดออกมาจากดาวฤกษ์เกิดใหม่เองหรือโดยดาวสว่างใกล้เคียง ช่วงเวลานี้เป็นยุคแห่งการก่อตัวของดาวเคราะห์อย่างแม่นยำ มวลของธาตุหนักในดิสก์ดังกล่าวเทียบได้กับมวลของธาตุเหล่านี้ในดาวเคราะห์ของระบบสุริยะ ซึ่งเป็นข้อโต้แย้งที่ค่อนข้างหนักแน่นในการป้องกันความจริงที่ว่าดาวเคราะห์ก่อตัวจากดิสก์ดังกล่าว

ผลลัพธ์:ดาวฤกษ์เกิดใหม่รายล้อมไปด้วยก๊าซและฝุ่นละอองขนาดเล็ก (ขนาดไมครอน)

ลูกบอลฝุ่นจักรวาล

แม้แต่ดาวเคราะห์ยักษ์ก็ยังเริ่มต้นจากการเป็นวัตถุฝุ่นขนาดไมครอน (ขี้เถ้าของดาวฤกษ์ที่ตายแล้ว) ที่ลอยอยู่ในจานก๊าซที่หมุนรอบตัว เมื่อมันเคลื่อนออกจากดาวฤกษ์เกิดใหม่ อุณหภูมิของก๊าซจะลดลงและผ่าน "เส้นน้ำแข็ง" ซึ่งเลยจุดนั้นจนกลายเป็นน้ำแข็ง ในระบบสุริยะของเรา เขตแดนนี้จะแยกดาวเคราะห์หินชั้นในออกจากดาวก๊าซยักษ์ชั้นนอก

1. อนุภาคชนกัน เกาะติดกัน และเติบโต
2. อนุภาคขนาดเล็กถูกแก๊สพัดพาไป แต่อนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่ามิลลิเมตรจะเคลื่อนที่ช้าลงและเคลื่อนที่เป็นเกลียวเข้าหาดาวฤกษ์
3. ที่เส้นน้ำแข็ง มีสภาวะที่ทำให้แรงเสียดทานเปลี่ยนทิศทาง อนุภาคมีแนวโน้มที่จะเกาะติดกันและรวมกันเป็นวัตถุที่ใหญ่ขึ้นได้ง่าย - ดาวเคราะห์

2. ดิสก์รับโครงสร้าง

เวลา: ประมาณ 1 ล้านปี

อนุภาคฝุ่นในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์เคลื่อนที่อย่างโกลาหลตามการไหลของก๊าซ ชนกันและบางครั้งก็เกาะติดกันบางครั้งก็พังทลาย เมล็ดฝุ่นดูดซับแสงจากดาวฤกษ์และเปล่งแสงอีกครั้งในอินฟราเรดไกล เพื่อถ่ายเทความร้อนไปยังบริเวณด้านในที่มืดที่สุดของจาน โดยทั่วไปอุณหภูมิ ความหนาแน่น และความดันของก๊าซจะลดลงตามระยะห่างจากดาวฤกษ์ เนื่องจากความสมดุลของความดัน แรงโน้มถ่วง และแรงเหวี่ยง ความเร็วของการหมุนของก๊าซรอบดาวฤกษ์จึงน้อยกว่าความเร็วของวัตถุอิสระในระยะห่างเท่ากัน

ผลก็คือ เม็ดฝุ่นที่มีขนาดใหญ่กว่าสองสามมิลลิเมตรอยู่ข้างหน้ากาซ ดังนั้นลมปะทะจึงทำให้พวกมันช้าลงและบังคับให้พวกมันหมุนวนเข้าหาดาวฤกษ์ ยิ่งอนุภาคเหล่านี้มีขนาดใหญ่ขึ้นเท่าใด พวกมันก็จะเคลื่อนตัวลงเร็วขึ้นเท่านั้น ชิ้นส่วนขนาดเมตรสามารถลดระยะห่างจากดาวฤกษ์ได้ครึ่งหนึ่งในเวลาเพียง 1,000 ปี

เมื่ออนุภาคเข้าใกล้ดาวฤกษ์ พวกมันจะร้อนขึ้น จากนั้นน้ำและสสารอื่นๆ ที่มีจุดเดือดต่ำจะค่อยๆ ระเหยออกไป ระยะทางที่เกิดเหตุการณ์นี้ หรือที่เรียกว่า "เส้นน้ำแข็ง" อยู่ที่ 2-4 หน่วยดาราศาสตร์ (AU) ในระบบสุริยะ นี่เป็นลูกผสมระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีทุกประการ (รัศมีของวงโคจรของโลกคือ 1 AU) เส้นน้ำแข็งแบ่งระบบดาวเคราะห์ออกเป็นพื้นที่ชั้นใน ปราศจากสารระเหยและมีของแข็ง และด้านนอกมีสารระเหยมากมายและมีวัตถุที่เป็นน้ำแข็ง

ที่แนวน้ำแข็งนั้น โมเลกุลของน้ำที่ระเหยจากเม็ดฝุ่นจะสะสมอยู่ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดปรากฏการณ์ทั้งหมด ในภูมิภาคนี้ ช่องว่างเกิดขึ้นในพารามิเตอร์ของก๊าซ และแรงดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความสมดุลของแรงทำให้ก๊าซเร่งการเคลื่อนที่รอบดาวฤกษ์ใจกลาง เป็นผลให้อนุภาคที่ตกลงมาที่นี่ไม่ได้รับอิทธิพลจากลมปะทะ แต่จากลมท้ายที่ผลักพวกมันไปข้างหน้าและหยุดการโยกย้ายของพวกมันลงในดิสก์ และในขณะที่อนุภาคยังคงไหลออกมาจากชั้นนอกของมัน เส้นน้ำแข็งก็กลายเป็นแถบน้ำแข็งที่สะสมอยู่

เมื่ออนุภาคสะสม พวกมันจะชนกันและเติบโต บางส่วนทะลุแนวน้ำแข็งและอพยพเข้าไปด้านในต่อไป เมื่อร้อนขึ้น พวกมันจะเคลือบด้วยโคลนเหลวและโมเลกุลที่ซับซ้อน ทำให้พวกมันเหนียวมากขึ้น บางพื้นที่เต็มไปด้วยฝุ่นจนแรงดึงดูดซึ่งกันและกันของอนุภาคเร่งการเติบโต

ฝุ่นละอองจะค่อยๆ รวมตัวกันเป็นวัตถุขนาดกิโลเมตรที่เรียกว่าดาวเคราะห์ทีซิมัล ซึ่งในขั้นตอนสุดท้ายของการก่อตัวของดาวเคราะห์ จะกวาดเอาฝุ่นดึกดำบรรพ์เกือบทั้งหมด เป็นเรื่องยากที่จะเห็นดาวเคราะห์ดวงน้อยก่อตัวในระบบดาวเคราะห์ แต่นักดาราศาสตร์สามารถคาดเดาการมีอยู่ของพวกมันได้จากเศษซากของการชนกัน (ดู: Ardila D. Invisible planetary system // VMN, No. 7, 2004)

ผลลัพธ์:“บล็อคก่อสร้าง” ยาวหลายกิโลเมตรที่เรียกว่าดาวเคราะห์

การเพิ่มขึ้นของผู้มีอำนาจ

ดาวเคราะห์ที่มีความยาวหลายพันล้านกิโลเมตรก่อตัวขึ้นในระยะที่ 2 จากนั้นรวมตัวกันเป็นวัตถุขนาดเท่าดวงจันทร์หรือโลกที่เรียกว่าเอ็มบริโอ พวกมันจำนวนน้อยมีอิทธิพลเหนือโซนวงโคจรของมัน "ผู้มีอำนาจ" เหล่านี้ในหมู่เอ็มบริโอกำลังต่อสู้เพื่อสารที่เหลืออยู่

3. เอ็มบริโอของดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น

เวลา: ตั้งแต่ 1 ถึง 10 ล้านปี

พื้นผิวที่เป็นหลุมอุกกาบาตของดาวพุธ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์น้อย ไม่ต้องสงสัยเลยว่าระบบดาวเคราะห์เป็นเหมือนสนามยิงปืนระหว่างการก่อตัว การชนกันของดาวเคราะห์น้อยสามารถกระตุ้นทั้งการเติบโตและการทำลายล้างได้ ความสมดุลระหว่างการแข็งตัวและการกระจายตัวส่งผลให้เกิดการกระจายขนาดโดยที่วัตถุขนาดเล็กจะคำนึงถึงพื้นที่ผิวของระบบเป็นหลักและวัตถุขนาดใหญ่จะกำหนดมวลของมัน วงโคจรของวัตถุรอบดาวฤกษ์ในตอนแรกอาจเป็นทรงรี แต่เมื่อเวลาผ่านไป การชะลอตัวของก๊าซและการชนกันจะทำให้วงโคจรกลายเป็นวงโคจร

ในตอนแรก การเติบโตของร่างกายเกิดจากการชนกันแบบสุ่ม แต่ยิ่งดาวเคราะห์น้อยมีขนาดใหญ่เท่าใด แรงโน้มถ่วงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น มันก็จะดูดซับเพื่อนบ้านที่มีมวลต่ำได้เข้มข้นมากขึ้นเท่านั้น เมื่อมวลของดาวเคราะห์ใกล้เคียงเทียบได้กับมวลของดวงจันทร์ แรงโน้มถ่วงของพวกมันจะเพิ่มขึ้นมากจนเขย่าวัตถุที่อยู่รอบๆ และเบนไปด้านข้างก่อนที่จะเกิดการชนด้วยซ้ำ สิ่งนี้จำกัดการเติบโตของพวกเขา นี่คือวิธีที่ "ผู้มีอำนาจ" เกิดขึ้น - เอ็มบริโอของดาวเคราะห์ที่มีมวลใกล้เคียงกันแข่งขันกันเองเพื่อแย่งชิงดาวเคราะห์ที่เหลือ

พื้นที่ให้อาหารของตัวอ่อนแต่ละตัวจะเป็นแถบแคบๆ ตามแนววงโคจรของมัน การเจริญเติบโตจะหยุดลงเมื่อเอ็มบริโอดูดซับดาวเคราะห์ส่วนใหญ่จากบริเวณของมัน เรขาคณิตเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าขนาดของโซนและระยะเวลาการดูดกลืนแสงเพิ่มขึ้นตามระยะห่างจากดาวฤกษ์ ที่ระยะห่าง 1AU เอ็มบริโอจะมีมวล 0.1 มวลโลกภายใน 100,000 ปี ที่ระยะห่าง 5 ส.ค พวกมันไปถึงมวลโลกสี่ก้อนในเวลาไม่กี่ล้านปี เมล็ดอาจมีขนาดใหญ่ขึ้นใกล้กับแนวน้ำแข็งหรือที่ขอบของรอยแยกของดิสก์ซึ่งมีดาวเคราะห์อยู่หนาแน่น

การเติบโตของ "ผู้มีอำนาจ" ทำให้ระบบเต็มไปด้วยร่างกายส่วนเกินที่มุ่งมั่นที่จะกลายเป็นดาวเคราะห์ แต่มีเพียงไม่กี่คนที่ประสบความสำเร็จ ในระบบสุริยะของเรา แม้ว่าดาวเคราะห์จะกระจัดกระจายอยู่ในพื้นที่ขนาดใหญ่ แต่ก็อยู่ใกล้กันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ หากดาวเคราะห์ดวงอื่นที่มีมวลโลกวางอยู่ระหว่างดาวเคราะห์บนพื้นโลก จะทำให้ระบบทั้งหมดไม่สมดุล เช่นเดียวกันอาจกล่าวได้เกี่ยวกับระบบดาวเคราะห์อื่นๆ ที่เรารู้จัก หากคุณเห็นถ้วยกาแฟเต็มจนเต็ม คุณสามารถมั่นใจได้ว่ามีคนเติมกาแฟจนล้นและทำให้ของเหลวหกหก ไม่น่าเป็นไปได้ที่คุณจะเติมภาชนะจนสุดขอบโดยไม่ทำหกหยด มีแนวโน้มว่าระบบดาวเคราะห์จะมีสสารในช่วงเริ่มต้นของชีวิตมากกว่าตอนปลายของชีวิตพอๆ กัน วัตถุบางอย่างถูกโยนออกจากระบบก่อนที่จะถึงจุดสมดุล นักดาราศาสตร์ได้สำรวจดาวเคราะห์ที่บินอย่างอิสระในกระจุกดาวอายุน้อยแล้ว

ผลลัพธ์:“ผู้มีอำนาจ” คือตัวอ่อนของดาวเคราะห์ที่มีมวลตั้งแต่มวลดวงจันทร์จนถึงมวลโลก

การก้าวกระโดดครั้งใหญ่ของระบบดาวเคราะห์

การก่อตัวของก๊าซยักษ์เช่นดาวพฤหัสบดีเป็นช่วงเวลาที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์ของระบบดาวเคราะห์ หากดาวเคราะห์ดังกล่าวก่อตัวขึ้น มันก็จะเริ่มควบคุมทั้งระบบ แต่เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น เอ็มบริโอจะต้องรวบรวมก๊าซเร็วกว่าที่มันหมุนวนเข้าหาศูนย์กลาง

การก่อตัวของดาวเคราะห์ยักษ์ถูกขัดขวางโดยคลื่นที่มันกระตุ้นในก๊าซที่อยู่รอบๆ การกระทำของคลื่นเหล่านี้ไม่สมดุล ทำให้ดาวเคราะห์ช้าลง และทำให้เกิดการอพยพไปยังดาวฤกษ์

ดาวเคราะห์ดึงดูดก๊าซ แต่มันไม่สามารถอยู่ได้จนกว่ามันจะเย็นลง และในช่วงเวลานี้ก็สามารถโคจรเข้าใกล้ดาวฤกษ์ได้ค่อนข้างมาก ดาวเคราะห์ยักษ์อาจไม่ก่อตัวในทุกระบบ

4. กำเนิดก๊าซยักษ์

เวลา: ตั้งแต่ 1 ถึง 10 ล้านปี

ดาวพฤหัสอาจเริ่มต้นด้วยเอ็มบริโอที่มีขนาดใกล้เคียงกับโลก จากนั้นจึงสะสมมวลก๊าซขนาดเท่าโลกอีกประมาณ 300 ก้อน การเติบโตที่น่าประทับใจนี้เกิดจากกลไกการแข่งขันที่หลากหลาย แรงโน้มถ่วงของนิวเคลียสจะดึงดูดก๊าซจากจาน แต่ก๊าซที่หดตัวเข้าหานิวเคลียสจะปล่อยพลังงานออกมาและจะต้องเย็นลงจึงจะตกตะกอน ดังนั้นอัตราการเติบโตจึงถูกจำกัดด้วยความเป็นไปได้ในการทำความเย็น ถ้ามันเกิดขึ้นช้าเกินไป ดาวอาจระเบิดก๊าซกลับเข้าไปในจานก่อนที่เอ็มบริโอจะก่อตัวเป็นบรรยากาศหนาแน่นรอบๆ ตัวมันเอง คอขวดในการกำจัดความร้อนคือการถ่ายโอนรังสีผ่านชั้นนอกของบรรยากาศที่กำลังเติบโต การไหลของความร้อนนั้นถูกกำหนดโดยความทึบของก๊าซ (ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซเป็นหลัก) และการไล่ระดับของอุณหภูมิ (ขึ้นอยู่กับมวลเริ่มต้นของเอ็มบริโอ)

แบบจำลองในยุคแรกๆ แสดงให้เห็นว่าตัวอ่อนของดาวเคราะห์จะต้องมีมวลอย่างน้อย 10 มวลโลกจึงจะเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วเพียงพอ ตัวอย่างขนาดใหญ่ดังกล่าวสามารถเจริญเติบโตได้เฉพาะใกล้แนวน้ำแข็งซึ่งมีสสารจำนวนมากเคยสะสมมาก่อน บางทีนั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมดาวพฤหัสบดีจึงอยู่หลังเส้นนี้ นิวเคลียสขนาดใหญ่สามารถก่อตัวในที่อื่นได้หากดิสก์มีวัสดุมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์มักจะคิด นักดาราศาสตร์ได้สำรวจดาวฤกษ์หลายดวงแล้ว ซึ่งเป็นดิสก์ที่อยู่รอบๆ มีความหนาแน่นมากกว่าที่คาดการณ์ไว้หลายเท่า สำหรับตัวอย่างจำนวนมาก การถ่ายเทความร้อนดูเหมือนจะไม่ใช่ปัญหาร้ายแรง

อีกปัจจัยหนึ่งที่ทำให้การกำเนิดก๊าซยักษ์มีความซับซ้อนก็คือการเคลื่อนที่ของเอ็มบริโอเป็นเกลียวเข้าหาดาวฤกษ์ ในกระบวนการที่เรียกว่าการย้ายถิ่นแบบ Type I เอ็มบริโอจะกระตุ้นคลื่นในจานก๊าซ ซึ่งจะส่งผลต่อการเคลื่อนที่ในวงโคจรของมัน คลื่นติดตามโลก เช่นเดียวกับที่คลื่นติดตามเรือ ก๊าซที่อยู่ด้านนอกของวงโคจรจะหมุนช้ากว่าเอ็มบริโอและดึงกลับ ซึ่งทำให้การเคลื่อนที่ช้าลง และก๊าซภายในวงโคจรก็หมุนเร็วขึ้นและดึงไปข้างหน้าด้วยความเร่ง พื้นที่รอบนอกมีขนาดใหญ่กว่าจึงชนะศึกและทำให้เอ็มบริโอสูญเสียพลังงานและจมลงสู่ศูนย์กลางวงโคจรหลายหน่วยดาราศาสตร์ต่อล้านปี การอพยพนี้มักจะหยุดที่เส้นน้ำแข็ง ที่นี่ลมแก๊สที่พัดเข้ามาจะเปลี่ยนเป็นลมท้ายและเริ่มดันตัวอ่อนไปข้างหน้าเพื่อชดเชยการเบรก บางทีนี่อาจเป็นเหตุผลว่าทำไมดาวพฤหัสบดีถึงอยู่ตรงจุดนั้นด้วย

การเจริญเติบโตของเอ็มบริโอ การอพยพ และการสูญเสียก๊าซจากดิสก์เกิดขึ้นในอัตราที่เกือบจะเท่ากัน กระบวนการใดจะชนะขึ้นอยู่กับโชค เป็นไปได้ว่าเอ็มบริโอหลายรุ่นจะต้องผ่านกระบวนการย้ายถิ่นโดยไม่สามารถเจริญเติบโตได้อย่างสมบูรณ์ ด้านหลัง มีดาวเคราะห์กลุ่มใหม่เคลื่อนจากบริเวณด้านนอกของดิสก์ไปยังศูนย์กลาง และเกิดขึ้นซ้ำๆ จนกระทั่งในที่สุดก๊าซยักษ์ก็ก่อตัวขึ้น หรือจนกว่าก๊าซทั้งหมดจะละลายและก๊าซยักษ์ไม่สามารถก่อตัวได้อีกต่อไป นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสบดีในประมาณ 10% ของดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ที่ศึกษา แกนกลางของดาวเคราะห์ดังกล่าวอาจเป็นตัวอ่อนหายากที่รอดชีวิตจากหลายชั่วอายุคน ซึ่งเป็นตัวอ่อนกลุ่มสุดท้ายของชาวโมฮิแคน

ผลลัพธ์ของกระบวนการทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเริ่มต้นของสาร ประมาณหนึ่งในสามของดาวฤกษ์ที่มีธาตุหนักมีดาวเคราะห์เช่นดาวพฤหัสบดี บางทีดาวฤกษ์ดังกล่าวอาจมีดิสก์หนาแน่น ซึ่งทำให้เกิดเอ็มบริโอขนาดใหญ่ที่ไม่มีปัญหาในการเอาความร้อนออก ในทางกลับกัน ดาวเคราะห์แทบจะไม่ก่อตัวรอบๆ ดาวฤกษ์ที่มีธาตุหนักน้อย

เมื่อถึงจุดหนึ่ง มวลของดาวเคราะห์เริ่มเติบโตอย่างรวดเร็วมาก: ในอีก 1,000 ปี ดาวเคราะห์อย่างดาวพฤหัสบดีจะมีมวลครึ่งหนึ่งของมวลสุดท้าย ในขณะเดียวกันก็ก่อให้เกิดความร้อนมากจนส่องแสงเกือบเหมือนดวงอาทิตย์ กระบวนการนี้จะเสถียรเมื่อดาวเคราะห์มีมวลมากจนทำให้การอพยพแบบ Type I กลายเป็นเรื่องไร้สาระ แทนที่จานจะเปลี่ยนวงโคจรของดาวเคราะห์ ตัวดาวเคราะห์เองก็เริ่มเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของก๊าซในจาน ก๊าซภายในวงโคจรของดาวเคราะห์หมุนเร็วกว่ามัน ดังนั้นแรงโน้มถ่วงของมันจึงทำให้ก๊าซช้าลง และบังคับให้มันตกลงสู่ดาวฤกษ์ซึ่งอยู่ห่างจากดาวเคราะห์ ก๊าซที่อยู่นอกวงโคจรของดาวเคราะห์หมุนช้าลง ดังนั้นดาวเคราะห์จึงเร่งความเร็วขึ้น บังคับให้มันเคลื่อนออกไปด้านนอก และออกห่างจากดาวเคราะห์อีกครั้ง ดังนั้นโลกจึงสร้างความร้าวฉานในดิสก์และทำลายการจัดหาวัสดุก่อสร้าง แก๊สพยายามที่จะเติมมัน แต่แบบจำลองคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ชนะการต่อสู้ที่ระยะห่าง 5 AU มวลของมันเกินกว่ามวลของดาวพฤหัสบดี

มวลวิกฤตนี้ขึ้นอยู่กับยุคสมัย ยิ่งดาวเคราะห์ก่อตัวเร็วเท่าไร การเจริญเติบโตก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากยังมีก๊าซอยู่ในจานอยู่มาก ดาวเสาร์มีมวลน้อยกว่าดาวพฤหัสบดีเพียงเพราะมันก่อตัวขึ้นหลายล้านปีต่อมา นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบการขาดแคลนดาวเคราะห์ที่มีมวลตั้งแต่ 20 มวลโลก (นี่คือมวลของดาวเนปจูน) ไปจนถึง 100 มวลโลก (มวลของดาวเสาร์) นี่อาจเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างภาพวิวัฒนาการขึ้นมาใหม่

ผลลัพธ์:ดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสบดี (หรือขาดไป)

5. ก๊าซยักษ์กำลังกระสับกระส่าย

เวลา: ตั้งแต่ 1 ถึง 3 ล้านปี

น่าแปลกที่ดาวเคราะห์นอกระบบหลายดวงที่ค้นพบในช่วงสิบปีที่ผ่านมาโคจรรอบดาวฤกษ์ของมันในระยะใกล้มาก ใกล้กว่าดาวพุธที่โคจรรอบดวงอาทิตย์มาก สิ่งที่เรียกว่า “ดาวพฤหัสร้อน” เหล่านี้ไม่ได้ก่อตัว ณ จุดที่พวกเขาอยู่ในขณะนี้ เนื่องจากเขตป้อนอาหารในวงโคจรมีขนาดเล็กเกินกว่าที่จะจัดหาวัสดุที่จำเป็นได้ บางทีการดำรงอยู่ของพวกมันอาจจำเป็นต้องมีลำดับเหตุการณ์สามระยะ ซึ่งด้วยเหตุผลบางประการที่ไม่เกิดขึ้นจริงในระบบสุริยะของเรา

ประการแรก ก๊าซยักษ์จะต้องก่อตัวขึ้นในส่วนด้านในของระบบดาวเคราะห์ ใกล้กับเส้นน้ำแข็ง ในขณะที่ยังมีก๊าซอยู่ในดิสก์เพียงพอ แต่เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น ดิสก์จะต้องมีสสารที่เป็นของแข็งจำนวนมาก

ประการที่สอง ดาวเคราะห์ยักษ์ดวงนี้จะต้องย้ายไปยังตำแหน่งปัจจุบัน การย้ายถิ่นแบบที่ 1 ไม่สามารถให้สิ่งนี้ได้ เนื่องจากมันจะทำหน้าที่กับเอ็มบริโอก่อนที่พวกมันจะสะสมก๊าซจำนวนมากเสียอีก แต่การโยกย้ายประเภท II ก็เป็นไปได้เช่นกัน ยักษ์ที่ก่อตัวจะทำให้เกิดการแตกในจานและจำกัดการไหลของก๊าซผ่านวงโคจรของมัน ในกรณีนี้จะต้องต่อสู้กับแนวโน้มของก๊าซปั่นป่วนที่จะแพร่กระจายไปยังบริเวณที่อยู่ติดกันของดิสก์ ก๊าซจะไม่มีวันหยุดไหลเข้าไปในรอยแยก และการแพร่ไปยังดาวฤกษ์ใจกลางจะทำให้ดาวเคราะห์สูญเสียพลังงานในวงโคจร กระบวนการนี้ค่อนข้างช้า: ดาวเคราะห์ต้องใช้เวลาหลายล้านปีในการเคลื่อนย้ายหน่วยดาราศาสตร์หลายแห่ง ดังนั้นดาวเคราะห์จะต้องเริ่มก่อตัวในส่วนด้านในของระบบหากในที่สุดจะเข้าสู่วงโคจรใกล้ดาวฤกษ์ เมื่อดาวเคราะห์ดวงนี้และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ เคลื่อนเข้าด้านใน พวกมันจะดันดาวเคราะห์และเอ็มบริโอที่เหลืออยู่ข้างหน้า ซึ่งอาจสร้าง "โลกร้อน" ในวงโคจรที่ใกล้กับดาวฤกษ์มากขึ้น

ประการที่สาม บางสิ่งบางอย่างจะต้องหยุดการเคลื่อนที่ก่อนที่ดาวเคราะห์จะตกลงสู่ดาวฤกษ์ นี่อาจเป็นสนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์ ทำให้พื้นที่ใกล้ดาวฤกษ์ปลอดจากก๊าซ และหากไม่มีก๊าซการเคลื่อนที่ก็หยุดลง บางทีดาวเคราะห์อาจกระตุ้นกระแสน้ำบนดาวฤกษ์ และในทางกลับกัน พวกมันก็ชะลอการล่มสลายของดาวเคราะห์ แต่เครื่องจำกัดเหล่านี้อาจใช้ไม่ได้กับทุกระบบ ดาวเคราะห์จำนวนมากจึงอาจเคลื่อนที่เข้าหาดาวฤกษ์ต่อไป

ผลลัพธ์:ดาวเคราะห์ยักษ์ในวงโคจรใกล้ (“ดาวพฤหัสร้อน”)

วิธีกอดดาว

ในหลายระบบ ดาวเคราะห์ยักษ์ก่อตัวและเริ่มหมุนวนเข้าหาดาวฤกษ์ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากก๊าซในจานสูญเสียพลังงานเนื่องจากการเสียดสีภายในและตกลงสู่ดาวฤกษ์ ลากดาวเคราะห์ไปด้วย ซึ่งท้ายที่สุดก็จะไปอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากจนทำให้วงโคจรของมันคงที่

6. ดาวเคราะห์ยักษ์ดวงอื่นปรากฏขึ้น

เวลา: ตั้งแต่ 2 ถึง 10 ล้านปี

หากก๊าซยักษ์ดวงหนึ่งสามารถก่อตัวได้ มันก็มีส่วนทำให้เกิดการกำเนิดของก๊าซยักษ์ดวงต่อไป ดาวเคราะห์ยักษ์หลายดวงและบางทีอาจเป็นส่วนใหญ่ที่มีมวลแฝดเท่ากัน ในระบบสุริยะ ดาวพฤหัสบดีช่วยให้ดาวเสาร์ก่อตัวได้เร็วกว่าที่จะเกิดขึ้นหากไม่ได้รับความช่วยเหลือ นอกจากนี้ เขายัง "ยื่นมือช่วยเหลือ" ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน หากปราศจากสิ่งเหล่านี้ พวกเขาก็คงไม่ถึงมวลปัจจุบัน เมื่ออยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ กระบวนการก่อตัวโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากภายนอกจะช้ามาก จานจะสลายก่อนที่ดาวเคราะห์จะมีเวลาในการเพิ่มมวลเสียอีก

ก๊าซยักษ์ใหญ่รายแรกพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์ด้วยเหตุผลหลายประการ ที่ขอบด้านนอกของช่องว่างที่มันก่อตัว โดยทั่วไปสสารจะมีความเข้มข้นด้วยเหตุผลเดียวกับที่แนวน้ำแข็ง: ความแตกต่างของความดันทำให้ก๊าซมีความเร่งและทำหน้าที่เป็นลมพัดผ่านเม็ดฝุ่นและดาวเคราะห์ ทำให้พวกมันหยุดการอพยพจาก บริเวณด้านนอกของดิสก์ นอกจากนี้ แรงโน้มถ่วงของก๊าซยักษ์ดวงแรกมักจะโยนดาวเคราะห์ใกล้เคียงของมันไปยังบริเวณรอบนอกของระบบ ซึ่งเป็นที่ซึ่งดาวเคราะห์ดวงใหม่ได้ก่อตัวขึ้นจากพวกมัน

ดาวเคราะห์รุ่นที่สองถูกสร้างขึ้นจากวัสดุที่รวบรวมโดยก๊าซยักษ์ดวงแรก ในกรณีนี้ ความเร็วมีความสำคัญอย่างยิ่ง: แม้แต่ความล่าช้าเล็กน้อยก็สามารถเปลี่ยนแปลงผลลัพธ์ได้อย่างมาก ในกรณีของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนนั้นมีการสะสมของดาวเคราะห์มากเกินไป เอ็มบริโอมีขนาดใหญ่เกินไปโดยมีมวลโลก 10-20 ก้อน ซึ่งทำให้การสะสมของก๊าซล่าช้าจนแทบไม่มีก๊าซเหลืออยู่ในจาน การก่อตัวของวัตถุเหล่านี้เสร็จสมบูรณ์เมื่อได้รับก๊าซมวลโลกเพียงสองก้อน แต่สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ก๊าซยักษ์อีกต่อไป แต่เป็นยักษ์น้ำแข็ง ซึ่งอาจกลายเป็นประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด

สนามโน้มถ่วงของดาวเคราะห์รุ่นที่สองเพิ่มความโกลาหลในระบบ หากวัตถุเหล่านี้ก่อตัวอยู่ใกล้กันมากเกินไป การมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันและกับจานก๊าซอาจทำให้พวกมันอยู่ในวงโคจรรูปวงรีที่สูงขึ้น ในระบบสุริยะ ดาวเคราะห์มีวงโคจรเกือบเป็นวงกลมและอยู่ห่างจากกันพอสมควร ซึ่งจะทำให้อิทธิพลซึ่งกันและกันลดลง แต่ในระบบดาวเคราะห์อื่นๆ วงโคจรมักจะเป็นรูปวงรี ในบางระบบ พวกมันจะสั่นพ้อง กล่าวคือ คาบการโคจรสัมพันธ์กันเป็นจำนวนเต็มเล็ก ไม่น่าเป็นไปได้ที่สิ่งนี้จะถูกรวมเข้าด้วยกันในระหว่างการก่อตัว แต่มันอาจเกิดขึ้นได้ในระหว่างการอพยพของดาวเคราะห์ เมื่ออิทธิพลแรงโน้มถ่วงซึ่งกันและกันค่อยๆ เชื่อมโยงพวกมันเข้าด้วยกัน ความแตกต่างระหว่างระบบดังกล่าวและระบบสุริยะสามารถกำหนดได้จากการกระจายก๊าซเริ่มต้นที่ต่างกัน

ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่เกิดเป็นกระจุกดาว และมากกว่าครึ่งหนึ่งเป็นดาวคู่ ดาวเคราะห์อาจก่อตัวขึ้นนอกระนาบการโคจรของดวงดาว ในกรณีนี้ แรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ข้างเคียงจะจัดเรียงใหม่และบิดเบือนวงโคจรของดาวเคราะห์อย่างรวดเร็ว ก่อตัวไม่ใช่ระบบแบนเช่นระบบสุริยะของเรา แต่เป็นระบบทรงกลม ชวนให้นึกถึงฝูงผึ้งรอบรัง

ผลลัพธ์:บริษัทดาวเคราะห์ยักษ์

นอกเหนือจากครอบครัว

ก๊าซยักษ์ดวงแรกสร้างเงื่อนไขสำหรับการกำเนิดของก๊าซยักษ์ดวงต่อไป แถบที่เขาเคลียร์นั้นทำหน้าที่เหมือนคูป้อมปราการซึ่งไม่สามารถเอาชนะได้ด้วยสสารที่เคลื่อนจากด้านนอกสู่ศูนย์กลางของดิสก์ มันรวมตัวกันที่ด้านนอกของช่องว่างซึ่งมีดาวเคราะห์ดวงใหม่ก่อตัวขึ้นมา

7. ดาวเคราะห์คล้ายโลกก่อตัว

เวลา: จาก 10 ถึง 100 ล้านปี

นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์เชื่อว่าดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายโลกนั้นมีอยู่ทั่วไปมากกว่าดาวเคราะห์ยักษ์ แม้ว่าการกำเนิดก๊าซยักษ์จะต้องอาศัยความสมดุลที่แม่นยำของกระบวนการที่แข่งขันกัน การก่อตัวของดาวเคราะห์หินจะต้องซับซ้อนกว่ามาก

ก่อนที่จะค้นพบดาวเคราะห์คล้ายโลกนอกระบบสุริยะ เราอาศัยเฉพาะข้อมูลเกี่ยวกับระบบสุริยะเท่านั้น ดาวเคราะห์ภาคพื้นดินทั้งสี่ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร ล้วนประกอบด้วยสสารที่มีจุดเดือดสูง เช่น เหล็กและหินซิลิเกต สิ่งนี้บ่งชี้ว่าพวกมันก่อตัวขึ้นภายในแนวน้ำแข็งและไม่ได้เคลื่อนตัวอย่างเห็นได้ชัด ที่ระยะห่างจากดาวฤกษ์ดังกล่าว เอ็มบริโอของดาวเคราะห์สามารถเจริญเติบโตได้ในจานก๊าซซึ่งมีมวลมากถึง 0.1 เท่าของโลก กล่าวคือ ไม่มากไปกว่าดาวพุธ เพื่อการเติบโตต่อไป วงโคจรของเอ็มบริโอจะต้องตัดกัน จากนั้นพวกมันจะชนกันและรวมตัวกัน เงื่อนไขสำหรับสิ่งนี้เกิดขึ้นหลังจากการระเหยของก๊าซจากดิสก์: ภายใต้อิทธิพลของการรบกวนซึ่งกันและกันในช่วงหลายล้านปี วงโคจรของนิวเคลียสจะขยายออกเป็นวงรีและเริ่มตัดกัน

อธิบายได้ยากกว่านั้นคือระบบจะรักษาเสถียรภาพของตัวเองอีกครั้งได้อย่างไร และดาวเคราะห์ภาคพื้นดินมาอยู่ในวงโคจรเกือบเป็นวงกลมในปัจจุบันได้อย่างไร ก๊าซที่เหลืออยู่จำนวนเล็กน้อยสามารถให้สิ่งนี้ได้ แต่ก๊าซดังกล่าวควรป้องกัน "การหลวม" ของวงโคจรของเอ็มบริโอในช่วงแรก บางที เมื่อดาวเคราะห์ใกล้จะก่อตัวแล้ว ก็ยังคงมีกลุ่มดาวเคราะห์ใกล้เคียงอยู่พอสมควร ในอีก 100 ล้านปีข้างหน้า ดาวเคราะห์จะกวาดดาวเคราะห์บางส่วนออกไปและหันเหดาวเคราะห์ที่เหลืออยู่ไปทางดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ถ่ายโอนการเคลื่อนที่ที่ไม่แน่นอนไปยังดาวเคราะห์ใกล้วาระและเคลื่อนเข้าสู่วงโคจรเป็นวงกลมหรือเกือบเป็นวงกลม

แนวคิดอีกประการหนึ่งก็คืออิทธิพลระยะยาวของแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีทำให้ดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่กำลังก่อตัวอพยพย้ายไปยังพื้นที่ที่มีวัตถุสด อิทธิพลนี้น่าจะมีอิทธิพลมากขึ้นในวงโคจรเรโซแนนซ์ ซึ่งจะค่อยๆ เคลื่อนเข้าด้านในเมื่อดาวพฤหัสบดีเคลื่อนลงมาสู่วงโคจรปัจจุบัน การวัดไอโซโทปรังสีระบุว่าดาวเคราะห์น้อยก่อตัวครั้งแรก (4 ล้านปีหลังจากการก่อตัวของดวงอาทิตย์) จากนั้นดาวอังคาร (10 ล้านปีต่อมา) และต่อมาโลก (50 ล้านปีต่อมา) ราวกับว่าคลื่นที่ดาวพฤหัสยกขึ้นมาผ่านระบบสุริยะ . หากไม่พบสิ่งกีดขวาง มันคงจะเคลื่อนดาวเคราะห์โลกทั้งหมดไปยังวงโคจรของดาวพุธ พวกเขาจัดการเพื่อหลีกเลี่ยงชะตากรรมอันน่าเศร้าเช่นนี้ได้อย่างไร? บางทีพวกมันอาจมีขนาดใหญ่เกินไปแล้ว และดาวพฤหัสบดีไม่สามารถเคลื่อนย้ายพวกมันได้มากนัก หรือบางทีการปะทะที่รุนแรงอาจทำให้พวกมันหลุดพ้นจากอิทธิพลของดาวพฤหัสบดี

โปรดทราบว่านักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์จำนวนมากไม่ได้ถือว่าบทบาทของดาวพฤหัสบดีเป็นตัวชี้ขาดในการก่อตัวของดาวเคราะห์ที่เป็นหิน ดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์ส่วนใหญ่ไม่มีดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัส แต่มีดิสก์ฝุ่นอยู่รอบตัว ซึ่งหมายความว่ามีดาวเคราะห์และเอ็มบริโอของดาวเคราะห์อยู่ที่นั่น ซึ่งวัตถุอย่างเช่นโลกสามารถก่อตัวขึ้นมาได้ คำถามหลักที่ผู้สังเกตการณ์ต้องตอบในทศวรรษหน้าคือ มีกี่ระบบที่มีโลกแต่ไม่มีดาวพฤหัสบดี

ยุคที่สำคัญที่สุดสำหรับโลกของเราคือช่วงระหว่าง 30 ถึง 100 ล้านปีหลังจากการก่อตัวของดวงอาทิตย์ เมื่อตัวอ่อนขนาดเท่าดาวอังคารชนเข้ากับโลกก่อนเกิดและก่อให้เกิดเศษซากจำนวนมหาศาลซึ่งมาจากดวงจันทร์ แน่นอนว่าผลกระทบอันทรงพลังเช่นนี้ทำให้สสารจำนวนมหาศาลกระจัดกระจายไปทั่วระบบสุริยะ ดังนั้นดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายโลกในระบบอื่นก็อาจมีดาวเทียมได้เช่นกัน การระเบิดที่รุนแรงนี้ควรจะทำลายบรรยากาศปฐมภูมิของโลก บรรยากาศในปัจจุบันส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากก๊าซที่ติดอยู่ในดาวเคราะห์น้อย โลกถูกสร้างขึ้นจากพวกมันและต่อมาก๊าซนี้ก็ออกมาระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ

ผลลัพธ์:ดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน

อธิบายการเคลื่อนที่ที่ไม่เป็นวงกลม

ในระบบสุริยะชั้นใน เอ็มบริโอของดาวเคราะห์ไม่สามารถเติบโตได้โดยการจับก๊าซ ดังนั้นพวกมันจึงต้องรวมตัวเข้าด้วยกัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ วงโคจรของพวกมันจะต้องตัดกัน ซึ่งหมายความว่าบางสิ่งบางอย่างจะต้องขัดขวางการเคลื่อนที่แบบวงกลมในตอนแรกของมัน

เมื่อเอ็มบริโอก่อตัว วงโคจรที่เป็นวงกลมหรือเกือบเป็นวงกลมจะไม่ตัดกัน

ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงของเอ็มบริโอที่มีต่อกันและกับดาวเคราะห์ยักษ์รบกวนวงโคจร

เอ็มบริโอรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ประเภทโลก มันจะกลับสู่วงโคจรเป็นวงกลม ผสมก๊าซที่เหลือและกระจายดาวเคราะห์ที่เหลือ

8. การดำเนินการกวาดล้างเริ่มต้นขึ้น

เวลา: จาก 50 ล้านถึง 1 พันล้านปี

เมื่อมาถึงจุดนี้ ระบบดาวเคราะห์ก็เกือบจะก่อตัวขึ้นแล้ว กระบวนการเล็กๆ น้อยๆ อีกหลายกระบวนการดำเนินต่อไป เช่น การแตกสลายของกระจุกดาวที่อยู่รอบๆ ซึ่งสามารถทำลายวงโคจรของดาวเคราะห์ด้วยแรงโน้มถ่วงของมัน ความไม่เสถียรภายในที่เกิดขึ้นหลังจากที่ดาวฤกษ์พังจานก๊าซของมันในที่สุด และในที่สุดก็มีการแพร่กระจายของดาวเคราะห์ที่เหลือโดยดาวเคราะห์ยักษ์ต่อไป ในระบบสุริยะ ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนจะผลักดาวเคราะห์ออกไปด้านนอก เข้าสู่แถบไคเปอร์ หรือไปทางดวงอาทิตย์ และดาวพฤหัสบดีซึ่งมีแรงโน้มถ่วงอันทรงพลังส่งพวกมันไปยังเมฆออร์ตไปยังขอบสุดของขอบเขตอิทธิพลโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ เมฆออร์ตอาจมีมวลโลกประมาณ 100 มวล ในบางครั้ง ดาวเคราะห์กึ่งดาวเคราะห์จากแถบไคเปอร์หรือเมฆออร์ตจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์และก่อตัวเป็นดาวหาง

ด้วยการกระเจิงดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์เองก็เคลื่อนตัวเล็กน้อย และอาจอธิบายการซิงโครไนซ์วงโคจรของดาวพลูโตและดาวเนปจูนได้ เป็นไปได้ว่าครั้งหนึ่งวงโคจรของดาวเสาร์เคยอยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีมากขึ้น แต่จากนั้นก็เคลื่อนออกจากดาวพฤหัสบดี นี่อาจเกี่ยวข้องกับสิ่งที่เรียกว่ายุคการทิ้งระเบิดในช่วงปลาย - ช่วงเวลาของการชนอย่างรุนแรงกับดวงจันทร์ (และเห็นได้ชัดว่ากับโลก) ซึ่งเริ่มต้น 800 ล้านปีหลังจากการก่อตัวของดวงอาทิตย์ ในบางระบบ การชนกันครั้งใหญ่ของดาวเคราะห์ที่ก่อตัวแล้วสามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงปลายของการพัฒนา

ผลลัพธ์:การสิ้นสุดของการก่อตัวของดาวเคราะห์และดาวหาง

ผู้ส่งสารจากอดีต

อุกกาบาตไม่ได้เป็นเพียงหินอวกาศ แต่เป็นฟอสซิลในอวกาศ ตามที่นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์กล่าวว่าสิ่งเหล่านี้เป็นเพียงหลักฐานที่จับต้องได้ของการกำเนิดของระบบสุริยะ เชื่อกันว่าสิ่งเหล่านี้คือชิ้นส่วนของดาวเคราะห์น้อยซึ่งเป็นเศษดาวเคราะห์น้อยที่ไม่เคยมีส่วนร่วมในการก่อตัวของดาวเคราะห์และยังคงแข็งตัวตลอดไป องค์ประกอบของอุกกาบาตสะท้อนถึงทุกสิ่งที่เกิดขึ้นกับร่างกายของพวกมัน เป็นเรื่องน่าทึ่งที่พวกเขาแสดงร่องรอยอิทธิพลโน้มถ่วงอันยาวนานของดาวพฤหัสบดี

เห็นได้ชัดว่าอุกกาบาตที่เป็นเหล็กและเต็มไปด้วยหินก่อตัวขึ้นในดาวเคราะห์ที่เกิดการละลาย ส่งผลให้เหล็กแยกออกจากซิลิเกต เหล็กหนักจมลงในแกนกลาง และมีซิลิเกตเบาสะสมอยู่ที่ชั้นนอก นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าความร้อนนั้นเกิดจากการสลายของไอโซโทปอะลูมิเนียม-26 ซึ่งมีครึ่งชีวิต 700,000 ปี การระเบิดของซุปเปอร์โนวาหรือดาวฤกษ์ใกล้เคียงอาจทำให้เมฆก่อกำเนิดสุริยะ "ปนเปื้อน" ด้วยไอโซโทปนี้ ซึ่งส่งผลให้เมฆเข้าสู่ดาวเคราะห์รุ่นแรกในระบบสุริยะในปริมาณมาก

อย่างไรก็ตามอุกกาบาตที่เป็นเหล็กและหินนั้นหาได้ยาก ส่วนใหญ่ประกอบด้วย chondrules ซึ่งเป็นธัญพืชขนาดเล็กมิลลิเมตร อุกกาบาตเหล่านี้ - คอนไดรต์ - เกิดขึ้นก่อนดาวเคราะห์และไม่เคยละลายเลย ดูเหมือนว่าดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่ไม่เกี่ยวข้องกับดาวเคราะห์น้อยรุ่นแรก ซึ่งน่าจะหลุดออกจากระบบโดยอิทธิพลของดาวพฤหัสบดี นักดาวเคราะห์น้อยได้คำนวณว่าบริเวณแถบดาวเคราะห์น้อยในปัจจุบันก่อนหน้านี้มีสสารมากกว่าที่เป็นอยู่ในตอนนี้หลายพันเท่า อนุภาคที่หลุดออกจากเงื้อมมือของดาวพฤหัสหรือเข้าไปในแถบดาวเคราะห์น้อยในเวลาต่อมาก็รวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ดวงใหม่ แต่เมื่อถึงเวลานั้นพวกมันก็มีอะลูมิเนียม-26 เหลืออยู่เพียงเล็กน้อย ดังนั้นจึงไม่มีวันละลาย องค์ประกอบไอโซโทปของคอนไดรต์แสดงให้เห็นว่าพวกมันก่อตัวขึ้นหลังจากการก่อตัวของระบบสุริยะประมาณ 2 ล้านปี

โครงสร้างคล้ายแก้วของคอนดรูลบางชนิดบ่งบอกว่าก่อนที่พวกมันจะเข้าสู่ดาวเคราะห์ พวกมันถูกทำให้ร้อนอย่างรวดเร็ว ละลาย และเย็นลงอย่างรวดเร็ว คลื่นที่ขับเคลื่อนการอพยพของวงโคจรในช่วงแรกของดาวพฤหัสจะต้องกลายเป็นคลื่นกระแทกและอาจก่อให้เกิดความร้อนขึ้นอย่างกะทันหัน

ไม่มีแผนเดียว

ก่อนยุคแห่งการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ เราทำได้เพียงศึกษาระบบสุริยะเท่านั้น แม้ว่าสิ่งนี้จะทำให้เราเข้าใจจุลฟิสิกส์ของกระบวนการที่สำคัญที่สุด แต่เราก็ไม่รู้เส้นทางการพัฒนาของระบบอื่นเลย ดาวเคราะห์อันน่าทึ่งหลากหลายชนิดที่ค้นพบในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาได้ขยายขอบเขตความรู้ของเราอย่างมาก เรากำลังเริ่มเข้าใจว่าดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเป็นดาวเคราะห์ก่อกำเนิดรุ่นสุดท้ายที่ยังมีชีวิตอยู่ ซึ่งมีประสบการณ์การก่อตัว การอพยพ การทำลายล้าง และวิวัฒนาการแบบไดนามิกอย่างต่อเนื่อง ลำดับสัมพัทธ์ในระบบสุริยะของเราไม่สามารถสะท้อนถึงแผนทั่วไปใดๆ ได้

จากการพยายามค้นหาว่าระบบสุริยะของเราก่อตัวอย่างไรในอดีตอันไกลโพ้น นักทฤษฎีได้หันมาค้นคว้าวิจัยที่ทำให้สามารถคาดการณ์เกี่ยวกับคุณสมบัติของระบบที่ยังไม่ถูกค้นพบซึ่งอาจจะถูกค้นพบในอนาคตอันใกล้นี้ จนถึงขณะนี้ ผู้สังเกตการณ์สังเกตเห็นเพียงดาวเคราะห์ที่มีมวลเรียงลำดับดาวพฤหัสบดีใกล้ดาวฤกษ์ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์เท่านั้น ด้วยเครื่องมือรุ่นใหม่ พวกเขาจะสามารถค้นหาวัตถุประเภทพื้นดินได้ ซึ่งตามทฤษฎีการสะสมมวลสารต่อเนื่องนั้นควรจะแพร่หลาย นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์เพิ่งเริ่มตระหนักว่าโลกในจักรวาลมีความหลากหลายเพียงใด

การแปล: V. G. Surdin

วรรณกรรมเพิ่มเติม:
1) มุ่งสู่แบบจำลองกำหนดการก่อตัวของดาวเคราะห์ เอส.ไอดา และ ดี.เอ็น.ซี. หลินในวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ฉบับที่ 604 เลขที่ 1 หน้า 388-413; มีนาคม 2547
2) การก่อตัวของดาวเคราะห์: ทฤษฎี การสังเกต และการทดลอง เรียบเรียงโดย Hubert Klahr และ Wolfgang Brandner สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, 2549
3) Alven H., Arrhenius G. วิวัฒนาการของระบบสุริยะ อ.: มีร์, 2522.
4) Vityazev A.V., Pechernikova G.V., Safronov V.S. ดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน: กำเนิดและวิวัฒนาการในยุคแรก อ.: เนากา, 1990.

นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาโลกคุ้นเคยกับการทำงานในช่วงเวลาและพื้นที่ที่แตกต่างกัน เพื่อที่จะได้คำตอบสำหรับคำถามที่ว่าดาวเคราะห์โลกถูกสร้างขึ้นมาได้อย่างไร จึงมีการวิจัยทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากที่กำลังดำเนินการอยู่ มิติทางกายภาพของวัตถุที่ใช้ในการศึกษาแตกต่างกันไปตั้งแต่ระดับโลกจนถึงระดับจุลทรรศน์ ตั้งแต่มวลของสสารที่มีปริมาตรลูกบาศก์กิโลเมตรไปจนถึงปริภูมิระหว่างอะตอมที่วัดได้ในอังสตรอม เมื่อแก้ไขปัญหาทางวิทยาศาสตร์ เรามักจะต้องจัดการกับสเกลเชิงเส้นที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น แผ่นดินไหวที่เกิดจากการเคลื่อนตัวของหินตามแนวรอยเลื่อนที่ระยะห่างหลายเซนติเมตร กระตุ้นให้เกิดคลื่นแผ่นดินไหวที่แผ่ขยายออกไปหลายพันกิโลเมตรในโลก

นอกจากนี้ หน่วยของเวลาในธรณีวิทยายังอ้างอิงถึงปรากฏการณ์ระยะสั้น เช่น แผ่นดินไหว การปะทุของภูเขาไฟ หรืออุกกาบาตที่พุ่งชนเท่านั้น แต่ยังหมายรวมถึงเหตุการณ์ที่ยืดเยื้อนับสิบและร้อยด้วย (เช่น แม่น้ำคดเคี้ยว) หลายพัน (ธารน้ำแข็ง) ล้าน (ล่องลอยของทวีป ) และแม้กระทั่งหลายพันล้านปี (การก่อตัวของบรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนในปัจจุบัน) และในกรณีนี้ กระบวนการเดียวกัน เช่น การผุกร่อน สามารถศึกษาได้อีกครั้งในช่วงเวลาที่หลากหลาย ตั้งแต่นาทีและชั่วโมงของการทดลองในห้องปฏิบัติการ ซึ่งในระหว่างนั้นจะมีการวัดอัตราการละลายของแร่ธาตุ ไปจนถึงหลายพัน ปีที่จำเป็นสำหรับการสร้างดิน

พารามิเตอร์ของพื้นที่และเวลาทางธรณีวิทยาซึ่งนำมารวมกันต่างๆ ก่อให้เกิดหัวข้อของบทความนี้ รวมถึงความหลากหลายของการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญและสำคัญน้อยกว่าที่เกิดขึ้นและยังคงเกิดขึ้นต่อไปในประวัติศาสตร์ของโลก นักธรณีวิทยา นักสมุทรศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ที่ศึกษาโลกเป็นครั้งคราวมีความปรารถนาที่จะถือว่าโลกเป็นเครื่องจักรหรือแม้แต่สิ่งมีชีวิต การเปรียบเทียบกับเครื่องจักรสะท้อนให้เห็นถึงคุณลักษณะที่สำคัญอย่างหนึ่งของไดนามิกของโลก แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่สังเกตได้ในช่วงเวลาและพื้นที่ต่างกันมาก แต่โลกโดยรวมก็ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงอย่างน่าทึ่ง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เป็นที่ชัดเจนว่าส่วนประกอบขนาดใหญ่ของโลก เช่น แกนกลาง เนื้อโลก เปลือกโลก มหาสมุทร และบรรยากาศ ถือได้ว่าเป็นระบบที่ซับซ้อนและมีปฏิกิริยาโต้ตอบ โดยมีการถ่ายโอนสสารเป็นวัฏจักรจากแหล่งกักเก็บแห่งหนึ่งไปยังอีกแหล่งหนึ่ง แบบจำลองทางกลของโลกในฐานะระบบวัฏจักรอันกว้างใหญ่เทียบได้กับแบบจำลองทางสรีรวิทยาของสมดุลไดนามิกที่เรียกว่าสภาวะสมดุล

ลำดับชั้นของมาตราส่วนในงานของนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังศึกษาโลกอาจอธิบายได้ดีที่สุดโดยกระบวนการสร้างแผนที่ทางธรณีวิทยา ซึ่งเป็นการกระทำที่สร้างสรรค์ซึ่งใช้วลีทางธรณีวิทยาที่ไม่ได้ใช้ทั้งหมด สามารถกำหนดลักษณะเป็นการแสดงภาพในระบบพิกัดของ พื้นผิวโลกของตำแหน่งของชั้นหินในยุคต่างๆ ขั้นตอนแรกในการทำแผนที่ทางธรณีวิทยาคือการทำงานภาคสนามเพื่อระบุลักษณะสำคัญสองประการของหิน ได้แก่ องค์ประกอบและอายุ ในโขดหินทั่วไป โดยทั่วไปจะสามารถสังเกตความสัมพันธ์ระดับเล็กๆ เท่านั้นในระยะทางที่มีหน่วยเป็นเมตร แผนที่ทางธรณีวิทยาทั่วไปของพื้นที่นั้นรวบรวมจากชุดการสังเกตประเภทนี้โดยใช้ เช่นเดียวกับการสร้างกราฟ เทคนิคการประมาณค่าและการประมาณค่า และการแสดงองค์ประกอบต่างๆ ตามมาตราส่วนของแผนที่ บนแผนที่สำหรับพื้นที่ 200 กม. 2 คุณจะเห็นเครือข่ายแม่น้ำและรอยพับและรอยแตกที่มีลักษณะเฉพาะบนพื้นหิน ข้อมูลมากมายที่ได้รับจากการศึกษาโขดหินแต่ละก้อนถูกเสียสละเพื่อแสดงให้เห็นลักษณะที่ใหญ่ขึ้น บนแผนที่ของพื้นที่ครอบคลุมหลายพันตารางกิโลเมตร องค์ประกอบที่มีขนาดใหญ่กว่าเริ่มปรากฏขึ้น: ที่ราบสูง ภูเขา ที่ราบ ระบบแม่น้ำทั้งหมด รูปทรงของหุบเขาที่แตกแยก ทะเลสาบน้ำแข็ง บนแผนที่ของทวีปและแผนที่ที่ครอบคลุมทั่วโลก จะมองเห็นโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดของพื้นผิวทวีปซึ่งเป็นเทือกเขาหลักได้ ไม่ว่าในกรณีใด เมื่อทำการสรุปรูปภาพเพื่อย้ายไปยังแผนที่ขนาดเล็ก เคล็ดลับก็คือการกำหนดรายละเอียดที่ควรละทิ้งไป กล่าวอีกนัยหนึ่งสาระสำคัญของการวิเคราะห์ทางธรณีวิทยาในขั้นตอนนี้คือการแยก "สัญญาณ" ที่เราสนใจออกจาก "เสียงรบกวน" เสมอ

ประวัติศาสตร์โลกของเรายังคงมีความลึกลับมากมาย นักวิทยาศาสตร์จากสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสาขาต่างๆ มีส่วนร่วมในการศึกษาพัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก

เชื่อกันว่าโลกของเรามีอายุประมาณ 4.54 พันล้านปี ช่วงเวลาทั้งหมดนี้มักจะแบ่งออกเป็นสองระยะหลัก: Phanerozoic และ Precambrian ระยะเหล่านี้เรียกว่ามหายุคหรือมหายุค ในทางกลับกัน มหายุคต่างๆ ถูกแบ่งออกเป็นหลายยุคสมัย ซึ่งแต่ละยุคสมัยมีความแตกต่างกันด้วยชุดของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสถานะทางธรณีวิทยา ชีววิทยา และชั้นบรรยากาศของโลก

1. พรีแคมเบรียน หรือ คริปโตโซอิกเป็นมหากัป (ช่วงเวลาในการพัฒนาของโลก) ครอบคลุมประมาณ 3.8 พันล้านปี กล่าวคือ พรีแคมเบรียนคือการพัฒนาของโลกตั้งแต่ช่วงเวลาของการก่อตัว การก่อตัวของเปลือกโลก ยุคก่อนมหาสมุทร และการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลก ในตอนท้ายของยุคพรีแคมเบรียน สิ่งมีชีวิตที่มีการจัดระเบียบสูงและมีโครงกระดูกที่พัฒนาแล้วได้แพร่หลายไปทั่วโลกแล้ว

มหาราชประกอบด้วยมหายุคใหม่อีกสองแห่ง - คาทาร์เคียนและอาร์เคียน ยุคหลังมี 4 ยุค

1. คาทาร์เฮย์- นี่คือช่วงเวลาของการก่อตัวของโลก แต่ยังไม่มีแกนกลางหรือเปลือกโลก ดาวเคราะห์ดวงนี้ยังคงเป็นร่างกายของจักรวาลที่เย็นชา นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าในช่วงเวลานี้มีน้ำบนโลกอยู่แล้ว Catarchean มีอายุประมาณ 600 ล้านปี

2. อาร์เคียครอบคลุมระยะเวลา 1.5 พันล้านปี ในช่วงเวลานี้ โลกยังไม่มีออกซิเจน และเกิดการสะสมของกำมะถัน เหล็ก กราไฟต์ และนิกเกิล ไฮโดรสเฟียร์และชั้นบรรยากาศเป็นเปลือกก๊าซไอเพียงก้อนเดียวที่ห่อหุ้มโลกด้วยเมฆหนาทึบ รังสีของดวงอาทิตย์ไม่สามารถทะลุผ่านม่านนี้ได้ดังนั้นความมืดจึงครอบงำบนโลกนี้ 2.1 2.1. อออาร์เชียน- นี่เป็นยุคทางธรณีวิทยายุคแรกที่กินเวลาประมาณ 400 ล้านปี เหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดของ Eoarchean คือการก่อตัวของไฮโดรสเฟียร์ แต่ยังมีน้ำอยู่เพียงเล็กน้อย อ่างเก็บน้ำแยกจากกันและยังไม่รวมเข้ากับมหาสมุทรโลก ในเวลาเดียวกัน เปลือกโลกก็แข็งตัว แม้ว่าดาวเคราะห์น้อยจะยังคงโจมตีโลกอยู่ก็ตาม ในตอนท้ายของ Eoarchean มหาทวีปแรกในประวัติศาสตร์ของโลก Vaalbara ได้ก่อตัวขึ้น

2.2 ยุคพาลีโออาร์เชียน- ยุคถัดไปซึ่งกินเวลาประมาณ 400 ล้านปีเช่นกัน ในช่วงเวลานี้ แกนโลกจะก่อตัวขึ้น และความแรงของสนามแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้น หนึ่งวันบนโลกนี้กินเวลาเพียง 15 ชั่วโมง แต่ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศเพิ่มขึ้นเนื่องจากกิจกรรมของแบคทีเรียที่เกิดขึ้นใหม่ พบซากสิ่งมีชีวิตยุค Paleoarchaean รูปแบบแรกๆ เหล่านี้ในออสเตรเลียตะวันตก

2.3 ยุคเมโสอาร์เชียนมีอายุประมาณ 400 ล้านปีเช่นกัน ในช่วงยุค Mesoarchean โลกของเราถูกปกคลุมไปด้วยมหาสมุทรน้ำตื้น พื้นที่ดินเป็นเกาะภูเขาไฟขนาดเล็ก แต่ในช่วงเวลานี้การก่อตัวของเปลือกโลกเริ่มต้นขึ้นและกลไกของการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกเริ่มต้นขึ้น ในตอนท้ายของ Mesoarchean ยุคน้ำแข็งครั้งแรกเกิดขึ้น ในระหว่างที่หิมะและน้ำแข็งก่อตัวครั้งแรกบนโลก สายพันธุ์ทางชีวภาพยังคงแสดงโดยแบคทีเรียและรูปแบบชีวิตของจุลินทรีย์

2.4 ยุคนีโออาร์เชียน- ยุคสุดท้ายของมหายุค Archean ซึ่งมีอายุประมาณ 300 ล้านปี อาณานิคมของแบคทีเรียในเวลานี้ก่อให้เกิดสโตรมาโตไลต์ (กลุ่มหินปูน) แรกบนโลก เหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดของยุคนีโออาร์เชียนคือการก่อตัวของการสังเคราะห์ด้วยแสงของออกซิเจน

ครั้งที่สอง โปรเทโรโซอิก- หนึ่งในช่วงเวลาที่ยาวนานที่สุดในประวัติศาสตร์ของโลก ซึ่งโดยปกติจะแบ่งออกเป็นสามยุค ในช่วงโปรเทโรโซอิก ชั้นโอโซนปรากฏขึ้นเป็นครั้งแรก และมหาสมุทรโลกก็มีปริมาณเกือบถึงระดับปัจจุบัน และหลังจากการเยือกแข็งของฮูโรเนียนอันยาวนาน สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์รูปแบบแรกก็ปรากฏบนโลก - เห็ดและฟองน้ำ โปรเทโรโซอิกมักแบ่งออกเป็น 3 ยุค ซึ่งแต่ละยุคมีหลายยุค

3.1 พาลีโอ-โปรเทโรโซอิก- ยุคแรกของโปรเทโรโซอิกซึ่งเริ่มขึ้นเมื่อ 2.5 พันล้านปีก่อน ในเวลานี้ เปลือกโลกได้ก่อตัวขึ้นอย่างสมบูรณ์แล้ว แต่รูปแบบชีวิตก่อนหน้านี้เกือบจะตายไปเนื่องจากมีปริมาณออกซิเจนเพิ่มขึ้น ช่วงนี้เรียกว่าหายนะออกซิเจน เมื่อสิ้นสุดยุคนั้น ยูคาริโอตแรกปรากฏบนโลก

3.2 เมโซ-โปรเทโรโซอิกกินเวลาประมาณ 600 ล้านปี เหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดของยุคนี้: การก่อตัวของมวลทวีป, การก่อตัวของ supercontinent Rodinia และวิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

3.3 นีโอโปรเทโรโซอิก- ในช่วงเวลานี้ Rodinia แบ่งออกเป็นประมาณ 8 ส่วน Superocean ของ Mirovia หมดสิ้นไป และเมื่อสิ้นสุดยุคนั้น โลกถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งเกือบถึงเส้นศูนย์สูตร ในยุค Neoproterozoic สิ่งมีชีวิตเริ่มได้รับเปลือกแข็งเป็นครั้งแรกซึ่งต่อมาจะทำหน้าที่เป็นพื้นฐานของโครงกระดูก

สาม. ยุคพาลีโอโซอิก- ยุคแรกของมหายุคฟาเนโรโซอิก ซึ่งเริ่มต้นเมื่อประมาณ 541 ล้านปีก่อน และกินเวลาประมาณ 289 ล้านปี นี่คือยุคของการเกิดขึ้นของชีวิตโบราณ มหาทวีป Gondwana รวมทวีปทางตอนใต้เข้าด้วยกัน หลังจากนั้นไม่นาน ดินแดนที่เหลือก็รวมเข้าด้วยกัน และ Pangaea ก็ปรากฏตัวขึ้น เขตภูมิอากาศเริ่มก่อตัวขึ้น พืชและสัตว์ต่างๆ ส่วนใหญ่เป็นสัตว์ทะเล ในช่วงท้ายของยุค Paleozoic เท่านั้นที่การพัฒนาที่ดินเริ่มต้นขึ้นและสัตว์มีกระดูกสันหลังกลุ่มแรกก็ปรากฏตัวขึ้น

ยุค Paleozoic แบ่งตามอัตภาพออกเป็น 6 ยุค

1. ยุคแคมเบรียนกินเวลา 56 ล้านปี ในช่วงเวลานี้ หินหลักจะก่อตัวขึ้น และโครงกระดูกแร่จะปรากฏขึ้นในสิ่งมีชีวิต และเหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดของ Cambrian คือการเกิดขึ้นของสัตว์ขาปล้องตัวแรก

2. ยุคออร์โดวิเชียน- ยุคที่สองของยุค Paleozoic ซึ่งกินเวลา 42 ล้านปี นี่คือยุคของการก่อตัวของหินตะกอน ฟอสฟอไรต์ และหินน้ำมัน โลกออร์แกนิกของออร์โดวิเชียนนั้นมีสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลและสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน

3. ยุคไซลูเรียนครอบคลุมอีก 24 ล้านปีข้างหน้า ในเวลานี้สิ่งมีชีวิตเกือบ 60% ที่มีอยู่ก่อนตายไป แต่ปลากระดูกอ่อนและกระดูกตัวแรกในประวัติศาสตร์ของโลกก็ปรากฏตัวขึ้น บนบก Silurian มีลักษณะของพืชที่มีท่อลำเลียง มหาทวีปกำลังเคลื่อนตัวเข้ามาใกล้กันมากขึ้น และก่อตัวเป็นลอเรเซีย เมื่อสิ้นสุดยุคน้ำแข็ง น้ำแข็งละลาย ระดับน้ำทะเลเพิ่มสูงขึ้น และสภาพอากาศก็อบอุ่นขึ้น

4. ยุคดีโวเนียนโดดเด่นด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของรูปแบบชีวิตต่าง ๆ และการพัฒนาระบบนิเวศน์ใหม่ ยุคดีโวเนียนครอบคลุมช่วงเวลา 60 ล้านปี สัตว์มีกระดูกสันหลัง แมงมุม และแมลงชนิดแรกบนโลกปรากฏขึ้น สัตว์ซูชิพัฒนาปอด แม้ว่าปลาจะยังคงมีอำนาจเหนือกว่า อาณาจักรพืชพรรณในยุคนี้เป็นตัวแทนของโพรเฟิร์น หางม้า มอส และกอสเปิร์ม

5. ยุคคาร์บอนิเฟอรัสมักเรียกว่าคาร์บอน ในเวลานี้ ลอเรเซียปะทะกับกอนด์วานา และแพนเจียมหาทวีปใหม่ก็ปรากฏตัวขึ้น มหาสมุทรใหม่ก็ก่อตัวขึ้นเช่นกัน - เทธิส นี่คือช่วงเวลาของการปรากฏตัวของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลื้อยคลานกลุ่มแรก

6. ยุคเพอร์เมียน- ยุคสุดท้ายของยุคพาลีโอโซอิก สิ้นสุดเมื่อ 252 ล้านปีก่อน เชื่อกันว่าในเวลานี้ดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ตกลงมาบนโลกซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างมีนัยสำคัญและการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตเกือบ 90% ดินแดนส่วนใหญ่ปกคลุมไปด้วยทรายและมีทะเลทรายที่กว้างขวางที่สุดเท่าที่เคยมีมาในประวัติศาสตร์การพัฒนาโลก

IV. มีโซโซอิก- ยุคที่สองของมหายุค Phanerozoic ซึ่งกินเวลาเกือบ 186 ล้านปี ในเวลานี้ทวีปต่างๆได้รับโครงร่างที่เกือบจะทันสมัย สภาพภูมิอากาศที่อบอุ่นมีส่วนทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เฟิร์นยักษ์หายไปและถูกแทนที่ด้วยแองจิโอสเปิร์ม มีโซโซอิกเป็นยุคของไดโนเสาร์และการเกิดขึ้นของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดแรก

ยุคมีโซโซอิกแบ่งออกเป็น 3 ยุค ได้แก่ ยุคไทรแอสซิก จูราสสิก และยุคครีเทเชียส

1. ช่วงไทรแอสซิกกินเวลาเพียงกว่า 50 ล้านปี ในเวลานี้ แพงเจียเริ่มแตกตัว และทะเลภายในก็ค่อยๆ เล็กลงและแห้งไป สภาพอากาศไม่รุนแรง แบ่งโซนไม่ชัดเจน พืชเกือบครึ่งหนึ่งบนแผ่นดินหายไปเมื่อทะเลทรายแผ่ขยายออกไป และในอาณาจักรแห่งสัตว์ต่างๆ สัตว์เลื้อยคลานเลือดอุ่นและสัตว์บกตัวแรกก็ปรากฏตัวขึ้น ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นบรรพบุรุษของไดโนเสาร์และนก

2. จูราสสิกครอบคลุมช่วง 56 ล้านปี โลกมีสภาพอากาศชื้นและอบอุ่น แผ่นดินปกคลุมไปด้วยดงเฟิร์น ต้นสน ต้นปาล์ม และต้นไซเปรส ไดโนเสาร์ครองโลกนี้ และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจำนวนมากยังคงโดดเด่นด้วยรูปร่างที่เล็กและขนหนา

3. ยุคครีเทเชียส- ระยะเวลาที่ยาวนานที่สุดของมีโซโซอิก ยาวนานเกือบ 79 ล้านปี การแยกทวีปใกล้จะสิ้นสุดลง มหาสมุทรแอตแลนติกมีปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างมาก และแผ่นน้ำแข็งกำลังก่อตัวที่ขั้วโลก การเพิ่มขึ้นของมวลน้ำในมหาสมุทรทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก ในตอนท้ายของยุคครีเทเชียสเกิดภัยพิบัติซึ่งสาเหตุที่ยังไม่ชัดเจน เป็นผลให้ไดโนเสาร์ทั้งหมดและสัตว์เลื้อยคลานและยิมโนสเปิร์มส่วนใหญ่สูญพันธุ์

วี. ซีโนโซอิก- นี่คือยุคของสัตว์และโฮโมเซเปียนส์ ซึ่งเริ่มต้นเมื่อ 66 ล้านปีก่อน ในเวลานี้ ทวีปต่างๆ ได้รับรูปร่างที่ทันสมัย ​​แอนตาร์กติกาครอบครองขั้วโลกใต้ของโลก และมหาสมุทรยังคงขยายตัวต่อไป พืชและสัตว์ที่รอดชีวิตจากภัยพิบัติในยุคครีเทเชียสพบว่าตัวเองอยู่ในโลกใหม่ที่สมบูรณ์ ชุมชนรูปแบบชีวิตที่มีเอกลักษณ์เริ่มก่อตัวขึ้นในแต่ละทวีป

ยุคซีโนโซอิกแบ่งออกเป็น 3 ยุค ได้แก่ Paleogene, Neogene และ Quaternary

1. ยุคพาลีโอจีนสิ้นสุดเมื่อประมาณ 23 ล้านปีก่อน ในเวลานี้สภาพภูมิอากาศแบบเขตร้อนปกคลุมโลก ยุโรปถูกซ่อนอยู่ใต้ป่าเขตร้อนที่เขียวชอุ่ม มีเพียงต้นไม้ผลัดใบเท่านั้นที่เติบโตทางตอนเหนือของทวีป มันเป็นช่วงยุค Paleogene ที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว

2. ยุคนีโอจีนครอบคลุมการพัฒนาของโลกในอีก 20 ล้านปีข้างหน้า ปลาวาฬและค้างคาวปรากฏขึ้น และแม้ว่าเสือเขี้ยวดาบและมาสโตดอนจะยังคงท่องไปทั่วโลก แต่สัตว์เหล่านี้ก็มีลักษณะที่ทันสมัยมากขึ้นเรื่อยๆ

3. ยุคควอเตอร์นารีเริ่มต้นเมื่อกว่า 2.5 ล้านปีก่อนและดำเนินมาจนถึงทุกวันนี้ เหตุการณ์สำคัญสองเหตุการณ์ที่บ่งบอกถึงช่วงเวลานี้: ยุคน้ำแข็งและการเกิดขึ้นของมนุษย์ ยุคน้ำแข็งได้เสร็จสิ้นการก่อตัวของสภาพอากาศ พืช และสัตว์ต่างๆ ในทวีปอย่างสมบูรณ์ และการปรากฏของมนุษย์เป็นจุดเริ่มต้นของอารยธรรม

ดาวเคราะห์โลกเป็นสถานที่เดียวที่รู้จักซึ่งมีการค้นพบสิ่งมีชีวิตมาจนถึงตอนนี้ ฉันพูดตอนนี้เพราะบางทีในอนาคตผู้คนจะค้นพบดาวเคราะห์ดวงอื่นหรือดาวเทียมดวงอื่นที่สิ่งมีชีวิตอันชาญฉลาดอาศัยอยู่ที่นั่น แต่สำหรับตอนนี้โลกเป็นสถานที่เดียวที่มีสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตบนโลกของเรามีความหลากหลายมาก ตั้งแต่สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กจิ๋วไปจนถึงสัตว์ขนาดใหญ่ พืช และอื่นๆ อีกมากมาย และผู้คนมักจะมีคำถามอยู่เสมอว่า โลกของเรามาจากไหนและทำไม? มีสมมติฐานมากมาย สมมติฐานเกี่ยวกับกำเนิดโลกนั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงและบางข้อก็ยากที่จะเชื่อ

นี่เป็นคำถามที่ยากมาก คุณไม่สามารถมองย้อนกลับไปในอดีตแล้วดูว่าทั้งหมดเริ่มต้นอย่างไร และทั้งหมดเริ่มปรากฏได้อย่างไร สมมติฐานแรกเกี่ยวกับกำเนิดของดาวเคราะห์โลกเริ่มปรากฏในศตวรรษที่ 17 เมื่อผู้คนได้สะสมความรู้เกี่ยวกับอวกาศ ดาวเคราะห์ของเรา และระบบสุริยะในจำนวนที่เพียงพอแล้ว ตอนนี้เรายึดสมมติฐานที่เป็นไปได้สองประการเกี่ยวกับกำเนิดโลก: ทางวิทยาศาสตร์ - โลกถูกสร้างขึ้นจากฝุ่นและก๊าซ จากนั้นโลกก็เป็นสถานที่ที่เป็นอันตรายสำหรับการอยู่อาศัยหลังจากวิวัฒนาการมาหลายปี พื้นผิวของโลกก็เหมาะสมกับชีวิตของเรา: ชั้นบรรยากาศของโลกสามารถระบายอากาศได้ พื้นผิวแข็ง และอื่นๆ อีกมากมาย และทางศาสนา - พระเจ้าทรงสร้างโลกใน 7 วันและทรงตั้งรกรากอยู่ที่นี่ด้วยความหลากหลายของสัตว์และพืช แต่ในเวลานั้น ความรู้ไม่เพียงพอที่จะกำจัดสมมติฐานอื่นๆ ทั้งหมดออกไป และยังมีอีกมากมาย:

• จอร์จ หลุยส์ เลแคลร์ก บุฟฟ่อน (1707–1788)

เขาตั้งสมมติฐานว่าไม่มีใครเชื่อในตอนนี้ เขาแนะนำว่าโลกอาจก่อตัวขึ้นจากชิ้นส่วนของดวงอาทิตย์ซึ่งถูกฉีกออกโดยดาวหางบางดวงที่พุ่งชนดาวฤกษ์ของเรา

แต่ทฤษฎีนี้ถูกข้องแวะ เอ็ดมันด์ ฮัลลีย์ นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ สังเกตว่าระบบสุริยะของเรามีดาวหางดวงเดียวกันมาเยือนในช่วงเวลาหลายทศวรรษ ฮัลลีย์ยังสามารถทำนายการปรากฏครั้งต่อไปของดาวหางได้อีกด้วย นอกจากนี้เขายังพบว่าดาวหางเปลี่ยนวงโคจรเล็กน้อยในแต่ละครั้ง ซึ่งหมายความว่ามันไม่มีมวลมากพอที่จะฉีก “ชิ้นส่วน” ออกจากดวงอาทิตย์ได้

• อิมมานูเอล คานท์. (1724–1804)

โลกของเราและระบบสุริยะทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากเมฆฝุ่นที่เย็นและยุบตัว คานท์เขียนหนังสือนิรนามซึ่งเขาบรรยายถึงสมมติฐานของเขาเกี่ยวกับต้นกำเนิดของดาวเคราะห์ แต่มันไม่ได้ดึงดูดความสนใจของนักวิทยาศาสตร์ ในเวลานี้นักวิทยาศาสตร์กำลังพิจารณาสมมติฐานที่เป็นที่นิยมมากกว่าซึ่งเสนอโดยปิแอร์ ลาปลาซ นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส

• ปิแอร์-ซีมอน ลาปลาซ (1749–1827)

ลาปลาซแนะนำว่าระบบสุริยะก่อตัวจากเมฆก๊าซที่หมุนอยู่ตลอดเวลาซึ่งได้รับความร้อนถึงอุณหภูมิมหาศาล ทฤษฎีนี้คล้ายกับทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันมาก

• เจมส์ ยีนส์ (พ.ศ. 2420–2489)

วัตถุในจักรวาลบางชนิด เช่น ดาวฤกษ์ เคลื่อนผ่านเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ของเรามากเกินไป แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ฉีกมวลบางส่วนออกจากดาวฤกษ์นี้ ก่อตัวเป็นปลอกวัสดุร้อนที่ก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ทั้ง 9 ดวงของเราในที่สุด ยีนส์พูดถึงสมมติฐานของเขาอย่างน่าเชื่อถือว่าในช่วงเวลาสั้นๆ มันก็เอาชนะใจผู้คนได้ และพวกเขาเชื่อว่านี่เป็นเพียงสิ่งเดียวที่เกิดขึ้นได้บนดาวเคราะห์ดวงนี้

ดังนั้นเราจึงดูสมมติฐานที่มีชื่อเสียงที่สุดเกี่ยวกับต้นกำเนิดซึ่งผิดปกติและหลากหลายมาก ในสมัยของเรา พวกเขาไม่ฟังคนแบบนี้ด้วยซ้ำ เพราะตอนนี้เรามีความรู้เกี่ยวกับระบบสุริยะและโลกมากกว่าที่คนรู้จักในสมัยนั้นมาก ดังนั้นสมมติฐานเกี่ยวกับกำเนิดโลกจึงมีพื้นฐานมาจากจินตนาการของนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น ตอนนี้เราสามารถสังเกตและดำเนินการศึกษาและการทดลองต่างๆ ได้ แต่สิ่งนี้ไม่ได้ให้คำตอบที่แน่ชัดว่าดาวเคราะห์ของเรากำเนิดมาจากอะไรและอย่างไร

นักดาราศาสตร์เชื่อว่าโลกของเราเกิดขึ้นจากบิ๊กแบง เมื่อระเบิด ลูกไฟขนาดยักษ์ได้กระจัดกระจายสสารและพลังงานไปทั่วอวกาศ ซึ่งต่อมาควบแน่นจนก่อตัวเป็นดาวนับพันล้านดวง ซึ่งต่อมารวมกันเป็นกาแลคซีจำนวนมาก

ทฤษฎีบิ๊กแบง.

ทฤษฎีที่นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ติดตามมาส่วนใหญ่ระบุว่าจักรวาลก่อตัวขึ้นจากสิ่งที่เรียกว่าบิกแบง ลูกไฟที่ร้อนอย่างไม่น่าเชื่อซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึงหลายพันล้านองศา ณ จุดหนึ่งได้ระเบิดและกระจายกระแสพลังงานและอนุภาคสสารไปทุกทิศทาง ทำให้เกิดความเร่งมหาศาล
สสารใด ๆ ประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ - อะตอม อะตอมเป็นอนุภาควัสดุที่เล็กที่สุดที่สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีได้ อย่างไรก็ตาม พวกมันกลับประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานที่มีขนาดเล็กกว่าด้วยซ้ำ อะตอมในโลกนี้มีหลายประเภทเรียกว่าองค์ประกอบทางเคมี องค์ประกอบทางเคมีแต่ละองค์ประกอบประกอบด้วยอะตอมที่มีขนาดและน้ำหนักที่แน่นอน และแตกต่างจากองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ ดังนั้นในระหว่างปฏิกิริยาเคมี องค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิดจะมีพฤติกรรมในลักษณะของตัวเองเท่านั้น ทุกสิ่งในจักรวาล ตั้งแต่กาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดไปจนถึงสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุด ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี

หลังบิ๊กแบง.

เนื่องจากลูกไฟที่ระเบิดออกจากกันในบิกแบงนั้นร้อนมาก อนุภาคเล็กๆ ของสสารจึงมีพลังมากเกินกว่าจะรวมตัวกันจนกลายเป็นอะตอมได้ อย่างไรก็ตาม หลังจากนั้นประมาณหนึ่งล้านปี อุณหภูมิของจักรวาลก็ลดลงเหลือ 4,000 องศาเซลเซียส และอะตอมต่างๆ ก็เริ่มก่อตัวจากอนุภาคมูลฐาน ประการแรก องค์ประกอบทางเคมีที่เบาที่สุดปรากฏขึ้น - ฮีเลียมและไฮโดรเจน จักรวาลค่อยๆ เย็นลงมากขึ้นเรื่อยๆ ธาตุที่หนักกว่าได้ก่อตัวขึ้น กระบวนการสร้างอะตอมและธาตุใหม่ยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ในส่วนลึกของดวงดาว เช่น อุณหภูมิของพวกมันสูงผิดปกติ
จักรวาลกำลังเย็นลง อะตอมที่ก่อตัวใหม่รวมตัวกันเป็นเมฆฝุ่นและก๊าซขนาดยักษ์ อนุภาคฝุ่นชนกันและรวมเป็นหนึ่งเดียว แรงโน้มถ่วงดึงวัตถุขนาดเล็กเข้าหาวัตถุขนาดใหญ่ เป็นผลให้กาแลคซี ดวงดาว และดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นในจักรวาลเมื่อเวลาผ่านไป

โลกมีแกนหลอมเหลวที่อุดมไปด้วยเหล็กและนิกเกิล เปลือกโลกประกอบด้วยธาตุที่เบากว่าและดูเหมือนจะลอยอยู่บนพื้นผิวของหินหลอมเหลวบางส่วนที่ก่อตัวเป็นเนื้อโลก

จักรวาลที่กำลังขยายตัว

บิ๊กแบงมีพลังมากจนสสารทั้งหมดของจักรวาลกระจัดกระจายไปทั่วอวกาศด้วยความเร็วสูง ยิ่งกว่านั้นจักรวาลยังคงขยายตัวจนถึงทุกวันนี้ เราสามารถพูดสิ่งนี้ได้อย่างมั่นใจเพราะกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลยังคงเคลื่อนตัวออกไปจากเรา และระยะห่างระหว่างกาแลคซีเหล่านั้นก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งหมายความว่ากาแลคซีเคยตั้งอยู่ใกล้กันมากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน

ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าระบบสุริยะเกิดขึ้นได้อย่างไร ทฤษฎีหลักคือดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากเมฆก๊าซและฝุ่นจักรวาลที่หมุนวน ส่วนที่หนาแน่นกว่าของเมฆนี้ด้วยความช่วยเหลือของแรงโน้มถ่วง ดึงดูดสสารจากภายนอกมากขึ้นเรื่อยๆ เป็นผลให้ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ทุกดวงเกิดขึ้นจากมัน

ไมโครเวฟจากอดีต

จากสมมติฐานที่ว่าจักรวาลก่อตัวขึ้นจากบิกแบง "ร้อน" ซึ่งก็คือมันเกิดขึ้นจากลูกไฟขนาดยักษ์ นักวิทยาศาสตร์พยายามคำนวณว่าตอนนี้ควรจะเย็นลงถึงระดับใดแล้ว พวกเขาสรุปว่าอุณหภูมิในอวกาศระหว่างดาราจักรควรอยู่ที่ประมาณ -270°C นักวิทยาศาสตร์ยังกำหนดอุณหภูมิของจักรวาลด้วยความเข้มของรังสีไมโครเวฟ (ความร้อน) ที่มาจากส่วนลึกของอวกาศ การวัดที่ดำเนินการยืนยันว่าอุณหภูมิประมาณ -270 "C จริงๆ

จักรวาลมีอายุเท่าไหร่?

เพื่อหาระยะทางถึงกาแลคซีแห่งใดแห่งหนึ่ง นักดาราศาสตร์จะกำหนดขนาด ความสว่าง และสีของแสงที่ปล่อยออกมา หากทฤษฎีบิ๊กแบงถูกต้อง นั่นหมายความว่ากาแลคซีที่มีอยู่เดิมทั้งหมดถูกบีบให้กลายเป็นลูกไฟร้อนที่มีความหนาแน่นสูงและร้อนเพียงลูกเดียว คุณเพียงแค่ต้องแบ่งระยะทางจากกาแลคซีหนึ่งไปยังอีกกาแล็กซีด้วยความเร็วที่พวกมันจะเคลื่อนตัวออกจากกัน เพื่อพิจารณาว่าพวกมันก่อตัวเป็นกาแล็กซีเดียวเมื่อนานมาแล้ว นี่จะเป็นยุคของจักรวาล แน่นอนว่าวิธีนี้ไม่อนุญาตให้ได้รับข้อมูลที่แม่นยำ แต่ก็ยังให้เหตุผลที่เชื่อได้ว่าอายุของจักรวาลอยู่ระหว่าง 12 ถึง 20 พันล้านปี

ลาวาไหลออกมาจากปล่องภูเขาไฟ Kilauea ซึ่งตั้งอยู่บนเกาะฮาวาย เมื่อลาวามาถึงพื้นผิวโลก มันจะแข็งตัว เกิดเป็นหินใหม่

การก่อตัวของระบบสุริยะ

กาแลคซีอาจก่อตัวขึ้นประมาณ 1 ถึง 2 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง และระบบสุริยะก็เกิดขึ้นประมาณ 8 พันล้านปีต่อมา ท้ายที่สุดแล้ว สสารไม่ได้กระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วอวกาศ พื้นที่หนาแน่นดึงดูดฝุ่นและก๊าซมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากแรงโน้มถ่วง ขนาดของพื้นที่เหล่านี้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว พวกมันกลายเป็นเมฆฝุ่นและก๊าซหมุนวนขนาดยักษ์ที่เรียกว่าเนบิวลา
เนบิวลาชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเนบิวลาสุริยะ ควบแน่นและก่อตัวเป็นดวงอาทิตย์ของเรา จากส่วนอื่นๆ ของเมฆ มีกลุ่มสสารปรากฏขึ้นจนกลายเป็นดาวเคราะห์ รวมทั้งโลกด้วย พวกมันถูกควบคุมให้อยู่ในวงโคจรสุริยะโดยสนามโน้มถ่วงอันทรงพลังของดวงอาทิตย์ เมื่อแรงโน้มถ่วงดึงอนุภาคของสสารแสงอาทิตย์เข้ามาใกล้กันมากขึ้น ดวงอาทิตย์ก็มีขนาดเล็กลงและหนาแน่นขึ้น ในเวลาเดียวกัน เกิดแรงกดดันมหาศาลในแกนกลางสุริยะ มันถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนขนาดมหึมา และในทางกลับกัน ก็ช่วยเร่งความก้าวหน้าของปฏิกิริยาแสนสาหัสภายในดวงอาทิตย์ เป็นผลให้เกิดอะตอมใหม่และปล่อยความร้อนออกมามากขึ้น

การเกิดขึ้นของสภาพความเป็นอยู่

กระบวนการเดียวกันนี้โดยประมาณ แม้ว่าจะมีขนาดเล็กกว่ามาก แต่ก็เกิดขึ้นบนโลก แกนโลกหดตัวอย่างรวดเร็ว เนื่องจากปฏิกิริยานิวเคลียร์และการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสี ความร้อนจำนวนมากจึงถูกปล่อยออกมาในบาดาลของโลกจนหินที่ก่อตัวนั้นละลาย สารที่เบากว่าซึ่งอุดมไปด้วยซิลิคอน ซึ่งเป็นแร่คล้ายแก้ว แยกออกจากเหล็กและนิกเกิลที่มีความหนาแน่นมากกว่าในแกนโลกเพื่อสร้างเปลือกโลกชั้นแรก หลังจากนั้นประมาณหนึ่งพันล้านปี เมื่อโลกเย็นลงอย่างเห็นได้ชัด เปลือกโลกก็แข็งตัวกลายเป็นเปลือกนอกที่แข็งแกร่งของโลกของเรา ซึ่งประกอบด้วยหินแข็ง
เมื่อโลกเย็นลง มันก็ปล่อยก๊าซต่างๆ มากมายออกจากแกนกลางของมัน ซึ่งมักเกิดขึ้นระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ ก๊าซเบา เช่น ไฮโดรเจนหรือฮีเลียม ส่วนใหญ่จะหนีออกไปนอกอวกาศ อย่างไรก็ตาม แรงโน้มถ่วงของโลกมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะกักก๊าซที่หนักกว่าไว้ใกล้พื้นผิวของมัน พวกมันเป็นพื้นฐานของชั้นบรรยากาศของโลก ไอน้ำบางส่วนจากชั้นบรรยากาศควบแน่น และมหาสมุทรก็ปรากฏขึ้นบนโลก ตอนนี้โลกของเราพร้อมแล้วที่จะกลายเป็นแหล่งกำเนิดแห่งชีวิต

การเกิดและการตายของหิน

แผ่นดินโลกประกอบด้วยหินแข็ง ซึ่งมักปกคลุมไปด้วยชั้นดินและพืชพรรณ แต่หินเหล่านี้มาจากไหน? หินใหม่ๆ เกิดขึ้นจากสสารที่เกิดในส่วนลึกภายในโลก ในชั้นล่างของเปลือกโลก อุณหภูมิจะสูงกว่าพื้นผิวมาก และหินที่ประกอบเป็นเปลือกโลกก็อยู่ภายใต้ความกดดันมหาศาล ภายใต้อิทธิพลของความร้อนและความดัน หินจะโค้งงอและอ่อนตัวลง หรือแม้กระทั่งละลายจนหมด เมื่อจุดอ่อนก่อตัวในเปลือกโลก หินหลอมเหลวที่เรียกว่าแมกมาจะปะทุขึ้นสู่พื้นผิวโลก แมกมาไหลออกมาจากปล่องภูเขาไฟในรูปของลาวาและแผ่กระจายไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่ เมื่อลาวาแข็งตัวจะกลายเป็นหินแข็ง

การระเบิดและน้ำพุที่ลุกเป็นไฟ

ในบางกรณี การกำเนิดของหินมาพร้อมกับความหายนะครั้งใหญ่ ในบางกรณีก็เกิดขึ้นอย่างเงียบๆ และไม่มีใครสังเกตเห็น แมกมามีหลายประเภทและก่อตัวเป็นหินประเภทต่างๆ ตัวอย่างเช่น แมกมาบะซอลต์เป็นของเหลวมาก ขึ้นสู่ผิวน้ำได้ง่าย แผ่กระจายไปในลำธารกว้างและแข็งตัวอย่างรวดเร็ว บางครั้งมันก็ระเบิดออกมาจากปล่องภูเขาไฟเหมือน "น้ำพุที่ลุกเป็นไฟ" ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อเปลือกโลกไม่สามารถทนต่อแรงกดดันได้
แมกมาประเภทอื่นๆ มีความหนากว่ามาก ความหนาแน่นหรือความสม่ำเสมอของพวกมันคล้ายกับกากน้ำตาลสีดำมากกว่า ก๊าซที่บรรจุอยู่ในแมกมาดังกล่าวมีความยากลำบากอย่างมากในการขึ้นสู่ผิวน้ำผ่านมวลอันหนาแน่นของมัน จำไว้ว่าฟองอากาศหลุดออกจากน้ำเดือดได้ง่ายเพียงใด และสิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ช้ากว่ามากเพียงใดเมื่อคุณให้ความร้อนกับสิ่งที่หนากว่า เช่น เยลลี่ เมื่อแมกมาหนาแน่นขึ้นเข้าใกล้พื้นผิวมากขึ้น แรงกดดันบนมันก็จะลดลง ก๊าซที่ละลายอยู่ในนั้นมีแนวโน้มที่จะขยายตัวแต่ไม่สามารถทำได้ เมื่อแมกมาแตกออกในที่สุด ก๊าซจะขยายตัวอย่างรวดเร็วจนเกิดการระเบิดครั้งใหญ่ ลาวา เศษหิน และขี้เถ้าลอยออกไปทุกทิศทางราวกับกระสุนที่ยิงจากปืนใหญ่ การปะทุที่คล้ายกันเกิดขึ้นในปี 1902 บนเกาะมาร์ตินีกในทะเลแคริบเบียน การระเบิดครั้งใหญ่ของภูเขาไฟ Moptap-Pelé ได้ทำลายท่าเรือ Sept-Pierre อย่างสิ้นเชิง มีผู้เสียชีวิตประมาณ 30,000 คน

การก่อตัวของคริสตัล

หินที่เกิดจากลาวาเย็นตัวเรียกว่าหินภูเขาไฟหรือหินอัคนี เมื่อลาวาเย็นลง แร่ธาตุที่มีอยู่ในหินหลอมเหลวจะค่อยๆ กลายเป็นผลึกแข็ง หากลาวาเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว ผลึกก็จะไม่มีเวลาเติบโตและยังคงมีขนาดเล็กมาก สิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของหินบะซอลต์ บางครั้งลาวาจะเย็นลงอย่างรวดเร็วจนทำให้เกิดหินแก้วที่เรียบและไม่มีผลึกเลย เช่น ออบซิเดียน (แก้วภูเขาไฟ) สิ่งนี้มักเกิดขึ้นระหว่างการปะทุใต้น้ำหรือเมื่ออนุภาคลาวาขนาดเล็กถูกพ่นออกจากปล่องภูเขาไฟที่อยู่สูงในอากาศเย็น

การกัดเซาะและการผุกร่อนของหินใน Cedar Breaks Canyons รัฐยูทาห์ สหรัฐอเมริกา หุบเขาเหล่านี้ก่อตัวขึ้นจากการกัดกร่อนของแม่น้ำ ซึ่งวางช่องทางผ่านชั้นหินตะกอน ซึ่ง "ถูกบีบ" ขึ้นด้านบนตามการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก เนินเขาที่เปิดโล่งค่อยๆกัดกร่อนและเศษหินก็ก่อตัวเป็นหินกรวด ท่ามกลางหินกรวดเหล่านี้มีแนวหินแข็งซึ่งก่อตัวเป็นขอบหุบเขา

หลักฐานแห่งอดีต.

ขนาดของผลึกที่บรรจุอยู่ในหินภูเขาไฟช่วยให้เราสามารถตัดสินได้ว่าลาวาเย็นตัวลงเร็วแค่ไหน และลาวาวางอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกเท่าใด นี่คือหินแกรนิตชิ้นหนึ่ง เมื่อมองด้วยแสงโพลาไรซ์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ คริสตัลที่แตกต่างกันมีสีต่างกันในภาพนี้

Gneiss เป็นหินแปรที่เกิดจากหินตะกอนภายใต้อิทธิพลของความร้อนและความดัน รูปแบบของแถบหลากสีที่คุณเห็นบน gneiss ชิ้นนี้ช่วยให้คุณสามารถกำหนดทิศทางที่เปลือกโลกเคลื่อนที่และกดทับชั้นหินได้ นี่คือวิธีที่เราเข้าใจเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อ 3.5 พันล้านปีก่อน
จากการพับและรอยเลื่อน (รอยแตก) ในหิน เราสามารถตัดสินได้ว่าแรงเค้นขนาดมหึมาที่กระทำในเปลือกโลกในทิศทางใดในยุคทางธรณีวิทยาที่ผ่านมายาวนาน รอยพับเหล่านี้เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกที่เริ่มขึ้นเมื่อ 26 ล้านปีก่อน ในสถานที่เหล่านี้กองกำลังมหึมาได้อัดชั้นหินตะกอนและรอยพับเกิดขึ้น
แมกมาไม่ได้เข้าถึงพื้นผิวโลกเสมอไป มันสามารถคงอยู่ในชั้นล่างของเปลือกโลกแล้วเย็นตัวลงช้ากว่ามาก ก่อตัวเป็นผลึกขนาดใหญ่ที่สวยงาม นี่คือวิธีที่หินแกรนิตเกิดขึ้น ขนาดของผลึกในก้อนกรวดบางชนิดช่วยให้เราสามารถระบุได้ว่าหินนี้ก่อตัวขึ้นเมื่อหลายล้านปีก่อนได้อย่างไร

ฮูดูส อัลเบอร์ตา แคนาดา ฝนและพายุทรายทำลายหินอ่อนได้เร็วกว่าหินแข็ง ส่งผลให้เกิดค่าผิดปกติ (ส่วนที่ยื่นออกมา) และมีโครงร่างที่แปลกประหลาด

ตะกอน "แซนวิช"

หินบางชนิดไม่ใช่ภูเขาไฟ เช่น หินแกรนิตหรือหินบะซอลต์ หลายชั้นมีหลายชั้นและดูเหมือนแซนวิชกองใหญ่ ครั้งหนึ่งพวกมันถูกสร้างขึ้นจากหินอื่น ๆ ที่ถูกทำลายโดยลม ฝน และแม่น้ำ เศษหินเหล่านี้ถูกพัดพาไปสู่ทะเลสาบหรือทะเล และพวกมันก็ตกลงไปที่ด้านล่างของเสาน้ำ การตกตะกอนจำนวนมากจะค่อยๆสะสม พวกมันซ้อนกันเป็นชั้น ๆ หนาหลายร้อยหรือหลายพันเมตร น้ำในทะเลสาบหรือทะเลกดทับแหล่งสะสมเหล่านี้ด้วยพลังมหาศาล น้ำที่อยู่ข้างในถูกบีบออกมาและถูกอัดให้เป็นก้อนหนาแน่น ในเวลาเดียวกันแร่ธาตุซึ่งก่อนหน้านี้ละลายในน้ำที่ถูกบีบออกมาดูเหมือนจะประสานมวลทั้งหมดนี้และเป็นผลให้เกิดหินใหม่ซึ่งเรียกว่าตะกอน
ทั้งหินภูเขาไฟและหินตะกอนสามารถดันขึ้นด้านบนได้ภายใต้อิทธิพลของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก ทำให้เกิดระบบภูเขาใหม่ พลังมหึมาเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของภูเขา ภายใต้อิทธิพลของพวกมัน หินอาจร้อนขึ้นมากหรือถูกอัดอย่างมหาศาล ในเวลาเดียวกันพวกมันก็ถูกเปลี่ยน - เปลี่ยนรูป: แร่ธาตุหนึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นอีกแร่หนึ่งได้คริสตัลจะแบนและมีการจัดเรียงที่แตกต่างกัน เป็นผลให้ในสถานที่ของหินก้อนหนึ่งมีหินอีกก้อนหนึ่งปรากฏขึ้น หินที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของหินอื่นภายใต้อิทธิพลของแรงข้างต้นเรียกว่าหินแปร

ไม่มีอะไรคงอยู่ตลอดไป แม้แต่ภูเขา

เมื่อมองแวบแรก ไม่มีอะไรจะแข็งแกร่งและทนทานไปกว่าภูเขาลูกใหญ่ อนิจจานี่เป็นเพียงภาพลวงตา เมื่อพิจารณาจากมาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยานับล้านหรือหลายร้อยล้านปี ภูเขาจะกลายเป็นสิ่งชั่วคราวเช่นเดียวกับสิ่งอื่นใด รวมถึงคุณและฉันด้วย
หินใด ๆ ทันทีที่เริ่มสัมผัสกับบรรยากาศก็จะพังทลายลงทันที หากคุณดูหินชิ้นใหม่หรือก้อนกรวดที่แตกร้าว คุณจะเห็นว่าพื้นผิวของหินที่เพิ่งสร้างใหม่มักจะมีสีที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากหินเก่าที่ลอยอยู่ในอากาศมาเป็นเวลานาน นี่เป็นเพราะอิทธิพลของออกซิเจนที่มีอยู่ในบรรยากาศและในหลายกรณีก็เกิดจากน้ำฝน ด้วยเหตุนี้ปฏิกิริยาเคมีต่างๆ จึงเกิดขึ้นบนพื้นผิวของหิน และค่อยๆ เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของมัน
เมื่อเวลาผ่านไป ปฏิกิริยาเหล่านี้จะทำให้แร่ธาตุที่ยึดหินไว้ด้วยกันถูกปล่อยออกมา และเริ่มสลายตัว รอยแตกเล็กๆ ก่อตัวขึ้นในหิน ทำให้น้ำสามารถทะลุเข้าไปได้ เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง มันจะขยายตัวและฉีกหินออกจากด้านใน เมื่อน้ำแข็งละลาย หินดังกล่าวก็จะพังทลายลง ในไม่ช้า เศษหินที่ร่วงหล่นก็จะถูกฝนพัดพาไป กระบวนการนี้เรียกว่าการกัดเซาะ

ธารน้ำแข็ง Muir ในอลาสก้า ผลกระทบจากการทำลายล้างของธารน้ำแข็งและก้อนหินที่แข็งตัวจากด้านล่างและด้านข้างค่อยๆ ทำให้เกิดการกัดเซาะของผนังและก้นหุบเขาที่เคลื่อนตัวไปตามนั้น เป็นผลให้เศษหินเป็นแถบยาวก่อตัวบนน้ำแข็ง - เรียกว่าจาร เมื่อธารน้ำแข็งสองแห่งที่อยู่ใกล้เคียงมาบรรจบกัน จารของพวกมันก็มารวมกันด้วย

น้ำเป็นผู้ทำลาย

เศษหินที่ถูกทำลายในที่สุดก็ไปจบลงที่แม่น้ำ กระแสน้ำลากพวกมันไปตามก้นแม่น้ำและพัดพวกมันลงไปในหินที่ก่อตัวเป็นเตียง จนกระทั่งเศษชิ้นส่วนที่รอดชีวิตมาพบที่หลบภัยอันเงียบสงบที่ก้นทะเลสาบหรือทะเลในที่สุด น้ำแช่แข็ง (น้ำแข็ง) มีพลังทำลายล้างที่มากกว่า ธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งลากเศษหินขนาดใหญ่และเล็กจำนวนมากไปด้านหลังพวกเขาจนแข็งตัวจนกลายเป็นน้ำแข็งและท้องของมัน เศษเหล่านี้ทำให้เกิดร่องลึกในหินตามแนวที่ธารน้ำแข็งเคลื่อนตัว ธารน้ำแข็งสามารถบรรทุกเศษหินที่ตกลงบนนั้นเป็นระยะทางหลายร้อยกิโลเมตร

ประติมากรรมที่สร้างขึ้นโดยลม

ลมยังทำลายหินอีกด้วย สิ่งนี้เกิดขึ้นบ่อยครั้งโดยเฉพาะในทะเลทราย ซึ่งลมพัดพาเม็ดทรายเล็กๆ หลายล้านเม็ด เม็ดทรายส่วนใหญ่ประกอบด้วยควอตซ์ ซึ่งเป็นแร่ที่มีความทนทานสูง ลมกรดของเม็ดทรายกระทบกับหิน ทำให้เม็ดทรายหลุดออกจากพวกมันมากขึ้นเรื่อยๆ
บ่อยครั้งลมพัดกองทรายขึ้นสู่เนินทรายขนาดใหญ่หรือเนินทราย ลมกระโชกแต่ละครั้งจะสะสมเม็ดทรายชั้นใหม่ไว้บนเนินทราย ตำแหน่งของเนินลาดและความชันของเนินทรายเหล่านี้ทำให้สามารถตัดสินทิศทางและความแรงของลมที่ก่อตัวได้

ธารน้ำแข็งสลักหุบเขารูปตัว U ลึกตลอดเส้นทาง ที่แนนท์แฟรงคอน เวลส์ ธารน้ำแข็งหายไปในสมัยก่อนประวัติศาสตร์ เหลือเพียงหุบเขากว้างใหญ่เกินกว่าแม่น้ำสายเล็กที่ไหลผ่านในปัจจุบัน ทะเลสาบเล็กๆ ที่อยู่เบื้องหน้าถูกกั้นด้วยแถบหินที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษ