Некоторые параметры планет Солнечной системы

Планета

Расстояние от Солнца

Сидерический период

Синодический

Средняя скорость

Эксцентриситет

Наклонение к плоскос

 

	Астрономические единицы	Миллионы километров	Годы	Дни	период, дни	на орбите		ти эклиптики, граду­сы
Меркурий	0,387099	57,09	0,24085	87,969	115,88	47,89	0,2056	7,00
Венера	0,723332	108,2	0,61521	224,701	583,92	35,03	0,0068	3,39
Земля	1,000000	149,6	1,00004	365,256	-	29,79	0,0167	-
Марс	1,523688	227,9	1,88089	686,980	779,94	24,13	0,0934	1,85
Юпитер	5,202561	778,3	11,8623	4332,71	398,88	13,06	0,0485	1,30
Сатурн	9,554847	1429,4	29,458	10759,5	378,09	9,64	0,0556	2,49
Уран	19,2181		84,01		369,66	6,81	0,0472	0,77
Нептун	30,10956	4504,3	164,79		367,49	5,43	0,0086	1,77
Плутон	39,44	5900,1	248,5		366,73	4,74	0,250	17,2

Планетная система

Луна

Естественный спутник Земли. Ближайшее к Земле небесное тело. Обращается на расстоянии около 400 000 км. Диаметр Луны всего в 4 раза меньше земного. В этой связи некоторые ученые склонны считать систему Луна-Земля двойной планетной системой.

Средняя плотность Луны равна 3,34 г/см³. Сила тяжести на ней в 6 раз ниже, чем на Земле. Поэтому американским астронавтам пришлось осваивать передвижение по ее поверхности, используя “стиль кенгуру”.

Время оборота Луны вокруг своей оси строго соответствует обороту Земли вокруг оси, поэтому Луна обращена к земле всегда одной стороной. На один оборот вокруг земли Луна затрачивает 27,3 суток. Первая карта обратной стороны Луны была составлена благодаря русской межпланетной автоматической станции Луна-3. Зонд-3 в 1965 году завершил составление карты обратной стороны Луны.

Ее поверхность не только состоит из многочисленных кратеров, но и пониженных участков – лунных морей и океанов, представляющих собой плато излившихся в прошлом (на рубеже 3,5 миллиардов лет) базальтов. То есть в те времена Луна представляла собой арену активного вулканизма, который порождался не только внутренним разогревом планеты, но и мощнейшими ударами крупных тел метеоритов. Постоянная бомбардировка поверхности Луны крошечными метеоритами сформировала на несколько метров вглубь особый слой – лунный реголит – представленный спекшимися обломками раздробленного вещества пород, в основном базальтов. Реголит служит прекрасным теплоизоляционным материалом. Температурные колебания на поверхности нашего спутника варьируют от +130°С на дневной и -170°С на ночной сторонах. Очень резкие колебания температуры не проникают глубже первых десятков сантиметров за счет теплоизоляционных свойств лунного реголита. Вследствие притока тепла из недр Луны, температура вглубь ее тела медленно возрастает.

Космические полеты к Луне отечественных автоматических станций и американских космических кораблей стали важнейшим событием в изучении нашего естественного спутника. 20 июля 1969 года на поверхность Луны ступила нога человека.

Исследование поверхности нашего спутника позволили установить близость возраста Луны и Земли на уровне 4,6 миллиардов лет. На поверхности спутника полностью отсутствует вода, атмосфера. Однако последними данными установлена возможность наличие льда в глубинных частях кратеров, куда не проникают лучи солнца.

Во внутреннем строении Луны выделяется различные по свойствам ядро, мантию и кору. В мантии Луны залегают очаги лунотрясений, частота которых регулярно изменяется в зависимости от положения Луны на орбите по отношению к Земле. В отдельных местах лунной поверхности наблюдаются кратковременные истечения вулканических газов.

Меркурий

Ближайшая к Солнцу планета. Полный оборот планета совершает за 88 суток. Из-за близости к Солнцу Меркурий долго оставался малоизученной планетой. В 1965 году благодаря применению радиолокации был измерен период вращения Меркурия вокруг оси, оказавшийся равным 58,65 суток. Солнечные сутки на Меркурии продолжаются 176 дней. Отражательная способность поверхности планеты очень мала и составляет 0,07. Температура освещенной солнцем стороны ‑ 620°К, а температура ночного полушария ‑ 110°К. Причина низкого альбедо поверхности связана с наличием пород типа лунного реголита.

Поверхность планеты сильно кратерирована. Метеоритные кратеры разных размеров в поперечнике и очень похожи на лунные. Имеются овальные равнины, получившие название бассейнов. Наибольший из них – Калорис – имеет диаметр 1300 км. Наличие темного вещества в бассейнах и заполненных лавой кратерах свидетельствует, что в начальный период своей истории планета испытала внутренний разогрев, за которым последовали несколько эпох развития интенсивного вулканизма.

Атмосфера Меркурия весьма разрежена по сравнению с земной атмосферой. По данным американской станции “Маринер-10” ее плотность не превосходит плотности земной атмосферы на высоте 620 км. В составе атмосферы обнаружено небольшое количество водорода, гелия и кислорода, аргон, неон.

Обнаружено слабое магнитное поле Меркурия, напряженность которого меньше, чем у Земли, но больше, чем у Марса.

Средняя плотность планеты выше лунной и составляет 5,4 г/см³, то есть почти равна средней плотности Земли. Ядро Меркурия на 50 % сложено железом.

Венера

Вторая от Солнца и ближайшая к Земле планета. Это самое яркое светило на небосводе после Солнца и Луны. Период вращения Венеры долго не удавалось определить из-за плотной и непрозрачной атмосферы. Только с помощью радиолокации было установлено, что он равен 243,2 суток, причем Венера вращается в обратную сторону по сравнению с Землей и другими планетами.

Существование атмосферы на Венеры было обнаружено в 1761 году М.В.Ломоносовым при наблюдении прохождения ее по диску Солнца. В ХХ веке установлено, что атмосфера ее состоит в основном из углекислого газа (97 %), 2 % азота и инертных газов, не более 0,1 % кислорода, сернистого газа, незначительного количества окиси углерода, хлороводорода, фтороводорода, 0,1 % водяного пара. Углекислый газ и пары воды создают в атмосфере Венеры парниковый эффект, приводящий к сильному разогреву поверхности планеты ‑ до температуры почти 470° С.

Облачный покров Венеры расположен на высотах 48-68 км. По плотности напоминает легкий туман. Облака состоят из капелек водного раствора серной кислоты. Освещенность поверхности Венеры подобна земной в пасмурный день. Давление атмосферы на поверхности планеты составляет 60-95 земных атмосфер или 9,5 Мпа. Плотность газа в 70 раз больше плотности в земной атмосфере.

Поверхность Венеры преимущественно равнинная. Перепад высот 1-2 км. 8 % территории – горные страны. Наиболее крупная – Земля Иштар с горой Максвелл (высотой до 12 км) в северном полушарии и Земля Афродиты вблизи экватора.

Завершение формирования ядра у Венеры, видимо, совпало с образованием плотной атмосферы, состоящей в основном из углекислого газа. Мощное влияние парникового эффекта разогрело поверхность планеты до температуры 430-500°С, а более низкая концентрация в силикатной ее части связанной воды не позволили сформировать гидросферу на Венере. Миллиарды лет, после образования ядра, Венера окутана непрозрачной атмосферой, так и не породив жизнь. Хотя признаки геологической жизни в структуре ее коры установлены результатами космических исследований.

Земля

Третья планета от Солнца. Среднее расстояние от Солнца 149,6 млн км принято за 1 астрономическую единицу[69]. Средняя скорость движения по орбите 29,765 км/сек. Период обращения вокруг Солнца составляет 365,24 суток. Наклон земной оси к плоскости эклиптики 66°33ў22ўў. Период вращения вокруг оси 23 ч. 56 мин. 4.1 сек. Форма земли – геоид. Из-за вращения ее форма близка к эллипсоиду. Сплющена у полюсов и растянута в экваториальной зоне. Средний радиус Земли равен 6371,032 км.

Земля обладает магнитным полем, имеющим дипольный характер. Магнитные полюса не совпадают с географическими. Согласно сейсмическим данным строение Земли приведено на рис. Однако в геологическом строении Земли не все обстоит так просто.

Марс

Четвертая от Солнца планета. На звездном небе выглядит красноватой точкой. Периодически подходит к земле на расстояние 57 миллионов км, значительно ближе, чем любая из больших планет, кроме Венеры. По диаметру он почти вдвое меньше Земли и Венеры.

Планета имеет сильно разреженную газовую оболочку (атмосферу), которая имеет меньшую плотность даже в глубоких впадинах. Тем не менее в атмосфере Марса наблюдаются облака и постоянно присутствует дымка из мелких частиц пыли и кристалликов льда. Как показали американские снимки с посадочных модулей “Викинг-1,2”, марсианское небо в ясную погоду имеет розовый цвет, что объясняется рассеянием солнечного света на пылинках и подсветкой дымки оранжевой поверхностью планеты. По своему составу марсианская атмосфера близка к атмосфере Венеры и в корне отличается от земной высоким уровнем содержания углекислого газа, низкой концентрацией азота, кислорода, водяного пара.

Значительный наклон экватора к плоскости орбиты (25,2°) приводит к тому, что на одних участках орбиты освещаются и обогреваются Солнцем преимущественно северные широты Марса, а на других – южные, т.е., происходит смена сезонов. Температурные условия на Марсе суровы и в наиболее теплое время на экваторе температура достигает 280-290°К[70], а в наиболее холодное – 150°К. Поэтому на полярных шапках происходит вымораживание не только паров воды, но и углекислого газа.

Большая часть воды на Марсе находится в форме вечномерзлых пород под покровом песка. При ударах метеоритов о поверхность Марса, в результате разогрева мерзлых пород, происходит таяние погребенного льда, порой принимающее катастрофические масштабы. Высвобождающиеся грязевые потоки образуют причудливую систему временных потоков, сформировавших глубокие каньоны, которые постепенно исчезают ‑ их заносят красноватые пески, которые преобладают в пустынных ландшафтах марсианской поверхности. Причудливая гидросеть, которая до полетов автоматических межпланетных станций иногда рассматривалась как система каналов, нашла свое естественное объяснение.

Поверхность Марса практически лишена признаков жизни. Однако ученые не теряют надежды на поиски там примитивных живых организмов, косвенные доказательства существования которых приводятся ниже.

Марс имеет два спутника – Фобос и Деймос. Располагаются близко к планете и характеризуются весьма быстрым движением. В течение марсианских суток (24 ч. 39 мин. и 35 сек.) Фобос дважды восходит и дважды заходит. Деймос перемещается по небосводу медленнее; с момента его восхода и захода проходит более двух с половиной марсианских суток. Спутники движутся почти в плоскости экватора. Имеют неправильную форму. К планете повернуты всегда одной стороной. Размеры Фобоса составляют 27 км, а Деймоса около 15 км. Поверхность спутников состоит из материала с низким альбедо и покрыта многочисленными кратерами. Один из них на Фобосе в поперечнике достигает более 5 км.

Пояс астероидов

Располагается между орбитой Марса и Юпитера, где согласно закону планетных расстояний, должна была находиться планета. Состоит из роя астероидов (малых планет) и мельчайших обломков силикатных, железо-силикатных и железо-никелево-сульфидных образований, космической пыли. Размеры астероидов варьируют от 1000 км в поперечнике до 1 км. Первый, самый большой астероид Церера открыт в 1801 году Дж. Пиацци. Сейчас количество астероидов с надежно вычисленными орбитами составляет более 3000.

Структура пояса (кольца) астероидов определяется возмущениями планет, которые заметно изменяют орбиты астероидов, вызывая их прецессию. В распределении перигелиев орбит четко выражена их более высокая концентрация в направлении перигелия Юпитера – явное указание на преобладающую роль возмущений, вызванных Юпитером.

Свыше 40 % всех астероидных тел входит в более, чем 50 семейств, характеризующимися близкими значениями полуосей орбит или потоками, сформировавшимися в более поздние времена.

Согласно оценкам, число всех астероидов с диаметром более 1 км и с орбитами, скрещивающимися с орбитой Земли, должно превышать 1300. Соответственно они должны падать на Землю, образуя кратеры в поперечнике около 10 км в среднем 1 раз в 100 тыс. лет.

Общая масса астероидов составляет примерно тысячную долю массы Земли. Колебание блеска астероидов связаны с их вращением и неправильной формой их тел. Наиболее точно измерены параметры крупнейших астероидов: Цереры, Паллады, Весты. Их плотностные характеристики варьируют в интервале 2,3-3,3 г/см³, что сравнимо с их преимущественно каменно-силикатным составом.

В 1804 году Г.Ольберс выдвинул гипотезу об образование пояса астероидов в результате распада уже сформировавшейся планеты. Однако позже (1940 году) О.Ю.Шмидт показал, что Юпитер сформировался быстрее, чем тела, слагающие образования пояса астероидов.

О составе астероидов мы можем судить по выпадению метеоритов на Землю из этого пояса. Это каменные, железокаменные или железные образования. Падения метеоритов на Землю сопровождаются световыми, звуками и механическими явлениями. По небу проносится яркий огненный шар, называемый болидом, сопровождаемый светящимся хвостом и разлетающимися искрами. После того, как болид исчезает, через некоторое время (секунды) доносятся взрывы, вызываемые ударными волнами.

Самый крупный железный метеорит (Гоба), который имел массу около 60 тонн, был найден в Юго-Западной Африке в 1920 году. Такие крупные метеориты падают редко.

К крупнейшим метеоритам относится и железный Сихотэ-Алиньский, упавший в СССР в 1947 году. Он раскололся на тысячи частей. Обнаруженные части составили массу в 23 тонны.

В мировой коллекции собраны метеориты, представляющие около 3500 отдельных падений. Около ¹/₃ из этого числа метеоритов наблюдались при падении; остальные – случайные находки (преобладают железные, так как они больше привлекают внимание и более легко распознаваемы от земных пород. На самом деле в Солнечной системе наиболее распространены каменные метеориты, менее – железокаменные и еще меньше – железные.

Изучение метеоритов дает представление о составе, структуре и физических свойствах других небесных тел, а также дает возможность оценить состав глубинных частей Земли. Например, исследование метеоритов показало, что их состав и состав земных пород характеризуется практически одним и тем же набором химических элементов, что дало возможность сделать вывод о единстве происхождение вещества земных и неземных образований в Солнечной системе. Возраст метеоритов сопоставим с возрастом формирования Земли (4,6 миллиардов лет).

Хотя в метеоритах встречаются минералы типичные для земных пород, тем не менее в них обнаруживаются своеобразные минеральные виды, не установленные в условиях образования земной коры.

Метеориты подразделяются на классы:

Каменные – (хондриты, ахондриты);

Железокаменные – (мезосидериты, палласиты);

Железные – (гексаэдриты, октаэдриты, атакситы).

Хондриты – силикатные образования, которые отождествляют с прямыми конденсатами солнечного вещества в процессе охлаждения газовой туманности. Содержат микронные и до двух миллиметров концентрические образования (хондры). Хондриты по составу подразделяются на энстатитовые, бронзитовые, гиперстеновые, амфотеритовые, углистые. В последних может содержаться до нескольких процентов неорганического углерода.

Ахондриты (обриты, диогениты, шассиньиты, уреилиты, ангриты, наклиты, говардиты, эвкриты) характеризуются большим разнообразием. В них (за редким исключением) отсутствуют хондры, а структура кристаллическая. Имеют большее сходство с земными породами.

Железокаменные метеориты состоят, примерно, из равных частей каменного (силикатного) и железного (металлического) материала.

Железные метеориты преимущественно состоят из железа с примесью никеля, хрома, (первые проценты – десятые доли процента) и кобальта – десятые – сотые доли процента, реже первые проценты. Примесными компонентами являются различные силикаты, платина, алмазы, карбиды железа, кремния и некоторые другие образования.

Помимо установленных разновидностей метеоритов выделяется особая группа – тектиты. Эти удивительные создания представляют собой стеклянные шарики расплавленной застывшей массы силикатного материала, образовавшегося за счет ранее расплавленных капелек вещества земных пород в результате извержения вулканов или падения на Землю крупных обломков метеоритов.

Пояс Астероидов надо рассматривать как остаток протопланетного материала, не сконцентрировавшегося в единое планетарное тело, состав которого нам известен по попадающим к нам метеоритам. Есть предположения, что в некоторых метеоритах содержится также межзвездное вещество, образовавшееся за пределами Солнечной системы[71].

Юпитер

Пятая от Солнца самая большая планета Солнечной системы. Затрачивает на один оборот вокруг Солнца время в 12 лет. Экваториальный радиус планеты в 11 раз больше радиуса Земли. Подобно Солнцу Юпитер вращается не как твердое, а как газовое тело. Скорость вращения не одинакова на разных широтах. Из-за быстрого вращения эта планета сильно сжата у полюсов. Масса Юпитера больше массы Земли в 318 раз. Средняя плотность – 1,33 г/см³, что весьма близко к плотности Солнца.

Видимая поверхность Юпитера представляет собой верхний уровень облаков, окружающих планету. Благодаря этому Юпитер имеет высокое альбедо (0,45), а детали на его поверхности постоянно меняют свой облик. Из известных деталей известно Большое Красное пятно, наблюдающееся уже более 300 лет. Это громадное овальное образование размерами 35000 по долготе и 14000 км по широте между Южной тропической и Южной умеренной полосами. Цвет его красноватый, но также подвержен изменениям.

Атмосфера Юпитера состоит из молекулярного водорода и его соединений: метана и аммиака. В небольших количествах присутствует этан, ацетилен, фосфен и водяной пар.

Облака Юпитера состоят из кристалликов и капелек аммиака. В декабре 1973 года с помощью американского космического аппарата “Пионер-10” удалось обнаружить наличие гелия в атмосфере в атмосфере Юпитера и измерить его содержание. Можно считать установленным, что атмосфера Юпитера состоит из 74 % водорода и 26 % гелия. На долю метана приходится не более 0,2 %, а на долю аммиака – 0,1 %. Учитывая низкую среднюю плотность планеты, можно считать, что эти два газа (водород и гелий) составляют почти всю массу планеты.

Атмосферный слой имеет толщину около 1000 км. Ниже чистого газового слоя лежит слой облаков, которые наблюдаются в телескоп. Слой жидкого молекулярного водорода имеет толщину 24000 км. На этой глубине давление достигает 300 Гпа, а температура 11000°К. Здесь водород переходит в жидкое состояние, то есть, становится подобным жидкому металлу. Слой жидкого металлического водорода имеет толщину около 42000 км. Внутри него располагается небольшое железосиликатное твердое ядро 4000 км. На границе ядра температура достигает 30000°К.

Количество тепла, которое испускает Юпитер более, чем вдвое превышает тепловую энергию, которую планета получает от Солнца. Возможно, что идущее из недр планеты тепло выделяется в процессе медленного сжатия гигантской планеты (1 мм в год!). По другим представлениям тепло выделяется в результате термоядерных реакций, т.е. Юпитер представляет собой чрезвычайно холодную и слабую красную звезду, а Солнечная система – систему двойной звезды.

Магнитное поле планеты оказалось сложным и состоит как бы из двух полей: дипольного (как у Земли), которое простирается до 1,5 млн. км от Юпитера, и недипольного, занимающего остальную часть магнитосферы. Напряженность магнитного поля в 20 раз больше напряженности магнитного поля Земли.

Юпитер имеет 16 спутников. Первые 4 спутника были открыты еще Галилеем (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто). Они, а также внутренний самый близкий спутник к планете Амальтея движутся почти в плоскости экватора планеты. Два из них по размерам близки к Луне, а третий и четвертый даже больше Меркурия, хотя по массе значительно уступают ему.

На снимках поверхности Ио, полученных космическими аппаратами “Вояджер”, хорошо видны действующие вулканы. Над ними вздымаются светлые облака из газа и пепла, выбрасываемых на высоту до 200 км. Его поверхность покрыта пятнами морей, заполненных расплавленной серой. Вулканизм на Ио был предсказан отечественным астрономом С.К. Всехвятским. Причина вулканизма на Ио лежит в гравитационном воздействии на него со стороны Юпитера.

Внешние спутники обращаются вокруг планеты по сильно вытянутым орбитам с большими углами наклона к экватору (до 30°). Это небольшие (10-120 км в поперечнике) тела неправильной формы. Самые внешние спутники вращаются вокруг планеты в обратном направлении.

По данным, полученным с американских космических аппаратов “Вояджер”, Юпитер окружен в экваториальной области системой колец. Кольцо расположено в 50000 км от поверхности планеты, его ширина около 1000 км. Существование кольца Юпитера было предсказано в 1960 году отечественным астрономом С.К. Всехвятским.

Сатурн

Шестая по порядку и вторая по величине планета Солнечной системы. Ее экваториальный радиус немного меньше, чем у Юпитера, но по массе она втрое меньше Юпитера, так как плотность его всего 0,7 г/см³. Низкая плотность Сатурна связана с тем, что планета состоит в основном из водорода и гелия. Температура поверхности облаков на Сатурне -184 °С.

Сатурн окружен системой колец, которые отмечал еще Г.Галилей в 1610 г. Это удивительные образования опоясывают планету по экватору и нигде не соприкасаются с поверхностью. В кольцах выделяется три основных концентрических зоны, отграниченные узкими щелями; внешнее кольцо А; среднее В (наиболее яркое); внутреннее кольцо С, довольно прозрачное, “креповое”, внутренний край его нерезкий. Наиболее близкие к планете слабо различимые части внутреннего кольца обозначают символом D. Сквозь все кольца просвечивают звезды. Кольца вращаются вокруг Сатурна. Причем скорость вращения внутренних колец выше внешних. Таким образом кольца не являются сплошными образованиями, а представляют собой плоскую систему из бесчисленного количества мелких спутников планеты. Размеры частиц достигает нескольких сантиметров, предполагается присутствие более крупных и мелких частиц, в том числе пыли.

Плоскость наклона колец наклонена к экватору под углом 27°. В зависимости от положений планеты на орбите мы видим кольца то с одной, то с другой стороны. Полный цикл изменения их вида завершается через 29,5 лет – таков период обращения Сатурна вокруг Солнца. Толщина колец не превышает 3,5 км. Диаметр же колец по наружному диаметру равен 275 тыс. км.

Инфракрасные спектры колец Сатурна напоминают спектры водяного инея. Однако в других частях спектра была обнаружена особенность, не характерная для чистого льда.

Сатурн имеет 17 спутников. Наиболее крупные: Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан, Гиперион, Япет, Феба, Янус. Ближайший из них, Янус, движется настолько близко к планете, что обнаружить его удалось только при затмении колец Сатурна, создающих вместе с планетой яркий ореол, затрудняющий наблюдения спутника.

Самый большой спутник Сатурна – Титан – один из величайших спутников Солнечной системы по размерам и по массе. Его диаметр приблизительно такой же, как у Ганимеда. Титан окружен атмосферой, состоящей из метана и водорода. В ней движутся непрозрачные облака.

Все спутники Сатурна, кроме Фебы, обращаются в прямом направлении. Феба движется по орбите с довольно большим эксцентриситетом в обратном направлении.

Уран

В январе 1986 года космический аппарат “Вояджер-2” пролетел мимо этой голубовато-зеленой планеты-гиганта. В отличие от других планет Солнечной системы Уран вращается как бы лежа на боку, то есть, ось его вращения лежит почти в плоскости орбиты (у остальных планет ось вращения примерно перпендикулярна плоскости орбиты). Наиболее удивительная особенность Урана состоит в том, что планета имеет невыразительный облик – это голубовато-зеленый шар без особых “деталей”. Температура ниже облачного слоя (на уровне давления 0,4 земного) составляет 59°К или -214°С. Верхняя атмосфера его состоит в основном из газообразного водорода. Однако в составе планеты преобладают более тяжелые элементы, так как средняя плотность планеты составляет 1,27 г/см³. Уран состоит в основном из льдов воды, аммиака и метана. По сравнению с Сатурном и Юпитером он имеет более плотный состав, что противоречит простой модели образования планет Солнечной системы, когда роль водорода и гелия в составе планет должна возрастать по направлению от Юпитера к Сатурну, Нептуну и Плутону. Возможно ледяные компоненты Урана и Нептуна обязаны своим происхождением кометам, находящимися во внешних областях Солнечной системы зоны Оорта. Внутренние слои Урана должны представлять собой силикатные твердые образования. Таким образом, Уран – это силикатная планета, погруженная в массу льда, состоящего из воды, аммиака, метана и газовой гелиево-водородной атмосферы.

Вокруг Урана имеется по крайней мере 11 колец и 15 спутников.

Спутники Урана. Вояджер-2 сфотографировал пять больших спутников Урана с близкого расстояния – Оберон, Титанию, Умбриэль, Ариэль и Миранду. Полное число спутников Урана – 15. Два вновь открытых спутника представляют собой две гравитационные “сторожевые овчарки” (стерегущие спутники) у внутренней и внешней границ наибольшего внешнего кольца Урана. Остальные восемь (также открытых “Вояджером-2”) находятся на круговых орбитах между кольцами и Мирандой. Все они имеют ледяную поверхность. Но по сравнению со спутниками Сатурна они темнее и содержат больше силикатной составляющей (скальных пород). Три спутника на ранних этапах геологического развития отличались вулканической активностью (Ариэль, Титания, Оберон).

Кроме спутников вокруг Урана движется множество мелких частиц, образующих своеобразные кольца, не похожие на знаменитые кольца Сатурна.

Нептун

Восьмая планета Солнечной системы. Был открыт необычным образом по возмущениям, наблюдаемым в движении Урана. Независимыми расчетами и вычислениями положение Нептуна было предсказано английским астрономом Дж. Адамсом и французским астрономом У. Леверье. Получив данные Леверье, ассистент Берлинской обсерватории И.Галле 23 сентября 1846 года обнаружил планету. Период обращения по орбите настолько длинен (164 года и 288 дней), что с момента открытия Нептун еще не завершил полный оборот вокруг Солнца. Уточнение размеров Нептуна осуществлено в 1967 году в момент затмения им звезды. Плотность планеты оказалась равной 2,3 г/см³. Такая плотность характерна для планет-гигантов, состоящих главным образом из водорода и гелия с примесью соединений других тяжелых элементов. В центре Нептуна, согласно расчетам, имеется ядро, сложенное силикатными породами, а также металлами, входящими в состав планет земной группы.

У Нептуна всего лишь два спутника: Тритон и Нереида. Тритон по размерам и массе больше Луны. Имеет обратное направление вращения. Нереида обладает сильно вытянутой орбитой. Направление вращения по орбите – прямое.

Плутон

Эта девятая и наиболее удаленная планета Солнечной системы. Была открыта Клайдом Томбо (США) в 1930 году. Плутон очень медленно (за 247,7 года) совершает оборот по орбите, которая имеет необычно большой (17°) наклон к плоскости эклиптики и вытянута настолько, что, что в перигелии Плутон подходит к Солнцу на более короткое расстояние, чем Нептун.

Планета имеет огромный спутник (Харон) и поэтому может называться “двойной” планетой. Ее поверхность покрыта замерзшим метаном, а тонкая атмосфера периодически превращается в метановый снег. Вполне возможно, что Плутон представляет собой реликтовую часть материала, из которого образовалась наша Солнечная система.

Харон отличается от Плутона. Слабая сила тяжести на его поверхности способствовала улетучиванию метана и поэтому поверхность Харона покрыта водяным льдом. Как и Плутон Харон имеет крупное каменное (силикатное) ядро.

Плотность Плутона больше плотности других внешних планет Солнечной системы. Поэтому ученые предполагают, что он либо образовался в другом месте Солнечной системы, и в результате катастрофических возмущений орбиты занял современное положение, либо сформировался в иной планетной системе и лишь впоследствии был “захвачен” Солнцем.

Атмосфера Плутона весьма разрежена и состоит из газообразного метана с возможной примесью инертных газов.

Масса Плутона составляет всего 1,7 % массы Земли.

Земля

Земля, как небесное тело, образовалось при температурах ниже точки плавления составляющих ее материалов. Затем начался быстрый ее нагрев под действием сильной радиоактивности[72], которая была связана как с повышением количества ныне сохранившихся радиоактивных изотопов, так и с вымершими изотопами, имевшими малый период полураспада. С этим нагревом, а также нагревом за счет кинетической энергии соударения лавины метеоритных потоков на поверхность только что сформировавшейся Земли, была связана химическая дифференциация планеты на оболочки разного состава.

Формирование металлического ядра Земли (Гарольд Клейтон Юри – 1893-1981) было связано как с характером первоначальной аккумуляции протопланетного материала, так и с последующим стеканием относительно легкоплавкого материала к центру в условиях радиоактивного нагрева.

В смеси веществ первичной мантии Земли, сразу после завершения ее образования, при прогрессивном прогреве, первым плавилось железо, затем силикаты. Примесь сернистого железа облегчала плавление железа в целом. В каком-то горизонте первичной силикатной мантии возник мощный слой расплавленного сернистого железа с неустойчивым положением, в связи с его неоднородностью и высокой относительной плотностью. Поэтому незначительное утолщение этого слоя в каком-то месте, возможно при влиянии приливных гравитационных явлений, увеличивало давление на нижележащие слои, что и привело к стеканию сульфидно-железной, с примесью силикатного материала, расплавленной массы в центр Земли. Таким способом, возможно, завершилось формирование железного ядра нашей планеты.

Погружение огромных тяжелых масс расплавленного железа с примесью серы вытеснило более легкие пластичные силикатные массы вверх – в области теперешнего положения Тихого океана. Эти силикатные массы при последующем плавлении в верхних горизонтах мантии выделили наиболее легкоплавкие вещества совместно с парами воды и другими газами, которые в процессе вулканизма сформировали первичную алюмосиликатную кору, первичную атмосферу, обогащенную СО₂ и протоокеан.

Близость химического состава материала планет земной группы на момент образования их ядер свидетельствует о единстве первоначального состава материала, дифференцированного относительно Солнца по летучести и плотности и близости процессов их формирования. Однако на Земле были созданы условия, несколько отличные от тех, которые существовали на остальных планетах земной группы.

После образования ядра Земли начинает изменяться состав ее атмосферы. Огромные массы углекислого газа были изъяты из атмосферы и сосредоточены в форме карбонатных отложений вначале химической, а потом и биологической природы. Меньшая часть углекислого газа была вовлечена в фотосинтез зелеными растениями.

Появление жизни на Земле, происшедшее вскоре после завершения ее образования как космического тела, привело к формированию сложнейшей и уникальной материальной системы – биосферы. В составе живого вещества аккумулированы практически все наиболее распространенные элементы земной коры. В этом и проявляется единство живого и неживого. Но если учесть космохимические данные по распространенности элементов в самом Солнце, то можно утверждать единство химического состава всего вещества Солнечной системы и Космоса.

Жизнь быстро завоевала пространство верхних оболочек, вовлекая всевозрастающие массы вещества в глобальный круговорот, что наиболее существенно повлияло на эволюцию не только осадочной оболочки земной коры, стратисферы[73], но и на всю историю фракционирования металлов. Наличие громадных концентраций цветных металлов в земной коре – это результат процессов, связанных с круговоротом живого вещества и его участия в перераспределении элементов в оболочках Земли. Подобных концентраций и такого разнообразия минеральных форм, их видов и сочетаний элементов в них мы никогда не встретим ни на одной из планет Солнечной системы.

ЗЕМНАЯ КОРА И ЭВОЛЮЦИЯ.

В своей повседневной деятельности мы связаны практически с тончайшим слоем земной коры, в которой расположены все наши ресурсы (кроме атмосферы), которые мы используем в практической деятельности. Знание закономерностей формирования этого тонкого слоя Земли, который распространяется под дном океанов до глубины 10 км, а под материками – 40-60 км, чрезвычайно важно для нас. Однако самые глубокие скважины на земле (например Кольская сверхглубокая) едва подходят к рубежу 13 км. Это связано с колоссальными трудностями проникновения в глубины Земли. Поэтому у геологов сформировалось крылатое выражение: “Если о земной коре мы кое-что знаем, то о мантии лишь предполагаем, а глубже практически ничего не знаем”. Это, конечно же, шутка, но в ней есть и глубокий смысл: не так просто исследовать вещество нашей планеты из-за скудных технических средств проникновения в глубины Земли.

Обычно мы располагаем косвенными данными о строении Земли на основе геофизических (сейсмических) исследований, сравнительной планетологии (по материалам космических исследований планет Солнечной системы), на основе исследований метеоритного состава и идей о происхождении планет в Солнечной системе.

Разрезы земной коры геологи изучают на основе последовательного исследования ее частей в складчатых (горных) системах, где могут обнажаться самые древние (на уровне 3,5-4,0 миллиардов лет) и самые молодые образования пород. Однако накопленные громадные знания по вещественному составу земной коры до сих пор не позволяют ученым создать единую теорию ее происхождения и эволюции. Настолько сложна эта проблема.

Тектоника плит и история океанических бассейнов

Последовательная система взглядов на эволюцию земной коры включала гипотезу сжимающейся Земли, гипотезу расширяющейся Земли, гипотезу дрейфа континентов, конвективных течений и, наконец, гипотезу тектоники плит.

По мере выявления основных геологических особенностей различных районов мира становилось очевидным, что сильная тектоническая деятельность, сопровождающаяся складкообразованием горных систем, отмечалась в довольно узких подвижных поясах. Синхронные геологические пульсации складкообразования получили названия орогений или зон горообразования (например, байкальской, каледонской, герцинской, альпийской и др.). Причем отмечалось, что накопление осадочных и вулканогенных отложений и эпейрогенические движения (общие изменения относительно уровня Мирового океана) занимают очень большой промежуток времени, а орогеническая деятельность протекает за значительно более короткий срок. При этом считалось, что сохранившиеся в деформированных орогенных поясах складки и надвиги, обязаны своим происхождением главным образом силам сжатия. Их образование сопровождалось тепловыми явлениями, вызывавшими извержение вулканов, интрузии (внедрение) магматических пород в осадочные и вулканогенно-осадочные комплексы, метаморфизм (преобразование осадочных и изверженных пород под влиянием температуры и давления). В 1840 году в Альпах были откартированы покровные надвиги (шарьяжи) и была выдвинута концепция тектонических покровов – огромных, в десятки километров длины, пластов горных пород, надвинутых на другие. “Разворачивание” складок позволило установить, что в таком случае породы должны были бы занимать гораздо большее пространство на местности по сравнению с деформированными участками. Это привело к представлению о постепенном сжатии земной коры. Так появилась гипотеза сжимающейся Земли. Уместно заметить, что геологи и геофизики разрабатывали концепцию в условиях изучения геологии материков и априорно считали, что такие же условия характерны для геологии дна океанов.

Эта гипотеза пользовалась достаточно большой популярностью среди геологов и геофизиков до тех пор, пока не появились новые данные по геологии океанического дна (Дрейк и др., 1882). Эти данные уже противоречили концепции сжимающейся Земли и родилась противоположная концепция, базирующаяся на модели расширяющейся Земли.

СОВРЕМЕННАЯ КОНЦЕПЦИЯ ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИКОВ (ТЕКТОНИКИ ПЛИТ) ИЛИ НОВАЯ ГЛОБАЛЬНАЯ ТЕКТОНИКА. СОВРЕМЕННЫЙ ВАРИАНТ ГИПОТЕЗЫ МОБИЛИЗМА.

В 1912 году Альфред Лотар Вегенер заложил основы теории дрейфа континентов – первой гипотезы мобилизма. Основанием для разработки идеи движения материков послужило не только сходство очертаний материков, как частей расколовшегося когда-то единого существовавшего праматерика Пангеи, но и сходство геологического строения, верхнепалеозойской флоры и фауны приатлантических континентов, особенно Африки и Южной Америки, следов пермо-карбонового оледенения Гондваны. Затем эта гипотеза усилиями многих ученых была модернизирована в современный вариант теории мобилизма и оформилась в новую глобальную тектонику. Однако, идея дрейфа континентов будоражила воображение исследователей задолго до А.Вегенера.

Так, на неслучайность сходства западного берега Африки и восточного берега Южной Америки указывал философ Френсис Бэкон в своем сочинении “Новый органон” (1620 г.), а Пласе (1658 г.) высказал предположение, что Старый и Новый Свет разделились в результате всемирного потопа (эта точка зрения просуществовала до ХIХ столетия). В 1858 году итальянец Антонио Снидер-Пеллегрини обосновал идею об образовании Атлантики в результате раскола единого праматерика и раздвига его осколков сходством очертаний противоположных берегов Атлантики, а также ископаемых растений и месторождений угля в Европе и Америке.

Более или менее обоснованные представления о возможности дрейфа континентов связываются с именем Антуана Снайдера, который в том же 1958 году опубликовал карты, показывающие континенты в момент их смыкания, а затем в их современном положении. Таким образом он пытался объяснить сходство залегания пластов каменного угля в Европе и Северной Америке и соответствие береговых линий по обе стороны Атлантики. Механизм и причины движения материков он не раскрывал.

Говард Бейкер в соответствии с идеей английского астронома Джорджа Дарвина нарисовал захватывающую картину раскола континентов путем воздействия приливных сил под влиянием эксцентриситета в орбите Земли и Венеры, которые когда-то вырвали часть земной коры на участке тихоокеанского бассейна, и из этого куска сформировалась Луна. Таким образом, единый когда-то протоконтинент раскололся, его части разошлись в стороны, а воды образовавшихся океанов были захвачены Землей при разрушении гипотетической планеты Фаэтон, ныне представленной Поясом Астероидов. Эта фантастическая гипотеза не получила широкого признания научной общественности.

В 1910 году гляциолог Ф.Б.Тейлор попытался увязать образование молодых горных систем, окаймляющих Тихий океан, с “раскрытием” дна Атлантического океана. Но, поскольку Тейлор ориентировался исключительно на максимальное проявление процессов горообразования в третичном периоде, амплитуда предполагаемого перемещения континентов оставалась в его работе невыясненной. Он ссылался на действие приливных сил Луны после ее захвата Землей в меловом периоде, чтобы обосновать перемещение континентов. Но в большинстве теоретических работ по геологии земного шара, относящихся к началу века, океаны рассматривались как места обрушения земной коры или проседания континентов. Поэтому на этом фоне была очень смелой гипотеза А.Вегенера, который на основе экстраполяции скудных данных о величинах силы тяжести в морях пришел к выводу, что дно океанов качественно должно отличаться от геологии континентов. При этом дно океанов должно быть устлано базальтами, из которых должны выступать менее плотные (гранитоидные) породы континентов. Этот вывод требовал совершенно различных механизмов образования как океанических бассейнов, так и материков.

Таким образом, идея о дрейфе континентов имела глубокие корни. И все же именно А.Вегенер научно обосновал не только саму идею перемещения материков, но и создал основы этой удивительной теории, которая пережила времена признания, скепсиса, забвения и нового возрождения.

Что же заставляет перемещаться материки? Каковы движущие силы этих процессов?

Идея А. Вегенера о движущих “полюсобежных” силах Этвеша оказалась недостаточной, чтобы объяснить движение материков, хотя их величины было вполне достаточно для перемещения магнитных полюсов Земли.

Наиболее правдоподобными силами перемещения материков считаются силы конвективного течения в верхней мантии Земли, которые обосновал Артур Холмс в 1927-1929 гг. Он допускал, что конвективные потоки вещества приводят в движение внешнюю оболочку Земли толщиной 50-100 км. Эта концепция явилась крупным шагом вперед и, в общем, близка к современным представлениям.

Измерение силы тяжести на море пополнили океанологию данными, которые подтвердили концепцию А.Вегенера о качественном различии между океанами и континентами и свидетельствовали в пользу конвекционной гипотезы. Конвективная модель кажется более убедительной, чем механизм простого сжатия, поскольку не требует слишком больших различий в степени вязкости между литосферой и подстилающим субстратом.

Все из упомянутых гипотез – сжатия, расширения, дрейфа континентов – имели сторонников, обосновывавших свои предпочтения не столько фактами, которых было мало, сколько личными соображениями. При таком положении дел установить, какая из гипотез ближе всего отвечала истинным закономерностям эволюции земной коры, было невозможно. В этой связи Артур Холмс в 1953 г. сокрушенно писал: “Должен признаться, что несмотря на все доводы “за”, мне никогда не удавалось полностью освободиться от смутного предубеждения против гипотезы дрейфа континентов. Так сказать, своим геологическим нутром я чувствовал, что она фантастична. Но это не наука... При таком множестве сбивающих с толку противоречивых высказываний лучше всего следовать мудрому совету Дунбара, что не следует отвергать априори ни дрейф континентов, ни погружение широких мостов суши”.

Гипотеза тектоники плит базируется на способности литосферных плит скользить по астеносферному слою. В соответствии с концепцией астеносферы глубже литосферы находится некий слой (астеносфера), обеспечивающий возможность медленного перемещения по нему. Именно по этому механизму поверхность Земли приводится в состояние, близкое к гидростатическому равновесию.

Впервые подобная концепция была выдвинута в 1889 году, когда стало очевидно, что иначе не объяснить соответствующее результатам гравитационных измерений почти повсеместное изостатическое равновесие поверхности Земли. Известное подтверждение она получила в ходе исследований распространения внутренних волн от землетрясений, указывающих на наличие какого-то слоя на глубине 100 км, в котором сейсмические волны распространяются медленнее, чем в выше и ниже расположенных слоях. Исследование различий в характеристиках энерговыделения между мелкофокусными (0-70 км) и глубокофокусными (70-700 км) землетрясениями свидетельствовали о нарушении связи между литосферой и внутренней областью Земли. Последующие наблюдения показали, что сильные землетрясения могут быть частью единой тектонической системы, поверхность которой отличается наличием температурных аномалий и движений на глубинах предполагаемой границы между литосферой и астеносферой.

Гипотеза тектоники плит основывается на концепции расхождения литосферных плит вдоль осей срединно-океанических хребтов. В пользу этой концепции свидетельствует целый ряд исследований, в частности, анализ аномалий и сейсмических явлений.

В 50-е годы нашего столетия были собраны многочисленные данные об остаточной намагниченности пород (палеомагнитные исследования) разного возраста с различных континентов. Они говорят о том, что в ходе геологической истории Земли континенты испытывали значительные смещения относительно магнитных полюсов. Кроме того, по сравнению с концом палеозоя (230 млн лет тому назад), расположение континентов существенно изменилось. Однако интерпретация палеомагнитных данных была весьма противоречивой до выполнения магнитных измерений в океанах.

В результате магнитной съемки океанического дна у западных берегов Северной Америки была выявлена линейная (полосовая) структура магнитных аномалий, сохраняющихся на большой территории, но сдвинутых вдоль зоны разломов. Дальнейшие исследования магнитного поля в других частях океана показали, что линейная структура аномалий свойственна не только этому району, а обычна для всех океанических бассейнов. Объяснить это удалось только с привлечением данных иного сорта.

Еще в 1906 г. во Франции был обнаружен лавовый поток, частицы вещества которого обладали обратной намагниченностью, то есть магнитные силовые линии в них были направлены в противоположную сторону относительно современного магнитного поля. Со временем появились аналогичные данные и для других районов Земли, где в толще осадков было устанавлено несколько уровней смены вектора намагниченности пород. Так была обоснована возможность многократной инверсии магнитного поля Земли за последний отрезок в 3,5 млн лет[74].

Данные магнитных наблюдений на поперечных разрезах срединно-океанических хребтов указывали на одну общую особенность слагающих их пород. Аномалии по разные стороны от хребта были симметричными, а в соотношении их ширины во всех случаях отмечалась определенная закономерность. С точки зрения общего масштаба картина могла меняться, но соотношение в ширине аномалий оставалось одним и тем же. Также наблюдалось довольно точное соотношение между расстоянием по горизонтали, на котором отстояли определенные полосы магнитных аномалий от оси хребта и относительными моментами времени, соответствующими установленной шкале смен знака магнитного поля. То есть, появилась возможность связать расстояния по горизонтали от оси хребта с временной шкалой, охватывающей миллионы лет. Отсюда Вайном и Метьюзом (английские геофизики) был сделан вывод, что возраст пород коры ниже чехла осадочных пород на дне океана последовательно возрастает с увеличением расстояния от хребта. Таким образом, в осевой части срединно-океанических хребтов непрерывно создается новое вещество коры, тогда как первоначально образованное вещество постепенно смещается в сторону от зоны раздвига со скоростью нескольких сантиметров в год.

Изучение связанных с землетрясениями подвижек земной коры показало, что в осевой части срединно-океанических хребтов преобладают нормальные сбросы, а в зонах разломов – горизонтальные смещения, к которым и приурочены очаги землетрясений. Кроме того эти подвижки в зонах разломов соседних участков осевой зоны хребта имеют противоположное направление. Именно так и должно было быть в случае, если бы противоположные склоны хребтов удалялись в стороны от исходного положения их оси. Другими словами, характер сейсмической активности и особенности разломов подтверждали концепцию горизонтального расхождения плит.

Если плиты испытывают раздвиг в разные стороны от осевой части срединно-океанических хребтов, то они, естественно, не могут не сталкиваться и наползать друг на друга в иных частях земного шара, что приводит к их торошению[75] и образованию складчатости.

Концепция конвергенции (схождения плит) возникла в результате исследований глубокофокусных землетрясений (с очагами до глубины 300-700 км) в Тихом океане. В 30-е годы нашего столетия были обнаружены их очаги, располагавшиеся под Японскими островами в зоне, наклонно уходящей из Японского желоба (зоны Заварицкого-Беньофа) в западном направлении под территорию Китая. То есть, пластина земной коры с Японскими островами устойчиво мигрирует в сторону Китайской платформы и поддвигается под нее, и в далеком будущем Япония может исчезнуть под Китайской плитой.

Позднее выяснилось, что такое распределение очагов землетрясений типично для всего Тихоокеанского кольца ‑ это уже проявление глобальных закономерностей. Определение с высокой точностью местонахождения глубокофокусных землетрясений позволило выделить узкую (20 км) зону, простирающуюся позади островной дуги почти от поверхности дна в глубоководном желобе до глубин свыше 700 км.

Таким образом, вдоль островных дуг и сейсмически активных континентальных окраин имеются признаки конвергенции литосферы и обширного поддвига (по более вязкому и пластичному слою астеносферы) в отличие от области срединно-океанических хребтов, где отмечается дивергенция и движение вещества вверх из недр Земли.

Модель тектоники плит в своем современном простейшем виде сводится к тому, что в осевой зоне океанических хребтов формируется новая океаническая кора (литосфера), а возле островных дуг и некоторых континентальных окраин литосфера разрушается. Все указанные структуры принадлежат к современным активным районам планеты, где происходят землетрясения, извержения вулканов и довольно быстрые подвижки земной коры. Края немногочисленных, но очень больших по размерам литосферных плит, смещающихся относительно друг друга, отмечены эпицентрами землетрясений. Там, где плиты движутся навстречу друг друга, происходит поддвигание и наблюдаются признаки сжатия, проявляющие себя в создании складчатых горных систем. При раздвижении плит глубинное вещество мантии Земли поднимается к поверхности и образуется новая кора; здесь на фоне признаков растяжения коры также проявляется вулканическая деятельность, что можно наблюдать в области срединно-океанических хребтов, а также в Исландии, Восточной Африке. Там, где плиты скользят одна относительно другой, как в южной Калифорнии, происходит скалывание и отмечаются, главным образом, сжатия вдоль трансформных разломов.

Средством проверки гипотезы тектоники плит послужила программа глубоководного бурения скважин с научно-исследовательского судна “Гломар Челленджер”. По данным громадного количества скважин установлен весьма молодой (около 200 миллионов лет) возраст осадков над подстилающими их базальтами, что находится в прямом согласии с предсказаниями тектоники плит. Это весьма молодой возраст по сравнению с древнейшими образованиями континентов, возраст которых достигает 3,7 миллиардов лет.

Таким образом, новая глобальная тектоника утверждает, что литосфера разбита на крупные плиты, которые перемещаются по астеносфере (состоящей из более пластичных пород) в горизонтальном направлении. Близ срединно-океанических хребтов литосферные плиты наращиваются за счет вещества, поднимающегося из недр, и расходятся в стороны. В глубоководных желобах одна плита поддвигается под другую и поглощается мантией. Там, где плиты сталкиваются между собой, возникают складчатые сооружения[76].

В России эта концепция вначале была встречена весьма скептически и до сих пор разделяется не всеми геологами, поскольку господствовала идея о вертикальных перемещениях земной коры. Однако она постепенно входит в обиход практического использования при построении специфических геологических, палеотектонических и геодинамических карт, позволяющих по-новому познать историю развития земной коры, а главное ‑ научиться предсказывать землетрясения, прогнозировать и открывать месторождения полезных ископаемых.

Земля возникла путем объединения преимущественно высокотемпературной фракции протопланетных конденсатов со значительным количеством металлического железа. Возникновение метеоритных фаз (силикатной, сульфидной, металлической) в виде ахондритов, железокаменных и железных метеоритов в пределах родоначальных метеоритных тел, а также металлических ядер и оксидно-силикатных мантий внутренних планет земного типа, рассматривается обычно как вторичный процесс, прошедший далеко не во всех астероидах. Допускается, что зональная (оболочечная) структура внутренних планет образовалась в результате радиогенного нагрева и химической дифференциации первоначально однородного материала, отвечающего по составу каменным метеоритам (хондритам).

Ранние стадии развития Земли не зафиксированы в каменной летописи геологической истории. Даже самые древние породы, возраст которых насчитывает чуть больше 4 млрд. лет – продукт более поздних событий, наступивших после формирования самой планеты.

Однако, мы все же можем считать, что ранние стадии существования Земли ознаменовались процессом ее общепланетарной химической дифференциации, которая привела к формированию центрального ядра и обволакивающей его первичной силикатной мантии в результате либо первично гомогенной, гетерогенной или частично гетерогенной по составу Протоземли. Образование алюмосиликатной коры океанического и континентального типов относится к еще более поздним событиям, связанным с физико-химическими процессами в самой мантии и появлением биосферы.

Земная кора (мощностью до 65-100 км) представлена осадочными, метаморфическими и магматическими образованиями, которые сформировались в ходе эволюции земного вещества на протяжении 4,3 миллиарда лет. Состав земной коры довольно хорошо изучен, кроме глубинных ее частей, скрытых от прямого наблюдения. В целом земная кора отвечает базальтово-гранитному составу. При этом породы типа гранитов не установлены ни на одной из планет Солнечной системы. Это особая принадлежность эволюции земной коры. Однако сама земная кора различна под материками и под океанами. Если в составе континентальной коры встречаются метаморфические образования глубокой степени переработки древнейших осадочных, магматических пород, а также континентальные базальты и гранитоиды, то кора, расположенная под океанами, преимущественно сложена базальтами океанического типа. Здесь отсутствует гранитный слой, поэтому океаническая кора в 5-10 раз тоньше континентальной.