Кратка история на Земята: как тя се е появила и какво се е случило преди нас

Историята на човечеството е само мигновение от историята на Земята. Планетата е живяла, дишала и се е променяла милиарди години преди появата на човечеството. И сега един вид се опитва да я унищожи.

Преди време публикувахме статията „Кратък пътеводител в тайните на Вселената: началото, развитието, краят“ посветена на еволюцията на Вселената, а сега продължаваме с Кратка история на нашата Земя.

Земята е родена от космическия прах на други планети

Нашето Слънце е на около 4,6 милиарда години. Когато се е образувало, то е било заобиколено от много малки частици материя, останали от смъртта на далечни звезди. Именно от тях са започнали да се оформят бъдещите планети. В продължение на милиони години те са обикаляли около младото Слънце, задържани от гравитацията, сблъсквали са се една в друга и са се слепвали, формирайки протопланетни образования, така наречените планетезимали. След това по-големите от тях започнали да привличат по-малките си съседи, ставайки все по-големи и по-големи.

Астрономите смятат, че Юпитер и Сатурн след раждането си са започнали да мигрират из цялата Слънчевата система подобно на топки за боулинг, разбутайки всичко по пътя си. Вероятно на мястото на Земята и Венера е имало други планети, които учените наричат суперземи, но те или са загинали, или са били изтласкани от орбитите си.

Движенията на Юпитер и Сатурн вероятно са довели до падането суперземите на Слънцето, а е възможно някои от тях да са били изхвърлени под въздействието на гравитацията към периферията на Слънчевата система. И до днес мистериозната девета планета, за която подозираме, че съществува, може да представлява подобна супер-Земя. А от веществото, останало на тяхното място, са се формирали малките планети от земен тип: Меркурий, Венера, Земя и Марс.

Как се е появила Луната и защо тя отлита от нас

Нашата планета се е формирала буквално за 10-20 милиона години. По космическите стандарти това е почти миг. В много ранното детство на Земята се е случило важно събитие: появил се неин „партньор“ и постоянен спътник – Луната. Има различни версии как се е случило това.

Някои учени смятат, че Луната се е образувала някъде отделно, а след това нашата планета я е прихванала в гравитационен плен и все още я държи. Втората хипотеза предполага, че те са родени заедно от един и същ облак газ и прах, тоест Земята и Луната са две части, така да се каже, на една двойна планета. И накрая, третата, може би най-потвърдена от факти към настоящия момент, гласи, че Луната се е образувала по-късно от Земята, до нея, в следствие на мощен сблъсък на нашата планета с друга малка планета. Кората и горната част на земната мантия са се разрушили, разпръснали са се около Земята подобно на диска на Сатурн и от това вещество се е формирала Луната.

Трябва да се отбележи, че Луната не се върти строго по определена орбита около Земята, а те двете се въртят около общ център. Така че, по космическите стандарти, тази конфигурация не представлява планета и неин спътник, а единна „система Земя-Луна“.

Изчисленията показват, че преди три милиарда години Луната е била толкова близо до Земята, че приливите са достигали до няколко километри височина и може би именно заради тях живите същества са излезли на сушата – те просто са били изхвърляни далеч от морето. Още от самото начало нашият спътник постепенно е започнал да се отдалечава от нас. По тази причина Земята се върти все по-бавно. Преди половин милиард години един ден е продължавал около 18 часа, днес е 24, а след няколко милиарда години, ако всичко върви спокойно без някакви космически катаклизми, едно денонощие на Земята ще продължава приблизително 54 съвременни дни.

Океан от лава

Новородената Земя е била покрита с океан, само че не от вода, а от гореща лава. Преди 4,5 милиарда години, когато е приключил етапът на акреция , тоест слепването на материята, е започнал вторият етап – диференциацията на това вещество, тоест разделянето му според физичните свойства. Този процес е отнел само около 100 милиона години и е бил съпроводен от интензивно топене. Така се е образувало желязното ядро на планетата, нейната все още нестабилна повърхност и първичната атмосфера.

Първите 500 милиона години от съществуването на Земята са се наблюдавали бурни процеси на формиране на земната кора. Когато този период на топене е приключил, планетата ( според космическите стандарти) бързо е изстинала. Така започва геоложката история на Земята.

Сега в различни части на планетата – в Австралия, Северна Америка, Африка – учените откриват скални образци, които са на повече от 4 милиарда години.

По-рано се смяташе, че Земята през първия милиард години от съществуването си е била изцяло покрита с разтопена и много гореща лава. Но се оказва, че това не е точно така. Благодарение на последните открития се установи, че радиоактивното разпадане в недрата на Земята е бил важен източник на топлина, но не е създавал прекомерни високи температури на нейната повърхност.

В Западна Австралия са открити образци с цирконий на възраст от 4,4 милиарда години. Оказва се, че те са кристализирали в гранитни скали при около 600 ℃ и в присъствие на воден флуид, което е изключително важно . Това показва , че повърхността на Земята по това време вече е била доста студена и в същите температурни граници, които са характерни за нея и днес, въпреки че атмосферата е имала различен състав и водата е била нагрята до 60-70 градуса .

Появата на Световния океан и континентите

Но откъде се е появила тази вода на Земята? Според една от хипотезите водата е донесена на нашата планета от комети, които активно са я бомбардирали Земята в зората на нейната история. Втората хипотеза предполага, че водата е била на планетата още от самото начало. Като цяло в космоса има много вода в различни състояния и най-вероятно тя е била част от акреционния диск, от който планетите на Слънчевата система са се формирали.

Още до появата на Световния океан на Земята се е образувала твърда обвивка – литосферата. Тя включва океанската кора, главно от базалтови скали, и континенталната кора, образувана в резултат на “топенето”, която се състои в по-голямата си част от гранитни скали.

Първите континенти на планетата в самото начало не са били толкова големи. Те са се формирали от малки парчета суша, които са се образували в процеса на охлаждането на земната повърхност. След това тези микроконтиненти са се сблъсквали и са се слепвали. Океанската кора все още се обновява много активно и най-древните нейни участъци са на не повече от 160 милиона години. Фрагменти от най-древната земна кора са останали върху континенталната повърхност.

Земната кора е разнородна: повърхността на цялата планета се състои от големи части – литосферни плочи, които са в постоянно движение. Вероятно първият суперконтинент се е образувал преди около 2,9 милиарда години. Няколко пъти в историята на планетата континентите са се сближавали или отдалечавали. Днес Атлантическият океан продължава да расте и след няколкостотин милиона години ще изчезне Тихият океан, а всички съществуващи континенти ще се съберат в единна колосална земна суша.

Съществува също така хипотеза, че континентите на древната Земя са се образували в следствие на сблъсъците на Земята с гигантски метеорити.

Магнитното поле – бронята за атмосферата и живота

И така, с насищането на планетата ни с парникови газове, атмосферата й започнала да се увеличавала. Газовете кондензирали и падали на Земята под формата на обилни валежи, все повече установявайки господството на водата над сушата. Но защо парниковите газове не са излетели в космоса?

През първия милиард години от живота на нашата планета се е появило доста мощно магнитно поле. То представлява нашата броня и защита. Предпазва Земята от потоците на слънчевия вятър. Например съвременният Марс отдавна е загубил магнитното си поле и по тази причина слънчевият вятър е отнесъл атмосферата му.

Но по това време атмосферата на Земята все още не е била наситена с кислород и подобни на съвременните живи същества не са можели да съществуват. Но за първите организми това не било проблем. Те са дишали въглероден диоксид и са се хранели с неорганични съединения.

Но откъде са се появили тези микрорганизми на Земята? Тук също има няколко хипотези. Първата е, че животът е възникнал спонтанно на Земята и че той е твърде добре адаптиран специално към условията на нашата планета. Втората гласи, че животът е донесен от космоса, може би от Марс или Венера (но тогава как е попаднал там?). Тази хипотеза носи наименованието “панспермия”. Има и трета, компромисна и тя понастоящем е най-популярна – хипотезата за “меката панспермия”: така наречените “градивни елементи на живота”, тоест онези необходими органични вещества, които не са малко във Вселената, са донесени на младата Земя от космоса. И тогава тук, попаднали в уникални условия, те формирали първите форми на живот.

Съществува и версия, че земните бактерии също излитат в космоса и това може да доведе до появата на живот на други планети.

Първите живи организми за малко не са убили сами себе си

Така или иначе, първите организми са поставили началото на еволюцията, всъщност ставайки прародители на всички съвременни видове живи същества, включително и на нас. Между другото, именно на първите масово разпространени микроби, цианобактериите, Земята дължи съвременната си атмосфера, която се е появила приблизително преди 2,5-3 милиарда години. Цианобактериите са я “издишвали”, благодарение на способността си за фотосинтеза, тоест превръщането на въглеродния диоксид в кислород под въздействието на слънчевата светлина. И тъй като кислородът бил ужасна отрова за първите организми, това почти довело до катастрофа – микробите без малко да отровят сами себе си.

Между другото, според една от версиите, именно те са провокирали първите глобални изменения на климата: чрез абсорбирането на въглероден диоксид те намалявали парниковия ефект. Вероятно това е причината за първото глобално охлаждане. Заедно с нарастването на континентите, които увеличавали отразяващата способност на Земята, това довело до превръщането на планетата в “снежна топка”, когато цялата повърхност била покрита за известно време със слой лед.

Днес е невъзможно да се каже точно колко такива студени периоди е преживяла Земята и кога точно е настъпило първото заледяване, но учените не се съмняват, че те са били няколко.

Възникването на сложния живот и заселването на сушата

Микроорганизмите, които обитават Земята, от момента на появата си постоянно са се адаптирали към променящите се условия. Някои едноклетъчни организми са се научили да се държат заедно, като си помагали взаимно да оцелеят. Така възникнали първите многоклетъчни организми и примерно преди около 600 милиона години на планетата са се появили първите сложни организми. А преди 570-580 милиона години се е случил Камбрийският взрив – безпрецедентен скок в разнообразието от животни.

Това е бил много важен етап в еволюцията на биологичния свят, когато организмите са успели да си изградят скелети. Твърдият скелет означавал, че размерът на тялото може драстично да се увеличи, тъй като мускулатурата е можела да бъде прикрепена към твърда опора. По този начин е можело да се развиват различни начини на движение, което от своя страна отваряло много нови възможности за еволюция.

Благодарение на твърдия скелет в животните започнали да се появяват зъби, нокти, черупки и брони. Богатата фауна във водна среда се стремяла да открие нови територии за живот – сушата. Нейното глобално усвояване е започнало преди около 400 милиона години. Първите мигранти от водата са били водораслите и те са дали началото на всички земни растения. И тъй като на сушата се появила много храна, животните също започнали да се стремят към нея.

Първи, разбира се, били членестоногите, най-вероятно от рода хелицерови, чиито представители са например скорпионите. Първите членостоноги са били водни, а след това постепенно са се адаптирали към живота на сушата. След членестоногите рибите също започнали да се опитват да се преместят на сушата. Първата адаптация към сухоземното съществуване се появява при двойнодишащите риби и рибите с перки. Двойнодишащите риби можели да дишат както с помощта на хрилете си, така и с белите си дробове. Рибите с перки можели да използват твърдите си перки като опора, движейки се в плитки води или дори на сушата.

Появата на бозайниците и разумния човек

Преди приблизително 250 милиона години Земята вече е била обитавана от влечуги – далечните предци на съвременните крокодили и костенурки. След това започнали да се появяват и първите предци на съвременните бозайници – т. нар. зверозъби влечуги. Вече се смята за доказано, че тези организми са имали козина. Очевидно някои от тях, а може би и повечето от тях, са били топлокръвни. Тоест това е била сериозна стъпка към появата на първите истински бозайници.

Първите истински бозайници са се появили по-късно от влечугите и за известен период са били изместени на втори план на еволюцията от по-успешните по това време други обитатели на планетата: динозаврите – големи влечуги, които завладели сушата, въздуха и водата. Тяхното господство продължило почти 170 милиона години. Но в един период те масово измрели.

Смята се, че те тяхното изчезване се дължи на падането на Земята на огромен астероид преди около 66 милиона години. Но някои учени са склонни да вярват, че още преди този сблъсък екосистемите са били “на последно издихание “. Част от динозаврите обаче оцеляват доста успешно и до днес – това са птиците.

Сигурно ако динозаврите не бяха изчезнали, историята на Земята би била доста по-различна. Измирането на динозаврите е довело до експлозивно развитие на нашите много далечни предци бозайници.

Преди 30 милиона години на Земята са се появили антропоидните примати (предците на гибоните, орангутаните, шимпанзетата, горилите и хората). Непосредствените предци на хората, австралопитеците, оставащи всъщност маймуни, са минали към изправено ходене преди около 7 милиона години. Родът Homo, примати, изработващи различни видове първобитни инструменти, са се появили на историческата сцена преди около 2 милиона години, а нашият вид, Homo Sapiens, тоест разумния човек – само преди около 300 000 години. А писмената история на човечеството е само на около 5500 години.

По стандартите на Земята историята на човечеството е само много кратък миг, но именно нашият вид този път може да тласне планетата към най-драматичните промени…