დედამიწა

დედამიწის წარმოშობისა და ევოლუციის ზოგადი მიმოხილვა

         თუ ზევით ავიხედავთ დავინახავთ  ცის თაღს, რომელიც შედგება მილიარდობით ვარსკლავისაგან - ეს არის გალაქტიკა, რომელსაც ქვია ირმის ნახტომი, აქ მდებარეობს  მზის სისტემა  და 9 პლანეტიდან ერთერთი პლანეტა - დედამიწა.   ძნელი წარმოსადგენია თუ როგორი პატარაა თავისი ზომებით დედამიწა ირმის ნახტომის გალაქტიკასთან შედარებით, რომელიც თავის მხრივ წარმოადგენს ერთ რიგით გალაქტიკას მილიონობით გალაქტიკას შორის. ირმის ნახტომის დიამეტრი უზარმაზარია და დაახლობით უდრის 100 ათასი სინათლის წელს. სისქე კი 3000 სინათლის წელია. სინათლის წელი ეს არის მანძილი რომელსაც გადის სინათლის სხივი ერთ წელიწადში სიჩქარით

300 000კმ /წმ-ში (1 მილიარდ კმ-ზე მეტი საათში).

      ირმის ნახტომი, არის გალაქტიკა, გიგანტური ვარსკვლავური სისტემა, რომელშიც ჩვენი მზის სისტემა, ასევე ყველა შეუიარაღებელი თვალით ხილული ვარსკვლავი, პლანეტა და ციური სხეული მდებარეობს;  მასში შედის დაახლოებით 200-დან 400 მილიარდამდე ვარსკვლავი,

       გალაქტიკა — ვარსკვლავების, ვარსკვლავთშორისი არის, მტვრისა და უჩინარი მატერიების დიდი სისტემა, რომელიც გრავიტაციული ზემოქმედებით უკავშირდება ერთმანეთს. ჩვეულებრივ გალაქტიკაში შედის 10 მილიონიდან  რამდენიმე ტრილიონამდე ვარსკვლავი.   მიიჩნევენ, რომ სამყაროში 100 მილიარდი გალაქტიკაა. 

             ნახ.1.           ჩვენი ადგილი გალაქტიკაში არის ირმის ნახტომი

            

სადღაც გიგანტური დისკოს (რომელიც შედგება მილიარდობით ვარსკლავისა და ვარსკლავშორისი მტვრისა და გაზებისაგან) ნაპირას ანათებს რიგითი ვარსკლავი - მზე, (ნახ.1) (ასეთი ვარსკლავი ჩვენს გალაქტიკაში მილიონობითაა), რომლის გარშემო ერთიდაიგივე მიმართულებით მოძრაობს 9 პლანეტა და მესამე მზიდან არის დედამიწა, რომლის რადიუსი სამყაროს ზომებთან შედარებით პაწიწინაა - სულ რაღაც 6371 კმ.   ვარსკლავი - მზე, რომლის შიგნითაც მიმდინარეობს თერმობირთვული რეაქციები, (წყალბადი გადაიქცევა ჰელიუმად) წარმოშობენ კოლოსალურ ენერგიას და დედამიწაზე ქმნიან სიცოცხლისათვის ხელსაყრელ პირობებს.

       დედამიწის მდებარეობა უნდა ყოფილიყო არც ძალიან ახლოს და არც ძალიან შორს მზიდან, ანუ ისეთი რომ ეარსება წყალს დედამიწაზე, რომლის გარეშეც წარმოუდგენელია სიცოცხლე დედამიწაზე.        ყოველ დღე  დედამიწის მზისკენ მიმართული მხარე შთანთქავს კოლოსალურ ენერგიას, ხოლო ღამით მთელი ეს ენერგია, გარდა მცირე ენერგიისა, რომელსაც შთანთქავს  მცენერეები, გამოსხივდება კოსმოსში. ჩვენ მუდამ ვიყენებთ ადრე დაგროვილ მზის ენერგიას, როდესაც ვწვავთ ქვანახშირს, ტორფს, გაზს და ა.შ. ჩვენ ვსარგებლობთ იმ ენერგეტიკული რესურსებით, რომლებიც დაგროვილია ჩვენ პლანეტაში მრავალი მილიონი წლის განმავლობაში ორგანული ნივთიერებების სახით.

       მიუხედავად იმისა, რომ დედამიწა იღებს მზისაგან კოლოსალურ ენერგია, ეს მაინც არის მზის (რომლის ზედაპირის ტემპერატურა 5000⁰  C აღემატება, ხოლო მის შიგა ნაწილში აღწევს მილიონ გრადუსს)  მიერ გამოსხივებული ენერგიის უმნიშვნელო ნაწილი. მთელი ცოცხალი სამყაროს არსებობას უზრუნველყოფს მზის ენერგია, უფრო სწორად, ის თერმობირთვული რეაქციები, რომლებიც მიმდინარებენ მზის წიაღში. ყველა ვარსკლავი, ისე როგორც ადამიანები იბადებიან, ცხოვრობენ და კვდებიან. ოღონდ მათი სიცოცხლე გრძელდება მილიონობით და მილიარდობით წელი. მზე არსებობს უკვე 5 მილიარდი წელი, და ასტროფიზიკოსების გამოთვლით იარსებებს კიდევ 7-9 მილიარდი წელი, ხოლო შემდეგ წყალბადის მარაგი გამოილევა და დაგროვდება ჰელიუმი. მზის ზედაპირის ტემპერატურა  შემცირდება, ხოლო მისი დიამეტრი გაიზრდება ორჯერ. იგი გადაიქცევა წითელ გიგანტად.

        დედამიწა მისი წარმოშობის მომენტიდან (დაახლოებით 4.6 მილიარდი წლის წინ) დღემდე მუდმივად იცვლება.

პირველი ასეული მილიონი წელი დედამიწისათვის კოშმარული იყო, იგი განუწყვეტელ რყევებს განიცდიდა დიდი მეტეორიტების დაცემის გამო.       უკვე 0.5 მილიარდი წლის შემდეგ დედამიწის წარმოქმნიდან მასზე უკვე არსებობდა ატმოსფერო, თუმცა იგი განსხვავდებოდა თანამედროვე ატმოსფეროსაგან და არსებობდა აგრეთვე წყალი , კიდევ 200 მილიონი წლის შემდგომ წარმოიქმნენ პირველი ორგანიზმები, რომელთა ნაშთები ნაპოვნია გრელანდიის უძველეს ქანებში.

     დედამიწის აგებულების შესწავლისას მეცნიერები აწყდებიან დიდ სიძნელეებს,  მართლაც ამჟამად არსებული ყველაზე ღრმა  ჭა-ბურღილი,  ცოტათი აღემატება 12 კმ -ს, ამიტომ უფრო ქვემოთ მდებარე ქანები პირდაპირი დაკვირვებისათვის მიუწვდომელია, მართალია , ვულკანიდან ამოფრქვეული ქანები გვაწვდიან ინფორმაციას ათეულობით კმ-ის და უფრო იშვიათად 200-400 კმ -ის სიღრმეზე არსებული ქანების ბუნების შესახებ. ხოლო დედამიწის უფრო ღრმა სფეროების შესახებ   (ბირთვის ჩათვლით)  ინფორმაცია შიძლება მივიღოთ მხოლოდ არაპირდაპირი მეთოდებით, მაგალითად, მიწისძვრის ან აფეთქების  დროს წარმოქმნილი ტალღებით.

                                 დიდი აფეთქება

     სამყაროს წარმოქნის შასახებ  უხსოვარი დროიდან მსჯელობდნენ მეცნიერები, როგორ წარმოიშვა ყველაფერი, რასაც ჩვენ ვხედავთ, როგორ წარმოიშვა დედამიწა, მთვარე , ვარსკლავები, როგორ წარმოიშვა დედამიწაზე სიცოცხლე და ა.შ.  ამ კითხვაზე პასუხის გაცემა შესაძლებელი გახდა XX საუკუნის ბოლოს, როდესაც ჩამოყალიბდა დიდი აფეთქების თეორია.

   დიდი აფეთქების თეორია (ინგლ. Big Bang) — სამყაროს წარმოქმნის და ევოლუციის დღეისათვის ყველაზე მიღებული კოსმოლოგიური 

მოდელი. დიდი აფეთქების თეორიის მიხედვით სამყარო წარმოიქმნა უსასრულო სიმკვრივის და ტემპერატურის მდგომარეობიდან დაახლოებით  14 მილიარდი წლის  წინ 10-⁴³ წამში (პლანკის დრო). ამ მდგომარეობაში მყოფ  ნივთიერებაში  რა თქმა უნდა  არ იარსებებდა ატომები და მოლეკულები და იგი არ ემორჩილებოდა  ჩვენთვის ნაცნობ ფიზიკის არც  ერთ კანონს. ამ დროიდან მოყოლებული სამყარო ფართოვდება, ხოლო მისი ტემპერატურა თანდათან ეცემა.

ჩვენ შეგვიძლია დანამდვილებით ვთქათ, რომ  სამყარო ფართოვდება რადგან  შორეული გალაქტიკები კიდევ უფრო გვშორდებიან და მანძილი მათ შორის იზრდება . ე.ი. ოდესღაც გალაქტიკები უფრო ახლოს იყვნენ ერთმანეთთან , ვიდრე ეხლაა.

                სამყაროს დიდი აფეთქება       

         გაფართოვებამ მაშინვე გამოიწვია ნივთიერების გაცივება, და რაღაც დროის მერე ტემპერატურა იმდენად დაეცა, რომ შეიქმნა ისეთი პირობები, რომ ჯერ წარმოიშვა ბირთვი, მერე ატომები. ჯერ წარმოიშვა ყველაზე მსუბუქი ელემენტები წყალბადი და ჰელიუმი. თანდათანობით სამყარო უფრო ცივდებოდა და წარმოიშვებოდა უფრო მძიმე ელემენტები. ახალწარმოქმნილი ელემენტები ერთდებოდნენ მტვრისა და გაზის გიგანტურ ღრუბლებად. პატარა ობიექტები გრავიტაციული ძალებით

მიიზიდებოდნენ უფრო დიდი ობიექტების მიერ და შედეგად სამყაროში წარმოიქმნა გალაქტიკები, ვარსკლავები, პლანეტები.

 ამრიგად, ჰელიუმისა და წყალბადის ნარევისაგან წარმოიშვა მილიარდობით გალაქტიკა. ერთერთ ასეთ გალაქტიკაში , რომელსაც ქვია ირმის ნახტომი დაახლოებით 5 მილიარდი წლის წინ მოხდა ზეახალი  ვარსკლავის აფეთქება. დარტყმითმა ტალღამ შეკუმშა ვარსკლავთშორისი ნივთიერება, წარმოიქმნა გაზისა და მტვრისგან შდგენილი ღრუბელი, რომელიც გრავიტაციული ძალების შედეგად იგი იკუმშებოდა და იკუმშებოდა და ამის გამო ღრუბლის ცენტრში ტემპერატურამ გადააჭარბა 10-12 მლ გრადუსს ცელსიუსით, დაიწყო თერმობირთვული რეაქციები და აინთო მზე, ჩვენი გალაქტიკის პირობებში სრულიად რიგითი ვარსკლავი. მზის მასა არის 99, 87% მთელი მზის სისტემის (იუპიტერი - მზის სისტემის ყველაზე  უფრო დიდი პლანეტა  მხოლოდ 0.1% -ია) , ამიტომ მზე არის მზის სისტემის პლანეტების მიზიდულობის ცენტრი. ფიზიკურად მზე არის პლაზმური სფერო.

           ყველაფერი მზის სისტემაში შედგება 83 ქიმიური ელემენტისაგან. და აქედან წყალბადი და ჰელიუმი შეადგენენ 99.9% მთელი მასისა და უმთავრესად მოთავსებულია  მზეში.   წყალბადი და ჰელიუმი ეს არის მზე და კოსმიური სივრცე. ხოლო დედამიწა შეიცავს ბევრ ჟანგბადს, რკინას, მაგნიუმს, კალციუმს და სხვა ელემენტებს. ისმის კითხვა სად როდის წარმოიშვა სხვადასხვა ქიმიური ელემენტები? არსებობს სხვადასხვა ჰიპოტეზა. ერთერთის მიხედვით ელემენტები წარმოიშვა დიდი აფეთქების დროს, და ყველა ქიმიური ელემენტს შესაქმნელად  დასჭირდა 20 წთ. მართლაც რომ ძალიან პატარა დროა სამყაროს ასაკთან(10-15 მილიარდი წელი) შედარებით. ქიმიური ელემენტების ასაკი შეფასებით დადგინდა, რომ ყველა ისინი, წყალბადის გამოკლებით შეიქმნა დიდი აფეთქების დროს, თერმობირთვული რეაქციების შედეგად, ხოლო წყალბადი თითქოს შექმნა ღმერთმა , იგი უკვე არსებობდა დიდი აფეთქების დროს.

                  დედამიწა მზის სისტემის პლანეტებს შორის

         ზეახალი ვარსკლავის აფეთქებიდან  (ანუ მზის წარმოქნის შემდეგ)

ნახევარი მილიარდი წლის მერე ჩვენი დედამიწა უკვე არსებობდა. მზის გარშემო არსებული ვარსკლავშორისი ნივთიერებები იკუმშებოდნენ და ერთიანდებოდნენ თანდათანობით რამოდენიმე ასეული მილიონი წლის განმავლობაში და ქმნიდნენ მომავალი პლანეტების ჩანასახებს.

4,5 მილიარდი წლის წინ დედამიწამ მიიღო ის ფორმა და ზომა, რომელიც აქვს ეხლა.  ჩვენი პლანეტა ერთერთი  პლანეტაა იმ ცხრა პლანეტიდან , რომლებიც არსებობენ მზის სისტემაში. მანძილი მზემდე დედამიწიდან 150 მილიონი კმ-ია.

    პლანეტები იყოფიან ორ ჯგუფად: შიგა, რომლებიც უფრო ახლოს არიან მზესთან . ესენია მერკური, ვენერა, დედამიწა და მარსი და გარე ჯგუფი: იუპიტერი, სატურნი, ურანი, ნეპტუნი და პლუტონი.  მარსსა და იუპიტერს შორის მდებარეობს ასტეროიდების სარტყელი, რომლიდანაც პრაქტიკულად ცვიოდა და ცვივა დედამიწაზე ყველა მეტეორიტი.

არსებობს ჰიპოტეზა, რომ ასტეროიდები წარმოადგენენ მეათე პლანეტის ნამსხვრევებს, რომელსაც დაარქვეს ფაეტონი და და რომელიც განადგურდა რაღაც კოსმიური კატასტროფის დროს. თუმცა ბევრი მეცნიერი ამ მოსაზრებას არ ეთანხმება.

პლანეტები მზის სისტემაში

                                                  

     ასტეროიდების ზომებმა შეიძლება მიაღწიოს ასეულ კილომეტრს, მაგრამ შეიძლება იყვნენ გაცილებით პატარა რამოდენიმე კმ -ის ტოლი.

ხანდახან ასტეროიდები კვეთავენ  ჩვენი დედამიწის ორბიტას, მაგალითად 1993 წელს ასტეროდმა იკარმა ჩაუარა დედამიწას სახიფათო მანძილზე.

            ყველა   პლანეტა მოძრაობს მზის გარშემო ელიფსურ ორბიტაზე, ყველა ისინი მოძრაობენ ერთი მიმართულებით, და ამ მიმართულებით მოძრაობს მზეც თავისი ღერძის გარშემო.     ამ შეთანხმებულ მოძრაობას არღვევს მხოლოდ ვენერა, რომელიც მოძრაობს საწინაამღდეგო მიმართულებით მოძრაობას თავისი ღერძის გარშემო. უმეტესი მცნიერებებისა თანხმდებიან იმ აზრზე, რომ ვენერამ საწინაამღდეგო  მიმართულებით მოძრაობა დაიწყო წარმოშობიდან რაღაცა დროის მერე, რაღაც მსხვილ გიგანტურ კოსმიურ სხეულთან შეჯახების მერე.

       უმეტესი  პლანეტებისა და მზის შეთანხმებული მოძრაობა ამტკიცებს ჰიპოტეზას, იმის შესახებ, რომ მთელი მზის სისტემა შეიქმნა ერთი მტვრისა და გაზისაგან შედგენილი ღრუბლისაგან.

      შიგა პლანეტები, ანუ დედამიწის პლანეტები, შედარებით მცირე ზომისაა და ზირითადა შედგებიან სილიკატებისა (მინერალები, რომელშიც შედის სილიციუმი  და რკინისაგან. ზოგიერთი მონაცემებით დედამიწა გავს ვენერას. მათ მსგავსი მასები, რადიუსები სიმკვრივე  აქვთ, მაგრამ ძალიან განსხვავდებიან თავიანთი ღერძის გარშემო ბრუნვის პერიოდით. დედამიწა შემობრუნდედება ტავისი ღერძის გარშემო ერთი დღე-ღამის განმავლობაში, ხოლო ვენერა 243. განსხვავდება ასევე საშუალო ტემპერატურა: დედამიწაზე საშუალო ტემპერატურა +4 ⁰ C , ხოლო ვენერაზე +467° С.  ვენერაზეც არის მძლავრი ვულკანები, ღრმა ხრამები, მთაგორიანი ადგილები და ა. შ.

        მერკური მდებარეობს მზესთან ყველაზე ახლოს და ერთერთი ყველაზე პატარა პლანეტაა, მზის სისტემაში. მისი რადიუსი დედამიწის რადიუსის ნახევარზე ნაკლებია. იგი გვაგონებს მთვარეს, იგი მთლიანად დაფარულია კატერებით.

                შიგა ჯგუფის პლანეტებიდან  მარსი ყველაზე უფრო შორი პლანეტაა მზიდან. იგი ორჯერ უფრო პატარაა დედამიწაზე და ისევე სწრაფად ბრუნავს თავის ღერძის გარშემო, როგორც დედამიწა. მარსის ქანთქმული არხები, რომლებზეც ადრე ბევრს მსჯელობდნენ, წარმოადგენს გამშრალ კალაპოტებს, რომლებშიც ალბათ ადრე მიედინებოდა რაღაც სითხე. მარსზე არის აგრეთვე სხვა არხები , რომელთა სიღრმე 10 კმ -ს აღწევს და გადაჭიმულია ათასობიტ კმ-ზე. ასეთი ბუნებრივი წარმონაქმნები დედანიწაზე არ არსებობენ. მარსზე არის აგრეთვე გიგანტური ვულკანები.

     შიგა ჯგუფის პლანეტები არ არიან თანამგზავრებით მდიდარი. დედამიწის თნამგზავრია მთავარე და მარსს აქვს ორი თავისი ”მთვარე”, რომლებიც დასერილია კრატერებით.

     ასტეროიდების სარტყლის შემდეგ განლაგებულია გარე ჯგუფის პლანეტები:  იუპიტერი, სატურნი,ურანი, ნეპტუნი  რომლებიც გვანცვიფრებენ თავიანტი სიდიდით და პლუტონი. იუპიტერის რადიუსი 11 -ჯერ მეტია დედამიწის რადიუსზე, სატურნის- 9 -ჯერ, ურანისა და ნეპტუნის 4 -ჯერ, მხოლოდ პლუტონია 2 ჯერ ნაკლების დედამიწაზე.

           იუპიტერს 16 თანამგზავრი ყავს, სატურნს -23, ურანს - 15 და ნეპტუნს - 2. იუპიტერის 4 თანამგზავრი აღმოაჩინა გალილეიმ 1610 წელს და მათ გალილეის თანამგზავრები დაარქვეს.

       გარე ჯგუფის პლანეტების უმეტესი ნაწილი  გაზისებრ და თხევად მდგომარეობაში. მასინ როცა შიგა ჯგუფის პლანეტები პრაქტიკულად მყარია. ფიქრობენ რომ  გარე ჯგუფის პლანეტების შიგა ნაწილი სადაც წნევა ძალიან დიდია, შეიცავს სილიკატებსა და მეტალს, მაგრამ ისინი ალბატ თხევად მდგომარეობაშია დიდი ტემპერატურის გამო.

    იუპიტერი და სატურნი ასხივებენ კოსმოსში გაცილებით მეტ სითბოს, ვიდრე ისინი იღებენ მზისაგან. იუპიტერზე აღმოაჩინეს ისეთი უცნაური მოვლენა, როგორიც არის დიდი წითელი ლაქა, რომლის დიამეტრი 40 ათასი კმ-ია, გაცილებიტ მეტი ვიდრე დედამიწის რადიუსია.

ყველაზე შორი პლანეტა მზისაგან არის პლუტონი იგი პატარაა და ამ პლანეტით მთავრდება მზის სისტემა.

      ჩვენი პლანეტა განუმეორებელია, მისი უნიკალურობა იმაში მდგომარეობს, რომ მასზე ცხოვრობენ გონიერი არსებანი. ხოლო სიცოცხლი ნიშნები აღმოჩენილია ქანებში, რომლის ასაკი 3.6 მილიარდი წელია.