Наша Сонячна система являє собою справжню комору космічних чудес, кожне небесне тіло в якій унікально. Величезний Юпітер, чия маса перевищує масу всіх інших планет разом узятих. Сатурн з його розкішними кільцями, які не мають собі рівних серед інших газових гігантів. Меркурій, який по суті являє собою позбавлений мантії одне гігантське ядро. Розпечена Венера. Холодний Нептун. Уран, вісь обертання якого нахилена під таким кутом, що один з його полюсів 42 роки перебуває в тіні, в той час як на іншому 42 роки триває день. І нарешті, наша Земля - планета, яка подарувала всім нам життя.
Джерело: NASA / JPL
Однак, потрап ми якимось неймовірним чином на кілька мільярдів років тому в далеке минуле - і цілком ймовірно, що ми б не змогли дізнатися нашу рідну систему. Посмот, що відрізняє ту Сонячну систему, яку ми знаємо, від її далекого минулого.
У Землі не було Місяця
Дивлячись на нічне небо, складно собі уявити, що колись на ньому не було Місяця. Однак це так - одразу після утворення Сонячної системи Земля не мала супутника. Звідки ж взялася Місяць? Згідно найбільш популярної гіпотези, вона утворилася в результаті гігантського зіткнення, що сталося через 30-50 мільйонів років після формування Землі. Крім нашої планети, в ньому також брала участь Тейя - тіло розміром з Марс, яке імовірно виникло в одній з точок Лагранжа.
Зіткнення Землі і Тейі
Джерело: wikipedia.org
Вважається, що гігантський удар стався практично по дотичній. В результаті велика частина мантії Тейи і частина земної мантії були викинуті на навколоземну орбіту, після чого з цих уламків зібралася Місяць. На той момент вона мала орбіту з радіусом близько 60 000 км, але згодом, за рахунок приливної прискорення супутник поступово віддалився від Землі до нинішніх 384 000 км. Даний процес триває і донині - як показали вимірювань за допомогою кутових відбивачів, щорічно середня відстань між Землею і Місяцем збільшується на 38 міліметрів.
Джерело: Fahad Sulehria
Формування Місяця зіграло, можливо, ключову роль в розвитку життя на нашій планеті. Крім того, що супутник служить нам протиастероїдну щитом, без впливу Місяця земна вісь швидше за все могла б хаотично змінювати нахил, що призвело б до несприятливого для життя клімату. Крім того багато дослідників вказують на важливу роль місячних припливів в освіті першої життя.
Існує цікава гіпотеза, згідно з якою після зіткнення на земній орбіті спочатку сформувалося два супутника, які через кілька мільйонів років злилися в один. Якщо уявити Землю без Місяця важко, то уявити її з двома Місяцями ймовірно ще важче.
Кам'яних планет було більше
В даний час в Сонячній системі є чотири кам'яні планети (т.зв. планети земної групи) - це Меркурій, Венера, Земля і Марс. Однак відразу після завершення формування Сонячної системи, її внутрішня частина була куди більш густонаселеній, ніж зараз. Вважається, що тоді в ній знаходилося від 50 до 100 протопланет з розмірами, що варіюються від місячного до марсіанського.
Джерело: NASA / JPL-Caltech / UCAL / MPS / DLR / IDA
Надалі, велика частина цих протопланет загинула в ході зіткнень один з одним. Крім гігантського удару, який привів до утворення Місяця, потрібно згадати і зіткнення, яке колись пережив Меркурій, який втратив в його ході практично всієї мантії. Вважається, що фаза зіткнень тривала близько 100 мільйонів років. З тих давніх часу до теперішнього часу вціліло лише три протопланети - це найбільші об'єкта пояса астероїдів Церера, Веста і Паллада.
Пояс астероїдів мав достатню масу, щоб сформувати планету
Існує до сих пір дуже популярна легенда про те, що колись між Марсом і Юпітером перебувала планета, яка згодом була знищена, що призвело до утворення пояса астероїдів. Однак, це не так - маса всіх об'єктів в поясі астероїдів становить лише 4% від маси Місяця. Цього не вистачить навіть на великий супутник. Однак, так було не завжди. Відразу після формування Сонячної системи, в астероидном поясі містилася достатня кількість матеріалу, щоб сформувати кілька планет розмір з Землю.
Джерело: spaceanswers.com
Однак цьому завадив Юпітер. Його потужна гравітація і орбітальні резонанси з Сатурном привели до руйнування всіх сформованих планет. Потрапляючи в область дії резонансу протопланети отримували додаткове прискорення, врізалися в сусідні небесні тіла і дробилися замість того, щоб плавно зливатися. Ці уламки надалі викидалися з пояса астероїдів гравітацією Юпітера. В результаті, пояс втратив до 99,99% своєї початкової маси.
Джерело: NASA / JPL / University of Arizona
Сонце світило тьмяніше
Згідно з розрахунками, 4 мільярди років тому Сонце випромінювало приблизно на 30% менше енергії, ніж зараз. За ідеєю, при таких умовах вода на поверхні Землі повинна була б повністю замерзнути, що зробило б неможливим появу життя на нашій планеті.
Джерело: sciencenews.org
Разом з тим, ви прямо зараз читаєте ці рядки, та й геологічні дослідження показують, що в ту епоху на Землі був вологий і теплий клімат. Як же вирішити цей парадокс? Вся справа в тому, що в той час земна атмосфера значно відрізнялася від нинішньої. У ній містилося куди більшу кількість парникових газів, та й за деякими даними, її щільність була помітно вище, ніж в наші дні. Все це призвело до виникнення потужного парникового ефекту, який компенсував брак сонячної енергії і зробив можливим зародження життя на нашій планеті.
Венера, Земля і Марс були придатні для проживання
В наш час і Венера і Марс є мляву пустелю. Різниця між ними полягає в тому, що якщо атмосфера Венери розпечена до +500 ° C, а тиск на її поверхні становить 90 атмосфер, Марс навпаки, являє собою холодний мир з вкрай розрядженою атмосферою.
Джерело: NASA
Але так було не завжди. Вважається, що на зорі існування Сонячної системи виникла ситуація, коли цілих три планети Сонячної системи мали на поверхні океани рідкої води і всі умови для виникнення життя. Що ж пішло не так з Венерою і Марсом?
Джерело: pegaso1701.blogspot.com
У випадку з Венерою ми можемо сказати, що планета була з самого початку приречена. Незважаючи на те, що на початковому етапі існування Сонячної системи вона ймовірно мала найбільш сприятливі умови для виникнення життя серед всієї трійки, поступове збільшення світності Сонця призвело до того, що планета стала отримувати більше енергії, ніж віддавала в космос.
Це призвело до посилення парникового ефекту, який в свою чергу привів до вивільнення з осадових порід ще більшої кількості вуглекислого газу, який потім привів до ще більшого посилення парникового ефекту (це називається позитивний зворотний зв'язок). У підсумку, що існували кілька мільярдів років венерианские океани повністю википіла, і поверхня планети перетворилася в розпечений пекло. Залишки води, залишають атмосферу Венери, відносно недавно були виявлені апаратом «Венера-Експрес».
У випадку ж з Марсом, чотири мільярди років тому планета пережила якусь катастрофу, яка привела до різкої зміни клімату. Червона планета втратила магнітне поле і більшу частину своєї атмосфери, а її океани частково випарувалися, а частково перетворилися в поклади льоду, сліди якого нині знаходять земні апарати. У підсумку, наша Земля виявилася значно більш вдалим своїх сусідів.