POCZĄTKI SYSTEMU

mgławica planetarna Nasza galaktyka, Droga Mleczna, składa się z około stu miliardów gwiazd, które obracają się dookoła punktu centralnego z różnymi prędkościami. Droga Mleczna ma formę dysku. Słońce wraz ze swymi planetami jest umieszczone nieco bliżej brzegu niż środka owego dysku.

Astrofizycy, którzy badają energię i materię gwiazd, sadzą, że Droga Mleczna powstała przed 7 do 10 miliardami lat i że Słońce jest gwiazdą w średnim wieku, jako że utworzone zostało przed 5 miliardami lat.

Najnowsze oceny wieku Ziemi (i innych planet Słońca) wymieniają liczbę 4 do 5 miliardów lat. Planety te nie są więc wiele młodsze od samego Słońca. Oceny te opierają się na badaniach ciał radioaktywnych, które znajdują się w skorupie ziemskiej, i na określaniu zawartości tych ciał w meteorytach, które trafiają do atmosfery Ziemi i spadają na jej glob pod działaniem siły ciężkości.

Powstanie Układu Słonecznego objaśniła sławna hipoteza Kanta i Laplace'a, wymagała ona jednak poprawek. Wyobraźmy sobie na początek ogromną chmurę gazu i pyłu kosmicznego. Większość tej chmury utworzyła Słońce, które składa się w zasadzie z wodoru, najprostszego i najlżejszego ze wszystkich pierwiastków. Słońce możnaby nazwać piecem jądrowym. W jego centrum, w wyniku reakcji syntezy jądrowej, w każdej sekundzie około 800 milionów ton wodoru przekształca się w hel, drugi co do lekkości pierwiastek. Reakcja przebiega w temperaturze 15 milionów stopni i wyzwala największą ilość energii ze wszystkich reakcji, jakie przebiegają w gwiazdach. Obliczono, że Słońce zawiera zapas wodoru wystarczający na do emitowania tak olbrzymiej ilości energii, jak obecnie, jeszcze co najmniej przez okres czasu równy jego obecnemu wiekowi.

Dookoła Słońca znajdowała się chmura pyłów i gazów. O sposobie, w jaki ta chmura zagęściła się tworząc planety, uczeni ciągle jeszcze dyskutują. Jedni głoszą, że najpierw utworzyły się pierścienie, których materia, dzięki siłom grawitacyjnym między jej cząsteczkami, zaczęła gromadzić się w zbiorowiska o kształcie kulistym. Ta hipoteza przypomina poglądy Laplace'a. O. Schmidt, astronom rosyjski, przypuszcza, że części stałe: chmury w postaci kamieni czy zamrożonej wody itp. obracały się wokół Słońca po torach eliptycznych bardzo rozmaitych, co co pozwalało im spotykać się i skupiać dzięki wzajemnemu przyciąganiu. Tak z biegiem czasu powstały planety. Orbita opisywana przez każdą z nich dookoła Słońca utworzyła się jako średnia z orbit wszystkich cząstek, z których skupienia owa planeta powstała. Stąd orbity te mają kształt kołowy.

Planety na początku formowania się były prawdopodobnie zimne; następnie ogrzewały się pod wpływem zagęszczania, spowodowanymi siłami grawitacji, oraz pod działaniem radioaktywności. Możliwe jest że Ziemia była stopiona aż do powierzchni lub prawie do samej powierzchni i że w tym stanie zaczęła przyjmować swoją obecną strukturę. Dziś jest ona prawie kulą o średnicy około 12 700 km. Ściśle mówiąc ma postać spłaszczonej sferoidy, której średnica równikowa jest większa o około 44 km od osi między biegunami. Środek Ziemi tworzy jądro centralne, składające się z metali ciężkich, przypuszczalnie z żelaza i niklu. Ich gęstość normalna tzn. stosunek ciężaru danego metalu do ciężaru tej samej objętości wody) wynosi 7,8 i 8,9. Ale w jądrze Ziemi średnia gęstość materii wynosi 10,7, a w samym jej środku dochodzi do 16, wskutek ciśnienia wywołanego siłami grawitacji. Leżący na zewnątrz jądra płaszcz (perydytowy) ma gęstość średnio dwukrotnie mniejszą niż w jądrze, począwszy od 3 na jego powierzchni zewnętrznej do 5,5 na wewnętrznej, tj. na styku z jądrem. Grubość tej warstwy wynosi około 2900 km.

Skorupa Ziemi jest warstwą zewnętrzną, na której żyjemy. Jej średnia grubość wynosi 40 km. Dotyka skorupy ziemskiej i nawet wnika w nią hydrosfera. Nazwą tą obejmujemy nie tylko wody powierzchniowe, ale również i te, które nasycają grunty i skały. Na zewnątrz skorupy ziemskiej, przypuszczalnie do wysokości 1600 km, znajduje się atmosfera, składająca się z tych gazów, które spotykamy i na samej powierzchni Ziemi. Wnikając na pewną głębokość w hydrosferę i atmosferę, natrafiamy na biosferę (od greckiego - bios), obszar życia naszej planety.