Dzieje Ziemi

Ziemia jest nie tylko wielką kulą w przestrzeni kosmicznej wirującą z prędkością 1600 km/godz. I pędzącą z szybkością 100000 km/godz. W trakcie swej wędrówki wokół Słońca.
Widziany z Ziemi horyzont jest prosty i płaski, dlatego ludzie uważali Ziemię za płaską. Ale już starożytni Grecy 244 p.n.e. lat temu stwierdzili, że Ziemia jest okrągła. Arystoteles (384-322 p.n.e.) zauważył, że cień Ziemi na Księżycu a fazie zaćmienia jest okrągły. Jednak do dziś nie wiadomo jak dokładnie zbudowane jest wnętrze Ziemi. Wiercenia docierają tylko do głębokości 16 km, a jest to zaledwie 1/400 promienia naszego globu.
Na podstawie badań stwierdzono, że Ziemia nie jest jednolitą kulą. Licząc od powierzchni wyróżniamy następujące warstwy: skorupę ziemską, płaszcz Ziemi i jądro.
Wibracje trzęsień Ziemi i eksplozje odsłoniły złożoną strukturę. Stoimy na cienkiej skalistej pokrywie lub skalnej skorupie, o przeciętnej grubości ok. 40 km pod kontynentami i 6 km pod oceanami. Pod skorupą znajduje się gruba warstwa skały, czyli magma, tak rozżarzona, że płynie bardzo wolno. Metalowe (żelazo i nikiel) jądro Ziemi zaczyna się prawie 3000 km pod powierzchnią. Zewnętrzne jądro Ziemi jest zawsze rozżarzone; wewnętrzne jądro w samym środku Ziemi jest w stanie stałym, ponieważ ciśnienie jest tak wielkie, że nie może się stopić, chociaż temperatura dochodzi do 7000C.
Granica między skorupą a pokrywą nazywa się nieciągłością Mohorovicicia. Dolna warstwa skorupy i górna warstwa pokrywy są tak podobne, że przechodzą w siebie nawzajem, dlatego naukowcy mówią o litosferze sięgającej 100 km pod powierzchnię i astenosferze sięgającej kolejne 200 km w głąb.

Ziemię otacza cienka warstwa gazów zwana atmosferą, sięgająca 500 – 1000 km ponad powierzchnię. Warstwa ta ochrania Ziemię w ciągu dnia przed nadmiernym promieniowaniem słonecznym, a w nocy przed zbytnią utratą ciepła. W rzeczywistości istnieje ponad siedem warstw atmosfery. Większość z nich jest utworzona przez rzadką mieszankę gazów równie spokojną i niezmienną jak przestrzeń poza nimi. Najniższe 11 km – warstwa w której żyjemy- jest gęsta od gazów, wody i pyłu. Od wirowania tej warstwy zwanej troposferą, odbywającego się w świetle Słońca zależą zmiany pogody.
Wokół Ziemi krąży Księżyc, który liczy ¼ jej średnicy (3476 km) Nie posiada on własnego światła, lecz odbija światło słoneczne, Okrąża Ziemię w ciągu 27,3 dnia i obraca się wolno wokół swej osi, by odsłaniać nam wciąż tę samą stronę. Co 12 godzin całe morze na przeciwnym krańcu świata unosi się nieco, potem opada. Nazywamy to pływami. Pływy pojawiają się z powodu sposobu w jaki Ziemia i Księżyc krążą razem. Kiedy Ziemia wiruje, morze położone najbliżej Księżyca unosi się pod wpływem jego siły przyciągania, tworząc przypływ. Słońce również oddziałuje na pływy. Bardzo silne pływy pojawiają się, gdy Słońce i Księżyc przyciągają w tym samym kierunku.

Sfery powłoki ziemskiej w długim okresie istnienia naszej planety ulegały przemianom. Zmieniały się: rozmieszczenie lądów i mórz, ukształtowanie powierzchni, klimat a także świat organiczny ( rośliny, zwierzęta ). Podstawową rolę w ustalaniu dziejów Ziemi odgrywają skały i skamieniałości. Na ich podstawie geologowie odtworzyli dzieje Ziemi, a więc określili kolejność zjawisk zachodzących na jej powierzchni. Wyróżnili oni 5 wielkich er. Każda era dzieli się na okresy, te z kolei na jeszcze krótsze jednostki czasu.

Archaik to najstarsza era w dziejach Ziemi, trwająca od początku geologicznych dziejów Ziemi tj. 3,8 - 3,9 mld lat temu do 2,5 - 2,6 mld lat temu. W okresie archaiku zachodziły procesy formowania się skorupy ziemskiej, czemu towarzyszyło liczne bombardowanie powierzchni Ziemi przez meteoryty, a także erupcje wulkaniczne i zderzenia ze sobą pierwszych, niewielkich, sztywnych mikropłyt, miały też miejsce potężne ruchy górotwórcze

Proterozoik jest drugą erą w dziejach Ziemi. Rozpoczęła się ona ok. 2600 mln lat temu, a zakończyła ok. 570 mln lat temu. W proterozoiku trwało dalsze powiększanie się bloków kontynentalnych.
Proces ten związany był z następowaniem po sobie szeregu epok górotwórczych, przedzielonych okresami, kiedy wypiętrzone górotwory ulegały niszczeniu. Pod koniec ery nastąpiło połączenie się istniejących wówczas bloków w jeden, wielki superkontynent.
Paleozoik, era paleozoiczna, trzecia era w dziejach Ziemi. Rozpoczęła się ok. 570 mln lat temu, a zakończyła ok. 230 mln lat temu. Dzieli się na sześć okresów: kambr, ordowik, sylur, dewon, karbon i perm.
W paleozoiku następowały wielkie zmiany w zasięgach lądów i oceanów. Z początkiem ery wielki superkontynent rozpadł się na liczne bloki, które w końcu Peru ponownie połączyły się w jeden superkontynent
Zmianom tym towarzyszyło szereg faz górotwórczych, związanych z orogenezami kaledońską i hercyńską, które wypiętrzyły wiele systemów górskich (m.in. Appalachy, Ałtaj, Sajany, Ural, Góry Przylądkowe, Masyw Centralny, Góry Skandynawskie i Sudety) oraz spowodowały silną działalność wulkaniczną. Kilkakrotnie miały miejsce lokalne transgresje i regresje morskie.
Mezozoik, czwarta era w dziejach Ziemi. Rozpoczęła się 230 mln lat temu, a zakończyła 65 mln lat temu. Dzieli się na trzy okresy: trias, jurę i kredę.
W mezozoiku następowały dalsze zmiany rozkładu kontynentów i oceanów. Rozpadowi uległ kontynent, czemu towarzyszyło otwieranie się Oceanów Indyjskiego i Atlantyckiego. Na przełomie triasu i jury, w jurze oraz górnej kredzie wystąpiły fałdowania związane z ruchami górotwórczymi faz kimeryjskiej i laramijskiej, które wypiętrzyły niektóre systemy górskie w Azji i Ameryce Północnej (m.in. Góry Wierchojańskie, Kordyliery. W jurze i kredzie miały miejsce jedne z największych w dziejach Ziemi transgresje .
Kenozoik, era kenozoiczna, najmłodsza era w dziejach Ziemi. Rozpoczęła się przed 65 mln lat i trwa do dziś. Dzieli się na dwa okresy: trzeciorzęd i czwartorzęd. W kenozoiku ukształtował się obecny wygląd powierzchni Ziemi.
Znaczne rozszerzenie się Oceanu Atlantyckiego i jego połączenie z Oceanem Arktycznym, a także zamknięcie Oceanu Tetydy i oddzielenie się Australii od Antarktydy uformowało dzisiejszy rozkład kontynentów i mórz. Trzeciorzędowe apogeum ruchów górotwórczych orogenezy alpejskiej wydźwignęło wiele systemów górskich (Alpy, Andy, Karpaty, Himalaje i in.).
Transgresja morza to zalew lądu przez morze. W dziejach Ziemi transgresje morza występowały wielokrotnie powodując zmniejszenie się powierzchni lądowych. Przyczyną transgresji morza są ruchy pionowe skorupy ziemskiej (ruchy tektoniczne) i zmiany klimatyczne powodujące topnienie lądolodów. Regresja morza, recesja morza, cofanie się, ustępowanie morza z uprzednio zalanego lądu. Zachodzi wskutek:
1) ruchów skorupy ziemskiej, powodujących podnoszenie się kontynentów lub obniżanie się dna morza,
2) zmian klimatycznych - obniżenia się temperatury powietrza i zamarznięcia wielkich ilości wody w lodowcach, co powoduje obniżenie się poziomu morza.
Regresje i transgresje morza często występowały w dziejach geologicznych Ziemi.
Ziemia pod naszymi stopami nieustannie się przemieszcza. Kontynenty rozdzielają się i zderzają, powstają nowe oceany a stare znikają. Cała Ziemia pęka i przesuwa się bardzo powoli lecz z ogromną siłą.
Mapa świata zmieniała się stopniowo od milionów lat. Niegdyś kontynenty były złączone w jedną ogromną masę lądu zwaną przez naukowców Pongea osadzoną w jednym rozległym oceanie. zwanym Pantalassa. Około 200 mln lat temu Pangea zaczęła dzielić się na dwa kontynenty, Laurazję na północy i Gondwanę na południu. Stopniowo te ogromne kontynenty również zaczęły się dzielić, aż powstały obecne kontynenty.

Kontynenty przemieszczają się, ponieważ są unoszone na powierzchni poruszającej się skorupy ziemskiej. Skały tworzące kontynenty są dużo starsze niż skały pod oceanami. Pośrodku wszystkich oceanów znajduje się rów, gdzie cały czas powstają nowe skały. Te śródoceaniczne rowy powstają wtedy gdy rozżarzona magma z wnętrza Ziemi przebija skorupę i wylewa się na dno oceaniczne. Kiedy do tego dochodzi, rów staje się coraz szerszy i rozdziela na połowę ocean. Jeszcze dziś rów śródatlantycki poszerza się w związku z czym Ameryka Północna i Europa oddalają się od siebie o 7 cm rocznie.
Litosfera dzieli się w rzeczywistości na około 20 płyt tektonicznych, które nieustannie się przemieszczają przesuwają obok siebie i rozpychają w różne strony. Przyczyną tego są ruchy magmy płynącej pod litosferą. W miejscach zwanych strefami dywergencji, rozstępują się, w innych zwanych strefami konwergencji napierają na siebie, co powoduje wygięcie ich krawędzi lub wtłoczenie jednej z nich w głąb ziemi. W nielicznych miejscach ześlizgują się jedna po drugiej, jak chociażby na Uskoku San Andreas w Kalifornii. Niesłychana siła potrzebna do poruszania tych płyt powoduje trzęsienia ziemi i powstawanie wulkanów.
Góry i wzgórza są zbudowane ze sfałdowanych skał, ale do czasu odkrycia płyt tektonicznych nie wiadomo było jak do tego doszło. Obecnie uważa się, że góry powstają wtedy, gdy jeden kontynent zderza się z innym. Liczne ruchy górotwórcze tzw. orogenezy miały miejsce w Archaiku. proterozoiku,a także w erze paleozoicznej w okresie Karbonu i Dewonu, oraz w Kenozoiku w okresie Trzeciorzędu. W historii Ziemi wyróżnia się cztery główne orogenezy: prekambryjskie, kaledońską, hercyńską oraz alpejską. W każdej z nich wydziela się szereg faz górotwórczych o zwiększonym nasileniu ruchów górotwórczych, występujących tylko na niektórych obszarach Ziemi.
Przesuwające się kontynenty znajdowały się w coraz to innych szerokościach geograficznych. Stąd też na poszczególnych obszarach wielokrotnie zmieniał się klimat.
Zmiany klimatu miały miejsce już w proterozoiku. Świadectwem są silnie skonsolidowane osady polodowcowe, tzw. tillity znane z wielu miejsc.
W erze paleozoicznej również zaznaczyły się zmiany klimatyczne. Na półkuli południowej duże obszary zostały zlodowacone.
W kenozoiku w okresie czwartorzędu zlodowacenia przemodelowały duże obszary lądowe półkuli północnej.Utworzyły się pokrywy lodowe na terenach okołobiegunowych.

W długiej historii Ziemi olbrzymie zmiany zachodziły również a życiu organicznym.
Przez długi czas Ziemię spowijały dymy wybuchających wulkanów. Około miliarda lat temu spadł pierwszy deszcz, a na powierzchni Ziemi utworzył się praocean. Pojawiły się wówczas pierwsze formy życia. Były to pierwsze bakterie jednokomórkowe żywiące się prostymi związkami chemicznymi. Wkrótce pojawiły się bakterie zwane sinicami. Wykorzystywały zjawisko fotosyntezy by uzyskać energię i wydzielały do otoczenia tlen. Prymitywne żywe komórki nie miały jądra komórkowego. Około 1,5 miliarda lat temu pojawiły się inne formy życia m.in. ameba. Były to organizmy jednokomórkowe i posiadały jądro komórkowe otoczone błoną. Pierwsze właściwe zwierzęta-meduzy i gąbki żyły w morzu ponad 700 mln lat temu. W ciągu następnych 100 mln lat pojawiły się stworzenia, których ciało wspierała sztywna konstrukcja – muszla albo szkielet. Ryby, pierwsze kręgowce żyły już około 400 mln lat temu. Do około 400 mln lat temu życie istniało tylko w wodzie. Z czasem na podmokłych brzegach oceanu wyrosły pierwsze, małe rośliny lądowe, mchy i grzyby. Stopniowo w ciągu milionów lat rośliny zadomowiły się na stałym lądzie. Pojawiły się twory drzewopodobne. Około 300 mln. Lat temu ogromne powierzchnie Ziemi pokryte były gęstymi lasami. Rosnące na bagnistych podłożach ,osiągające 30 m wysokości „drzewa” były w rzeczywistości gigantyczną odmianą widłaków, skrzypów i paproci. Właściwe drzewa pojawiły się dopiero około 100 mln lat temu.
W ślad za pierwszymi roślinami lądowymi pojawiły się zwierzęta-wije i owady. Około 350 mln lat temu gorący klimat osuszył jeziora i rzeki. Wiele ryb wyginęło część z nich zaadoptowała się do życia w innych warunkach. Wykształciły płuca, nogi i szkielety, konieczne do życia na suchym lądzie. Wciąż jednak wracały do rzeki by złożyć w niej jaja. Były to pierwsze płazy. Po płazach w wyniku dalszej ewolucji pojawiły się około 220mln lat temu wielkie gady zwane dinozaurami. W tym samym czasie w morzach żyły podobne zwierzęta, dinozaury były jednak zwierzętami wyłącznie lądowymi. Były to prawdopodobnie zwierzęta stałocieplne w przeciwieństwie do gadów współczesnych. Dinozaury dominowały na Ziemi od około 220 do 65 mln lat temu. Nie były to jednak jedyne żywe stworzenia na Ziemi. Istniały inne gady, owady, ryby, ptaki oraz małe ssaki. Istniało także bardzo bogate życie roślinne. Dinozaury ulegały zmianom, a niektórzy uczeni sądzą, że niektóre gatunki mogły ewoluować w ptaki. W morzu żyły obok ogromnej liczby chełbi i amonitów żółwiokształtne gady zwane Archelonami. Płytkie zatoki pełne były jeżowców i korali. W rzekach i strumieniach żył ogromny krokodyl Deinosuchus. Osiągał on rozmiary ponad 15 m. Około 65 mln lat temu dinozaury wraz z wielką liczbą innych stworzeń wyginęły. Jest wiele koncepcji przyczyn tej katastrofy np. zderzenie Ziemi z asteroidem. Spowodowało to gwałtowne trzęsienia Ziemi i powodzie oraz powstanie chmury pyłów i cząstek pary wodnej, które przesłoniły Słońce całemu światu. Koncepcję tę potwierdza dwucentymetrowa warstwa czerwonawej gliny, znajdująca się na całym świecie datowana na ten okres.
Już w erze dinozaurów na Ziemi żyły niewielkie ssaki. Pochodziły od dużych ssakopodobnych gadów, dominujących na Ziemi w permie i wczesnym triasie.
W początkach ery dinozaurów nie istniały jeszcze kwiaty, jakie znamy dziś. Pierwsze rośliny kwitnące pojawiły się około 100 mln lat temu. Bardzo szybko zaczęły się rozprzestrzeniać. Po 10 mln lat stanowiły już 90% roślinności.
Kiedy dinozaury zniknęły przed ssakami i ptakami otworzyły się możliwości rozwoju i zdominowania Ziemi. Pojawiło się wiele nowych gatunków ssaków, a każda epoka przynosiła kolejne ich odmiany. Pod koniec ery dinozaurów jedynymi ssakami były małe torbacze, noszące swe młode w kieszeni. Później ssaki zaczęły się rozwijać, stawały się coraz większe. W końcu torbacze zostały wyparte przez ssaki łożyskowe. Te rodziły już bardziej samodzielne potomstwo. W owych czasach pozostałości Pangei podzieliły się ostatecznie na kontynenty, o kształcie zbliżonym do obecnego. Na każdym z nich podobne, lecz jedyne w swoim rodzaju gatunki ssaków ewaluowały specjalizując się w pewnych funkcjach. Tak więc na każdym kontynencie żyją charakterystyczne dla niego gryzonie, zwierzęta owadożerne, roślinożerne i mięsożerne.
Około 24 mln lat temu klimat świata stał się nieco bardziej suchy i chłodny, a tropikalne lasy ustąpiły miejsca trawom. W ślad za rozprzestrzeniającą się roślinnością podążyły takie gatunki zwierząt jak konie, wielbłądy i nosorożce.
Dwa miliony lat temu świat został skuty lodem ery lodowcowej. Wielkie pola lodowe pokryły tereny Ameryki Północnej, Europy i Azji. Ssaki mogące przetrwać w chłodnych warunkach znalazły się w sytuacji uprzywilejowanej. Gruba wełnista osłona chroniła je przed zimnem, przykładem są ówczesne, mamuty i nosorożce. Inne, jak niedźwiedź jaskiniowy i lew poszukały schronienia w jaskiniach. Podobnie czynili pierwsi ludzie. Kilka razy klimat ery lodowcowej ulegał na jakiś czas ociepleniu, pojawiły się wówczas takie gatunki jak małpy, hieny, hipopotamy i słonie.
Obecnie żyjemy w ciepłej epoce, holocenie, która rozpoczęła się około 10000 lat temu po plejstocenie. Żaden z wielkich ssaków epoki lodowcowej nie przetrwał do naszych czasów. Zginęły wskutek zmian klimatu, albo tzw. zostały wytrzebione przez człowieka.
Na powierzchni Ziemi występują różnorodne skały, to jest naturalne zespoły minerałów, powstałe w wyniku określonych procesów geologicznych. Ze względu na sposób powstawania dzielimy skały na trzy duże grupy: skały magmowe, osadowe i przeobrażone.
Skały magmowe tworzą się gdy ognistopłynna magma skalna podpływa z głębi skorupy ziemskiej ku jej powierzchni. Podczas powolnego stygnięcia magmy wyodrębniają się z niej minerały w formie kryształów. Na dużych głębokościach magma stygnie powoli, dlatego mogą powstawać tam bardzo duże kryształy- granit. Bliżej powierzchni, lub po wydostaniu się na nią, gdy magma krzepnie szybciej, kryształy są zazwyczaj bardzo małe-bazalt.
Skały osadowe powstają na skutek osadzania na dnie jezior i mórz okruchów skalnych, piasku, mułu ,iłu itp. Przez długi czas osady narastają, a ciężar górnych warstw sprasowuje dolne warstwy. W ten sposób powstają np. piaskowce. Inne skały osadowe zawdzięczają swe pochodzenie organizmom żywym, np. roślinom. Ze szczątków roślinnych powstał m.in. węgiel kamienny, brunatny i torf. Ze szczątków zwierzęcych m.in. koralowców powstały np. wapienie rafowe. Jeszcze inne skały osadowe powstają wskutek wytrącania się związków chemicznych w wysychających morzach i słonych jeziorach np. gipsy i sole kamienne. Nazywamy je skałami osadowymi pochodzenia chemicznego. Istnieją również skały osadowe wytworzone z pyłu kosmicznego i wulkanicznego.
Skały osadowe dzielimy więc na:
-skały okruchowe(piaski ,żwiry, iły, piaskowce)
-skały pochodzenia organicznego(wapienie, węgiel, ropa naftowa)
-skały pochodzenia chemicznego(sole, gipsy)
Podczas ruchów skorupy ziemskiej skały magmowe i osadowe mogą zostać głęboko pogrążone. Wówczas wskutek olbrzymiego ciśnienia i wysokiej temperatury powstają z nich nowe skały tzw. skały przeobrażone, np. gnejsy ( jest to jakby „sprasowany” granit),łupki i marmury(przeobrażone wapienie)
Skały ze względu na spoistość dzielimy na:
-lite –granit, bazalt, piaskowiec, wapień, marmur
-spoiste- ił, glina
-luźne- piasek, żwir
Większość używanych przez człowieka materiałów to minerały ze skorupy ziemskiej. Kamienie szlachetne takie jak diament, rubin i kwarc często powstają w tzw. geodach, kieszeniach gazowych powstałych podczas chłodzenia skał magmowych. Metale, szczególnie żelazo, miedź, cynk i złoto często tworzą żyły. Są to szczeliny w skale niegdyś wypełnione gorącą wodą bogatą w składniki mineralne.
Na podstawie wielu obserwacji zjawisk zachodzących na naszej planecie na przestrzeni wieków, można snuć hipotezy na temat przyszłości Ziemi. Naukowcy pokusili się o przedstawienie przypuszczalnych zarysów i położenia kontynentów za 50 mln lat. Zmieniać się będzie również klimat. Ocieplenie klimatu zaobserwowane w ostatnich dziesięcioleciach zostało spowodowane prawdopodobnie działalnością człowieka. Może być to również zjawisko naturalne, zgodne z tzw. zegarem kosmicznym. Generalnie rzecz biorąc żyjemy teraz w okresie wielkiego ocieplenia, które rozpoczęło się około 11000 lat temu, po trwającym kilkanaście tysięcy lat ochłodzeniu. Jeśli jednak spojrzeć na dane, to okaże się ,że co około 6000 lat następuje krótkie oziębienie obejmujące całą Ziemię, a potem temperatura znów się podnosi.









Bibliografia:

„Geografia Ziemia- nasza planeta” J. Mordawski, J. Makowski B Wójtowicz
„Encyklopedia szkolna” Collins
Internet