השערת ההתנגשות הענקית

השערת ההתנגשות הענקיתאנגלית: giant impact hypothesis) היא השערה מדעית הגורסת כי הירח נוצר מהשברים שנשארו מהתנגשות בין כדור הארץ לגוף בגודל של כוכב הלכת מאדים, המכונה בשם תיאה, לפני כ-4.5 מיליארד שנים. הגוף נקרא על שמה של הטיטאנית תיאה מהמיתולוגיה היוונית, שהייתה אמה של סלנה, אלת הירח.

השערת ההתנגשות הענקית היא ההיפותזה המובילה כיום להסבר היווצרות הירח. בין העדויות התומכות בהשערה: כיוון הסיבוב הזהה של כדור הארץ והירח, דגימות מהירח המצביעות על כך שפני הירח פעם היו מותכים, ליבת הברזל הקטנה יחסית של הירח המעידה על כך שרוב החומר שהתגבש לירח ניתז מהשכבות החיצוניות של כדור הארץ, צפיפות נמוכה יותר ביחס לכדור הארץ (מאותה הסיבה), עדויות להתנגשויות דומות במערכות כוכבים אחרות (שכתוצאה מהן נוצרות דיסקות של שברים), והעובדה שהתנגשויות ענקיות נמצאות בהתאמה עם התאוריות המובילות להסבר היווצרות מערכת השמש. ולבסוף, יחסי האיזוטופים היציבים בסלעים מהירח וסלעים ארציים הם זהים, מה שמרמז על מקור משותף.

Giantimpact
עבודת אמנות המתארת התנגשות בין שני גופים פלנטריים. כנראה, התנגשות כזאת בין כדור הארץ לבין גוף בגודל מאדים הביאה להיווצרות הירח.

מועד ההתנגשות

Big Splash Theia
אנימציה הממחישה את השערת ההתנגשות הענקית

עם התפתחות השערת ההתנגשות הענקית הוצעו מועדים שונים להתרחשותה לאחר היווצרותו של כדור הארץ, ובשלבים שונים של התפתחות חומרים מוצקים. המועדים שהוצעו חלים בטווח של 30-100 מיליון שנים לאחר היווצרות כדור הארץ. מחקר שפורסם בשנת 2014 מתארך את ההתנגשות ל-95±32 מיליון שנים לאחר היווצרות כדור הארץ. [1] הכלים ששימשו בתיארוך ההתנגשות כוללים סימולציות המדמות את המסה שנוספה לכוכב לכת בממדי כדור הארץ עקב התנגשות כזו, וחישוב היחסים בין כמות החומר הכונדריטי[2] ליסודות הסידרופילים במעטפת כדור הארץ.

מחקר

לדמיון בהרכב הסלעים בכדור הארץ ובירח מתייחס מחקר ששותפים לו שני מדענים מהטכניון ומדען נוסף מהאוניברסיטה בבורדו, צרפת. החוקרת הראשית – האסטרופיזיקאית ד"ר אלסנדרה מאסטרובונו-בטיסטי – טוענת כי על פי הרכבם הכימי, כדור הארץ והירח הם "כמעט תאומים", וכי סתירה זו "מטילה צל כבד על השערת ההתנגשות הענקית".[3] מחקר זה מסיק כי גופים המצויים במסלול התנגשות נוצרים מאותה רצועה בדיסקה קדם-פלנטרית ובמרחק דומה מהשמש והרכבם דומה, וכי הדמיון בהרכב בין סלעי כדור הארץ והירח יכול להיות תוצר טבעי של התנגשות כזו.[4]

ב-28 בינואר 2016 השווה צוות מחקר מאוניברסיטת UCLA בין סלעים מכדור הארץ לאלו מהירח וקבע כי ההתרסקות הייתה למעשה התנגשות ישירה, ולא מכה קטנה כפי שנטען בתאוריות קודמות. "הירח נוצר על ידי התנגשות ישירה ואלימה בין כדור הארץ הקדום לבין 'העובר הפלנטרי' שנקרא תיאה כ-100 מיליון אחרי שנוצר כדור הארץ", כתבו במאמרם חברי צוות המחקר באתר הרשמי של אוניברסיטת UCLA. הממצאים המלאים של המחקר פורסמו בכתב העת האקדמי "Science".

החוקרים ניתחו שבעה סלעי ירח שהובאו לכדור הארץ על ידי האסטרונאוטים במשימות אפולו 12, 15 ו-17. הם השוו את הסלעים לשישה סלעים וולקניים מכדור הארץ - חמישה מהוואי ואחד מאריזונה. הם מצאו חמצן בכל הסלעים ולכולם היה דפוס כימי דומה. "אנחנו לא רואים הבדלים בין האיזוטופים של חמצן של כדור הארץ ושל הירח; אי אפשר להבחין ביניהם", כתב באתר המחבר הראשי של המחקר, אדוורד יאנג. הוא הוסיף כי אם כדור הארץ היה רק מקבל "מכה" מתיאה, אזי הירח היה מורכב בעיקר מכוכב לכת זה והסלעים של כדור הארץ והירח לא היה יכולים להיות כל כך דומים.

עם זאת, עדיין נותרות מספר שאלות בנוגע למודלים הטובים ביותר של השערת ההתנגשות הענקית. האנרגיה מהתנגשות ענקית כזאת אמורה לחמם את כדור הארץ ליצירה של "אוקיינוס" גלובלי של מאגמה; עם זאת אין עדות לתהליך של דיפרנציאציה פלנטרית שהיה אמור להתרחש כתוצאה מכך, בו החומר הכבד יותר שוקע למעטפת כדור הארץ. כיום לא קיים מודל עקבי המתחיל מאירוע התנגשות ענקית וממשיך דרך שלבי ההתגבשות של ההריסות להתפתחות של ירח יחיד. שאלות נוספות שנותרות פתוחות הן מתי הירח איבד את היסודות הנדיפים שלו ומדוע לכוכב הלכת נוגה, שגם כן עבר התנגשויות ענקיות במהלך ההתהוות שלו, אין ירח בדומה לכדור הארץ.

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

  1. ^ Highly siderophile elements in Earth’s mantle as a clock for the Moon-forming impact
  2. ^ כונדריטי – מורכב מסלע ראשוני, שלא התרחשה בו התבדלות של חומרים, דומה להרכבם של מטאוריטים שגילם כגיל מערכת השמש
  3. ^ ראיון לאתר ynet
  4. ^ A primordial origin for the compositional similarity between the Earth and the Moon
1946 במדע

ערך מורחב – 1946

הנחת אבן הפינה למכון ויצמן למדע

היסטוריה של כדור הארץ

ההיסטוריה של כדור הארץ עוסקת בהתפתחות של כדור הארץ מהיווצרותו ועד ימינו. כמעט כל ענפי מדעי הטבע תרמו להבנת האירועים העיקריים בהיסטוריה של כדור הארץ, המאופיינים בשינוי גאולוגי מתמיד ובאבולוציה ביולוגית.

כדור הארץ נוצר לפני כ-4.54 מיליארד שנים על ידי הצטברות ענן מולקולרי המכונה ערפילית השמש. בה נוצרו השמש וכל כוכבי הלכת.האטמוספירה הקדומה נוצרה בעיקר מפליטת גזים בהתפרצויות געשיות, וככל הנראה נתווספו כמויות גדולות של אדי מיים בהתנגשויות שביטים.

עם התקררות כדור הארץ הקדום הפך חלק גדול מאדי המים למים נוזלים, וכך נוצרו האוקיינוסים. ומנגד גרעינים של קליפת כדור הארץ הקדום התגבשו לגרעיני היבשות.

על פי ההשערה המקובלת לפני בערך 4.533 מיליארדי שנים התרחשה התנגשות ענקית בין כדור הארץ וכוכב גדול המכונה תיאה. היפותזה המובילה כיום להסבר היווצרות הירח היא שבעקבות ההתנגשות השברים ופסולת החלל של תיאה התקבצו והתאספו יחד סביב כדור הארץ ויצרו את מה שהיה הירח המוקדם. במשך הזמן, כדור הארץ התקרר, וכתוצאה מכך נוצר על פני השטח של כוכב הלכת קרום מוצק אשר עליו החלו להתקבץ מי האוקיינוסים.

עידן האדן ​​מייצג את תקופת הזמן שקדמה לקיומם של המאובנים המתעדים צורות חיים על פני כדור הארץ. תקופה זו החלה עם היווצרות כדור הארץ והסתיימה לפני 4 מיליארד שנים. בעידן הארכאני ובעידן הפרוטרוזואי שבאו בעקבותיו נוצרו היצורים החיים על פני כדור הארץ והחלו התהליכים האבולוציונים המוקדמים ביותר בכדור הארץ. עידן הפנרוזואיקון שבא בעקבות כן מחולק לשלוש תקופות: עידן הפלאוזואיקון בו הופיעו המינים הראשונים בים, רוב מיני חיות הים המודרניות לרבות דגים, כרישים וחסרי חוליות שונים ובו הופיעו צמחים כמו שרכים וצמחים חשופי זרע; עידן המזוזואיקון בו הדינוזאורים אשר הפכו ליצורים הדומיננטים בכדור הארץ, וכמו כן בעידן זה הופיעו גם זוחלים ימיים, פטרוזאורים. יונקים ועופות ראשונים, וצמחים בעלי פרחים; ועידן הקנוזואיקון, הוא העידן הנוכחי בלוח הזמנים הגאולוגי, אשר החל עם היכחדות הדינוזאורים ובהמשכו החלה ההתפתחות של יונקים רבים כמו פרסתנים, טורפים, עטלפים ולווייתניים וכן קופי אדם. קופי האדם הקדומים שהתפתחו לבסוף לבני האדם המודרניים הופיעו לכל המוקדם לפני 2 מיליון שנה, תקופה לא ארוכה בקנה מידה גאולוגי.

הראיות המוקדמות ביותר לחיים על פני כדור הארץ הן מלפני לפחות 3.5 מיליארד שנים, במהלך העידן האיאוארכאי , לאחר שהקרום הגאולוגי החל להתמצק. באזור מערב אוסטרליה התגלו מאובנים מסוג סטרומטוליט שמעידים על קיומם של מיקרואורגניזמים לפני כ-3.48 מיליארד שנים. ראיות פיזיות מוקדמות אחרות לקיומו של חומר ביוגני הוא גרפיט שהתגלתה בסלעים מטאזידימנטליים בדרום-מערב גרינלנד מלפני 3.7 מיליארד שנים וכן "שרידי חיים ביוטיים" שהתגלו בסלעים במערב אוסטרליה מלפני 4.1 מיליארד שנים.אורגניזמים פוטוסינתטיים נוצרו בין 3.2 ל-2.4 מיליארד שנים והחלו להעשיר את כדור הארץ בחמצן. צורות החיים נותרו בתחילה קטנים במיוחד ואף מיקרוסקופיים, עד אשר לפני כ-580 מיליון שנה, כאשר צורות חיים רב-תאיים ומורכבים נוצרו, והתפתחו באופן הדרגתי, והגיעו לשיא בעת המפץ הקמבריוני שאירע לפני כ-547 מיליון שנים. הגיוון הפתאומי שנוצר של צורות חיים הפיק את רוב בעלי החיים הגדולים הידועים כיום. ההערכה היא שכ-99 אחוזים מכל המינים שאי פעם חיו על כדור הארץ, מעל חמישה מיליארד, נכחדו לאורך השנים. האומדנים על מספר המינים שנמצא כיום על פני כדור הארץ נעים בין 10 מיליון ל-14 מיליון, אך מתוכם קיים תיעוד רק לקיום של כ-1.2 מיליון מינים, וההערכה היא שמעל ל-86% מהמינים בכדור הארץ לא מתועדים.

קרום כדור הארץ השתנה ללא הרף מאז היווצרותו, כמו גם צורות החיים על פני כדור הארץ. המינים ממשיכים להתפתח, משתנים לצורות חיים חדשות, מתפצלים למינים חדשים, או נכחדים אל מול סביבות המשתנות ללא הרף. התהליך של טקטוניקת הלוחות ממשיך לעצב את היבשות בכדור הארץ, את האוקיינוסים, ואת בעלי החיים שחיים בהם. בני האדם הם בהווה הכוח הדומיננטי בכדור הארץ אשר משפיע על השינויים הגלובליים, פוגע בביוספרה ובההידרוספרה והאטמוספירה בעקבות ניצול משאבי הטבע, ניצול יתר של האוקיינוסים, הפקת גזי החממה, הפגיעה בשכבת האוזון, והפגיעה בקרקע, באיכות האוויר ובאיכות המים.

הירח

הירח הוא הלוויין הטבעי היחיד של כדור הארץ. הוא נקרא גם לְבָנָה או סהר בעברית, ולונה (Luna) במינוח המדעי (בלטינית), וזאת כדי להבדילו מירחים של גורמי שמים אחרים. קוטרו 3,474 קילומטרים, מעט יותר מרבע קוטר כדור הארץ. הקרבה היחסית בגודל בין כדור הארץ לירחו היא נדירה. הגוף הנוסף היחיד במערכת השמש שיש לו ירח קרוב יחסית לגודלו שלו הוא כוכב הלכת הננסי פלוטו.

אופן היווצרותו של הירח שנוי במחלוקת.

הודות לקרבתו הרבה של הירח לכדור הארץ ניתן לצפות בו בקלות ללא טלסקופ או משקפת, ואף להבחין במכתשים הרבים הפזורים עליו. בירח קל מאוד להבחין במהלך הלילה, ולעיתים ניתן להבחין בו גם במהלך היום. בשל קרבתו, הירח הוא גם גרם השמים היחיד שבני אדם נשלחו אליו ושדרכה עליו רגל אנוש. ב-1959 שיגרה ברית המועצות שלוש חלליות לחקר הירח: לונה 1, לונה 2 ולונה 3. תוכנית אפולו האמריקנית הייתה התוכנית היחידה שבמסגרתה נשלחו חלליות מאוישות לירח. הנחיתה המאוישת הראשונה על הירח התבצעה במשימה אפולו 11 ביולי 1969, ועד 1972 בוצעו במסגרת התוכנית חמש נחיתות מאוישות נוספות עליו.

הירח מופיע באגדות ובסיפורים שונים במגוון רב של תרבויות, ולוחות שנה שונים מבוססים על מחזור הירח, כגון לוח השנה העברי המבוסס על שילוב של מחזור הירח ומחזור השמש, ולוח השנה המוסלמי המבוסס אך ורק על מחזור הירח.

התפתחות מערכת השמש

התאוריות באשר להתפתחות מערכת השמש מורכבות ומגוונות ושוזרות תחומי מדע שונים, מאסטרונומיה ופיזיקה ועד לגאולוגיה וגיאופיזיקה. תאוריות רבות פותחו במאות השנים האחרונות באשר לדרך בה נוצרה מערכת השמש, אך התאוריה המודרנית התפתחה רק במאה ה-18. עם תחילת עידן החלל, עזרו התמונות והמבנים של העולמות האחרים לעדן את התובנות שלנו, בעוד ההתקדמות בפיזיקה גרעינית אפשרה לנו הצצה ראשונה אל התהליכים שבבסיס יצירת הכוכבים, והובילה לתאוריות הראשונות על דרך יצירתם ועל הדרך בה נחרבו לבסוף.

ההשערה המקובלת כיום על דרך היווצרות מערכת השמש היא "השערת הערפילית" שהוצעה לראשונה ב-1734 על ידי עמנואל סוודנבורג . ב-1755 הרחיב עמנואל קאנט את התאוריה. תאוריה דומה פותחה במקביל וללא תלות על ידי פייר סימון לפלס ב-1796. בתקופתם שיערו כי דווקא ערפיליות פלנטריות (כמו ערפילית הטבעת) הן הערפיליות בהן נוצרים כוכבי הלכת, אולם כיום ההשערה הכללית היא שדווקא ערפיליות המכונות ערפיליות יצירה הן מקום הלידה של מערכות שמש. ערפיליות יצירה מוכרות הן ערפילית אוריון וערפילית הנשר.

כדור הארץ

כדור הארץ (או ארץ; מכונה גם "העולם") הוא כוכב הלכת השלישי במערכת השמש, החמישי בגודלו במערכת, והגדול מבין ארבעת כוכבי הלכת הארציים. על פי הערכות מדעיות, הוא נוצר לפני כ-4.54 מיליארד שנים

וכ-20–30 מיליון שנים לאחר מכן רכש את הלוויין הטבעי היחיד סביבו, הירח.

כמיליארד שנים לאחר היווצרותו הופיעו בו התאים החיים הראשונים. כדור הארץ הוא גרם השמים המוכר היחיד שמכיל צורות חיים.

במהלך מיליארד השנים הראשונות בהיסטוריית כדור הארץ, החיים הופיעו באוקיינוסים והחלו להשפיע על אטמוספירת כדור הארץ ופני השטח, מה שהוביל לשגשוג אורגניזמים אווירנים ואל-אווירניים. מספר ראיות גאולוגיות מצביעות על כך שהחיים על פני כדור הארץ החלו לפני 4.1 מיליארד שנים. מאז, השילוב בין המרחק של כדור הארץ מהשמש, התכונות הפיזיות וההיסטוריה הגאולוגית אפשרו לחיים להתפתח ולשגשג.

כדור הארץ הנדיר

"כדור הארץ הנדיר: מדוע חיים מורכבים נדירים ביקום" (באנגלית: Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe) הוא ספר מדע פופולרי שפורסם בשנת 2000 ונכתב על ידי פיטר ווארד, גאולוג ופלאונטולוג, ודונלד י. בראונלי, אסטרונום ואסטרוביולוג. הספר עוסק בשאלה מדוע לא נמצאו חיים תבוניים מחוץ לכדור הארץ ומבקר גישות כמו עקרון הממוצעות, נוסחת דרייק וניסיונות לחיפוש חוצנים דוגמת פרויקט סט"י.

קדם-כוכב לכת

קדם-כוכב לכת או פרוטופלנטה (באנגלית: Protoplanet) הוא גרם שמים דמוי כדור הנמצא בשלב התפתחותי לפני כוכב לכת. זהו "עובר פלנטרי" הנמצא בדיסקה קדם פלנטרית שעבר כבר את השלב של התכה פנימית והתגבש בצורת שכבות. לפי המודלים המקובלים, קדם-כוכב לכת נוצר מפלנטסימלים מסדר גודל של קילומטרים ספורים שהתנגשו ולאחר מכן התגבשו לגוף אחד תחת כוח כבידה של עצמם. כוכב לכת יכול להיווצר ממספר קדם-כוכבי לכת שהתנגשו זה בזה.

דף זה בשפות אחרות

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.