Környezeti ásványtan

Az Univerzum keletkezése

„Adjatok anyagot, világot építek belőle!" Immanuel Kant

Az Univerzum kezdeti állapotáról biztosat nem tudunk, elméletekben azonban nincs hiány. A ma leginkább elfogadott modell, amelyet George Gamov elméleti fizikus dolgozott ki Kant nyomán az ún. „Big-bang", a nagy robbanás elmélete. Eszerint a jelenlegi Univerzum egy ősanyag gigantikus robbanása következtében jött létre kb. 10-20 milliárd évvel ezelőtt. Az ősanyag sűrűsége szerinte 1025 g/cm³, hőmérséklete pedig 1016 K lehetett, ezen rendkívül sűrű és forró „tűzgömb" robbanásszerű kiterjedésével magyarázható az Univerzum ma észlelt expanziója.

Az Univerzum tágulásáról bővebben: http://cas.sdss.org/dr4/hu/proj/basic/universe/

„Big-bang", avagy a „Nagy Bumm"
Forrás: http://www.space-art.co.uk/pages-en/formations/Big-Bang.htm

 A Világegyetem tágulása
Forrás: http://hu.wikipedia.org/

Az Univerzum fejlődéstörténete

A Naprendszer és a Föld születése

A napjainkban leginkább elfogadott tudományos elmélet szerint, a Naprendszer 4,57 milliárd évvel ezelőtt, egy szupernóva robbanás közvetlen szomszédságában, a csillagközi anyagok (atomok, molekulák) gravitációs erő által előidézett kondenzációja révén jött létre. Az összehúzódó rendszer középpontja csillaggá alakult, míg a külső részekből viszonylag nagy sűrűségű, forgó korong képződött. Eközben a gravitáció potenciális energiája hőenergiává alakult át, és a hőmérséklet növekedni kezdett. Ehhez a hőmérséklet-növekedéshez a radioaktív nuklidok spontán, exoterm hasadása is hozzájárult (40K19, 235U92 stb.). Mivel a rendszerben a Nap tömege a legnagyobb, hőmérséklete elérte a 2*107 K-t, és ez elegendő volt a magfúziós reakció beindulásához. A Nap tehát csillag lett, míg a többi égitest (protobolygók) a Naphoz viszonyítva lényegesen kisebb tömege miatt nem érhette el a magfúzióhoz szükséges hőmérsékletet.

 A Naprendszer keletkezése
Forrás: http://foldrajz.ttk.pte.hu/foldtan/kornyezettan/fold1.ftt.uni-miskolc.hu/f1.htm

A Nappá sűrűsödő gázfelhőn kívül maradt a perdület leadása során lecsatolódott szoláris köd, mely a bolygórendszer alapanyaga volt. A szoláris köd hőmérséklete az ős-Naptól távolodva csökkent. A köd hőmérséklet-eloszlása határozta meg, hogy az ős-Naptól adott távolságban mi kristályosodott ki. Az ős-Naptól távolodva vas-nikkel, piroxén, földpát, olivin, troilit - a fő meteoritalkotó ásványok -, tremolit, szerpentin, vízjég, ammónia-hidrát, metán-hidrát voltak a legfontosabb kiváló anyagok. A kivált kristályszemcsékből álló „kristálygáz" (porfelhő) lecsatolódott a maradék szoláris ködről, másként hűlt, mint a gáztér. Rugalmatlan ütközésekkel csomósodott. Ez alakította ki bolygórendszerünknek ma is megfigyelhető tömegarányát.
Ha a bolygók keletkezésének imént bemutatott elmélete igaz, akkor a Föld, a Naprendszer többi bolygólya, a meteoritok és aszteroidok eredete közös. Ez az elmélet - hipotetikus jellege ellenére is - támpontot ad ahhoz, hogy az elemek relatív gyakoriságát és eloszlását mai Földünkön értelmezni tudjuk, mivel feltételezhető, hogy valamennyi égitest elemi összetétele eredetileg az intersztelláris köd, illetve a Nap összetételével azonos volt. A Föld életkora mintegy 4,5 milliárd év. A gázállapotú és szilárd anyagrészecskék kezdődő kondenzációjának és aggregációjának idején a hőmérséklet néhány száz K lehetett. Ily módon néhány milliárd év alatt a Föld anyagának felmelegedése és részben megolvadása, az alkotók sűrűség szerinti elválása, a kondenzált fázis gázvesztesége, továbbá a földkéreg lassú lehűlése és kristályosodása során alakult ki bolygónk mai szerkezete. A Naprendszerünk szerkezetét pedig a bolygók és a kisebb égitestek mozgásai, és ezek anyagi összetétele határozza meg.
„A világ fejlődése egy éppen most véget ért tűzijátékhoz hasonlítható: néhány vörös szikra, hamu és füst. Egy kihűlt salakdarabkán állva látjuk a napok lassú kialvását, és megpróbáljuk a világok keletkezésének letűnt ragyogását visszaidézni." Lemaitre

  A naprendszer
Forrás: http://astro.elte.hu/~kris/csillrajz/Naprendszer.pdf