Земля в привычном нам виде не всегда была такой. Потребовались миллиарды лет, чтобы раскаленный шар, наполненный магмой, покрылся водой и образовал сушу. Так как же появилась планета, которую мы называем своим домом?
Ученым никак не удавалось определить возраст Земли, но все изменилось в 1904 году, когда появилась идея радиоизотопного датирования. Радиоактивные изотопы распадаются с постоянной скоростью, поэтому можно посчитать, сколько продуктов распада накопилось за время существования объекта. Для датирования горных пород используют уран и торий, они в процессе радиоактивного распада превращаются в изотопы свинца. Большая часть свинца на Земле не существовала изначально при формировании планеты, а появилась как раз в процессе распада.
Метеориты – это остатки образования солнечной системы. Клэр Паттерсон обнаружил, что метеориты и горные породы Земли имеют одинаковое соотношение содержания изотопов свинца. Значит, они были образованы из общего начального материала и примерно в одно и то же время. Это открытие позволило связать появление Земли с формированием солнечной системы. 4,5 млрд лет назад все планеты и Солнце были облаком из газа и пыли. Под действием гравитации облако стало уплотняться и вращаться. В его центре сталкивались и разогревались атомы водорода. Так возникло Солнце. Молодая звезда быстро вращалась и разгоняла остатки газового облака вокруг себя. Все легкие летучие компоненты – молекулярный водород, гелий аммиак и метан – оказались во внешних холодных областях. Позже из них сформировались газовые гиганты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Рядом с Солнцем остались более крупные и богатые минералами частицы звездной пыли. Из них появились твердотельные планеты: Меркурий, Венера, Марс и наша Земля. Все они состоят преимущественно из кремния, кислорода, магния и железа.
Молодая Земля была раскалена из-за столкновений с другими объектами. Постепенно ее поверхность начала остывать. Расплавленные железо и никель опускались в центр планеты и сформировали ядро. В тот момент Земля столкнулась с гипотетической планетой размером с Марс, которую ученые назвали Теей. Удар уничтожил Тею, а большую часть ее обломков поглотила Земля и стала еще массивней. Обломки столкновения и часть расплавленной породы с поверхности быстро выбросило на орбиту. За 10 лет из обломков собралась Луна, позже она и Земля начали одновременно остывать.
Луна и Солнце оказывают на нашу планету сильное влияние. Например, вызывают приливы в океанах. После своего формирования Луна была в 20 раз ближе к Земле, чем сейчас. Ее расстояние продолжает увеличиваться примерно на 4 см в год. Теория гигантского столкновения объясняет многие загадки: после него скорость вращения Земли и Луны синхронизировались. Это одна из причин, по которой Луна всегда обращена к нам только одной стороной, а земная ось наклонена на 23 градуса, потому что наша планета завалилась на один бок от удара с Теей.