Η δημιουργία της Γης είναι στενά συνδεδεμένη με το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος πριν από περίπου πέντε δισεκατομμύρια χρόνια. Το ηλιακό σύστημα συμπυκνώθηκε από ένα τεράστιο σύννεφο αερίου και σκόνης, με τον Ήλιο να σχηματίζεται καθώς μέρος του σύννεφου κατέρρευσε στον εαυτό του υπό την επίδραση της βαρύτητας μέχρι το σημείο όπου θα μπορούσε να ξεκινήσει η πυρηνική σύντηξη. Το βαρυτικό πεδίο του Ήλιου προσέλκυσε μεγάλες ποσότητες υλικού, το οποίο σχημάτισε μια δομή σε σχήμα δίσκου γύρω του, γνωστή ως δίσκος προσαύξησης. Η Γη, όπως και οι άλλοι πλανήτες, δημιουργήθηκε πριν από περίπου 4.54 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν μέρος του υλικού αυτού του δίσκου ενώθηκε για να σχηματίσει ένα σφαιρικό σώμα. Σε κάποιο σημείο νωρίς στην ιστορία του, πιστεύεται ότι ένας μικρότερος πλανήτης συγκρούστηκε με αυτό το σώμα, αυξάνοντας το μέγεθός του και με αποτέλεσμα να σχηματιστεί η Σελήνη.
Σχηματισμός αστεριών
Τα αστέρια σχηματίζονται από τεράστια νέφη αερίου – κυρίως υδρογόνου – γνωστά ως γιγάντια μοριακά νέφη, καθώς αποτελούνται από μόρια. Τα πρώτα αστέρια άρχισαν να εμφανίζονται όταν το σύμπαν ήταν αρκετά δροσερό για να σχηματιστούν μόρια υδρογόνου. Τα μέρη αυτών των νεφών όπου η πυκνότητα είναι λίγο μεγαλύτερη συσσωρεύουν περισσότερο αέριο μέσω της βαρυτικής έλξης, σχηματίζοντας σφαιρικές περιοχές σχετικά υψηλής πυκνότητας. Αυτά είναι γνωστά ως «σφαιρίδια Μποκ», που ονομάστηκαν από τον αστρονόμο Μπαρτ Μποκ και μπορούν να παρατηρηθούν σήμερα σε άλλα μέρη του γαλαξία. Μέρη αυτών των σφαιριδίων συμπυκνώθηκαν περαιτέρω υπό τη βαρύτητα, έως ότου οι πυρήνες των ατόμων του υδρογόνου συμπιέστηκαν τόσο πολύ που έλαβε χώρα η πυρηνική σύντηξη, με αποτέλεσμα τη γέννηση ενός αστεριού.
Οι διακυμάνσεις στην πυκνότητα που οδηγούν στην κατάρρευση τμημάτων ενός γιγαντιαίου μοριακού νέφους μπορεί να είναι μικρές παραλλαγές που υπήρχαν από την αρχή. Εναλλακτικά, κάποιο συμβάν μπορεί να συμπιέσει τμήματα του νέφους. Μια πιθανότητα είναι ότι το σύννεφο μπορεί να περάσει μέσα από τον βραχίονα ενός γαλαξία, όπου υπάρχει μεγαλύτερη πυκνότητα προϋπαρχόντων αστέρων. Ένα άλλο είναι η συμπίεση από τα κρουστικά κύματα από μια κοντινή σουπερνόβα.
Σχηματισμός Πλανήτη
Το υλικό που περιβάλλει ένα νέο αστέρι περιφέρεται γύρω από αυτό και τελικά κατακάθεται σε έναν δίσκο προσαύξησης. Από αυτό το υλικό, οι πλανήτες μπορούν να σχηματιστούν με δύο τρόπους. Η περίσσεια υδρογόνου, μαζί με μικρές ποσότητες άλλων αερίων, μπορεί να συμπυκνωθεί σε πλανήτες γίγαντες από αέρια, όπως ο Δίας και ο Κρόνος. Οι ποσότητες αερίου που εμπλέκονται δεν επαρκούν ώστε η βαρύτητα να προκαλέσει πυρηνική σύντηξη, επομένως παραμένουν πλανήτες και όχι αστέρια. Ο άλλος, πολύ πιο αργός, τρόπος είναι τα σωματίδια σκόνης να συσσωρεύονται, σχηματίζοντας μεγαλύτερες μάζες που συγκρούονται μεταξύ τους και κολλάνε μεταξύ τους μέχρι να σχηματιστούν αστεροειδείς και πλανήτες.
Βραχώδεις πλανήτες όπως η Γη δεν θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί ως μέρος του πρώτου κύματος σχηματισμού άστρων καθώς δεν υπήρχε διαθέσιμο κατάλληλο υλικό. Σε αυτό το σημείο, υπήρχε μόνο υδρογόνο και ήλιο, και τα δύο αέρια, και ένα ίχνος λιθίου, ένα πολύ ελαφρύ μέταλλο. Τα βαρύτερα στοιχεία που απαιτούνται για το σχηματισμό βράχου δημιουργήθηκαν μέσα στα αστέρια με πυρηνική σύντηξη. Αυτή η διαδικασία, ωστόσο, μπορεί να δημιουργήσει μόνο τα στοιχεία μέχρι και το σίδηρο. Υπάρχουν πολλά στοιχεία που είναι βαρύτερα από τον σίδηρο που υπάρχουν στη Γη και μερικά από αυτά είναι απαραίτητα για την ανθρώπινη ζωή.
Τα βαρύτερα από το σίδηρο στοιχεία μπορούν να παραχθούν μόνο από μια έκρηξη σουπερνόβα. Από αυτό προκύπτει ότι πρέπει να υπήρχε τουλάχιστον ένας σουπερνόβα στην περιοχή του ηλιακού συστήματος πριν από τον σχηματισμό του. Ίσως αυτό να είναι που πυροδότησε την κατάρρευση του μοριακού νέφους που σχημάτισε τον Ήλιο και τους πλανήτες.
Ο Σχηματισμός της Γης
Οι διεργασίες που σχηματίζουν αστρικά συστήματα εξακολουθούν να λαμβάνουν χώρα και μπορούν να παρατηρηθούν, σε διάφορα στάδια, σε άλλα μέρη του γαλαξία μας. Ο σχηματισμός του ηλιακού συστήματος πιστεύεται ότι ακολούθησε παρόμοιο μοτίβο. Υπάρχουν, ωστόσο, ορισμένα συγκεκριμένα γεγονότα που βοήθησαν να διαμορφωθεί η Γη όπως τη γνωρίζουμε σήμερα.
Δεν είναι γνωστό ακριβώς ποιος μηχανισμός προκάλεσε την κατάρρευση μέρους ενός μοριακού νέφους στον Ήλιο και στον δίσκο συσσώρευσής του. Όποια και αν ήταν η αιτία, όταν το κέντρο έγινε αρκετά πυκνό, άναψε για να γίνει Ήλιος. Ρεύματα σωματιδίων – γνωστά ως «ηλιακός άνεμος» – από το νέο αστέρι εξόρισε τα αέρια στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα, όπου σχημάτισαν τους πλανήτες-γίγαντες αερίου. Κομμάτια βραχώδους υλικού παρέμειναν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, όπου μπορούσαν να αναπτυχθούν σε πλανήτες.
Μόλις σχηματίστηκε η Γη, άρχισε να θερμαίνεται. Αυτό το φαινόμενο οφειλόταν σε συνδυασμό της διάσπασης των ραδιενεργών στοιχείων, της συνεχιζόμενης συμπίεσης του υλικού του πλανήτη από τη βαρύτητα και των κρούσεων μετεωριτών. Καθώς το υλικό έλιωνε, διαφορετικά στοιχεία έγιναν κινητά και τα βαρύτερα, όπως ο σίδηρος, έλκονταν προς το κέντρο, σχηματίζοντας τον πυρήνα που είναι υπεύθυνος για το μαγνητικό πεδίο της Γης. Ελαφρύτερα υλικά, όπως πυριτικά, επέπλεαν στην επιφάνεια, σχηματίζοντας την κρούστα. Η σχετικά λεπτή, συμπαγής κρούστα πάνω από πυκνότερο, λιωμένο υλικό οδήγησε σε τεκτονικές πλάκες και ηφαιστεισμό.
Η πρώιμη ιστορία του πλανήτη μας δεν ήταν ομαλή, αλλά περιλάμβανε μια σειρά γεγονότων που χαρακτηρίζονταν από τεράστιες κρούσεις. Η μεγαλύτερη από αυτές τις συγκρούσεις μπορεί να δημιούργησε τη Σελήνη. Ισχυρά στοιχεία δείχνουν ότι λίγο μετά τον σχηματισμό του, ο πλανήτης χτυπήθηκε από ένα σώμα μεγέθους Άρη που ονομάζεται Theia, το οποίο μπορεί να σχηματίστηκε σε ένα σημείο Lagrange – ένα σημείο βαρυτικής ισορροπίας – στην τροχιά της Γης. Αυτή η σύγκρουση θα είχε εκτινάξει πολλούς γιγατόνους υλικού που στη συνέχεια θα έμπαιναν σε τροχιά και θα ενωθούν για να σχηματίσουν τη Σελήνη.