Πώς σχηματίστηκε η Γη;
Η Γη σχηματίστηκε πριν από περίπου 4,567 δισεκατομμύρια χρόνια από προσαύξηση ενός πρωτοπλανητικού
Το μεγαλύτερο μέρος της Γης ήταν λιωμένο λόγωενεργό ηφαιστειακό και συχνές συγκρούσεις με άλλα διαστημικά αντικείμενα. Πιστεύεται ότι μία από αυτές τις μεγάλες κρούσεις οδήγησε στην κλίση του άξονα της Γης και στο σχηματισμό της Σελήνης.
Με την πάροδο του χρόνου, τέτοιοι βομβαρδισμοί στο διάστημασταμάτησε, κάτι που επέτρεψε στον πλανήτη να κρυώσει και να σχηματίσει μια στερεή κρούστα. Το νερό που παραδόθηκε στον πλανήτη από κομήτες και αστεροειδείς συμπυκνώθηκε σε σύννεφα και ωκεανούς. Η γη τελικά έγινε φιλόξενη στη ζωή και οι πρώτες μορφές της εμπλούτισαν την ατμόσφαιρα με οξυγόνο.
Πρωτοπλανητικός δίσκος όπως φαίνεται από τον καλλιτέχνη
Σχηματισμός των πρώτων ηπείρων
Οι γεωφυσικοί το ανακάλυψαν πριν από περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνιαΟ φλοιός της Γης διογκώθηκε κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης ανάπτυξης Μόλις 1,5 δισεκατομμύριο χρόνια μετά το σχηματισμό της Γης, οι επιστήμονες λένε ότι ο μανδύας, το στρώμα πυριτικού πετρώματος μεταξύ του φλοιού και του εξωτερικού πυρήνα, έγινε εξαιρετικά ζεστό. Το μάγμα διείσδυσε σε θραύσματα παλαιότερου φλοιού πάνω από αυτό. Αυτά τα θραύσματα έδωσαν την αρχή για την ανάπτυξη των σύγχρονων ηπείρων.
Βρέθηκαν στοιχεία για την ανάπτυξη του πλανήτηαρχαίοι κρύσταλλοι ζιρκονίου σε ιζήματα στον πυθμένα των ρευμάτων στη Γροιλανδία. Οι εξαιρετικά ισχυροί κρύσταλλοι πυριτικού ζιρκονίου σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια μιας αύξησης πριν από περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια.
Υπήρχαν πιθανώς πολλά γεγονότα στην ιστορία της Γης κατά τη διάρκεια της οποίας σχηματίστηκε ο φλοιός. Αλλά αυτή η παγκόσμια ένεση, η οποία συνέβη πριν από 3 εκατομμύρια χρόνια, ήταν σίγουρα μία από τις μεγαλύτερες.
Chris Kirkland, Καθηγητής Γεωεπιστημών στο Πανεπιστήμιο Curtin
Πριν από αυτό το άλμα, ο αρχαίος φλοιός της Γης ήταν πολύ λεπτότερος και ασθενέστερος από ότι είναι σήμερα. Τελικά, διαλύθηκε σε θραύσματα φλοιού, από τα οποία θα μπορούσε να αναπτυχθεί ένα νέο.
Εκείνη την εποχή, η θερμοκρασία του μανδύα κορυφώθηκε λόγωραδιενεργή διάσπαση στοιχείων όπως το ουράνιο και το κάλιο στον πυρήνα της Γης. Επίσης αύξησε τις θερμοκρασίες και την υπολειμματική θερμότητα μετά το σχηματισμό του πλανήτη. Οι παγκόσμιες θερμοκρασίες ώθησαν την ανάπτυξη και ο φλοιός συνέχισε να διογκώνεται για περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια, δήλωσαν οι ερευνητές.
Πώς ήταν οι πρώτες ηπείροι;
Οι γεωλόγοι του Πανεπιστημίου Monash έδωσαν νέο φως στην πρώιμη ιστορία της Γης: δήλωσαν ότι οι ηπείροι ήταν αδύναμες και επιρρεπείς σε κατάρρευση κατά την πρώιμη περίοδο.
Έχουμε αναπαράγει τις συνθήκες της πρώιμης Γης μέσαυπολογιστικά αριθμητικά μοντέλα και έδειξαν ότι η απελευθέρωση εσωτερικής αρχέγονης θερμότητας, τρεις έως τέσσερις φορές μεγαλύτερη από την παρούσα, προκάλεσε μεγάλη τήξη στον ρηχό μανδύα, το οποίο στη συνέχεια αποβλήθηκε ως μάγμα (λιωμένο πέτρωμα) στην επιφάνεια της Γης.
Fabio Capitanio, γιατρός και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο μικρός μανδύας που αφέθηκε μετά από αυτή τη διαδικασία αφυδατώθηκε και παγώθηκε και αποτέλεσε τα θεμέλια των πρώτων ηπείρων.
Τα αποτελέσματα της εργασίας εξηγούν ότι οι ήπειροι προηγουμένωςήταν αδύναμοι και επιρρεπείς σε καταστροφή: περίπου 4,5 ή 4,0 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Στη συνέχεια διαφοροποιήθηκαν σταδιακά και έγιναν άκαμπτα τα επόμενα δισεκατομμύρια χρόνια και αργότερα αποτέλεσαν τον πυρήνα των σύγχρονων ηπείρων μας.
Το ποσοτικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη εξηγεί τα επίπεδα τήξης μανδύων και στρωματοειδών δομών που βρίσκονται στα περισσότερα κρατόνια στη Γη.
Αυτό εξηγεί τη μετάβαση από τη Hadeya, η οποίαεκτείνεται στα πρώτα 500 εκατομμύρια χρόνια της ιστορίας της Γης, κατά τη διάρκεια των οποίων ο φλοιός ανακυκλώθηκε πλήρως, στην Αρχαία (πριν από τέσσερα έως τρία δισεκατομμύρια χρόνια), όταν οι ήπειροι στερεοποιήθηκαν για πρώτη φορά.
Η σύγκρουση της Γης με τον πλανήτη Theia όπως φαίνεται από τον καλλιτέχνη.
Τι εξαφανίστηκε κατά τον σχηματισμό της Γης;
Οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα μοντέλο ραδιοενέργειααρχαίοι βράχοι της Γης: θέτει υπό αμφισβήτηση τα σύγχρονα μοντέλα σχηματισμού του ηπειρωτικού φλοιού. Υποτίθεται ότι οι ήπειροι αναδύθηκαν από τη θάλασσα πολύ νωρίτερα από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως, αλλά καταστράφηκαν και δεν απέμειναν ίχνη από αυτές.
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας έχουν δημοσιεύσει δύομελέτες του μοντέλου ραδιενέργειας πετρωμάτων για δισεκατομμύρια χρόνια. Έδειξαν ότι ο ηπειρωτικός φλοιός της Γης μπορεί να ήταν παχύτερος, πολύ νωρίτερα από ό, τι προτείνουν τα σημερινά μοντέλα, και οι ηπείροι μπορεί να υπήρχαν ήδη πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια.
Εάν το μοντέλο μας αποδειχθεί σωστό, μπορείαπαιτούν μια αναθεώρηση πολλών πτυχών της κατανόησής μας για τη χημική και φυσική εξέλιξη της Γης, συμπεριλαμβανομένου του ρυθμού της ηπειρωτικής ανάπτυξης και ίσως ακόμη και της έναρξης της τεκτονικής πλακών.
Κείμενο έρευνας
Ο Δρ Hasterock και ο μεταπτυχιακός φοιτητής του Matthew Gard συνέλεξαν75.800 γεωχημικά δείγματα πυριγενών πετρωμάτων (όπως γρανίτης) πιστεύεται ότι έχουν σχηματιστεί με τις πρώτες ηπείρους. Υπολόγισαν τη ραδιενέργεια σε αυτούς τους βράχους σήμερα και δημιούργησαν ένα μοντέλο της μέσης ραδιενέργειας από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια πριν έως σήμερα.
Όλες οι φυλές, εξηγούν οι επιστήμονες, περιέχουνφυσική ραδιενέργεια που παράγει θερμότητα και αυξάνει τη θερμοκρασία στο φλοιό. Διασπάται και όσο πιο ραδιενεργός είναι ο βράχος, τόσο περισσότερη θερμότητα παράγει.
Βράχοι που σχετίζονται συνήθως με ηπειρωτικό φλοιόέχουν υψηλότερη ραδιενέργεια από τα ωκεάνια πετρώματα. Ένας βράχος ηλικίας τεσσάρων δισεκατομμυρίων ετών θα έχει περίπου τέσσερις φορές τη ραδιενέργεια που είναι σήμερα.
Αλλά οι ερευνητές έχουν βρει μια απροσδόκητη έλλειψητο επίπεδο ραδιενέργειας σε βράχους ηλικίας άνω των δύο δισεκατομμυρίων ετών. Όταν προσαρμόστηκαν για υψηλότερη παραγωγή θερμότητας λόγω της υψηλότερης ραδιενέργειας που θα έπρεπε να υπήρχε, το έλλειμμα εξαφανίστηκε.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτό συνέβη λόγω της υψηλής ραδιενέργειας και της υψηλής θερμοκρασίας: τα πετρώματα είτε έλιωσαν είτε καταστράφηκαν εύκολα από την τεκτονική κίνηση.
Τα σύγχρονα μοντέλα λένε ότι οι ήπειροιαναδύθηκε από τους ωκεανούς καθώς ο φλοιός της γης πύκνωνε. Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι μια σημαντική ποσότητα, αν και πολύ ασταθής, ηπειρωτικού φλοιού μπορεί να υπήρχε πολύ νωρίτερα.
Η σύνδεση μεταξύ της ζωής στη Γη και της κίνησης των ηπείρων
Νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο του ΤέξαςΤο Austin δείχνει μια πιθανή σύνδεση μεταξύ της ζωής στη Γη και της κίνησης των ηπείρων. Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι τα ιζήματα, τα οποία συχνά αποτελούνται από κομμάτια νεκρών οργανισμών, μπορεί να διαδραματίσουν βασικό ρόλο στον προσδιορισμό της ταχύτητας της ηπειρωτικής μετατόπισης.
Η μελέτη περιγράφει πώς καταθέσειςΗ κίνηση κάτω από τις τεκτονικές πλάκες, ή η αφαίρεση κάτω από αυτές, μπορεί να ρυθμίσει την κίνηση των πλακών και ακόμη και να επηρεάσει την ταχεία άνοδο των οροσειρών και την ανάπτυξη του ηπειρωτικού φλοιού.
Τα ιζήματα σχηματίζονται όταν ο άνεμος, το νερό και ο πάγος διαβρώνουν τα υπάρχοντα πετρώματα ή όταν τα κελύφη και οι σκελετοί μικροσκοπικών οργανισμών όπως το πλαγκτόν συσσωρεύονται στον πυθμένα της θάλασσας.
Είναι από καιρό γνωστό ότι τα ιζήματα που πέφτουν σε ζώνεςοι καταπτώσεις επηρεάζουν τη γεωλογική δραστηριότητα, όπως η συχνότητα των σεισμών. Αλλά μέχρι τώρα πίστευαν ότι έχουν μικρή επίδραση στην κίνηση των ηπείρων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο ρυθμός καταβύθισης θεωρήθηκε ότι εξαρτάται από την αντοχή της πλάκας καταβύθισης.
Η ηπειρωτική κίνηση οδηγείται από τη βύθισημία πλάκα κάτω από την άλλη, οπότε εδώ η ταχύτητα της κίνησής της εξαρτάται από την αντοχή του μέρους της πλάκας, το οποίο βυθίζεται στον μανδύα της Γης (και την ενέργεια που απαιτείται για την κάμψη), αλλά το ίζημα έχει μικρή επίδραση.
Ωστόσο, νωρίς έρευνα που περιλαμβάνειΟι επιστήμονες του UTIG έχουν δείξει ότι οι πλάκες βύθισης μπορεί να είναι πιο αδύναμες και πιο ευαίσθητες σε άλλες επιρροές από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Αυτό οδήγησε τους ερευνητές να αναζητήσουν άλλους μηχανισμούς που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ταχύτητα των πλακών.
Αξιολόγησαν πώς διαφορετικοί τύποι βράχωνμπορεί να επηρεάσει τη διεπαφή της πλάκας - το όριο όπου συναντώνται οι υποβιβασμένες πλάκες. Η επακόλουθη μοντελοποίηση έδειξε ότι το ιζηματογενές πέτρωμα θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα λιπαντικό αποτέλεσμα μεταξύ των πλακών, έτσι θα επιτάχυνε την καταβύθιση και θα αύξανε την ταχύτητα των πλακών.
Αυτός ο μηχανισμός μπορεί να θέσει σε κίνηση ένα σύμπλεγμαβρόχος ανατροφοδότησης. Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα της πλάκας, θα υπάρχει λιγότερος χρόνος για τη συσσώρευση ιζήματος, επομένως η ποσότητα του υποβιβαζόμενου ιζήματος θα μειωθεί.
Αυτό οδηγεί σε πιο αργή αφαίρεση, η οποίαμπορεί να επιτρέψει στα βουνά να αναπτυχθούν στα όρια της πλάκας, καθώς η δύναμη δύο πλακών που συγκρούονται μεταξύ τους προκαλεί άνοδο. Με τη σειρά του, η διάβρωση αυτών των βουνών από τον άνεμο, το νερό και άλλες δυνάμεις μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό περισσότερων ιζημάτων, το οποίο επιστρέφει στη ζώνη υποαγωγής και επαναλαμβάνει τον κύκλο, αυξάνοντας τον ρυθμό υποαγωγής.
Διαβάστε περισσότερα:
Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν
Οι επιστήμονες πρότειναν να αποικίσουν τον δορυφόρο του Ceres
Κοιτάξτε τα πιο σπάνια μπουλόνια αστραπής: μπλε τζετ και ξωτικό που λαμβάνονται από το ISS