Katse syvälle maahan: mitä tutkijat ovat oppineet planeetan kehityksestä

Kuinka maa muodostui?

Maapallo muodostui noin 4,567 miljardia vuotta sitten protoplanetaarisen kasvun avulla

levy, levyn muotoinen kaasumassa, pöly, jäljelläauringon muodostumisesta, josta syntyi aurinkokunta. Tulivuoren kaasunpoisto loi ensisijaisen ilmakehän, mutta siinä ei ollut juurikaan happea, ja se olisi myrkyllistä ihmisille ja nykyaikaiselle elämälle yleensä.

Suurin osa maapallosta oli sulaa johtuenaktiivinen tulivuori ja usein törmäykset muiden avaruusobjektien kanssa. Yhden tällaisen suuren törmäyksen uskotaan kallistaneen maapallon akselia ja muodostavan Kuun.

Ajan myötä tällainen avaruuspommituspysähtyi, mikä antoi planeetan jäähtyä ja muodostaa kiinteän kuoren. Komeettojen ja asteroidien planeetalle toimittama vesi tiivistyy pilviksi ja valtameriksi. Maasta tuli vihdoin vieraanvarainen elämälle, ja sen varhaisimmat muodot rikastuttivat ilmakehää hapella.

Protoplaneettalevy taiteilijan näkemällä tavalla

Ensimmäisten mantereiden muodostuminen

Geofyysikot havaitsivat sen noin 3 miljardia vuotta sittenmaankuori paisui kasvussa. Tutkijoiden mukaan vain 1,5 miljardia vuotta maapallon muodostumisen jälkeen vaippa - kuoren ja ulkosydämen välinen silikaattikivikerros on erittäin kuuma. Magma imeytyi vanhan kuoren palasiksi sen yläpuolelle. Nämä fragmentit ovat modernin maanosan kasvun alku.

Todisteita planeettojen kasvusta löydettiin vuonnaantiikin zirkonikiteitä sedimenteissä Grönlannin purojen pohjassa. Noin 3 miljardia vuotta sitten kasvuhormonissa muodostuneet erittäin vahvat zirkoniumsilikaatin kiteet.

Maan historiassa oli luultavasti useita tapahtumia, joiden aikana kuori muodostui. Mutta tämä globaali injektio, joka tapahtui 3 miljoonaa vuotta sitten, oli ehdottomasti yksi suurimmista.

Chris Kirkland, geotieteiden professori Curtinin yliopistossa

Ennen tätä harppausta maapallon muinainen kuori oli paljon ohuempi ja heikompi kuin nykyään. Lopulta se hajosi kuoren palasiksi, joista voisi kasvaa uusi.

Tuolloin vaipan lämpötila saavutti huippunsamaapallon ytimessä olevien elementtien, kuten uraanin ja kaliumin, radioaktiivinen hajoaminen. Se nosti myös lämpötiloja ja jäännöslämpöä planeetan muodostumisen jälkeen. Globaalit lämpötilat vauhdittivat kasvua, ja kuori turpoi edelleen noin 200 miljoonaa vuotta, tutkijoiden mukaan.

Millaiset olivat ensimmäiset mantereet?

Monashin yliopiston geologit valaisivat uutta valoa maapallon varhaiseen historiaan: he totesivat, että mantereet olivat heikkoja ja alttiita romahtamaan alkuvaiheessa.

Toistimme varhaisen Maan olosuhteet vuonnaatk-numeeriset mallit ja osoitti, että sisäisen primäärilämmön vapautuminen, joka oli kolme tai neljä kertaa nykyinen, aiheutti suuren sulamisen matalassa vaipassa, joka pakotettiin sitten magman muodossa (sulan kiven muodossa) maan pinnalle.

Fabio Capitanio, lääkäri ja tutkimuksen johtava kirjoittaja

Tutkijoiden mukaan tästä prosessista jäljelle jäänyt pieni vaippa kuivattiin ja kiinteytyi ja muodosti ensimmäisen mantereen perustan.

Työn tulokset selittävät, että maanosat aiemminolivat heikkoja ja alttiita tuholle: noin 4,5 tai 4,0 miljardia vuotta sitten. Sen jälkeen ne erosivat vähitellen ja jäykistyivät seuraavien miljardin vuoden aikana, ja muodostivat myöhemmin modernin maanosamme ytimen.

Tutkimuksessa käytetty kvantitatiivinen malli selittää vaipan sulamisen ja kerrostuneiden rakenteiden tasot, joita löytyy useimmista maapallon kratoneista.

Tämä selittää siirtymisen Hadeista, jokakattaa maapallon historian ensimmäiset 500 miljoonaa vuotta, joiden aikana kuori uudistettiin kokonaan, Archeaniin (neljä-kolme miljardia vuotta sitten), jolloin maanosat juuri jähmettyivät.

Maan törmäys Theia-planeetan kanssa taiteilijan näkemänä.

Mikä katosi maan muodostumisen aikana?

Tutkijat ovat luoneet mallin muinaisten radioaktiivisuudestamaapallon kivet: se kyseenalaistaa mannerkuoren muodostumisen nykyaikaiset mallit. Oletetaan, että maanosat nousivat merestä paljon aikaisemmin kuin aiemmin ajateltiin, mutta ne tuhoutuivat eikä niistä ole jäljellä mitään jälkeä.

Adelaiden yliopiston tutkijat ovat julkaisseet kaksikivien radioaktiivisuuden mallin tutkimukset miljardien vuosien ajan. Ne osoittivat, että maapallon mannerkuori on voinut olla paksumpi, paljon aikaisemmin kuin nykyiset mallit viittaavat, ja mantereet ovat voineet olla olemassa jo neljä miljardia vuotta sitten.

Jos malli on oikea, se voivaatii tarkistamaan monia näkökohtia ymmärryksestämme maapallon kemiallisesta ja fysikaalisesta evoluutiosta, mukaan lukien maanosan kasvunopeus ja ehkä jopa levytektonisen alun.

Tutkimusteksti

Tohtori Hasterock ja hänen jatko-opiskelija Matthew Gard keräsivät75 800 geokemiallista näytettä magmakivistä (kuten graniitista), joiden uskotaan muodostuneen ensimmäisten mantereiden kanssa. He arvioivat näiden kivien radioaktiivisuuden tänään ja rakensivat mallin keskimääräisestä radioaktiivisuudesta neljä miljardia vuotta sitten nykypäivään.

Kaikki rodut, tutkijat selittävät, sisältävätluonnollinen radioaktiivisuus, joka tuottaa lämpöä ja nostaa kuoren lämpötilaa. Se hajoaa ja mitä radioaktiivisempi kivi on, sitä enemmän lämpöä se tuottaa.

Kivet, jotka liittyvät yleisesti mantereen kuoreenon korkeampi radioaktiivisuus kuin valtameren kivillä. Neljän miljardin vuoden ikäisellä kivellä olisi noin neljä kertaa suurempi radioaktiivisuus kuin nykyään.

Mutta tutkijat ovat löytäneet odottamattoman pulanyli kahden miljardin vuoden ikäisten kivien radioaktiivisuuden taso. Kun he ottivat huomioon korkeamman lämmöntuotannon korkeamman radioaktiivisuuden vuoksi, jonka olisi pitänyt olla läsnä, alijäämä hävisi.

Tutkijoiden mielestä tämä johtui korkeasta radioaktiivisuudesta ja korkeista lämpötiloista: kivet joko sulivat tai tuhoutuivat helposti tektonisen liikkeen avulla.

Moderni malli sanoo maanosanilmestyi valtameristä maankuoren sakeutuessa. Kirjoittajat uskovat, että merkittävä määrä, vaikkakin hyvin epävakaata, mantereen kuorta olisi voinut olla olemassa paljon aikaisemmin.

Yhteys maapallon elämän ja maanosien liikkeen välillä

Texasin yliopiston uusi tutkimus osoitteessaAustin osoittaa mahdollisen yhteyden maapallon elämän ja maanosien liikkumisen välillä. Tulokset vahvistavat, että sedimenteillä, jotka koostuvat usein kuolleiden organismien paloista, voi olla keskeinen rooli maanosan driftin määrittämisessä.

Tutkimuksessa kuvataan, kuinka talletukset,tektonisten levyjen alla liikkuminen tai niiden alle purkaminen voi säätää levyn liikettä ja jopa vaikuttaa vuorijonojen nopeaan nousuun ja mannerkuoren kasvuun.

Sedimentti muodostuu, kun tuuli, vesi ja jää kuluttavat olemassa olevia kiviä tai kun mikroskooppisten organismien, kuten planktonin, kuoret ja luurangot kerääntyvät merenpohjaan.

On pitkään tiedetty, että sedimentit putoavat vyöhykkeisiinsubduktio, vaikuttaa geologiseen aktiivisuuteen, esimerkiksi maanjäristysten taajuuteen. Mutta tähän asti uskottiin, että niillä ei ole juurikaan vaikutusta maanosien liikkumiseen. Tämä johtuu siitä, että subduktiosuhteen uskottiin riippuvan subduction-levyn vahvuudesta.

Mannermainen liike johtuu upottamisestayksi levy toisen alla, joten tässä sen liikkumisnopeus riippuu levyn osan vahvuudesta, joka syöksyy Maan vaippaan (ja sen taivuttamiseen tarvittavasta energiasta), mutta sedimentillä ei ole juurikaan vaikutusta.

Kuitenkin varhainen tutkimus, johon osallistuu tutkijoitaUTIG osoitti, että subduktiolevyt voivat olla heikompia ja herkempiä muille vaikutuksille kuin aiemmin ajateltiin. Tämä sai tutkijat etsimään muita mekanismeja, jotka voisivat vaikuttaa levyjen nopeuteen.

He arvostivat kuinka erilaiset kivetvoi vaikuttaa laatan rajapintaan - rajaan, jossa subduktiiviset laatat kohtaavat. Myöhemmät simulaatiot ovat osoittaneet, että sedimenttikivi voi luoda voitelevan vaikutuksen levyjen väliin, koska se kiihdyttää subduktiota ja lisää levyn nopeutta.

Tämä mekanismi voi käynnistää kompleksinPalautesilmukka. Levyn nopeuden kasvaessa sedimentin kertymiselle on vähemmän aikaa, joten subduktiivisen sedimentin määrä vähenee.

Tämä johtaa hitaampaan subduktioon, mikävoi antaa vuorten kasvaa levyrajoilla, koska kahden toisiinsa törmänneen levyn voima aiheuttaa nousun. Puolestaan ​​näiden vuorten eroosio tuulen, veden ja muiden voimien vaikutuksesta voi johtaa enemmän sedimentin muodostumiseen, joka palaa takaisin subduktiovyöhykkeelle ja jatkaa sykliä, mikä lisää subduktioastetta.

Lue lisää:

Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille

Tutkijat ovat ehdottaneet Ceres-satelliitin siirtokuntaa

Katsokaa harvinaisimpia salamoita: sininen suihkukone ja tonttu, joka on otettu ISS: stä