Come si è formata la Terra?
La Terra si è formata circa 4.567 miliardi di anni fa per accrescimento di un protoplanetario
La maggior parte della Terra era fusa a causa divulcanismo attivo e frequenti collisioni con altri oggetti spaziali. Si ritiene che uno di questi grandi impatti abbia portato all'inclinazione dell'asse terrestre e alla formazione della Luna.
Nel tempo, tale bombardamento spazialefermato, che ha permesso al pianeta di raffreddarsi e formare una solida crosta. L'acqua consegnata al pianeta da comete e asteroidi si è condensata in nuvole e oceani. La terra divenne finalmente ospitale alla vita e le sue prime forme arricchirono l'atmosfera con l'ossigeno.
Disco protoplanetario visto dall'artista
Formazione dei primi continenti
I geofisici lo hanno scoperto circa 3 miliardi di anni faLa crosta terrestre si è gonfiata durante uno scatto di crescita. Appena 1,5 miliardi di anni dopo la formazione della Terra, gli scienziati dicono che il mantello, lo strato di roccia silicatica tra la crosta e il nucleo esterno, è diventato estremamente caldo. Il magma è filtrato nei frammenti della crosta più antica sopra di esso. Questi frammenti hanno fornito l’inizio della crescita dei continenti moderni.
La prova della crescita planetaria è stata trovata incristalli di zirconi antichi nei sedimenti sul fondo dei torrenti in Groenlandia. I cristalli estremamente forti di silicato di zirconio si sono formati durante uno scatto di crescita circa 3 miliardi di anni fa.
Probabilmente ci sono stati diversi eventi nella storia della Terra durante i quali si è formata la crosta. Ma questa iniezione globale, avvenuta 3 milioni di anni fa, è stata sicuramente una delle più grandi.
Chris Kirkland, professore di geoscienze alla Curtin University
Prima di questo balzo, l'antica crosta terrestre era molto più sottile e più debole di quanto non sia oggi. Alla fine, si è disintegrato in frammenti di corteccia, da cui potrebbe crescere una nuova.
A quel tempo, la temperatura del mantello ha raggiunto il picco a causa didecadimento radioattivo di elementi come l'uranio e il potassio nel nucleo terrestre. Ha anche aumentato le temperature e il calore residuo dopo la formazione del pianeta. Le temperature globali hanno stimolato la crescita e la crosta ha continuato a gonfiarsi per circa 200 milioni di anni, hanno detto i ricercatori.
Come erano i primi continenti?
I geologi della Monash University hanno gettato nuova luce sulla storia primordiale della Terra: hanno affermato che i continenti erano deboli e inclini al collasso nel primo periodo.
Abbiamo riprodotto le condizioni della Terra primordialemodelli numerici computerizzati e hanno dimostrato che il rilascio di calore primordiale interno, da tre a quattro volte maggiore di quello attuale, ha causato una grande fusione nel mantello superficiale, che è stato poi espulso come magma (roccia fusa) sulla superficie terrestre.
Fabio Capitanio, medico e autore principale dello studio
Secondo i ricercatori, il piccolo mantello rimasto da questo processo è stato disidratato e solidificato e ha costituito le basi dei primi continenti.
I risultati del lavoro spiegano che i continenti in precedenzaerano deboli e inclini alla distruzione: circa 4,5 o 4,0 miliardi di anni fa. Poi gradualmente si differenziarono e divennero rigidi nel corso del successivo miliardo di anni, e in seguito formarono il nucleo dei nostri continenti moderni.
Il modello quantitativo utilizzato nello studio spiega i livelli di fusione del mantello e le strutture stratificate che si trovano nella maggior parte dei cratoni sulla Terra.
Questo spiega il passaggio da Hadeya, chiabbraccia i primi 500 milioni di anni della storia della Terra, durante i quali la crosta fu completamente riciclata, fino all'Archeano (da quattro a tre miliardi di anni fa), quando i continenti si solidificarono per la prima volta.
La collisione della Terra con il pianeta Theia vista dall'artista.
Cosa è scomparso durante la formazione della Terra?
Gli scienziati hanno creato un modello radioattivitàrocce antiche della Terra: mette in discussione i moderni modelli di formazione della crosta continentale. Si presume che i continenti emersero dal mare molto prima di quanto si pensasse, ma furono distrutti e di essi non rimase più traccia.
Gli scienziati dell'Università di Adelaide ne hanno pubblicati duestudi del modello di radioattività delle rocce per miliardi di anni. Hanno dimostrato che la crosta continentale della Terra potrebbe essere stata più spessa, molto prima di quanto suggeriscono i modelli attuali, e che i continenti potrebbero essere esistiti fino a quattro miliardi di anni fa.
Se il nostro modello si rivelasse corretto, potrebbe accadererichiedono una revisione di molti aspetti della nostra comprensione dell'evoluzione chimica e fisica della Terra, compreso il tasso di crescita continentale e forse anche l'inizio della tettonica a placche.
Testo di ricerca
Il dottor Hasterock e il suo studente laureato Matthew Gard hanno raccolto75.800 campioni geochimici di rocce ignee (come il granito) che si ritiene si siano formati con i primi continenti. Hanno stimato la radioattività in queste rocce oggi e hanno costruito un modello della radioattività media da quattro miliardi di anni fa ad oggi.
Tutte le razze, spiegano gli scienziati, contengonoradioattività naturale che produce calore e aumenta la temperatura nella crosta. Si rompe e più la roccia è radioattiva, più calore produce.
Rocce comunemente associate alla crosta continentalehanno una radioattività superiore rispetto alle rocce oceaniche. Una roccia che ha quattro miliardi di anni avrebbe circa quattro volte la radioattività che è oggi.
Ma i ricercatori hanno scoperto una carenza inaspettatail livello di radioattività nelle rocce più vecchie di circa due miliardi di anni. Quando si sono adeguati per una maggiore produzione di calore a causa della maggiore radioattività che avrebbe dovuto essere presente, il deficit è scomparso.
Ученые думают, что это произошло из-за высокой радиоактивности и высокой температуры: породы либо расплавились, либо были легко разрушены тектоническим движением.
Современные модели говорят, что континенты появились из океанов по мере утолщения земной коры. Авторы считают, что намного раньше могло существовать значительное количество, хотя и очень нестабильной, континентальной коры.
La connessione tra la vita sulla Terra e il movimento dei continenti
Новое исследование Техасского университета в Остине показывает возможную связь между жизнью на Земле и движением континентов. Полученные результаты подтверждают, что отложения, которые часто состоят из кусочков мертвых организмов, могут играть ключевую роль в определении скорости дрейфа континентов.
Lo studio descrive come i depositi,muoversi sotto le placche tettoniche, o subdurre al di sotto di esse, può regolare il movimento delle placche e persino influenzare il rapido aumento delle catene montuose e la crescita della crosta continentale.
Осадок образуется, когда ветер, вода и лед разрушают существующие породы или когда на морском дне скапливаются раковины и скелеты микроскопических организмов, таких как планктон.
Давно известно, что отложения, попадающие в зоны субдукции, влияют на геологическую активность, например на частоту землетрясений. Но до сих пор считалось, что они мало влияют на движение континентов. Это связано с тем, что скорость субдукции, как считалось, зависит от силы субдукционной плиты.
Il movimento continentale è guidato dall'immersioneuna piastra sotto l'altra, quindi qui la forza della parte della piastra, che si immerge nel mantello terrestre (e l'energia necessaria per la sua flessione), determina la velocità del suo movimento, ma il sedimento ha scarso effetto.
Однако ранние исследования с участием ученых UTIG показали, что субдукционные пластины могут быть слабее и более чувствительны к другим воздействиям, чем считалось ранее. Это заставило исследователей искать другие механизмы, которые могли бы влиять на скорость пластин.
Они оценили, как различные типы горных пород могут влиять на границу раздела плит — границу, где встречаются субдуктивные плиты. Последующее моделирование показало, что порода, состоящая из осадка, может создавать смазывающий эффект между пластинами, так она ускорит субдукцию и увеличит скорость пластин.
Этот механизм может привести в движение сложную петлю обратной связи. По мере увеличения скорости пластины будет меньше времени для накопления осадка, поэтому количество субдуктивного осадка будет уменьшаться.
Ciò si traduce in una subduzione più lenta, chepuò consentire alle montagne di crescere ai confini delle placche, poiché la forza di due placche che entrano in collisione tra loro provoca un aumento. A sua volta, l'erosione di queste montagne da parte del vento, dell'acqua e di altre forze può portare alla formazione di più sedimenti, che ritorna nella zona di subduzione e riprende il ciclo, aumentando il tasso di subduzione.
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