כיצד נוצר כדור הארץ?
כדור הארץ נוצר לפני כ-4.567 מיליארד שנה על ידי הצטברות מהקדם-פלנטרי
רוב כדור הארץ היה מותך עקב געשיות פעילה והתנגשויות תכופות עם עצמים אחרים בחלל.ההנחה היא שאחת ההתנגשויות הגדולות הללו הובילה להטיית ציר כדור הארץ ולהיווצרות הירח.
עם הזמן, הפצצת חלל כזונעצר, מה שאיפשר לכדור הארץ להתקרר וליצור קרום מוצק. המים שהועברו לכוכב הלכת על ידי שביטים ואסטרואידים התעבו לעננים ואוקיאנוסים. סוף סוף האדמה התארחה בחיים, וצורותיה הקדומות ביותר העשירו את האווירה בחמצן.
דיסק פרוטופלנטרי כפי שנראה על ידי האמן
גיבוש היבשות הראשונות
גיאופיזיקאים מצאו כי לפני כ -3 מיליארד שנה, קרום כדור הארץ התנפח בפרץ של צמיחה. לדברי מדענים, לאחר 1.5 מיליארד שנים בלבדלאחר היווצרות כדור הארץ, המעטפת, שכבה של סלע סיליקט בין הקרום לליבה החיצונית, הפכה חמה מאוד.מאגמה חלחלה לרסיסי הקרום הישן שמעליה.
עדויות לצמיחה פלנטרית נמצאו בשנתגבישי זירקון עתיקים במשקעים בתחתית הנחלים בגרינלנד. הגבישים החזקים במיוחד של סיליקט זירקוניום נוצרו במהלך קפיצת גדילה לפני כ -3 מיליארד שנה.
היו כנראה כמה אירועים בתולדות כדור הארץ במהלכם נוצר הקרום. אך הזריקה העולמית הזו, שהתרחשה לפני 3 מיליון שנה, הייתה בהחלט אחת הגדולות ביותר.
כריס קירקלנד, פרופסור למדעי הגיאולוגיה והגיאופיזיקה באוניברסיטת קרטין
לפני קפיצה זו, הקרום הקדום של כדור הארץ היה דק וחלש בהרבה ממה שהוא היום. בסופו של דבר הוא התפרק לשברי קליפה, מהם יכול לצמוח חדש.
באותה תקופה, הטמפרטורה של המעטפת הגיעה לשיאה עקבריקבון רדיואקטיבי של יסודות כגון אורניום ואשלגן בליבת כדור הארץ. זה גם העלה טמפרטורות וחום שיורי לאחר שנוצר כדור הארץ. החוקרים אמרו כי הטמפרטורות הגלובליות גרמו לצמיחה, והקרום המשיך להתנפח במשך כ- 200 מיליון שנה.
איך היו היבשות הראשונות?
גיאולוגים מאוניברסיטת מונאש שופכים אור חדש על ההיסטוריה המוקדמת של כדור הארץ: הם הצהירו כי היבשות חלשות ונוטות להתמוטט בתקופה המוקדמת.
שיחזרנו את התנאים של כדור הארץ הקדום במודלים מספריים ממוחשבים והראינו ששחרור החום הקדמוני הפנימי, הגדול פי שלושה עד ארבעה מהחום הנוכחי, גרם להתכה גדולה במעטפת הרדודה, שנפלטה אז כמאגמה (סלע מותך) אל פני כדור הארץ.
פאביו קפיטניו, Ph.D., המחבר הראשי של המחקר
לדברי החוקרים, המעטפת הקטנה שנותרה לאחר תהליך זה התייבשה והוקפאה והיוו יסודות היבשות הראשונות.
תוצאות העבודה מסבירות כי היבשות בעברהיו חלשים ונוטים להרס: לפני כ-4.5 או 4.0 מיליארד שנים. לאחר מכן הם התבדלו בהדרגה והפכו נוקשים במהלך מיליארד השנים הבאות, ומאוחר יותר היוו את הליבה של היבשות המודרניות שלנו.
המודל הכמותי ששימש במחקר מסביר את רמות המסת המעטפת ומבנים שכבתיים הנמצאים ברוב העטרים על פני כדור הארץ.
זה מסביר את המעבר מהדיה, מימשתרע על 500 מיליון השנים הראשונות של ההיסטוריה של כדור הארץ, שבמהלכן הקרום מוחזר לחלוטין, עד לארכיאן (לפני ארבעה עד שלושה מיליארד שנים), כאשר היבשות התמצקו לראשונה.
ההתנגשות של כדור הארץ עם כוכב הלכת תיאיה כפי שנראה על ידי האמן.
מה נעלם במהלך היווצרות כדור הארץ?
מדענים יצרו מודל רדיואקטיביסלעים עתיקים של כדור הארץ: זה מטיל ספק במודלים מודרניים של היווצרות הקרום היבשתי. ההנחה היא ש יבשות עלו מהים הרבה יותר מוקדם ממה שחשבו בעבר, אך נהרסו ולא נותרו מהן עקבות.
מדענים מאוניברסיטת אדלייד פרסמו שנייםמחקרים על מודל הרדיואקטיביות של סלעים במשך מיליארדי שנים. הם הראו כי הקרום היבשתי של כדור הארץ עשוי להיות עבה יותר, הרבה יותר מוקדם ממה שמציעים המודלים הנוכחיים, וייתכן שהיבשות היו קיימות כבר לפני ארבעה מיליארד שנים.
אם הדגם שלנו יתברר כנכון, ייתכן שהואדורשים עדכון של היבטים רבים של הבנתנו את האבולוציה הכימית והפיזיקלית של כדור הארץ, כולל קצב הצמיחה של היבשת ואולי אפילו תחילתה של טקטוניקת הלוחות.
טקסט מחקר
ד"ר האסטרוק וסטודנטו לתואר שני מתיו גרד אספו75,800 דגימות גיאוכימיות של סלעי התפרצויות (כמו גרניט), האמינו שנוצרו עם היבשות הראשונות. הם העריכו את הרדיואקטיביות בסלעים אלה בימינו ובנו מודל של רדיואקטיביות ממוצעת מלפני ארבעה מיליארד שנים ועד היום.
כל הגזעים, מסבירים מדענים, מכיליםרדיואקטיביות טבעית המייצרת חום ומעלה את הטמפרטורה בקרום. הוא מתקלקל וככל שהסלע יותר רדיואקטיבי, כך הוא מייצר יותר חום.
סלעים הקשורים בדרך כלל לקרום יבשתבעלי רדיואקטיביות גבוהה יותר מסלעים אוקיאניים. סלע בן ארבעה מיליארד שנה יהיה בעל פי ארבעה את הרדיואקטיביות שהוא היום.
אך החוקרים מצאו מחסור בלתי צפוירמת הרדיואקטיביות בסלעים מעל גיל כשני מיליארד שנה. כאשר הם הסתגלו לייצור חום גבוה יותר בגלל הרדיואקטיביות הגבוהה יותר שהייתה צריכה להיות, הגירעון נעלם.
מדענים חושבים שזה קרה בגלל רדיואקטיביות גבוהה וטמפרטורה גבוהה: הסלעים נמסו או נהרסו בקלות על ידי תנועה טקטונית.
מודלים מודרניים אומרים כי היבשותהגיח מהאוקיינוסים כאשר קרום כדור הארץ התעבה. המחברים מאמינים כי ייתכן שכמות משמעותית של קרום יבשתי, אם כי מאוד לא יציב, הייתה קיימת הרבה קודם לכן.
הקשר בין החיים על כדור הארץ לתנועת יבשות
מחקר חדש מאוניברסיטת טקססאוסטין מראה קשר אפשרי בין החיים על פני כדור הארץ לבין תנועת היבשות. הממצאים מצביעים על כך שמשקעים, שלעיתים מורכבים מחתיכות של אורגניזמים מתים, עשויים למלא תפקיד מפתח בקביעת מהירות הסחף היבשתית.
המחקר מתאר כיצד פיקדונותתנועה מתחת ללוחות טקטוניים, או תת תחתי מתחתיהן, יכולה לווסת את תנועת הלוחות ואף להשפיע על העלייה המהירה של רכסי ההרים ועל צמיחת קרום היבשת.
משקעים נוצרים כאשר רוח, מים וקרח שוחקים סלעים קיימים או כאשר קונכיות ושלדים של אורגניזמים מיקרוסקופיים כגון פלנקטון מצטברים על קרקעית הים.
זה זמן רב ידוע כי משקעים נופלים לאזוריםהנחות משפיעות על פעילות גיאולוגית, כגון תדירות רעידות אדמה. אבל עד עכשיו האמינו שיש להם השפעה מועטה על תנועת היבשות. הסיבה לכך היא ששיעור ההפחתה היה תלוי בחוזקה של לוח ההפחתה.
התנועה היבשתית מונעת על ידי טבילהצלחת אחת מתחת לשנייה, כך שכאן מהירות תנועתה תלויה בעוצמת החלק של הלוחית, הצוללת אל מעטפת כדור הארץ (והאנרגיה הנדרשת לכופף אותה), אך למשקעים אין השפעה מועטה.
עם זאת, מוקדם מחקר הכוללמדעני UTIG הראו שצלחות ההפחתה עשויות להיות חלשות ורגישות יותר להשפעות אחרות ממה שחשבו בעבר. זה הוביל את החוקרים לחפש מנגנונים אחרים שיכולים להשפיע על מהירות הלוחות.
הם העריכו כיצד סוגים שונים של סלעיםיכול להשפיע על ממשק הלוחות - הגבול שבו נפגשים לוחות מופחתים. מודלים שלאחר מכן הראו כי סלע משקע יכול ליצור אפקט סיכה בין הלוחות, ולכן הוא יאיץ את ההפחתה ויגביר את מהירות הלוחות.
מנגנון זה יכול להניע תסביךלולאת משוב. ככל שמהירות הלוח עולה, יהיה פחות זמן להצטברות המשקעים, ולכן כמות המשקעים המופחתים תפחת.
זה מוביל לאינדוקציה איטית יותר, אשרעשוי לאפשר להרים לצמוח בגבולות הצלחות, מכיוון שכוחן של שתי לוחות המתנגשות זה בזה גורם לעלייה. בתורו, שחיקת הרים אלה על ידי רוח, מים וכוחות אחרים עלולה להוביל ליצירת משקעים נוספים, אשר חוזרים חזרה לאזור ההשתנה ומחזירים את המחזור, ומגבירים את קצב ההשתנה.
קרא עוד:
הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו
מדענים הציעו ליישב את הלוויין של קרס
תסתכל על הברקים הנדירים ביותר: סילון כחול וגמדון שנלקחו מה- ISS