Cum s-a format Pământul?
Pământul s-a format în urmă cu aproximativ 4,567 miliarde de ani prin acreție de la protoplanetar
Cea mai mare parte a Pământului a fost topită din cauza vulcanismului activ și a coliziunilor frecvente cu alte obiecte spațiale.Se presupune că una dintre aceste coliziuni mari a dus la înclinarea axei Pământului și la formarea Lunii.
În timp, astfel de bombardamente spațialeoprit, ceea ce a permis planetei să se răcească și să formeze o crustă solidă. Apa livrată pe planetă de comete și asteroizi condensată în nori și oceane. Pământul a devenit în cele din urmă ospitalier pentru viață, iar primele sale forme au îmbogățit atmosfera cu oxigen.
Disc protoplanetar așa cum a fost văzut de artist
Formarea primelor continente
Geofizicienii au descoperit că în urmă cu aproximativ 3 miliarde de ani, crusta Pământului sa umflat într-un puseu de creștere. Potrivit oamenilor de știință, după doar 1, 5 miliarde de aniDupă formarea Pământului, mantaua , un strat de rocă silicată între crustă și miezul exterior, a devenit foarte fierbinte.Magma s-a infiltrat în fragmente ale crustei mai vechi de deasupra ei.
S-au găsit dovezi ale creșterii planetare încristale antice de zircon în sedimente de la fundul cursurilor de apă din Groenlanda. Cristalele extrem de puternice de silicat de zirconiu s-au format în timpul creșterii în urmă cu aproximativ 3 miliarde de ani.
Probabil au existat mai multe evenimente în istoria Pământului în timpul cărora s-a format crusta. Dar această injecție globală, care a avut loc acum 3 milioane de ani, a fost cu siguranță una dintre cele mai mari.
Chris Kirkland, profesor de științe geologice și geofizice la Universitatea Curtin
Înainte de acest salt, scoarța antică a Pământului era mult mai subțire și mai slabă decât este astăzi. În cele din urmă, s-a dezintegrat în fragmente de scoarță, din care ar putea crește una nouă.
În acel moment, temperatura mantalei a atins un vârf din cauzadezintegrarea radioactivă a elementelor precum uraniul și potasiul din miezul Pământului. De asemenea, a crescut temperaturile și căldura reziduală după formarea planetei. Temperaturile globale au stimulat creșterea, iar scoarța a continuat să se umfle timp de aproximativ 200 de milioane de ani, au spus cercetătorii.
Cum au fost primele continente?
Geologii de la Universitatea Monash au aruncat o nouă lumină asupra istoriei timpurii a Pământului: au afirmat că continentele erau slabe și predispuse la prăbușire în perioada timpurie.
Am reprodus condițiile Pământului timpuriu în modele numerice computerizate și am arătat că eliberarea căldurii primordiale interne, de trei până la patru ori mai mare decât căldura actuală, a provocat o topire mare în mantaua superficială, care a fost apoi expulzată ca magmă (rocă topită) pe suprafața Pământului.
Fabio Capitanio, Ph.D., autorul principal al studiului
Potrivit cercetătorilor, mantaua mică rămasă după acest proces a fost deshidratată și înghețată și a constituit bazele primelor continente.
Rezultatele lucrării explică faptul că continentele anteriorerau slabi și predispuși la distrugere: acum aproximativ 4,5 sau 4,0 miliarde de ani. Apoi s-au diferențiat treptat și au devenit rigide în următorii miliarde de ani, iar mai târziu au format nucleul continentelor noastre moderne.
Modelul cantitativ utilizat în studiu explică nivelurile de topire a mantalei și structurile stratificate găsite în majoritatea cratonelor de pe Pământ.
Aceasta explică tranziția de la Hadeya, carese întinde pe primele 500 de milioane de ani din istoria Pământului, în timpul cărora scoarța a fost complet reciclată, până la Archean (cu patru până la trei miliarde de ani), când continentele s-au solidificat pentru prima dată.
Coliziunea Pământului cu planeta Theia așa cum a văzut-o artistul.
Ce a dispărut în timpul formării Pământului?
Oamenii de știință au creat un model radioactivitateroci antice ale Pământului: pune sub semnul întrebării modelele moderne de formare a scoartei continentale. Se presupune că continentele s-au ridicat din mare mult mai devreme decât se credea anterior, dar au fost distruse și nu au rămas urme din ele.
Oamenii de știință de la Universitatea din Adelaide au publicat douăstudii ale modelului de radioactivitate a rocilor timp de miliarde de ani. Au arătat că scoarța continentală a Pământului ar fi putut fi mai groasă, mult mai devreme decât sugerează modelele actuale, iar continentele ar fi putut exista deja cu patru miliarde de ani în urmă.
Dacă modelul nostru se dovedește a fi corect, s-ar puteanecesită o revizuire a multor aspecte ale înțelegerii noastre a evoluției chimice și fizice a Pământului, inclusiv rata de creștere continentală și poate chiar debutul tectonicii plăcilor.
Text de cercetare
Dr. Hasterock și studentul său absolvent Matthew Gard au colectat75.800 de probe geochimice de roci magmatice (cum ar fi granitul) despre care se crede că s-au format odată cu primele continente. Ei au estimat radioactivitatea din aceste roci astăzi și au construit un model al radioactivității medii de acum patru miliarde de ani până în prezent.
Toate rasele, explică oamenii de știință, conținradioactivitate naturală care produce căldură și crește temperatura din crustă. Se descompune și cu cât roca este mai radioactivă, cu atât produce mai multă căldură.
Roci asociate în mod obișnuit cu scoarța continentalăau o radioactivitate mai mare decât rocile oceanice. O piatră veche de patru miliarde de ani ar avea de patru ori mai mult decât radioactivitatea actuală.
Dar cercetătorii au descoperit o penurie neașteptatănivelul de radioactivitate în roci mai vechi de aproximativ două miliarde de ani. Când s-au ajustat pentru o producție mai mare de căldură din cauza radioactivității mai mari care ar fi trebuit să fie prezentă, deficitul a dispărut.
Oamenii de știință cred că acest lucru s-a întâmplat din cauza radioactivității ridicate și a temperaturii ridicate: rocile fie s-au topit, fie au fost ușor distruse de mișcarea tectonice.
Modelele moderne spun că continentelea apărut din oceane pe măsură ce scoarța terestră s-a îngroșat. Autorii cred că o cantitate semnificativă de crustă continentală, deși foarte instabilă, ar fi existat mult mai devreme.
Conexiunea dintre viața de pe Pământ și mișcarea continentelor
Noi cercetări de la Universitatea din TexasAustin arată o posibilă legătură între viața de pe Pământ și mișcarea continentelor. Descoperirile sugerează că sedimentele, care constau adesea din bucăți de organisme moarte, pot juca un rol cheie în determinarea vitezei de derive continentală.
Studiul descrie modul în care depoziteledeplasarea sub plăcile tectonice sau subductia sub ele poate regla mișcarea plăcilor și poate afecta chiar creșterea rapidă a lanțurilor montane și creșterea scoarței continentale.
Sedimentele se formează atunci când vântul, apa și gheața erodează rocile existente sau când cochiliile și scheletele organismelor microscopice, cum ar fi planctonul, se acumulează pe fundul mării.
Se știe de mult că sedimentele cad în zonesubducțiile afectează activitatea geologică, cum ar fi frecvența cutremurelor. Dar până acum se credea că au un efect redus asupra mișcării continentelor. Acest lucru se datorează faptului că se credea că viteza de subducție depinde de rezistența plăcii de subducție.
Mișcarea continentală este condusă de scufundareo placă sub alta, deci aici viteza de mișcare a acesteia depinde de puterea părții plăcii, care se aruncă în mantaua Pământului (și de energia necesară pentru a o îndoi), dar sedimentul are un efect redus.
Cu toate acestea, devreme cercetare care implicăOamenii de știință UTIG au arătat că plăcile de subducție pot fi mai slabe și mai sensibile la alte influențe decât se credea anterior. Acest lucru i-a determinat pe cercetători să caute alte mecanisme care ar putea influența viteza plăcilor.
Ei au evaluat modul în care diferite tipuri de rocipoate afecta interfața plăcii — limita unde se întâlnesc plăcile subduse. Modelarea ulterioară a arătat că roca sedimentară ar putea crea un efect de lubrifiere între plăci, astfel încât ar accelera subducția și ar crește viteza plăcilor.
Acest mecanism poate pune în mișcare un complexbuclă de feedback. Pe măsură ce viteza plăcii crește, va fi mai puțin timp pentru ca sedimentul să se acumuleze, astfel încât cantitatea de sediment subdus va scădea.
Acest lucru duce la o subducție mai lentă, carepoate permite munților să crească la limitele plăcilor, deoarece forța a două plăci care se ciocnesc una de alta provoacă o creștere. La rândul său, eroziunea acestor munți de către vânt, apă și alte forțe poate duce la formarea mai multor sedimente, care se întoarce înapoi în zona de subducție și reia ciclul, crescând rata de subducție.
Citeste mai mult:
Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște
Oamenii de știință au propus colonizarea satelitului Ceres
Uită-te la cele mai rare fulgere: jet albastru și elf preluat din ISS