Ako sa formovala Zem?
Zem vznikla asi pred 4,567 miliardami rokov akréciou z protoplanetárneho útvaru
Väčšina Zeme bola roztavená kvôliaktívny vulkanizmus a časté kolízie s inými vesmírnymi objektmi. Predpokladá sa, že jeden z týchto veľkých dopadov viedol k nakloneniu zemskej osi a vzniku Mesiaca.
Postupom času také vesmírne bombardovaniezastavil, čo umožnilo planéte vychladnúť a vytvoriť pevnú kôru. Voda dodávaná na planétu kométami a asteroidmi kondenzovala do oblakov a oceánov. Zem sa nakoniec stala pohostinnou pre život a jej najskoršie formy obohatili atmosféru kyslíkom.
Protoplanetárny disk z pohľadu umelca
Vznik prvých kontinentov
Geofyzici to zistili asi pred 3 miliardami rokovZemská kôra sa nafúkla počas prudkého rastu. Len 1,5 miliardy rokov po sformovaní Zeme vedci tvrdia, že plášť, vrstva silikátovej horniny medzi kôrou a vonkajším jadrom, sa extrémne zahrial. Magma presakovala do úlomkov staršej kôry nad ňou. Tieto fragmenty poskytli začiatky rastu moderných kontinentov.
Dôkazy o planetárnom raste sa našli v rokustarodávne kryštály zirkónu v sedimentoch na dne potokov v Grónsku. Extrémne silné kryštály kremičitanu zirkónia sa vytvorili počas rastu asi pred 3 miliardami rokov.
V histórii Zeme bolo pravdepodobne niekoľko udalostí, počas ktorých sa formovala kôra. Ale táto globálna injekcia, ku ktorej došlo pred 3 miliónmi rokov, bola určite jednou z najväčších.
Chris Kirkland, profesor geovied na Curtin University
Pred týmto skokom bola starodávna kôra Zeme oveľa tenšia a slabšia ako dnes. Nakoniec sa rozpadol na úlomky kôry, z ktorých mohol vyrásť nový.
V tom čase teplota plášťa vrcholila vďakarádioaktívny rozpad prvkov ako urán a draslík v zemskom jadre. Tiež zvyšovalo teploty a zvyškové teplo po vzniku planéty. Globálne teploty podnietili rast a kôra pokračovala v napučiavaní asi 200 miliónov rokov, uviedli vedci.
Aké boli prvé kontinenty?
Geológovia z Monash University vrhli nové svetlo na rané dejiny Zeme: konštatovali, že kontinenty boli v ranom období slabé a náchylné na zrútenie.
Reprodukovali sme podmienky ranej Zeme vpočítačové numerické modely a ukázali, že uvoľnenie vnútorného prvotného tepla, tri až štyrikrát väčšie ako v súčasnosti, spôsobilo veľké topenie v plytkom plášti, ktoré bolo následne vyvrhnuté ako magma (roztavená hornina) na zemský povrch.
Fabio Capitanio, lekár a hlavný autor štúdie
Podľa vedcov bol malý plášť, ktorý z tohto procesu zostal, dehydrovaný a stuhnutý a tvoril základy prvých kontinentov.
Výsledky práce vysvetľujú, že kontinenty predtýmboli slabé a náchylné na zničenie: približne pred 4,5 alebo 4,0 miliardami rokov. Potom sa v priebehu ďalšej miliardy rokov postupne diferencovali a stuhli a neskôr vytvorili jadro našich moderných kontinentov.
Kvantitatívny model použitý v štúdii vysvetľuje úrovne topenia plášťa a vrstvené štruktúry nachádzajúce sa vo väčšine kráterov na Zemi.
To vysvetľuje prechod od Hadeyu, ktorýzahŕňa prvých 500 miliónov rokov histórie Zeme, počas ktorých bola kôra úplne recyklovaná, až po Archean (pred štyrmi až tromi miliardami rokov), keď kontinenty prvýkrát stuhli.
Zrážka Zeme s planétou Theia z pohľadu umelca.
Čo zmizlo počas formovania Zeme?
Vedci vytvorili model rádioaktivitastaroveké horniny Zeme: spochybňuje moderné modely formovania kontinentálnej kôry. Predpokladá sa, že kontinenty povstali z mora oveľa skôr, ako sa doteraz predpokladalo, no boli zničené a nezostali po nich žiadne stopy.
Vedci z univerzity v Adelaide zverejnili dvaštúdie modelu rádioaktivity hornín na miliardy rokov. Ukázali, že kontinentálna kôra Zeme mohla byť hrubšia, oveľa skôr, ako naznačujú súčasné modely, a kontinenty mohli existovať už pred štyrmi miliardami rokov.
Ak sa ukáže, že náš model je správny, môževyžadujú revíziu mnohých aspektov nášho chápania chemického a fyzikálneho vývoja Zeme, vrátane rýchlosti kontinentálneho rastu a možno aj nástupu platňovej tektoniky.
Výskumný text
Dr. Hasterock a jeho postgraduálny študent Matthew Gard sa zhromaždili75 800 geochemických vzoriek vyvretých hornín (napríklad žuly), o ktorých sa predpokladá, že sa vytvorili na prvých kontinentoch. Odhadli rádioaktivitu v týchto horninách dnes a vytvorili model priemernej rádioaktivity spred štyroch miliárd rokov do súčasnosti.
Vedci vysvetľujú, že všetky plemená obsahujúprírodná rádioaktivita, ktorá produkuje teplo a zvyšuje teplotu v kôre. Rozkladá sa a čím rádioaktívnejšia je hornina, tým viac tepla produkuje.
Skaly bežne spájané s kontinentálnou kôroumajú vyššiu rádioaktivitu ako oceánske horniny. Skala, ktorá je stará štyri miliardy rokov, by mala asi štvornásobok rádioaktivity, aká je dnes.
Vedci však zistili neočakávaný nedostatokúroveň rádioaktivity v horninách starších ako asi dve miliardy rokov. Keď sa upravili na vyššiu výrobu tepla z dôvodu vyššej rádioaktivity, ktorá tu mala byť, deficit zmizol.
Vedci sa domnievajú, že k tomu došlo v dôsledku vysokej rádioaktivity a vysokej teploty: horniny sa buď roztopili, alebo boli ľahko zničené tektonickým pohybom.
Moderné modely hovoria, že kontinentyvynoril sa z oceánov, keď zemská kôra zhrubla. Autori sa domnievajú, že značné množstvo, aj keď veľmi nestabilnej, kontinentálnej kôry mohlo existovať oveľa skôr.
Spojenie medzi životom na Zemi a pohybom kontinentov
Nový výskum z University of TexasAustin ukazuje možnú súvislosť medzi životom na Zemi a pohybom kontinentov. Zistenia naznačujú, že sedimenty, ktoré často pozostávajú z kúskov mŕtvych organizmov, môžu hrať kľúčovú úlohu pri určovaní rýchlosti kontinentálneho driftu.
Štúdia popisuje, ako vklady,pohyb pod tektonickými platňami alebo subdukcia pod nimi, môžu regulovať pohyb platní a dokonca ovplyvňovať rýchly vzostup pohorí a rast kontinentálnej kôry.
Sediment sa tvorí, keď vietor, voda a ľad erodujú existujúce horniny alebo keď sa na morskom dne hromadia schránky a kostry mikroskopických organizmov, ako je planktón.
Už dlho je známe, že sedimenty spadajú do zónsubdukcie ovplyvňujú geologickú aktivitu, napríklad frekvenciu zemetrasení. Doteraz sa však verilo, že majú malý vplyv na pohyb kontinentov. Je to preto, lebo sa predpokladalo, že rýchlosť subdukcie závisí od sily subdukčnej dosky.
Kontinentálny pohyb je poháňaný ponorenímjednu dosku pod druhú, takže tu rýchlosť jej pohybu závisí od sily časti dosky, ktorá sa vrhá do zemského plášťa (a od energie potrebnej na jej ohnutie), ale sediment má malý účinok.
Avšak skoré výskum zahŕňajúciVedci z UTIG ukázali, že subdukčné platničky môžu byť slabšie a citlivejšie na iné vplyvy, ako sa doteraz predpokladalo. To viedlo výskumníkov k hľadaniu ďalších mechanizmov, ktoré by mohli ovplyvniť rýchlosť platní.
Hodnotili, ako rôzne druhy hornínmôže ovplyvniť rozhranie platne – hranicu, kde sa stretávajú subdukované platne. Následné modelovanie ukázalo, že sedimentárna hornina by mohla vytvárať mazací efekt medzi platňami, takže by urýchlila subdukciu a zvýšila rýchlosť platní.
Tento mechanizmus môže uviesť do pohybu komplexspätná väzba. Keď sa rýchlosť dosky zvýši, bude menej času na nahromadenie sedimentu, takže množstvo subdukovaného sedimentu sa zníži.
To má za následok pomalšie tlmenie, ktorémôže umožniť horám rásť na hraniciach platní, pretože sila dvoch platní, ktoré do seba narazia, spôsobí nárast. Erozia týchto pohorí vetrom, vodou a inými silami môže zase viesť k vytvoreniu väčšieho množstva sedimentu, ktorý sa vráti späť do subdukčnej zóny a obnoví cyklus, čím sa zvýši rýchlosť subdukcie.
Čítaj viac:
Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť
Vedci navrhli kolonizáciu satelitu Ceres
Pozrite sa na najvzácnejšie blesky: modrý prúd a škriatok odobratý z ISS