"Videti svet v zrnu peska," je uvodni stavek pesmi avtorja William Blake, je pogosto uporabljena besedna zveza, ki zajema tudi nekaj tega, kar počnejo geologi.
Opazujemo sestavo mineralnih zrn, manjših od širine človeškega lasu. Nato ekstrapoliramo kemične procese, ki jih predlagajo za razmislek konstrukcijo našega planeta Sam.
Zdaj smo to minuto pozornosti usmerili na nove višine in povezali drobna zrna z mestom Zemlje v galaktičnem okolju.
Pogled v vesolje
V še večjem obsegu si astrofiziki prizadevajo razumeti vesolje in naše mesto v njem. Za razvoj modelov, ki opisujejo orbite astronomskih objektov, uporabljajo zakone fizike.
Čeprav si lahko o površini planeta predstavljamo nekaj, kar so oblikovali povsem notranji procesi Zemlja naš planet je nedvomno občutil posledice svojega kozmičnega okolja. To vključuje periodične spremembe Zemljine orbite, spremembe v sončnem sevanju, izbruhi žarkov gama in seveda udarci meteoritov.
Samo ob pogledu na luna in njegova pikčasta površina bi nas morala spominjati na to, glede na to, da je Zemlja več kot 80-krat bolj masivna od svojega sivega satelita. Nedavno delo je pravzaprav pokazalo na pomen udarcev meteoritov v nastajanje celinske skorje na Zemlji, ki pomaga oblikovati plavajoča "semena", ki so v mladosti plavala na najbolj oddaljeni plasti našega planeta.
Mi in naša mednarodna ekipa kolegov smo zdaj identificirali ritem v proizvodnji te zgodnje celinske skorje in tempo kaže na resnično velik pogonski mehanizem. To delo je bilo pravkar objavljeno v reviji Geologija.
Ritem nastajanja skorje na Zemlji
Veliko kamnin na Zemlji nastane iz staljene ali polstaljene magme. Ta magma izhaja bodisi neposredno iz plašča – pretežno trdne, a počasi tekoče plasti pod skorjo planeta – bodisi iz ponovnega kuhanja še starejših kosov že obstoječe skorje. Ko se tekoča magma ohlaja, sčasoma zmrzne v trdno skalo.
Skozi ta ohlajevalni proces kristalizacije magme mineralna zrna rastejo in lahko ujamejo elemente, kot je uran, ki sčasoma razpadejo in proizvedejo nekakšno štoparico, beleženje njihove starosti. Ne samo to, kristali lahko tudi ujamejo drugi elementi ki sledijo sestavi svoje starševske magme, na primer, kako lahko priimek sledi družini osebe.
S tema dvema podatkoma – starostjo in sestavo – lahko nato rekonstruiramo časovnico nastanka skorje. Nato lahko dekodiramo njegove glavne frekvence z uporabo matematične čarovnije Fourierova preobrazba. To orodje v bistvu dekodira pogostost dogodkov, podobno kot razkodiranje sestavin, ki so šle v mešalnik za torto.
Naši rezultati tega pristopa kažejo na približno 200-milijonski ritem nastanka skorje na zgodnji Zemlji.
Naše mesto v vesolju
Obstaja pa še en proces s podobnim ritmom. Naš sončni sistem in štirje spiralni kraki Mlečne ceste se vrtijo okoli supermasivne črne luknje v središču galaksije, vendar se gibljejo z različnimi hitrostmi.
Spiralni rokavi krožijo s hitrostjo 210 kilometrov na sekundo, medtem ko sonce hiti s hitrostjo 240 kilometrov na sekundo, kar pomeni, da naš sončni sistem pluje v rokave galaksije in iz njih. Spiralne rokave si lahko predstavljate kot gosta območja, ki upočasnjujejo prehod zvezd podobno kot prometni zastoj, ki se sprosti šele po cesti (ali skozi rokav).
Rezultat tega modela je približno 200 milijonov let med vsakim vstopom našega sončnega sistema v spiralni krak galaksije.
Zdi se torej, da obstaja možna povezava med časom nastanka zemeljske skorje in časom, ki je potreben za kroženje okrog galaktičnih spiralnih rokavov – toda zakaj?
Udari iz oblaka
V oddaljenih predelih našega sončnega sistema je oblak ledenih kamnitih odpadkov, imenovan Oortov oblak naj bi krožil okoli našega sonca.
Ker se sončni sistem občasno premakne v spiralni krak, naj bi interakcija med njim in Oortovim oblakom odstranila material iz oblaka in ga poslala bližje notranjemu sončnemu sistemu. Nekaj tega materiala lahko celo zadene Zemljo.
Zemlja doživlja razmeroma pogoste udarce kamnitih teles asteroidnega pasu, ki dosežejo povprečno hitrost 15 km na sekundo. Toda kometi, izvrženi iz Oortovega oblaka, prispejo veliko hitreje, v povprečju 52 km na sekundo.
Trdimo, da je tem periodičnim visokoenergijskim vplivom sledil zapis o proizvodnji skorje, ohranjen v drobna mineralna zrna. Trki kometa izkopljejo ogromne količine zemeljskega površja, kar privede do dekompresijskega taljenja plašča, ki ni preveč drugačen od poka zamaška na steklenici gaziranega vina.
Ta staljena kamnina, obogatena z lahkimi elementi, kot so silicij, aluminij, natrij in kalij, učinkovito lebdi na gostejšem plašču. Čeprav obstaja veliko drugih načinov za ustvarjajo celinsko skorjo, verjetno je to udarne na našem zgodnjem planetu oblikovala plavajoča semena skorje. Magma, proizvedena iz poznejših geoloških procesov, bi se držala teh zgodnjih semen.
Znanilci pogube ali vrtnarji za zemeljsko življenje?
Celinska skorja je bistvenega pomena v večini Zemljinih naravnih ciklov – medsebojno deluje z vodo in kisikom ter tvori nove preperele produkte in gosti večino kovin in biološkega ogljika.
Trki velikih meteoritov so kataklizmični dogodki, ki lahko uniči življenje. Vendar pa so bili vplivi zelo verjetno ključni za razvoj celinske skorje, na kateri živimo.
Z nedavnim prehodom medzvezdni asteroidi skozi sončni sistem, nekateri so šli celo tako daleč, da so predlagali, da prevažal življenje po vesolju.
Ne glede na to, kako smo že prišli sem, je v jasni noči osupljivo pogledati v nebo in videti zvezde ter strukturo, ki jo izrisujejo, nato pa pogledati dol pod svoja stopala in začutiti mineralna zrna, kamnine in celinsko skorjo spodaj — vse to je resnično povezano skozi zelo velik ritem.
Ta članek je ponovno objavljen Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi Originalni članek.
Kreditno slike: Pexels / 9143 slik
