Formovanie planéty Zem

Vznik a vývoj planéty Zem je vedecký detektívny príbeh, ktorý astronómom a planetárnym vedcom umožnil zistiť veľa výskumov. Pochopenie nášho procesu formovania sveta nielenže poskytuje nový pohľad na jeho štruktúru a formáciu, ale otvára tiež nové okná do nahliadnutia do tvorby planét okolo iných hviezd.

Zem nebola na začiatku vesmíru. V skutočnosti bolo veľmi málo z toho, čo dnes vidíme vo vesmíre, keď vesmír vznikol asi pred 13,8 miliardami rokov. Aby sme sa však dostali na Zem, je dôležité začať na začiatku, keď bol vesmír mladý.

Všetko to začalo iba s dvoma prvkami: vodík a hélium a malou stopou lítia. Prvé hviezdy sa vytvorili z existujúceho vodíka. Keď sa tento proces začal, zrodili sa generácie hviezd v oblakoch plynu. Počas starnutia tieto hviezdy vytvorili vo svojich jadrách ťažšie prvky, napríklad kyslík, kremík, železo a ďalšie. Keď zomreli prvé generácie hviezd, rozptýlili tieto prvky do vesmíru, čím vznikli ďalšie generácie hviezd. Okolo niektorých z týchto hviezd tvorili ťažšie prvky planéty.

Asi pred piatimi miliardami rokov, na úplne bežnom mieste v galaxii, sa niečo stalo. Mohla to byť výbuch supernovy, ktorý tlačí veľa svojich trosiek ťažkých prvkov do blízkeho oblaku plynného vodíka a medzihviezdneho prachu. Alebo to mohlo byť pôsobenie prechádzajúcej hviezdy premiešavajúcej oblak do víriacej zmesi. Nech už bol akýkoľvek štart, zatlačil oblak do akcie, čo nakoniec vyústilo zrod slnečnej sústavy. Zmes sa rozžeravila a stlačila podľa vlastnej gravitácie. V jeho strede sa vytvoril protostelárny objekt. Bola mladá, horúca a žiariaca, ale ešte nie je hviezdou. Okolo toho krúžil krúžok z toho istého materiálu, ktorý rástol a stúpal, keď gravitácia a pohyb stláčali prach a horniny mraku k sebe.

Horúca mladá protostar sa nakoniec „zapla“ a začala vo svojom jadre spájať vodík na hélium. Slnko sa zrodilo. Krútiaci sa horúci disk bol kolískou, kde sa tvorila Zem a jej sesterské planéty. Nebolo to prvýkrát, kedy sa vytvoril takýto planétový systém. Astronómovia v skutočnosti môžu vidieť len sa to deje inde vo vesmíre.

Zatiaľ čo Slnko rástlo vo veľkosti a energii a začalo zapaľovať jadrové požiare, horúci disk sa pomaly ochladzoval. Trvalo to milióny rokov. Počas tejto doby sa zložky disku začali zmrazovať do zŕn malých rozmerov prachu. Kov železa a zlúčeniny kremíka, horčíka, hliníka a kyslíka vyšli na prvom mieste v tomto ohnivom prostredí. Ich kúsky sa uchovávajú v meteoritoch chondritov, ktoré sú starými materiálmi zo slnečnej hmloviny. Pomaly sa tieto zrná usadili a zhromaždili sa do zhlukov, potom kúskov, potom balvanov a nakoniec telies zvaných planetesimály dosť veľké na to, aby uplatnili svoju vlastnú gravitáciu.

Ako čas plynul, planetesimáli sa zrážali s inými telom a zväčšovali sa. Energia každej kolízie bola obrovská. V čase, keď dosiahli asi sto kilometrov, boli planetesimálne zrážky dosť energické roztaviť a odpariť veľká časť použitého materiálu. Horniny, železo a iné kovy v týchto zrážajúcich sa svetoch sa triedili do vrstiev. Husté železo sa usadilo v strede a ľahšia hornina sa rozpadla na plášť okolo železa v miniatúre Zeme a ďalších vnútorných planét dnes. Planetárni vedci nazývajú tento proces osídlenia diferenciácie. Nestalo sa to iba s planétami, ale vyskytlo sa to aj vo väčších mesiacoch anajväčšie asteroidy. Železné meteority, ktoré sa čas od času vrhajú na Zem, pochádzajú zo zrážok medzi týmito asteroidmi v dávnej minulosti.

V tomto okamihu sa Slnko zapálilo. Hoci Slnko bolo iba asi dve tretiny také jasné, aké sú dnes, proces vznietenia ( takzvaná fáza T-Tauri) bola dostatočne energetická na to, aby odfúkla väčšinu plynnej časti protoplanetárny disk. Zostávajúce kúsky, balvany a planetezimály sa naďalej zhromažďovali v hŕstke veľkých stabilných tiel na dobre rozmiestnených obežných dráhach. Krajina bola tretia z nich, počítajúc od Slnka. Proces akumulácie a zrážok bol násilný a veľkolepý, pretože menšie kúsky zanechali obrovské krátery na tých väčších. Štúdie iných planét ukazujú tieto vplyvy a dôkazy sú boli silní, že prispeli ku katastrofickým podmienkam na dojčenskej Zemi.

Na jednom mieste na začiatku tohto procesu zasiahla Zem veľmi veľká planéta, ktorá zasiahla strednú ranu a nastriekala veľkú časť skalného plášťa Zeme do vesmíru. Planéta získala väčšinu späť po určitom čase, ale niektoré sa zhromaždili do druhej planéty obklopujúcej Zem. Tieto zvyšky sa považujú za súčasť príbehu formácie Mesiaca.

Najstaršie dochované horniny na Zemi boli položené asi päťsto miliónov rokov po prvom vytvorení planéty. To a ďalšie planéty trpeli tým, čo sa nazýva „neskoré ťažké bombardovanie“ posledných túlavých planetesimálov pred štyrmi miliardami rokov). Staroveké skaly boli datované do metóda na báze olova a uránu a zdá sa, že majú asi 4,03 miliardy rokov. Ich minerálny obsah a zabudované plyny ukazujú, že v tom čase boli na Zemi vulkány, kontinenty, pohoria, oceány a kôrovce.

Niektoré o niečo mladšie skaly (staré asi 3,8 miliardy rokov) vykazujú vzrušujúce dôkazy o živote na tejto planéte. Kým ktoré nasledovali boli plné podivných príbehov a ďalekosiahlych zmien v čase, keď sa objavil prvý život, Štruktúra Zeme bola dobre tvarovaná a začiatkom sa menila iba jej prvotná atmosféra zo života. Pódium bolo nastavené na vytváranie a šírenie malých mikróbov po celej planéte. Ich vývoj nakoniec viedol k tomu, že moderný svet nesúci život stále plný hor, oceánov a sopiek, ktoré dnes poznáme. Je to svet, ktorý sa neustále mení, s regiónmi, kde kontinenty sa sťahujú a ďalšie miesta, kde sa vytvára nová pôda. Tieto činy ovplyvňujú nielen planétu, ale aj život na nej.

Dôkazy o príbehu vzniku a vývoja Zeme sú výsledkom zhromažďovania dôkazov o pacientovi z meteoritov a štúdií geológie iných planét. Vychádza tiež z analýz veľmi veľkých telies geochemických údajov, z astronomických štúdií oblastí tvoriacich planéty v okolí ďalšie hviezdy a desaťročia serióznych diskusií medzi astronómami, geológmi, planetárnymi vedcami, chemikmi a biológovia. Príbeh Zeme je jedným z najzaujímavejších a najkomplexnejších vedeckých príbehov v okolí, s množstvom dôkazov a porozumení na ich podporu.

Aktualizoval a prepísal Carolyn Collins Petersen.