„Homokszemben világot látni” – a vers nyitó mondata William Blake, egy gyakran használt kifejezés, amely a geológusok tevékenységeinek egy részét is megragadja.
Megfigyeljük az emberi hajszál szélességénél kisebb ásványi szemcsék összetételét. Ezután extrapoláljuk az általuk javasolt kémiai folyamatokat bolygónk építkezése maga.
Most új magasságokba irányítottuk ezt a pillanatnyi figyelmet, és apró szemcséket kapcsoltunk össze a Föld helyével a galaktikus környezetben.
Kitekintés az Univerzumra
Még nagyobb léptékben az asztrofizikusok igyekeznek megérteni az univerzumot és a mi helyünket benne. A fizika törvényei alapján olyan modelleket dolgoznak ki, amelyek leírják a csillagászati objektumok pályáját.
Bár a bolygó felszínére úgy gondolhatunk, mint valamire, amit teljes egészében belüli folyamatok formálnak Föld maga, bolygónk kétségtelenül megérezte kozmikus környezetének hatásait. Ebbe beletartozik időszakos változások a Föld pályáján, a napsugárzás változásai, a gammasugárzás kitörései és természetesen a meteorit becsapódások.
Csak ránézve a hold és a pattanásos felülete emlékeztetne minket erre, mivel a Föld több mint 80-szor nagyobb tömegű, mint szürke műholdja. Valójában a közelmúltban végzett munkák rámutattak a meteoritok becsapódásának fontosságára kontinentális kéreg termelése a Földön, elősegítve a lendületes „magvak” kialakulását, amelyek fiatal korában bolygónk legkülső rétegén lebegtek.
Mi és kollégáink nemzetközi csapata most egy ritmust azonosítottunk e korai kontinentális kéreg előállításában, és a tempó egy igazán nagyszerű hajtómechanizmusra mutat. Ez a munka most jelent meg a folyóiratban Geológia.
A kéregképződés ritmusa a Földön
A Földön sok kőzet olvadt vagy félig olvadt magmából keletkezik. Ez a magma vagy közvetlenül a köpenyből származik – a túlnyomórészt szilárd, de lassan áramló rétegből a bolygókéreg alatt – vagy a már meglévő kéreg még régebbi darabjainak újrafőzésével. A folyékony magma lehűlésével végül szilárd kőzetté fagy.
A magma kristályosodásának ezen hűtési folyamata révén ásványi szemcsék nőnek, és csapdába ejthetik az olyan elemeket, mint az urán, amelyek idővel lebomlanak, és egyfajta stoppert hoznak létre, rögzítik életkorukat. Nem csak ez, de a kristályok is csapdába eshetnek egyéb elemek amelyek nyomon követik a szülői magma összetételét, például azt, hogy a vezetéknév hogyan követheti nyomon egy személy családját.
Ezzel a két információval – életkorral és összetétellel – rekonstruálhatjuk a kéregképződés idővonalát. Ezután a fő frekvenciáit a matematikai varázsló segítségével dekódolhatjuk Fourier transzformáció. Ez az eszköz alapvetően az események gyakoriságát dekódolja, hasonlóan ahhoz, mint egy süteményhez a turmixgépbe került összetevők kifejtéséhez.
Az ebből a megközelítésből származó eredményeink körülbelül 200 millió éves ritmusra utalnak a kéregképződésig a korai Földön.
Helyünk a Kozmoszban
De van egy másik, hasonló ritmusú folyamat is. Naprendszerünk és a Tejútrendszer négy spirális karja egyaránt a galaxis közepén lévő szupermasszív fekete lyuk körül forog, mégis eltérő sebességgel mozognak.
A spirálkarok 210 kilométer/másodperces sebességgel keringenek, míg a Nap 240 kilométer/másodperces sebességgel száguld, ami azt jelenti, hogy Naprendszerünk a galaxis karjaiba száguldozik. A spirálkarokra úgy gondolhat, mint sűrű területekre, amelyek forgalmi dugóhoz hasonlóan lassítják a csillagok áthaladását, amelyek csak az úton lejjebb (vagy a karon keresztül) tisztulnak.
Ez a modell körülbelül 200 millió év telt el a naprendszerünk minden egyes belépése között a galaxis spirális karjába.
Tehát úgy tűnik, hogy lehetséges összefüggés a földi kéregképződés időzítése és a galaktikus spirálkarok körüli keringési idő között – de miért?
Felhőből támad
Naprendszerünk távoli vidékein egy jeges sziklás törmelékfelhő a neve Oort felhő úgy gondolják, hogy a Nap körül kering.
Amint a Naprendszer időszakonként spirálkarba kerül, a naprendszer és az Oort-felhő közötti kölcsönhatás azt javasolja, hogy kiszorítsa az anyagot a felhőből, és közelebb kerüljön a belső naprendszerhez. Ennek az anyagnak egy része akár a Földet is elérheti.
A Földet viszonylag gyakran éri becsapódások az aszteroidaöv sziklás testeiből, amelyek átlagosan 15 km/s sebességgel érkeznek. Az Oort-felhőből kilökődő üstökösök azonban sokkal gyorsabban, átlagosan 52 km/s sebességgel érkeznek.
Azt állítjuk, hogy ezeket az időszakos nagy energiájú hatásokat követik nyomon a kéregtermelésről szóló rekord apró ásványi szemcsék. Az üstökösök becsapódása hatalmas mennyiségű Föld felszínét tárja fel, ami a köpeny dekompressziós megolvadásához vezet, ami nem hasonlít ahhoz, mintha egy parafa dugót pattantana egy üveg pezsgőre.
Ez az olvadt kőzet könnyű elemekkel, például szilíciummal, alumíniummal, nátriummal és káliummal dúsítva hatékonyan lebeg a sűrűbb köpenyen. Miközben sok más módja is van kontinentális kérget generálnak, valószínű az ütköztető korai bolygónkon a kéreg lendületes magvai alakultak ki. A későbbi geológiai folyamatokból előállított magma azokhoz a korai magvakhoz tapadna.
A végzet hírnökei vagy a földi élet kertészei?
A kontinentális kéreg létfontosságú a Föld legtöbb természetes ciklusában – kölcsönhatásba lép a vízzel és az oxigénnel, új, mállott termékeket hozva létre, amelyek a legtöbb fémet és a biológiai szenet befogadják.
A nagy meteorit becsapódások kataklizmikus események, amelyek eltörölheti az életet. Mindazonáltal a hatások nagyon is kulcsfontosságúak lehettek annak a kontinentális földkéregnek a fejlődésében, amelyen élünk.
A legutóbbi áthaladásával csillagközi aszteroidák a Naprendszeren keresztül néhányan odáig jutottak, hogy azt sugallják életet szállított a kozmoszon.
Akárhogyan is jöttünk ide, félelmetes egy tiszta éjszakán felnézni az égre és látni a csillagokat és az általuk nyomott szerkezetet, majd lenézni a lábad elé, és érezni az ásványszemcséket, a sziklát és a kontinentális kérget lent. – mindezt valóban egy nagyon nagy ritmus köti össze.
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
Kép: Pexels / 9143 kép
