«Увидеть мир в песчинке» — начальная фраза стихотворения Уильям Блейк, это часто используемая фраза, которая также отражает некоторые из того, чем занимаются геологи.
Мы наблюдаем состав минеральных зерен, мельче, чем ширина человеческого волоса. Затем мы экстраполируем химические процессы, которые они предлагают обдумать. строительство нашей планеты себя.
Теперь мы подняли это минутное внимание на новые высоты, связав крошечные зерна с местом Земли в галактической среде.
Глядя на Вселенную
В еще большем масштабе астрофизики стремятся понять Вселенную и наше место в ней. Они используют законы физики для разработки моделей, описывающих орбиты астрономических объектов.
Хотя мы можем думать о поверхности планеты как о чем-то, сформированном процессами, полностью происходящими внутри Земля сама наша планета, несомненно, ощутила на себе воздействие своего космического окружения. Это включает периодические изменения орбиты Земли, вариации солнечного излучения, гамма-всплески и, конечно же, удары метеоритов.
Просто глядя на луна и его изрытая поверхность должна напоминать нам об этом, учитывая, что Земля более чем в 80 раз массивнее своего серого спутника. Фактически, недавняя работа указала на важность ударов метеоритов в образование континентальной коры на Земле, помогая сформировать плавучие «семена», которые плавали на самом внешнем слое нашей планеты в ее молодости.
Мы и наша международная команда коллег определили ритм образования этой ранней континентальной коры, и этот темп указывает на действительно великий движущий механизм. Эта работа только что опубликована В журнале Геология.
Ритм образования корки на Земле
Многие горные породы на Земле образуются из расплавленной или полурасплавленной магмы. Эта магма образуется либо непосредственно из мантии — преимущественно твердого, но медленно текущего слоя под корой планеты, — либо путем повторного приготовления еще более старых кусков ранее существовавшей коры. Когда жидкая магма остывает, она в конечном итоге замерзает в твердую породу.
Благодаря этому охлаждающему процессу кристаллизации магмы минеральные зерна растут и могут улавливать такие элементы, как уран, которые со временем распадаются и создают своего рода секундомер. запись их возраста. Не только это, кристаллы также могут ловить другие элементы которые отслеживают состав их родительской магмы, например, как фамилия может отслеживать семью человека.
С помощью этих двух частей информации — возраста и состава — мы можем затем восстановить временную шкалу образования корки. Затем мы можем декодировать его основные частоты, используя математическое волшебство преобразование Фурье. Этот инструмент в основном расшифровывает частоту событий, подобно расшифровке ингредиентов, которые попали в блендер для торта.
Наши результаты этого подхода предполагают приблизительно 200-миллионный ритм образования коры на ранней Земле.
Наше место в космосе
Но есть и другой процесс с похожим ритмом. Наша Солнечная система и четыре спиральных рукава Млечного Пути вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры в центре галактики, но при этом движутся с разной скоростью.
Спиральные рукава вращаются со скоростью 210 километров в секунду, в то время как Солнце движется со скоростью 240 километров в секунду, а это означает, что наша Солнечная система скользит в рукавах галактики и выходит из них. Вы можете думать о спиральных рукавах как о плотных областях, которые замедляют движение звезд, подобно пробкам, которые расчищаются только дальше по дороге (или через рукав).
Эта модель дает примерно 200 миллионов лет между каждым входом нашей Солнечной системы в спиральный рукав галактики.
Таким образом, кажется, что существует возможная связь между временем образования коры на Земле и продолжительностью обращения вокруг галактических спиральных рукавов, но почему?
Удары из облака
В отдаленных уголках нашей Солнечной системы появилось облако ледяных каменных обломков, названное Облако Оорта Считается, что она вращается вокруг нашего Солнца.
Поскольку Солнечная система периодически переходит в спиральный рукав, предполагается, что взаимодействие между ней и облаком Оорта вытесняет материал из облака, отправляя его ближе к внутренней части Солнечной системы. Часть этого материала может даже столкнуться с Землей.
Земля испытывает относительно частые столкновения со скалистыми телами пояса астероидов, скорость которых в среднем составляет 15 км/с. Но кометы, выброшенные из облака Оорта, прибывают гораздо быстрее, в среднем 52 км в секунду.
Мы утверждаем, что именно эти периодические высокоэнергетические удары отслеживаются записью образования коры, сохранившейся в крошечные минеральные зерна. Удары комет выкапывают огромные объемы земной поверхности, что приводит к декомпрессионному плавлению мантии, мало чем отличающемуся от открывания пробкой бутылки шипучки.
Эта расплавленная порода, обогащенная легкими элементами, такими как кремний, алюминий, натрий и калий, плавает на более плотной мантии. Хотя есть много других способов генерировать континентальную кору, вполне вероятно, что воздействуя на нашей ранней планете сформировались плавучие семена земной коры. Магма, образовавшаяся в результате более поздних геологических процессов, прилипнет к этим ранним семенам.
Предвестники гибели или садовники земной жизни?
Континентальная кора играет жизненно важную роль в большинстве естественных циклов Земли — она взаимодействует с водой и кислородом, образуя новые продукты выветривания, содержащие большинство металлов и биологический углерод.
Удары крупных метеоритов — это катаклизмы, которые может уничтожить жизнь. Тем не менее, удары вполне могли сыграть ключевую роль в развитии континентальной коры, на которой мы живем.
С недавним прохождением межзвездные астероиды через Солнечную систему, некоторые даже зашли так далеко, что предположили, что переправили жизнь через космос.
Как бы мы ни оказались здесь, это внушает благоговейный трепет в ясную ночь, когда мы смотрим на небо и видим звезды и структуру, которую они изображают, а затем смотрим себе под ноги и чувствуем минеральные зерна, скалы и континентальную кору под ними. — все это действительно связано очень величественным ритмом.
Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
Изображение Фото: Pexels / 9143 изображений
