«Побачити світ у піщинці», — початкове речення вірша Вільям Блейк, — це часто вживана фраза, яка також описує те, чим займаються геологи.
Ми спостерігаємо склад мінеральних зерен, менших за ширину людської волосини. Потім ми екстраполюємо хімічні процеси, які вони пропонують обдумати будівництво нашої планети себе.
Тепер ми привернули цю хвилинну увагу до нових висот, з’єднавши крихітні зерна з місцем Землі в галактичному середовищі.
Дивлячись на Всесвіт
У ще більшому масштабі астрофізики прагнуть зрозуміти Всесвіт і наше місце в ньому. Вони використовують закони фізики для розробки моделей, які описують орбіти астрономічних об’єктів.
Хоча ми можемо думати про поверхню планети як про щось сформоване процесами, які відбуваються повністю всередині Земля Сама наша планета, безсумнівно, відчула на собі вплив свого космічного середовища. Це включає періодичні зміни орбіти Землі, коливання сонячного випромінювання, спалахи гамма-променів і, звичайно, удари метеоритів.
Просто дивлячись на moon і його рябина поверхня має нагадувати нам про це, оскільки Земля більш ніж у 80 разів масивніша за її сірий супутник. Фактично, нещодавня робота вказала на важливість падіння метеоритів у утворення континентальної кори на Землі, допомагаючи сформувати плавуче «насіння», яке плавало на самому зовнішньому шарі нашої планети в її молодості.
Ми та наша міжнародна команда колег тепер визначили ритм у виробництві цієї ранньої континентальної кори, і темп вказує на справді грандіозний рушійний механізм. Ця робота щойно опублікована в журналі Геологія.
Ритм утворення земної кори
Багато гірських порід на Землі утворюються з розплавленої або напіврозплавленої магми. Ця магма утворюється або безпосередньо з мантії — переважно твердого, але повільно текучого шару під корою планети — або в результаті повторного варіння ще більш старих шматків раніше існуючої кори. Коли рідка магма охолоджується, вона зрештою замерзає в тверду породу.
Завдяки цьому процесу охолодження кристалізації магми мінеральні зерна ростуть і можуть захоплювати такі елементи, як уран, які з часом розпадаються і виробляють свого роду секундомір, запис їх віку. Мало того, кристали також можуть захоплювати інші елементи які відстежують склад їхньої батьківської магми, наприклад, як прізвище може відстежувати родину людини.
З цими двома відомостями — віком і складом — ми можемо відновити часову шкалу утворення кірки. Потім ми можемо декодувати його основні частоти за допомогою математичного чарівництва Перетворення Фур'є. Цей інструмент фактично розшифровує частоту подій, подібно до розшифровки інгредієнтів, які потрапили в блендер для торта.
Наші результати цього підходу свідчать про приблизний 200-мільйонний ритм утворення кори на ранній Землі.
Наше місце в космосі
Але є й інший процес зі схожим ритмом. Наша Сонячна система та чотири спіральні рукави Чумацького Шляху обертаються навколо надмасивної чорної діри в центрі галактики, але рухаються вони з різною швидкістю.
Спіральні рукави обертаються зі швидкістю 210 кілометрів на секунду, тоді як Сонце рухається зі швидкістю 240 км на секунду, тобто наша Сонячна система рухається в рукави галактики та виходить із них. Ви можете розглядати спіральні рукави як щільні області, які уповільнюють проходження зірок, схоже на пробку, яка розчищається лише далі по дорозі (або через рукав).
Ця модель призводить до приблизно 200 мільйонів років між кожним входом нашої сонячної системи в спіральний рукав галактики.
Отже, здається, існує можливий зв’язок між часом утворення кори на Землі та часом, необхідним для обертання навколо галактичних спіральних рукавів, але чому?
Удари з хмари
У далеких куточках нашої Сонячної системи хмара крижаних кам’янистих уламків під назвою Хмара Оорта Вважається, що він обертається навколо нашого сонця.
Оскільки Сонячна система періодично рухається в спіральний рукав, передбачається, що взаємодія між нею та хмарою Оорта витісняє матеріал із хмари, надсилаючи його ближче до внутрішньої Сонячної системи. Частина цього матеріалу може навіть вдаритися по Землі.
Земля відносно часто зазнає зіткнень зі скелястими тілами поясу астероїдів, які досягають середньої швидкості 15 км/с. Але комети, викинуті з хмари Оорта, прилітають набагато швидше, в середньому 52 км на секунду.
Ми стверджуємо, що саме ці періодичні високоенергетичні удари відстежуються записами про утворення кори, що збереглися в дрібні мінеральні зерна. Удари комет розривають величезні об’єми земної поверхні, що призводить до декомпресійного плавлення мантії, що не дуже відрізняється від тріскання пробки на пляшці шипучого.
Ця розплавлена порода, збагачена легкими елементами, такими як кремній, алюміній, натрій і калій, ефективно плаває на більш щільній мантії. Хоча є багато інших способів утворюють континентальну кору, цілком ймовірно, що впливає на нашій ранній планеті утворилися плавучі насіння кори. Магма, утворена пізнішими геологічними процесами, прилипла до цих ранніх насіння.
Провісники загибелі, або Садівники для земного життя?
Континентальна кора є життєво важливою для більшості природних циклів Землі — вона взаємодіє з водою та киснем, утворюючи нові продукти вивітрювання, вміщуючи більшість металів і біологічний вуглець.
Великі падіння метеоритів є катаклізмами, які може знищити життя. Тим не менш, наслідки цілком могли бути ключовими для розвитку континентальної кори, на якій ми живемо.
З недавнім проходженням міжзоряні астероїди через сонячну систему, деякі навіть зайшли так далеко, щоб припустити, що вони перевозив життя через космос.
Незважаючи на те, що ми тут опинилися, ясної ночі вселяє благоговіння дивитися на небо й бачити зірки та структуру, яку вони малюють, а потім дивитися собі під ноги й відчувати мінеральні зерна, камінь і континентальну кору внизу — все це справді пов’язано через дуже великий ритм.
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Зображення Фото: Pexels / 9143 зображення
