Zgodnja Zemlja je bila pakleni kraj: vroče, rolanje, hitro se vrti in bombardirano z vesoljskimi naplavinami, vključno s trupom velikosti Marsa, katerega vpliv je ustvaril Luno.
Isti vpliv je celotno površino novo nastale Zemlje spremenil v staljeni magmatski ocean. Zdaj nove raziskave ugotavljajo, da bi lahko hitro vrtenje planeta vplivalo na to, kako se je to staljeno morje ohladilo.
Hitrost vrtenja Zemlje je morda vplivala tam, kjer se je mineralni silikat kristaliziral in naselil, ko se magma ocean strdi, je pokazala nova raziskava. Neenakomerno kopičenje silikata in drugih mineralov je lahko vplivalo na začetek tektonike plošč ali celo pomagalo razložiti čudno sestavo današnje plašče, je dejal Christian Maas, geofizik z univerze v Münsteru v Nemčiji.
Vroča zemlja
Maas je glavni avtor nove študije, ki raziskuje, kako se je starodavni magmatski ocean ohladil in minerali v njem kristalizirali. Ti procesi so se začeli pred približno 4,5 milijarde let, kmalu po nastanku Zemlje, ko se je planetarno telo velikosti Marsa zataknilo na novorojeni planet. Udarec je odtrgal košček naplavin, ki so tvorili Luno, hkrati pa ustvarili toliko toplote, da je Zemljino površje postalo ocean magme globoko nekaj tisoč milj.
"Res je pomembno vedeti, kako je izgledal ocean magme," je Maas povedal Live Science. Ko se je vroče morje ohlajalo, je postavilo oder za vso geologijo, ki bo prišla naslednjo, vključno s tektoniko plošč in z moderno plastjo, plaščem in skorjo planeta.
Maas je dejal, da mnogi raziskovalci niso razmišljali o tem, kako bi rotacija Zemlje vplivala na hlajenje. Maas in njegovi sodelavci so se z računalniško simulacijo lotili tega vprašanja in modelirali kristalizacijo ene vrste minerala, silikata, ki predstavlja velik kos Zemljine skorje.
Pomiri se
Simulacija je pokazala, da je hitrost vrtenja planeta vplivala tam, kjer se je silikat naselil v zgodnjih fazah hlajenja magmanskega oceana, kar se je verjetno zgodilo v obdobju od tisoč do milijona let. S počasnim vrtenjem, v območju od 8 do 12 ur na vrt, kristali ostanejo v suspenziji, ki ostanejo enakomerno razporejeni po magmanskem oceanu.
Ko se hitrost vrtenja veča, se porazdelitev kristalov spreminja. Z zmerno ali veliko hitrostjo se kristali hitro naselijo na dnu na severnem in južnem polu ter se premaknejo na spodnjo polovico magmanskega oceana v bližini ekvatorja. Na srednjih zemljepisnih širinah kristali ostanejo suspendirani in so enakomerno razporejeni.
Z najhitrejšimi vrtilnimi hitrostmi - popolnim vrtenjem v približno 3 do 5 urah - se kristali kopičijo na dnu magmanskega oceana ne glede na širino. Vendar je konvekcija v valjajoči magmi v bližini polarnih regij večkrat povzročila, da se kristali mehurčijo, zato kristalizirana plast ni bila zelo stabilna.
Znanstveniki ne vedo natančno, kako hitro se je zgodnja Zemlja vrtela, čeprav ocenjujejo, da se je v času obstoja magmanskega oceana popolnoma vrtela v približno 2 do 5 urah.
Študija, objavljena v prihajajoči majski številki revije Earth and Planetary Science Letters, ni upoštevala drugih vrst mineralov ali modelirala porazdelitve silikatov po prvi fazi kristalizacije magmanskega oceana. Dodajanje drugih vrst mineralov v model je naslednji korak, je dejal Maas.
Dodal je, da ga zanima tudi poznejši vpliv planetov. Maas je dejal, da je Zemlja kmalu po velikanskem vplivu na luno verjetno udarila z manjšimi vesoljskimi skalami. Če bi zaradi vrtenja Zemlje magmatski ocean kristaliziral neenakomerno, bi se lahko minerali iz teh koščkov medzvezdnih naplavin vgradili na Zemljo zelo drugače, odvisno od tega, kje so pristali, je dejal.
Prav tako ni jasno, ali današnji plašč ohranja sledi tega ognjenega začetka. Sodobni plašč je kanček skrivnosti. Posebej zmedeni so "klopi", dve območji velikosti celine vroče skale, ki vedno upočasnijo morebitne potresne valove pred potresi, ki prehajajo skozi. Ustrezno znane kot "velike pokrajine z nizko hitrostjo striženja" ali LLSVP, te klopi so vsake 100-krat višine Mount Everest, vendar nihče ne ve, iz česa so narejene ali zakaj so tam.
Med današnjimi anomalijami plašč, kot so klice, in starodavnim magmatskim oceanom zgodnje Zemlje je še vedno veliko pik, je še povedal Maas. Morda so geološke sile že dolgo izbrisale vse sledi tega ognjenega morja, je dodal. Toda ugotovitev, kako je izgledala začetna trdna površina planeta, bi lahko pomagala razložiti, kako se je razvil do trenutnega stanja.
