Формирање планете Земље

Формирање и еволуција планете Земље је научна детективска прича која је астрономима и планетарним научницима требало да истраже мноштво истраживања. Разумевање процеса нашег формирања у свету даје не само нови увид у његову структуру и формирање, већ отвара и нове прозоре увида у стварање планета око других звезда.

На почетку свемира Земље није било. У ствари, врло мало онога што данас видимо у космосу било је око када је свемир настао пре око 13,8 милијарди година. Међутим, да бисте дошли до Земље, важно је започети на почетку, када је свемир био млад.

Све је почело са само два елемента: водоником и хелијумом и малим трагом литијума. Прве звезде су настале од водоника који је постојао. Једном када је тај процес започео, генерације звезда су се родиле у облацима гаса. Како су остариле, те звезде су стварале теже елементе у својим језграма, елементе као што су кисеоник, силицијум, гвожђе и други. Када су умрле прве генерације звезда, оне су расипале те елементе у свемир, што је поставило следећу генерацију звезда. Око неких звезда тежи елементи су формирали планете.

Пре неких пет милијарди година, на сасвим обичном месту у галаксији, нешто се догодило. Можда је то била експлозија супернове која је гурнула велики део олупина тешких елемената у оближњи облак водоничног гаса и међузвездану прашину. Или је то могла бити акција звезде у пролазу која меша облак у вртлог мешавине. Ма какав био старт, то је гурнуо облак у акцију што је на крају и резултирало рођење Сунчевог система. Смеша је постајала врућа и компримована под сопственом гравитацијом. У њеном средишту формирао се протозвездани објект. Била је млада, врућа и блистава, али још увек не пуна звезда. Око ње се вртио диск од истог материјала, који је постајао све топлији и топлији јер су гравитација и покрет заједно сабијали прашину и камење облака.

Врућа млада протостар се на крају "укључила" и почела да топљује водоник за хелијум у свом језгру. Сунце се родило. Котаоћи врући диск био је колијевка на којој су се формирале Земља и њене сестринске планете. То није први пут да се формирао такав планетарни систем. У ствари, астрономи могу да виде управо се такве ствари догађају другде у свемиру.

Док је Сунце расло у величини и енергији, почевши да запали своје нуклеарне ватре, врући диск се полако хладио. Ово је трајало милион година. За то време, компоненте диска почеле су да се смрзавају у ситна зрнца величине прашине. Метални гвожђе и једињења силицијума, магнезијума, алуминијума и кисеоника први су изашли у том ватреном окружењу. Комадићи су сачувани у мендоритима хондрита, који су древни материјали из соларне маглице. Полако се та зрна сабирају и скупљају у гроздове, затим комаде, затим громаде и, на крају, тела која се називају платесималима довољно велика да истребе властиту гравитацију.

Како је вријеме одмицало, планетесимал су се сударали с другим тијелима и постајали све већи. Као и они, енергија сваког судара била је огромна. До тренутка када су достигли сто километара или мање, планетизални судари били су довољно енергетски да истопити и испаравати велики део уплетеног материјала. Камење, гвожђе и други метали у овим сударним светима сврставали су се у слојеве. Густа гвожђа населила се у центру, а лакша стена одвојила се у плашт око гвожђа, у минијатурној Земљи и другим унутрашњим планетима. Планетарни научници називају овај процес насељавања диференцијација. То се није догодило само са планетама, већ се десило и у већим месецима инајвећи астероиди. Гвоздени метеорити који се с времена на време урањају у Земљу потичу од судара ових астероида у далекој прошлости.

У неком тренутку за то време, Сунце се запалило. Иако је Сунце било само око две трећине сјајно као данас, процес паљења (тхе такозвана Т-Таури фаза) била је довољно енергична да испуха већину гасовитих делова протопланетарни диск. Остављени комади, громаде и планетеималисери наставили су да се скупљају у неколико великих, стабилних тела у добро распоређеним орбитама. Земља је била трећа од њих, рачунајући према Сунцу. Процес накупљања и судара био је насилан и спектакуларан, јер су на већим комадима остали велики кратери. Студије других планета показују ове утицаје и докази постоје јака да су допринела катастрофалним условима на новорођенчади Земљи.

У једном тренутку рано у овом процесу, веома велики планетезални удар погодио је Земљу ударцем изван средишта и прострујао велик део стеновитог плашта младе Земље у свемир. Планета је добила највећи део назад након извесног временског периода, али део је сакупљен у други планетезални круг око Земље. Сматра се да су ови остаци део приче о стварању Месеца.

Најстарије преживеле стијене на Земљи постављене су око пет стотина милиона година након што је планета први пут формирана. Она и друге планете претрпеле су се због "позног тешког бомбардовања" последњих залуталих планетарних животиња пре око четири милијарде година). Древне стене су датиране од метода уранијума и олова и изгледа да су стари око 4.03 милијарди година. Њихов садржај минерала и уграђени гасови показују да је у то време на Земљи било вулкана, континената, планинских ланаца, океана и плоча.

Неке млађе стијене (старе око 3,8 милијарди година) показују мучне доказе живота на младој планети. Док еонима који су уследили били су пуни чудних прича и далекосежних промена, до тренутка када се први живот појавио, Земљина структура је била добро формирана и само се њена почетна атмосфера мењала нападом живота. Позориште је било постављено за формирање и ширење сићушних микроба широм планете. Њихова еволуција резултирала је модерним животним светом још увек испуњеним планинама, океанима и вулканима какве познајемо данас. То је свет који се стално мења, са регионима где континенти се раздвајају и друга места где се формира нова земља. Ове акције не утичу само на планету, већ на живот на њој.

Докази за причу о формирању и еволуцији Земље резултат су стрпљивог прикупљања доказа из метеорита и проучавања геологије других планета. Такође долази од анализа веома великих геокемијских података, астрономских студија региона који формирају планету друге звезде и деценије озбиљне дискусије међу астрономима, геолозима, планетарним научницима, хемичарима и биолози. Прича о Земљи једна је од најфасцинантнијих и најкомплекснијих научних прича око себе, са пуно доказа и разумевања за то.

Ажурирано и преписано од Царолин Цоллинс Петерсен.