Žemės planetos formavimas

Žemės planetos formavimasis ir evoliucija yra mokslinė detektyvo istorija, kuriai prireikė astronomų ir planetų mokslininkų atlikti daug tyrimų. Mūsų pasaulio formavimo proceso supratimas ne tik suteikia naujos įžvalgos apie jo struktūrą ir formavimąsi, bet ir atveria naujus įžvalgos planus apie kitų žvaigždžių aplink pasaulį kūrimą.

Visatos pradžioje Žemės nebuvo. Tiesą sakant, labai nedaug to, ką matome šiandieniniame kosmose, buvo maždaug tada, kai Visata susiformavo prieš maždaug 13,8 milijardo metų. Tačiau norint patekti į Žemę, svarbu pradėti nuo pradžių, kai Visata buvo jauna.

Viskas prasidėjo tik nuo dviejų elementų: vandenilio ir helio bei mažo ličio pėdsakų. Iš vandenilio, kuris egzistavo, susidarė pirmosios žvaigždės. Kai šis procesas prasidėjo, dujų debesyse gimė žvaigždžių kartos. Senstant, šios žvaigždės savo branduolyje sukūrė sunkesnius elementus, tokius kaip deguonis, silicis, geležis ir kiti. Kai mirė pirmosios žvaigždžių kartos, jie išsklaidė tuos elementus į kosmosą, kuriame pasėjo naujos kartos žvaigždes. Maždaug iš tų žvaigždžių sunkesni elementai sudarė planetas.

Prieš maždaug penkis milijardus metų visiškai įprastoje galaktikos vietoje kažkas nutiko. Tai galėjo būti supernovos sprogimas, stumiantis daug jo sunkiųjų elementų nuolaužų į netoliese esantį vandenilio dujų ir tarpžvaigždinių dulkių debesį. Arba tai galėjo būti artimos žvaigždės, išmaišančios debesį į besisukantį mišinį, veiksmas. Koks bebūtų startas, jis pastūmėjo debesį į veiksmą, kuris galiausiai ir sukėlė rezultatą Saulės sistemos gimimas. Mišinys karštas ir suslėgtas pagal savo sunkumą. Jo centre susiformavo pirmykštis objektas. Buvo jauna, karšta ir švytinti, bet dar nebuvo pilna žvaigždė. Aplink jį sukosi tos pačios medžiagos diskas, kuris tapo vis karštesnis, kai gravitacija ir judesys kartu suspaudė debesies dulkes ir uolienas.

Karštas jaunasis protostaris galiausiai „įsijungė“ ir pradėjo deginti vandenilį į helį jo šerdyje. Gimė Saulė. Sukantis karštas diskas buvo lopšys, kuriame formavosi Žemė ir jos seserinės planetos. Tai nebuvo pirmas kartas, kai susiformavo tokia planetinė sistema. Tiesą sakant, astronomai gali pamatyti tiesiog vyksta toks dalykas kitur visatoje.

Kol Saulė augo savo dydžiu ir energija, pradėdama uždegti branduolinius gaisrus, karštasis diskas lėtai atvėsdavo. Tai užtruko milijonus metų. Per tą laiką disko komponentai pradėjo šalti į mažus dulkių dydžio grūdelius. Geležinis metalas ir silicio, magnio, aliuminio ir deguonies junginiai pirmiausia pasirodė ugningoje aplinkoje. Jų bitai yra išsaugoti chondrito meteorituose, kurie yra senovės medžiagos iš saulės ūkų. Lėtai šie grūdai nusistovėjo kartu ir susikaupė į grupes, paskui gabaliukus, paskui riedulius ir galiausiai kūnus, vadinamus plokštuminiais imitais, pakankamai didelius, kad galėtų veikti patys.

Laikui bėgant, plokštumos modeliai susidūrė su kitais kūnais ir išaugo. Kiek jie patyrė, kiekvieno susidūrimo energija buvo didžiulė. Kai jie pasiekė maždaug šimtą kilometrų, plokštuminiai susidūrimai buvo pakankamai energingi ištirpsta ir išgaruos daug medžiagos. Šiuose susidūrusiuose pasauliuose esančios uolienos, geležis ir kiti metalai susiskirstė į sluoksnius. Tankus geležis įsitaisė centre, o lengvesnė uola atsiskyrė į apsiaustą aplink geležį, miniatiūrinėje Žemėje ir kitose vidinėse planetose. Planetos mokslininkai tai vadina nusistovėjimo procesu diferenciacija. Tai nutiko ne tik su planetomis, bet ir įvyko didesniuose mėnuliuose irdidžiausi asteroidai. Geležiniai meteoritai, retkarčiais sklindantys į Žemę, kyla iš šių asteroidų susidūrimų tolimoje praeityje.

Tam tikru metu per tą laiką Saulė užsidegė. Nors saulė buvo tik apie du trečdalius tokios ryškios kaip dabar, saulė užsidegė ( vadinamoji T-Tauri fazė) buvo pakankamai energinga, kad išpūstų didžiąją dalį dujinės protoplanetinis diskas. Palikti pjūviai, rieduliai ir plokštuminiai modeliai toliau kaupėsi į saują didelių, stabilių kūnų, esančių gerai išdėstytose orbitose. Žemė buvo trečioji iš jų, skaičiuojant nuo saulės pusės. Susikaupimo ir susidūrimo procesas buvo žiaurus ir įspūdingas, nes mažesni gabalai paliko didelius kraterius ant didesnių. Kitų planetų tyrimai rodo šį poveikį ir įrodymai yra stiprus, kad jie prisidėjo prie katastrofiškų sąlygų kūdikio žemėje.

Vienu šio proceso pradžios momentu labai didelis plokštuminis smūgis į Žemę smogė už centro centro ir į kosmosą išpurškė didžiąją dalį jaunos Žemės uolinės mantijos. Didžioji dalis planetos tam tikrą laiką grįžo atgal, tačiau dalis jos surinko į antrą plokštumos plotį, apskriejantį Žemę. Manoma, kad šios liekanos buvo Mėnulio susidarymo istorijos dalis.

Seniausi išlikę akmenys žemėje buvo paleisti praėjus penkiems šimtams milijonų metų po pirmosios planetos susiformavimo. Tai ir kitos planetos nukentėjo dėl to, kas vadinama paskutiniu pasklidusių lėktuvų modelių „vėlyvu sunkiu bombardavimu“ maždaug prieš keturis milijardus metų). Senovės uolos buvo datuojamos urano-švino metodas ir, atrodo, yra maždaug 4,03 milijardo metų. Jų mineralinis kiekis ir įterptosios dujos rodo, kad tais laikais Žemėje buvo ugnikalnių, žemynų, kalnų grandinių, vandenynų ir plutos plokščių.

Kai kurios šiek tiek jaunesnės uolos (maždaug 3,8 milijardo metų senumo) rodo svaiginančius gyvenimo jaunoje planetoje įrodymus. Kol eonas, kuris sekė buvo kupini keistų istorijų ir tolimų pokyčių, kol atsirado pirmasis gyvenimas, Žemės struktūra buvo gerai suformuota ir tik prasidėjus jos atmosferai buvo keičiama gyvenimo. Buvo nustatyta mažų mikrobų susidarymo ir paplitimo planetoje stadija. Jų evoliucija galiausiai lėmė, kad šiuolaikinis gyvybės nešantis pasaulis vis dar yra užpildytas kalnais, vandenynais ir ugnikalniais, kuriuos mes šiandien žinome. Tai nuolat kintantis pasaulis, kuriame yra regionai žemynai traukiasi ir kitose vietose, kur formuojasi nauja žemė. Šie veiksmai veikia ne tik planetą, bet ir gyvenimą joje.

Žemės formavimosi ir evoliucijos istorijos įrodymai yra pacientų įrodymų rinkimo iš meteoritų ir kitų planetų geologijos tyrimų rezultatas. Tai taip pat gaunama iš labai didelių geocheminių duomenų kūnų analizės, astronominių aplinkinių planetų formavimo regionų tyrimų kitos žvaigždės ir dešimtmečius trukusios rimtos diskusijos tarp astronomų, geologų, planetų mokslininkų, chemikų ir biologų. Žemės istorija yra viena žaviausių ir sudėtingiausių aplinkinių mokslo istorijų, kuriai pagrįsti yra daugybė įrodymų ir supratimo.

Atnaujino ir perrašė Carolyn Collins Petersen.