• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy przyglądają się ewolucji naszej planety

    29.09.2011. 17:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Pokazując, w jaki sposób słona woda i gazy przedostają się z atmosfery do wnętrza Ziemi, międzynarodowy zespół badawczy otworzył ponownie debatę nad procesami ewolucji planety.

    Swoim artykułem w Nature Geoscience zespół naukowców z Włoch i Australii otworzył na nowo wielowiekową debatę na temat tego, w jaki sposób Ziemia ewoluowała ze stanu prymitywnego, kiedy to była pokryta oceanem płynnej skały, w planetę, jaką znamy dzisiaj, ze skorupą złożoną z płyt tektonicznych, oceanami i atmosferą.

    Główny autor badania dr Mark Kendrick ze Szkoły Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Melbourne wyjaśnia, że nowe badanie kwestionuje teorię, według której Ziemia wyewoluowała wyłącznie za sprawą meteorytów rozbijających się o jej powierzchnię.

    Ponieważ skład neonu w płaszczu Ziemi jest bardzo podobny do składu tego pierwiastka w meteorytach, naukowcy sugerowali, że większość znanych na naszej planecie gazów przybyło na naszą planetę w meteorytach podczas tzw. Wielkiego Bombardowania, które doprowadziło również do powstania widocznych kraterów na Księżycu.

    Według dr. Marka Kendricka badanie jego zespołu "proponuje bardziej złożone wyjaśnienie, według którego gazy dostały się na Ziemię, kiedy jeszcze była pokryta płynną skałą, w okresie narodzin układu słonecznego".

    Ważne wskazówki dotyczące procesów związanych z narodzinami planety i późniejszą ewolucją oceanów i atmosfery udało się naukowcom znaleźć w obojętnych gazach uwięzionych we wnętrzu Ziemi. Badanie wykazuje, że gazy atmosferyczne przedostały się do płaszcza Ziemi podczas procesu zwanego "subdukcją", polegającego na wsuwaniu się jednej płyty tektonicznej pod drugą w tzw. strefach subdukcji.

    "To ważne odkrycie, ponieważ do tej pory uważano, że gazy obojętne znajdujące się wewnątrz Ziemi zostały tam uwięzione podczas tworzenia się układu słonecznego" - tłumaczy dr Kendrick.

    Dotąd zakładano, że gazy nie mogły przemieszczać się wraz z płytami tektonicznymi w strefach subdukcji, ale uciekały podczas erupcji znajdujących się na powierzchni wulkanów. Nowe badanie posuwa naszą wiedzę do przodu, pokazując, że nie jest to do końca prawda oraz że gazy uwalniane z wnętrza Ziemi nie zachowały wiernego obrazu tworzenia się układu słonecznego.

    Badanie oparto na skałach serpentynitowych zebranych z pasm górskich we Włoszech i Hiszpanii. Skały te zostały pierwotnie uformowane na dnie morza i zostały częściowo subdukowane do wnętrza Ziemi, by następnie zostać wyniesione do obecnego położenia w wyniku zderzenia się europejskiej i afrykańskiej płyty tektonicznej. Serpentynit potrafi związać w swojej kryształowej strukturze duże ilości wody morskiej, które dzięki zjawisku subdukcji dostają się na dużą głębokość pod powierzchnię Ziemi.

    Analizując gazy obojętne i halogeny uwięzione w tych skałach, naukowcy wykazali, że gazy te nie są w pełni usuwane przez procesy mineralizacji działające na serpentynit podczas subdukcji oraz przedstawili nowe koncepcje dotyczące roli odgrywanej przez te gazy w ewolucji planety.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Gaz cieplarniany (szklarniowy, z ang. GHG – greenhouse gas) – gazowy składnik atmosfery będący przyczyną efektu cieplarnianego. Gazy cieplarniane zapobiegają wydostawaniu się promieniowania podczerwonego z Ziemi, pochłaniając je i oddając do atmosfery, w wyniku czego następuje zwiększenie temperatury powierzchni Ziemi. W atmosferze występują zarówno w wyniku naturalnych procesów, jak i na skutek działalności człowieka. Płaszcz – warstwa Ziemi o grubości ok. 2900 km, leżąca pomiędzy skorupą a jądrem. W skład płaszcza wchodzi ok. 70% objętości skał ziemskich (materii ziemskiej). Ze względu na swoją dominującą pozycję w bilansie masy Ziemi płaszcz spełnia kluczową rolę w procesach uwalniania się energii z wnętrza Ziemi, jest m.in. silnie sprzężony z procesami tektoniki płyt. Cykl geologiczny – nieustający cykl obiegu skał na Ziemi, polegający na wietrzeniu, cementacji, przeobrażaniu, topnieniu, a także krzepnięciu skał. Jest on efektem budowania i niszczenia skorupy ziemskiej przez siły natury. Czas trwania tych procesów oblicza się w milionach lat. Podczas cyklu geologicznego dochodzi do tworzenia się skał osadowych, które pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia przeobrażają się w skały metamorficzne. Następnie mogą znów zmienić się w skałę osadową lub stopić się i zasilić magmę. Magma po wydostaniu się na powierzchnię krzepnie, tworząc skałę magmową. Skała magmowa pod wpływem ciśnienia i temperatury może być przeobrażona w skałę metamorficzną lub poddana procesom niszczenia.

    Paradoks słabego, młodego Słońca (problem słabego, młodego Słońca) – nierozwiązana do końca rozbieżność związana z obecnością wody w stanie ciekłym we wczesnej fazie ewolucji Ziemi, a faktem iż w tej fazie rozwoju Układu Słonecznego, ówczesna moc Słońca wynosiła jedynie 70% jego współczesnej mocy. Według teoretycznych wyliczeń, mniej energii słonecznej docierającej na Ziemię powinno było doprowadzić do powstania całkowicie zamrożonej „Ziemi-śnieżki”, która potrzebowałaby miliardów lat na stopienie lodów i powstanie współczesnych temperatur. Istnieje kilka hipotez mających wyjaśnić ten problem. Słońce (łac. Sol, Helius, gr. Ἥλιος Hḗlios) – gwiazda centralna Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia, inne planety tego układu, planety karłowate oraz małe ciała Układu Słonecznego. Słońce to najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi.

    Atmosfera ziemska – powłoka gazowa otaczająca planetę Ziemię, utrzymywana przy powierzchni przez grawitację planety. Ogrzewa ona powierzchnię Ziemi dzięki efektowi cieplarnianemu i zmniejsza różnice temperatur między stroną dzienną i nocną. Pozwala także na istnienie różnorodnego życia na Ziemi, dostarczając substancji niezbędnych do jego podtrzymania i chroniąc przed promieniowaniem ultrafioletowym. Planeta ziemiopodobna (także bliźniaczka Ziemi, planeta siostrzana Ziemi, druga Ziemia) – inna planeta, na której panują podobne warunki jak na Ziemi.

    Wulkanit, skała wulkaniczna – magmowa skała wylewna, powstała w wyniku zakrzepnięcia lawy na powierzchni Ziemi lub płytko pod powierzchnią Ziemi a także materiały piroklastyczne i inne produkty działalności wulkanicznej. Jim Berkland - jest emerytowanym amerykańskim geologiem, twórcą teorii, według której oddziaływania Księżyca i jego pozycja względem Ziemi ma wpływ na występowanie trzęsień Ziemi, spowodowanych wzmożonym przyciąganiem grawitacyjnym tego ciała niebieskiego. Proces miałby przebiegać w sposób analogiczny do powstawania pływów morskich. Według teorii Berklanda siła przyciągania Księżyca miałaby podnosić tę część płyty litosfery, która wsuwa się pod drugą; w wyniku tego dochodzi do drgań skorupy ziemskiej, co skutkuje trzęsieniami ziemi.

    Cień sejsmiczny - obszar Ziemi znajdujący się w dużej odległości od epicentrum trzęsienia ziemi, w którym nie rejestruje się niektórych rodzajów fal sejsmicznych. Jest to efekt istnienia płynnego jądra zewnętrznego Ziemi, które pochłania (tłumi) fale poprzeczne (S) i ugina fale podłużne (P).

    Mars – czwarta według oddalenia od Słońca planeta Układu Słonecznego. Nazwa planety pochodzi od imienia rzymskiego boga wojny – Marsa. Zawdzięcza ją swej barwie, która przy obserwacji z Ziemi wydaje się być rdzawo-czerwona i kojarzyła się starożytnym z pożogą wojenną. Postrzegany odcień wynika stąd, że powierzchnia planety zawiera tlenki żelaza. Mars jest planetą wewnętrzną z cienką atmosferą, o powierzchni usianej kraterami uderzeniowymi, podobnie jak powierzchnia Księżyca. Występują tu także inne rodzaje terenu, podobne do ziemskich: wulkany, doliny, pustynie i polarne czapy lodowe. Okres obrotu wokół własnej osi jest niewiele dłuższy niż Ziemi i wynosi 24,6229 godziny (24h37min22s). Na Marsie znajduje się najwyższa góra w Układzie Słonecznym – Olympus Mons i największy kanion – Valles Marineris. Gładki obszar równinny Vastitas Borealis na półkuli północnej obejmuje 40% powierzchni planety i może być pozostałością ogromnego uderzenia. W przeciwieństwie do Ziemi, Mars jest geologicznie i tektonicznie nieaktywny.

    Magnetopauza – powierzchnia ograniczająca magnetosferę planety (np. Ziemi), na której ciśnienie wiatru słonecznego równoważy ciśnienie pola magnetycznego planety. Skala podobieństwa do Ziemi (ang. ESI - Earth Similarity Index) – skala, za pomocą której określane jest podobieństwo planet do Ziemi. ESI jest funkcją obwodu, gęstości, prędkości ucieczki i temperatury powierzchni planety. Wartość zerowa oznacza brak podobieństwa, jeden – identyczność. Wartości od 0,8 do 1 nadawane są planetom bardzo podobnym do Ziemi ze stałą, skalną powierzchnią, stabilną atmosferą zdolną do utrzymywania odpowiedniej temperatury.

    Mars – czwarta według oddalenia od Słońca planeta Układu Słonecznego. Nazwa planety pochodzi od imienia rzymskiego boga wojny – Marsa. Zawdzięcza ją swej barwie, która przy obserwacji z Ziemi wydaje się rdzawo-czerwona i kojarzyła się starożytnym z pożogą wojenną. Postrzegany odcień wynika stąd, że powierzchnia planety zawiera tlenki żelaza. Mars jest planetą wewnętrzną z cienką atmosferą, o powierzchni usianej kraterami uderzeniowymi, podobnie jak powierzchnia Księżyca. Występują tu także inne rodzaje terenu, podobne do ziemskich: wulkany, doliny, pustynie i polarne czapy lodowe. Okres obrotu wokół własnej osi jest niewiele dłuższy niż Ziemi i wynosi 24,6229 godziny (24h37min22s). Na Marsie znajduje się najwyższa góra w Układzie Słonecznym – Olympus Mons i największy kanion – Valles Marineris. Gładki obszar równinny Vastitas Borealis na półkuli północnej obejmuje 40% powierzchni planety i może być pozostałością ogromnego uderzenia. W przeciwieństwie do Ziemi, Mars jest geologicznie i tektonicznie nieaktywny. Antychton (również Przeciwziemia lub Antyziemia) – hipotetyczne ciało niebieskie w jednej z antycznych koncepcji Wszechświata, którego istnienie miał według relacji Arystotelesa postulować Filolaos (twórca tejże koncepcji). Planeta ta obiegałaby tzw. ogień centralny w ciągu jednej doby, tak jak Ziemia. Poruszając się symetrycznie względem Ziemi i znajdując się po przeciwnej stronie centralnego ciała układu, którym nie było Słońce (Słońce obiegało centrum układu tak jak planety), byłaby niedostrzegalna z zamieszkanej części kulistej Ziemi (wedle ówczesnej wiedzy i poglądów). Niedostrzegalne z Ziemi miało być również to centralne ciało, tak jak np. Ziemia z niewidocznej części Księżyca, wskutek synchronizacji ruchu orbitalnego z rotacją naszej planety. Słońce i Księżyc miały odbijać na Ziemię życiodajne światło, którego źródło znajdowało się w środku Wszechświata.

    Historia Ziemi – okres ok 4,5 miliarda lat (4 467 000 000 lat) (32,5% wieku wszechświata), od uformowania się planety z mgławicy słonecznej do czasów współczesnych. Niniejszy artykuł przedstawia zarys jej historii i podsumowuje wiodące teorie naukowe. Aby ułatwić umiejscowienie opisywanych zdarzeń na osi czasu, w artykule posłużono się analogią, odwzorowując dzieje naszej planety na 24-godzinną dobę. Godzinie 00:00 w tym modelu odpowiada moment powstania Ziemi 4,467 miliarda lat temu, natomiast godzinie 24:00 odpowiadają czasy nam współczesne. Oznacza to, że każdej sekundzie umownego „życia” Ziemi w naszym modelu odpowiadają 53 000 lat czasu rzeczywistego. Wielki Wybuch, podczas którego powstał Wszechświat, nastąpił około 13,82 miliardów lat temu (dane z misji Planck z lutego 2013), co oznacza, że nastąpił około trzech „dni” temu, czyli dwa „dni” przed rozpoczęciem historii Ziemi.

    Dodano: 29.09.2011. 17:37  


    Najnowsze