На планете Земля, на которой мы живем сегодня, очень мало следов своего детства.
500 миллионов лет между образованием Земли около 4,5 миллиардов лет назад и 4 миллиардами лет назад – Гадейский эон – представляют собой почти геологическую черную дыру.
С того времени сохранилось очень мало. Горстка древних камней и разрозненные кристаллы циркона сохранили редкие проблески новорожденной Земли, но большая часть древнейшей коры планеты исчезла.
Некоторые исследователи полагают, что причиной этого является эффективная система переработки земной коры, тектоника плит.
Но, по мнению группы под руководством геолога Тима Джонсона из Университета Кертина в Австралии, эта ранняя кора, возможно, никогда не смогла превратиться во что-то стабильное.
Причина? Интенсивный период бомбардировки астероидами, сотрясавшей Землю на протяжении сотен миллионов лет.
«Эти удары несли огромное количество энергии, и эта энергия должна была куда-то деваться», — говорится в заявлении Джонсона.
«Дополнительное тепло от ударов сделало бы большую часть ранней коры слабой и частично расплавленной, что затруднило бы выживание горных пород».
Вы можете задаться вопросом: если первые попытки Земли избавиться от корки затерялись в геологических записях, как мы можем знать, что делали астероиды во время Гадея?
Ответ одновременно и дальше, и ближе, чем вы думаете: Луна.
«Если вы хотите увидеть, что происходило с ранней Землей, она прямо там и смотрит на вас», — сказал Джонсон ScienceAlert. «Мне даже посчастливилось взглянуть на тонкие срезы образцов Луны под микроскопом. Неудивительно, что все они были разбиты вдребезги».
На самом деле, Луна, Меркурий, Марс, астероиды и куски метеоритов, разбросанные по всему земному шару, сохраняют довольно подробную информацию об истории ударов внутренней части Солнечной системы.
«Предполагать, что Земля каким-то образом избежала бомбардировки, на мой взгляд, граничит с безумием».
«С точки зрения энергии, особенно той, которая передается при ударе, эти тела рассказывают похожую историю», — сказал Джонсон.
«Предполагать, что Земля каким-то образом избежала бомбардировки, на мой взгляд, граничит с безумием. Конечно, как и любое конкретное тело. реакция на удар — это более сложная история, в которой главными действующими лицами являются вода и гравитация».
Луна представляет собой изуродованную мешанину миллиардов лет истории ударов, и в предыдущих работах эта лунная история использовалась для реконструкции количества, размера и времени гадейской бомбардировки ранней Земли.
Некоторые из этих более ранних исследований, в том числе работы соведущего автора и планетарного геофизика Крейга О’Нила из Технологического университета Квинсленда, предположили, что повторяется удары, возможно, помогли стереть большую часть самых ранних записей о камнях на Земле.
Джонсон, О’Нил и их коллеги сделали следующий шаг.
Вместо того, чтобы спрашивать, сколько астероидов ударило по молодой Земле, они спросили, что вся эта энергия удара сделала бы с самой планетой.
Согласно реконструкциям истории Хадейского удара, ранняя Земля была полностью забита астероидами.
Кинетическая энергия, которую они переносили, должна была куда-то уходить. Некоторые вырыли кратеры, некоторые выбросили камни в воздух и даже в космос, а некоторые превратились в огромную ударную волну, прокатившуюся по земной коре и мантии.
По мере распада эта ударная волна рассеивалась в виде тепла – в большом количестве.
Последствия сильных ударов могут сохраняться еще долго после самого столкновения; предыдущие исследования показали, что один удар может оставить после себя горячую гидротермальную среду, которая сохранится на десятки тысяч лет.
«На ранней Земле большая часть этой энергии передавалась в мантию Земли, толстый слой непосредственно под земной корой, в виде тепла», — говорит О’Нил в своем заявлении.
«Это привело бы к подъему и плавлению мантии под и вокруг места удара, образуя большие объемы магмы».
По данным Согласно моделированию команды, тепло от всех этих столкновений могло соперничать с внутренним тепловым балансом Земли на протяжении большей части Гадейского периода или даже превосходить его.
«Хотя крупные удары были гораздо более распространены, чем сегодня, с точки зрения геологического времени, они были бы исключительно редкими в течение человеческой жизни», — сказал Джонсон ScienceAlert.
«Между ударами Гадейский мир был бы в основном покрыт зеленовато-коричневым, богатым железом. океан и оранжевая бескислородная атмосфера. В местах, расположенных над предыдущими ударами, можно было бы ожидать, что над водой выступят крупные вулканы, извергающие лаву и газ, мало чем отличающиеся от Исландии или Гавайев. По крайней мере, это то, что я думаю».
Из-за этого притока тепла порода всего в нескольких километрах под поверхностью могла остаться частично расплавленной, что затрудняет затвердевание земной коры в долгоживущие тектонические плиты или стабильные континенты.
Это означает, что вместо образования стабильной коры любые образовавшиеся кусочки корки почти сразу же переплавлялись и перерабатывались, быстро рассеиваясь обратно в поджаренную пасть нашей планеты.
При подходящих условиях возможная стабилизация коры могла бы помочь подготовить почву для тектоники плит – особенности нашего мира, которая, по мнению ученых, является важнейшим компонентом нашей планеты. Она должна была стать толстой и твердой, прежде чем плиты могли начать формироваться, и это могло произойти, начиная со среднего архея и далее», — объяснил Джонсон.
«Как только вы сформируете твердую и толстую кору и верхнюю мантию (литосферу), вам понадобится механизм, чтобы разрушить ее. Я бы сказал, что удары также могут объяснить это, но такие идеи будут раздражать многих ученых ранней Земли, в первую очередь из которых предпочитают (в основном исключительно) внутренние драйверы».
Поскольку эта идея бросает вызов современным моделям эволюции нашей планеты, ее проверка, вероятно, займет некоторое время – процесс, который, по словам Джонсона, скорее всего, будет более медленным накоплением доказательств, чем один-единственный дымящийся пистолет.
По теме: В недрах Земли была обнаружена удивительная математическая закономерность История
Тем не менее, она дает четкое объяснение ряду нерешенных вопросов, касающихся Гадейской Земли.
«Если Земле 4,5 миллиарда лет, почему мы не находим континентальные породы первых полумиллиарда лет этой истории? Можно также спросить, почему лучше всего сохранившиеся кратоны имеют круглую форму. Или как образуются огромные несогласия на планете, покрытой водой», — сказал Джонсон. ScienceAlert.
«Воздействия дают правдоподобное объяснение столь многим загадкам в науке о Земле, и не только в ранней Земле. Как геологам ранней Земли, нам нужно более серьезно относиться к нашим подробным наблюдениям за Луной. Если нет, то какой смысл туда ехать?»
Исследование было опубликовано в журнале Science.
Европейское космическое агентство сообщило в среду, что космический телескоп «Евклид» сделал самую большую и детальную…
Все знают, что никакая информация не может покинуть черную дыру.Но гравитационная волна, распространяющаяся наружу в…
Мы можем быть на шаг ближе к ответу на самый мучительный космический вопрос: одни ли…
Все признаки уже указывали на то, что межзвездная комета 3I/ATLAS не похожа ни на что,…
Квантовый мир ошеломляюще противоречив здравому смыслу: в мельчайших масштабах основные физические качества, такие как положение…
Большая часть массы галактик состоит из вещества, которое мы не видим.Согласно современным моделям формирования галактик,…