Agrīnā Zeme bija nederīga vieta: karsta, ritoša, ātri rotējoša un bombardēta ar kosmosa gružiem, ieskaitot Marsa lieluma ķermeni, kura trieciens radīja Mēnesi.
Tas pats trieciens arī visu jaunizveidotās Zemes virsmu pārvērta par izkausētu magmas okeānu. Tagad jaunie pētījumi atklāj, ka straujais planētas griešanās, iespējams, ietekmēja šīs izkusušās jūras atdzišanu.
Iespējams, ka Zemes griešanās ātrums ir mainījies, ja minerālā silikāts izkristalizējas un nosēžas, Magma okeānam sacietējot, atklāts jaunajā pētījumā. Nevienmērīga silikāta un citu minerālu uzkrāšanās, iespējams, ietekmēja plākšņu tektonikas sākumu vai pat varētu palīdzēt izskaidrot mūsdienu mantijas dīvaino sastāvu, sacīja Kristians Maass, Vācijas Miunsteres universitātes ģeofiziķis.
Karstā zeme
Maas ir galvenā jaunā pētījuma autore, kas pēta, kā atdziest senais magmas okeāns un izkristalizējās tajā esošie minerāli. Šie procesi visi sākās apmēram pirms 4,5 miljardiem gadu, neilgi pēc Zemes izveidošanas, kad planētas ķermenis, kas bija Marsa lielums, ielidoja jaundzimušajā planētā. Trieciens atdalīja gružu gabalu, kas veidoja Mēnesi, vienlaikus radot tik daudz karstuma, ka Zemes virsma vairāku tūkstošu jūdžu dziļumā kļuva par magmas okeānu.
"Ir patiešām svarīgi zināt, kā izskatījās magmas okeāns," Maas stāstīja Live Science. Kad šī karstā jūra bija atdzisusi, tā lika pamatus visai nākamajai ģeoloģijai, ieskaitot plākšņu tektoniku un planētas mūsdienu slāņu, mantijas un garozas izkārtojumu.
Viena no lietām, ko daudzi pētnieki nav apsvēruši, sacīja Maas, ir tas, kā Zemes rotācija būtu ietekmējusi dzesēšanu. Izmantojot datorsimulāciju, Maas un viņa kolēģi pievērsās šim jautājumam, modelējot viena veida minerālu, silikāta, kas veido lielu zemes garozas gabalu, kristalizāciju.
Nomierinies
Simulācija parādīja, ka planētas griešanās ātrums ietekmēja vietu, kur silikāts nosēdās magmas okeāna atdzišanas sākumposmā, kas, iespējams, notika vairāk nekā tūkstoš līdz miljons gadu. Lēnām rotācijas laikā no 8 līdz 12 stundām vienā apgriezienā kristāli paliek suspensijā, vienmērīgi sadaloties visā magmas okeānā.
Palielinoties griešanās ātrumam, mainās kristālu sadalījums. Ar mērenu vai lielu ātrumu kristāli ātri nosēžas līdz apakšai ziemeļu un dienvidu polos un pārvietojas uz magmas okeāna apakšējo pusi netālu no ekvatora. Vidējos platuma grādos kristāli paliek suspendēti un vienmērīgi sadalīti.
Pie visātrākā rotācijas ātruma - pilnīga griešanās apmēram 3 līdz 5 stundās - kristāli uzkrājas magmas okeāna apakšā neatkarīgi no platuma. Tomēr konvekcija rotājošajā magmā netālu no polārajiem reģioniem atkārtoti izraisīja kristālu burbuļošanos, tāpēc kristalizētais slānis nebija ļoti stabils.
Zinātnieki precīzi nezina, cik ātri griezās agrīnā Zeme, lai gan viņi lēš, ka magmas okeāna pastāvēšanas laikā tā pilnībā apgriezusies aptuveni 2 līdz 5 stundās.
Pētījumā, kas publicēts žurnāla Earth and Planetary Science Letters gaidāmajā maija numurā, netika apskatīti citi minerālu veidi vai modelēts silikātu sadalījums ārpus magmas okeāna kristalizācijas pirmās fāzes. Nākamais solis ir citu minerālu veidu pievienošana modelim, sacīja Maas.
Viņš piebilda, ka viņš ir arī ieinteresēts izpētīt vēlāku planētu ietekmi. Neilgi pēc milzīgā, mēness veidojošā trieciena Zeme, iespējams, nokļuva mazākos kosmosa klintis, sacīja Māsa. Ja Zemes rotācija lika magmas okeānam izkristalizēties nevienmērīgi, minerāli šajos starpzvaigžņu gruvešu gabalos varēja būt iestrādāti Zemē ļoti atšķirīgi atkarībā no tā, kur tie nolaidās, viņš sacīja.
Nav arī skaidrs, vai šodienas mantija saglabā pēdas no šī ugunīgā sākuma. Mūsdienu mantija ir nedaudz noslēpums. Īpaši satriecoši ir “lāseņi” - divi kontinenta lieluma karstās klints laukumi, kas vienmēr palēnina visus seismiskos viļņus no zemestrīcēm, kas iziet cauri. Pareizi dēvētas par “lielām zema bīdes ātruma provincēm” vai LLSVP, katra no šīm pūtītēm ir 100 reizes augstāka par Everesta kalnu, taču neviens nezina, no kā tās ir izgatavotas vai kāpēc viņi tur atrodas.
Starp mūsdienu mantiļu anomālijām, piemēram, lāseņiem un seno Zemes agrās magmas okeānu, joprojām ir daudz nesavienotu punktu, sacīja Māsa. Iespējams, ka visas šīs ugunīgās jūras pēdas jau sen ir izdzēsušas ģeoloģiskie spēki, viņš piebilda. Bet izdomāšana, kā izskatījās sākotnējā cietā planētas virsma, varētu palīdzēt izskaidrot, kā tā attīstījās pašreizējā stāvoklī.
