Στην αρχή, η Γη μπορεί να έχει καταπιεί έναν πλανήτη παρόμοιο με τον Ερμή, αλλά πολύ μεγαλύτερο. Αυτό το πρώιμο γεύμα θα μπορούσε να εξηγήσει το αινιγματικό μακιγιάζ των στρώσεων της Γης και θα μπορούσε να εξηγήσει το μαγνητικό πεδίο που κάνει τη ζωή εδώ εφικτή.
σχετικό περιεχόμενο
- Το ταπεινό μαγνήσιο θα μπορούσε να ενεργοποιήσει το μαγνητικό πεδίο της Γης
- Το μαγνητικό πεδίο της Γης είναι τουλάχιστον τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια παλιά
- Μεταλλική βροχή θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί η γη αποτελείται από διαφορετικά πράγματα από τη Σελήνη
"Πιστεύουμε ότι μπορούμε να χτυπήσουμε αυτά τα δύο πουλιά με μια πέτρα", λέει ο Bernard Wood, ένας γεωχημικός στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης που ανέφερε την ιδέα αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Nature.
Αν φαίνεται απίστευτο ότι το 2015 δεν γνωρίζουμε ακόμα πώς διαμορφώθηκε ο κόσμος μας, σκεφτείτε πόσο δύσκολο είναι να κοιτάξετε στο εσωτερικό του. Τα μακρύτερα, σκληρότερα τρυπάνια που έχουν κατασκευαστεί ακόμα δεν μπορούν να τρυπηθούν πέρα από τη λεπτή εξωτερική κρούστα της Γης. Φυσικά κανάλια θερμού βράχου βοηθούν να φτιάξουμε υλικά στην επιφάνεια από το βαθύτερο στρώμα του μανδύα για να μελετήσουμε, αλλά ακόμη και αυτές οι στήλες, μήκους εκατοντάδων χιλιομέτρων, φαίνονται ρηχές όταν σκεφτόμαστε το κέντρο του πλανήτη πάνω από 3.700 μίλια κάτω από μας. Το να μοιραζόμαστε την ιστορία της Γης είναι επομένως λίγο σαν να προσπαθούμε να φανταστούμε πώς μια τούρτα ψήνεται δοκιμάζοντας το κερασάκι και ίσως μερικά αδέσποτα ψίχουλα. Υπάρχει ακόμη αρκετό περιθώριο για νέα στοιχεία και νέες ιδέες.
"Είναι συναρπαστική στιγμή να είμαστε στον τομέα", λέει ο γεωχημικός Richard Carlson του Ινστιτούτου Carnegie της Ουάσινγκτον. "Πολλά πράγματα προέρχονται από μελέτες της βαθιάς Γης που δεν καταλαβαίνουμε πολύ καλά".
Η παραδοσιακή άποψη για το πώς συνέβη η Γη αρχίζει με τη συσσώρευση των συντριμμιών. Οι βράχοι που μοιάζουν με τους πετρώδεις μετεωρίτες που εξακολουθούν να βυθίζονται σ 'εμάς σήμερα σκόνταψαν μαζί σε όλο και μεγαλύτερα κομμάτια. Σφυρηλατήθηκε, πυροδοτήθηκε και θερμάνθηκε, ένας αυξανόμενος όγκος χαλιών τελικά λιώνει και στη συνέχεια ψύχεται, σχηματίζοντας στρώματα αργά για δισεκατομμύρια χρόνια. Τα γεωλογικά ψίχουλα που μελετήθηκαν στη δεκαετία του '80 συνέβαλαν στην επιβεβαίωση αυτής της ιστορίας. Με εξαίρεση μερικά μέταλλα όπως ο σίδηρος, τα περισσότερα από τα οποία πιστεύεται ότι έχουν βυθιστεί στον πυρήνα της Γης, οι χερσαίοι βράχοι φάνηκαν να κατασκευάζονται από σχεδόν το ίδιο πράγμα με τους χονδρίτες, μια συγκεκριμένη ομάδα πετρώδους μετεωρίτη.
Περίπου πριν από μια δεκαετία, ο Carlson βρήκε περιθώρια για αμφιβολία, αφού συνέκρινε τους βράχους της Γης και τους διαστημικούς βράχους χρησιμοποιώντας καλύτερα όργανα. Η ομάδα του διερεύνησε δύο σπάνια στοιχεία με ασυνήθιστα ονόματα και μαγνητικές προσωπικότητες: νεοδυμίου, ένα συστατικό των μαγνητών που χρησιμοποιούνται σε υβριδικά αυτοκίνητα και μεγάλες ανεμογεννήτριες και σαμάριο, κοινό σε μαγνήτες ακουστικών. Τα χερσαία δείγματα περιείχαν λιγότερο νεοδύμιο σε σχέση με το σαμάριμο από τα χοντρίτσια, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Αυτή η μικρή απόκλιση μόνο μερικών ποσοστών ήταν ακόμα δύσκολο να εξηγηθεί. Ίσως, ο Κάρλσον υπολόγισε ότι μια ψυχρή Γη σχημάτιζε στρώματα πολύ πιο γρήγορα από ό, τι νομίζαμε προηγουμένως, σε δεκάδες εκατομμύρια χρόνια αντί για δισεκατομμύρια. Ένα ανώτερο στρώμα που σχηματίστηκε γρήγορα θα εξαντληθεί σε νεοδύμιο, ισορροπημένο από ένα χαμηλότερο στρώμα που έκρυψε το στοιχείο που λείπει βαθιά στον μανδύα. Ωστόσο, δεν βρέθηκαν στοιχεία σχετικά με αυτή την μυστική δεξαμενή. Η τάση της να παραμένει πεισματικά κολλημένη στο βάθος είναι δύσκολο να εξηγηθεί, δεδομένου ότι το μανδύα αναποδογυρίζει σαν ζεστή σούπα, φέρνοντας συχνά τα συστατικά της στην επιφάνεια καθώς δημιουργεί ηφαίστεια. Και αν το φεγγάρι γεννήθηκε όταν ένα πλανητικό σώμα έσπασε στη Γη, όπως συνήθως πιστεύεται, η τήξη που προκάλεσε αυτή η πρόσκρουση θα έπρεπε να είχε ανακατώσει την δεξαμενή πίσω στο μανδύα.
Αντί να προσπαθήσουμε να λογοδοτήσουμε για το κρυμμένο νεοδύμιο, μια δεύτερη ομάδα επιστημόνων ήρθε με έναν τρόπο να το ξεφορτωθεί. Φαντάστηκαν μια κρούστα εμπλουτισμένη στο νεοδύμιο που αναπτύσσεται στα χονδριτικά βράχια από τα οποία έγινε η Γη. Οι συγκρούσεις μεταξύ αυτών των αντικειμένων θα μπορούσαν να αποξέσουν μεγάλο μέρος αυτής της εξωτερικής στρώσης, καθιστώντας το νεοδύμιο πιο σπάνιο.
Αλλά υπάρχουν και προβλήματα με αυτήν την άποψη. Δεν έχουν βρεθεί ποτέ μετεωρίτες με συνθέσεις παρόμοιες με τα διαβρωμένα συντρίμμια. Επίσης, αυτό το απολιθωμένο δέρμα θα είχε πάρει μαζί του ένα μεγάλο μέρος της θερμότητας της Γης. Το ουράνιο, το θόριο και άλλα ραδιενεργά υλικά, τα οποία γνωρίζουμε ότι είναι υπεύθυνα για τη ζέστη του πλανήτη μας, θα κατέληγαν επίσης στο αφαιρεθέν στρώμα.
"Περίπου το 40% των στοιχείων που παράγουν θερμότητα στη Γη θα χαθούν στο διάστημα", λέει ο Ian Campbell, γεωχημικός στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας.
Ελπίζοντας να διατηρήσει αυτά τα κρίσιμα στοιχεία, η Wood αποφάσισε να τσίμπησε τη χημεία της Γης στη νεολαία της. Έχει αντλήσει έμπνευση από έναν από τους πιο περίεργους πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα: τον Ερμή. Χημικώς, ο πλησιέστερος πλανήτης στον ήλιο είναι ένας τόπος γεμάτος με θειάφι, γνωστός στη σύγχρονη επιστήμη ως θείο. Πώς θα σχηματίστηκαν στρώματα σε μια νέα Γη, αν ο πλανήτης έμοιαζε περισσότερο με τον Υδράργυρο; Για να απαντήσει σε αυτή την ερώτηση, το ξύλο προσέθεσε θείο σε μείγματα στοιχείων που είχαν σκοπό να προσομοιώσουν τη σύνθεση της πρωτόγονης Γης. Μαγειρεύει τους ψεύτικους πλανήτες σε θερμοκρασίες τόσο καυτές όσο καύσιμα καυσίμου και τους χτυπούσε με ένα έμβολο για να πιέσει περίπου 15.000 φορές εκείνη μέσα σε μια τυπική κουζίνα κουζίνας πίεσης.
Δοκιμασμένο με αρκετό θείο, οι μικροσκοπικοί πρωτο-κόσμοι θάφτηκαν νεοδυμίου καθώς σχημάτιζαν στρώματα - όχι στο ψεύτικο μανδύα τους, αλλά ακόμα πιο βαθιά στους ψεύτικους πυρήνες τους. Το νεοδύμιο παγιδευμένο στον πυρήνα για το καλό θα μπορούσε να εξηγήσει την ανωμαλία του Carlson. Αυτό το πρόσθετο θείο θα μπορούσε να προέλθει από ένα αντικείμενο που μοιάζει με τον υδράργυρο που χτύπησε την αναπτυσσόμενη Γη από νωρίς, ίσως και το ίδιο αντικείμενο που πιστεύεται ότι έχει σχηματίσει το φεγγάρι, προτείνει το Wood.
«Θα χρειαζόμασταν ένα σώμα 20 έως 40 τοις εκατό το μέγεθος της Γης». Είναι επίσης πιθανό ότι η Γη αυξήθηκε στην αρχή από έναν πυρήνα που δεν κατασκευάστηκε από χονδρίτες αλλά από άλλα κοπριά χώματος πλούσια σε θείο. Είτε έτσι είτε αλλιώς, αυτή η κοσμική ιστορία θα μπορούσε να έχει θέσει το έδαφος για την άνοδο της ζωής στη Γη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το θείο θα είχε επίσης βοηθήσει να τραβήξει ουράνιο και θόριο στον πυρήνα. Η προστιθέμενη θερμότητα από αυτά τα ραδιενεργά στοιχεία θα μπορούσε να βοηθήσει στην απομάκρυνση του εξωτερικού μέρους του πυρήνα και αυτή η δυναμική κίνηση του τηγμένου μετάλλου θεωρείται ότι προκαλεί τα ρεύματα που με τη σειρά τους παράγουν μαγνητικό πεδίο της Γης.
Μια απεικόνιση (όχι στην κλίμακα) του ήλιου και η αλληλεπίδρασή του με το μαγνητικό πεδίο της Γης. (NASA Goddard Space Flight Centre) Χωρίς μαγνητισμό, θαλάσσιες χελώνες και ναυτικοί καπετάνιοι δεν θα ήταν σε θέση να πλοηγηθούν - ή μάλιστα να υπάρχουν. Η ζωή δεν θα ήταν εφικτή στην επιφάνεια του πλανήτη χωρίς την προστασία που παρέχει το πεδίο από τα σωματίδια υψηλής ενέργειας που εκρέουν από τον ήλιο.
Οι συνάδελφοι του Wood περιγράφουν τη θεωρία του ως εύλογη. Αλλά όπως και οι άλλες ιστορίες ιστορίας που έχουν γραφτεί τα τελευταία χρόνια σχετικά με τη Γη, δεν είναι καθόλου οριστικές. Πρώτον, οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις που επιτεύχθηκαν στο πείραμα, τόσο ακραίες όσο ήταν, έπεσαν πολύ μακριά από τις συνθήκες μέσα στο πρωτο-γήινο περιβάλλον. Για άλλη μια μελέτη σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο οι σεισμοί ταξιδεύουν μέσα από το εσωτερικό του πλανήτη έχουν θέσει όρια στο πόσο ελαφρύ μπορεί να είναι ο πυρήνας και το να απορρίπτεται πολύ θείο στο κέντρο του πλανήτη θα μπορούσε να βάλει τον πυρήνα δυσάρεστα κοντά στα όρια αυτά.
Για να ενισχύσει την περίπτωσή του, ο Wood σχεδιάζει να περιτριγυρίσει τον περιοδικό πίνακα για άλλα στοιχεία με μυστηριώδη αφθονία που θα μπορούσε να εξηγηθεί προσθέτοντας θείο στο αρχέγονο μίγμα. Δεδομένης της ιστορίας του τομέα, θα χρειαστούν πολλά για να πεισθούν οι σκεπτικιστές όπως ο Bill McDonough, ένας γεωχημικός στο Πανεπιστήμιο του Maryland. «Έβαλα αυτή την ιδέα πολύ κάτω από την πιθανότητα 50 τοις εκατό να είμαι σωστός», λέει .
