Η τεκτονική πλάκας μπορεί να μην είναι ένα μόνιμο χαρακτηριστικό της Γης. Η διαδικασία που σχηματίζει βουνά, σπινθήρες σεισμούς και οδηγεί τις ηπείρους του πλανήτη για να αναδιοργανωθούν αργά, θα μπορούσε να τελειώσει δισεκατομμύρια χρόνια στο μέλλον, υποδηλώνουν νέες προσομοιώσεις.
σχετικό περιεχόμενο
- Οι επιστήμονες έχουν απεικονίσει τη βάση μιας τεκτονικής πλάκας
- Τα διαμάντια κρατούν μυστικά για την πλακιδική τεκτονική
"Έχουμε γνωρίσει για λίγο ότι η τεκτονική πλάκας είναι μόνο ένα από ένα φάσμα τεκτονικών καταστάσεων που θα μπορούσε να είναι ένας πλανήτης", λέει ο Craig O'Neill, ένας πλανητικός επιστήμονας στο πανεπιστήμιο Macquarie της Αυστραλίας.
Πλανήτες όπως ο Άρης και ο Ερμής είναι σε αυτό που ονομάζεται στάσιμη κατάσταση καπακιού. Το εξωτερικό κέλυφος, που ονομάζεται λιθόσφαιρα, αυτών των πλανητών είναι πάρα πολύ παχύ για να διασπάσει το εσωτερικό του πλανήτη και να παράγει τεκτονική δραστηριότητα. Οι επιστήμονες είχαν υποθέσει ότι τελικά η Γη θα φτάσει σε μια παρόμοια κατάσταση, αλλά τα στοιχεία δεν λείπουν, λέει ο O'Neill. "Απλά δεν έχουμε αρκετούς πλανήτες για να μπορέσουμε να βγάλουμε πραγματικά συμπεράσματα".
Ο O'Neill και οι συνεργάτες του ανέλαβαν να διαμορφώσουν την εξέλιξη της Γης και να δουν τι μπορεί να κρατήσει το μέλλον για τον πλανήτη μας. Αλλά ακόμα και με τους σύγχρονους υπερυπολογιστές, δεν υπάρχει αρκετή υπολογιστική ισχύς για να προσομοιώνει ολόκληρη την τρισδιάστατη Γη καθ 'όλη της την ιστορία της. Αντ 'αυτού, η ομάδα δημιούργησε μια απλοποιημένη, δισδιάστατη προσομοίωση της Γης που διαμορφώνει την εξέλιξη του πλανήτη από το σχηματισμό του πριν από 4, 5 δισεκατομμύρια χρόνια σε περισσότερα από 5 δισεκατομμύρια χρόνια στο μέλλον. Ακόμη και τότε, μία διαδρομή χρειάστηκε 3 εβδομάδες, σημειώνει ο O'Neill.
Το απλουστευμένο μοντέλο επιτρέπει στην ομάδα να δοκιμάσει διαφορετικά σημεία εκκίνησης για τη θερμοκρασία της πρώιμης Γης, μια μεταβλητή που είναι επί του παρόντος άγνωστη επειδή δεν έχουμε πέτρες από τα πρώτα 500 εκατομμύρια χρόνια της ιστορίας του πλανήτη. "Μία από τις μεγάλες αδυναμίες στην κατανόησή μας για την εξέλιξη της Γης σε αυτό το σημείο είναι ότι δεν ξέρουμε πώς άρχισε πραγματικά", λέει ο O'Neill.
Οι επιστήμονες υπολόγιζαν ότι η διαδικασία αύξησης - όταν λίγα κομμάτια του πρώιμου ηλιακού συστήματος κατέρρευαν μαζί για να σχηματίσουν έναν πλανήτη - ήταν μια αρκετά δροσερή διαδικασία και ότι οι πλανήτες θερμαίνονται μόνο αργότερα καθώς τα ραδιενεργά στοιχεία στο εσωτερικό αποσυντίθενται.
"Αυτές τις μέρες, πιστεύουμε ότι υπήρξε αρκετή ενέργεια κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αύξησης", λέει. "Έχεις πολλά μεγάλα σώματα να χτυπάνε ο ένας τον άλλο. Παίρνουν πολύ θερμότητα μέσα από την πρόσκρουση ». Και τα βραχύβια ραδιενεργά στοιχεία, όπως το αλουμίνιο-26 και το σίδηρο-60, τα οποία δεν μπορούν πλέον να βρεθούν στο ηλιακό σύστημα, μπορεί να έχουν θερμαίνει τα πράγματα ακόμα περισσότερο.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι η κατάσταση εκκίνησης για τον πλανήτη μπορεί να επηρεάσει δραματικά τον κύκλο ζωής του. Όταν ο πλανήτης στο μοντέλο ξεκίνησε πιο δροσερό, γρήγορα ανέπτυξε τεκτονική πλάκας, χάνοντας το χαρακτηριστικό μετά από μόλις 10 έως 15 δισεκατομμύρια χρόνια.
Αλλά μια θερμότερη Γη, την οποία πιστεύει ο O'Neill, είναι πιο πιθανό, οδηγεί σε έναν πλανήτη που αργεί να αναπτύξει τεκτονική πλάκας. Ξεκινάει σε κατάσταση παρόμοια με το φεγγάρι του Δία του Ιού, η οποία καλύπτεται από ενεργά ηφαίστεια αλλά δεν έχει τεκτονικές πλάκες. Το μοντέλο δείχνει τότε έναν πλανήτη στον οποίο ενεργοποιείται και απενεργοποιείται η τεκτονική πλάκας για 1 έως 3 δισεκατομμύρια χρόνια. (Αυτή είναι μια χρονική περίοδος για τον πλανήτη μας για την οποία το γεωλογικό αρχείο είναι πεταιώδες, και ορισμένοι γεωλόγοι, συμπεριλαμβανομένου του O'Neill, έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι υπάρχει ισχυρή περίπτωση διάσπαρτης τεκτονικής κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. "Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτό δεν συμφωνήθηκε πλήρως μετά, "λέει.)
Οι προσομοιώσεις δείχνουν μια Γη που τελικά καταλήγει σε δισεκατομμύρια χρόνια πλακιδίων τεκτονικών πριν τελικά ψυχθεί αρκετά για να τελειώσει - σε άλλα 5 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου. "Σε κάποιο σημείο, " λέει ο O'Neill, "η Γη πρόκειται να επιβραδυνθεί και η λιθόσφαιρα πρόκειται να γίνει παχύτερη και παχύτερη στο σημείο όπου είναι πολύ ισχυρή και πάρα πολύ παχύ για να μπορέσει το εσωτερικό να το σπάσει πια. "
Οι ερευνητές αναφέρουν τα ευρήματά τους στο τεύχος Ιουνίου του Φυσικού της Γης και των Πλανητικών Εσωτερικών .
Rocks "είναι τα καλύτερα πράγματα που πρέπει να βασιστούμε για να μας πείτε για το παρελθόν", λέει ο Bradford Foley, ένας γεωδυναμικός στο Carnegie Institution της Ουάσιγκτον. Και χωρίς αυτούς, οι επιστήμονες πρέπει να βασίζονται σε θεωρητικά μοντέλα. Αλλά υπάρχουν πολλές αβεβαιότητες που ενσωματώνονται σε αυτές, σημειώνει ο Foley. Για παράδειγμα, η ομάδα του O'Neill θα μπορούσε να έχει πάρει διαφορετικά αποτελέσματα αν είχαν χρησιμοποιήσει διαφορετικούς τύπους που περιγράφουν τους τρόπους που σχηματίζουν τα πετρώματα. Κανένα από τα μοντέλα που αναπτύσσονται σήμερα για να περιγράψει την εξέλιξη του πλανήτη είναι οπουδήποτε κοντά στο οριστικό, λέει ο Foley.
Αλλά τέτοια μοντέλα μπορούν να βοηθήσουν στη διερεύνηση όσων θα μπορούσαν να συμβούν στη Γη, καθώς και σε άλλους πλανήτες του σύμπαντος. Οι τεκτονικές πλάκες είναι σημαντικές για τον κύκλο άνθρακα της Γης και βοηθούν στη ρύθμιση της ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. «Αυτός ο κύκλος βοηθά να διατηρηθεί το κλίμα της Γης σταθεροποιημένο σε μια ωραία εύκρατη κλίμακα» σημειώνει ο Foley. Αυτός είναι ένας από τους λόγους που οι επιστήμονες κάποτε υπολόγιζαν ότι ένας πλανήτης χωρίς πλακιδική τεκτονική δεν μπορούσε να φιλοξενήσει τη ζωή, ή τουλάχιστον περίπλοκη ζωή.
Άλλοι παράγοντες, όπως το υγρό νερό και η σύνθεση της ατμόσφαιρας του εξωπλανήτη, μπορούν επίσης να διαδραματίσουν στην κατοχή ενός πλανήτη, σημειώνει ο O'Neill. Έτσι, ίσως είναι δυνατόν να βρούμε ζωή κάπου στο σύμπαν σε έναν πλανήτη που δεν κινείται και δεν κινείται σαν τη Γη.
