Jordens akkrektion og differentiering

Større legemer tiltrak materiale stadig mere effektivt. De kolliderede, spredte hinanden og mistede undertiden masse. Jordens vækst blev derfor bestemt af en skiftende balance mellem sammenlægninger, ødelæggelse og gravitationelle vekselvirkninger. Hvis du vil forstå den bredere sammenhæng bedre, kan du læse om dannelsen af planetsystemer.[4]

Tilvæksten tilførte ikke kun planeten materiale. Den leverede også energi. Store sammenstød kunne smelte store områder af den unge Jord, og gentagne nedslag kunne afbryde dens afkøling. Et magmahav er et lag af smeltede eller delvist smeltede silikatbjergarter af betydelig tykkelse; begrebet betyder ikke nødvendigvis én sammenhængende episode, der dækkede hele planeten.[6]

Afkølingen afhang ikke kun af bjergarternes temperatur. Atmosfæren over den smeltede overflade kunne bremse varmeafgivelsen til rummet, mens senere nedslag tilførte ny energi. Derfor fører forskellige forløb for tilvæksten til forskellig smeltedybde og -varighed.[6]

Jordens sidste store dannelsesfase varede titusinder af år; i nogle modelsimuleringer fortsætter processen i mere end 100 millioner år. Varigheden afhænger af de fysiske antagelser og de anvendte data, så én angivet dato for dannelsens afslutning omkring 30 millioner år skjuler denne usikkerhed.[8]

Den førende forklaring på Månens oprindelse knytter sig til et gigantisk sammenstød med den voksende Jord. Materiale, der blev slynget ud i kredsløb, samlede sig senere til Månen. Ifølge en velkendt version af hypotesen var det indslående legeme - ofte kaldet Theia - omtrent på størrelse med Mars, men dets størrelse og sammenstødets geometri er modelantagelser, ikke målte fakta. I andre vellykkede simuleringer er de oprindelige størrelsesforhold mellem legemerne anderledes.[9]

Jorden og Månen har en meget ens isotopsammensætning af flere grundstoffer. Sammenstødsmodellen skal forklare denne lighed, såvel som systemets bevægelse og Månens relativt lave metalindhold. Affaldet behøvede ikke udelukkende at stamme fra Jordens kappe: I forskellige modeller varierer både de to legemers bidrag og graden af sammenblanding af materialet.[9]

Efter sammensætning opdeles Jorden i skorpe, kappe og kerne. Der skelnes også mellem andre dele efter fysisk tilstand: Den ydre del af kernen er flydende, mens den indre del er fast. Disse beskrivelser besvarer forskellige spørgsmål: Hvad laget består af, og hvordan det opfører sig.[1][2]

Hvordan kan vi vide det uden at bore derned?

Jordskælv skaber bølger, der bevæger sig gennem planeten. Deres rejsetid, brydning og refleksioner afslører grænser dybt under overfladen. Tværbølger kan ikke passere gennem den flydende ydre kerne. Målinger af Jordens frie svingninger giver også stærke beviser for, at den indre kerne er fast. Alle disse observationer giver os mulighed for at udlede en struktur, som vi ikke kan undersøge direkte.[2][13]

Den tidlige skorpe blev dannet, da smeltet materiale afkølede, men senere nedslag, smeltning og genbrug af materiale ændrede den gentagne gange. Det er svært at genskabe overfladen fra den tid, fordi det mineral, der er bevaret, kan være ældre end den bjergart, det nu findes i. Krystallens alder og alderen på en sammenhængende bjergartsmasse er forskellige typer af beviser.[14]

Vand har sin egen historie.

At få vandets bestanddele, at holde på dem på planeten og at få oceaner på overfladen er separate begivenheder. Brint kan være blevet tilført i fast planetdannende materiale, være kommet ind i bjergarter eller smelte og senere være blevet en del af atmosfæren eller oceanet.

Mængden af brint, der blev fundet i en undersøgelse af enstatitkondritmeteoritter, tyder på, at materiale af samme type som det, Jorden blev dannet af, kan have bidraget væsentligt til dens vandbeholdning tidligt i historien. Det er altså ikke nødvendigt at antage, at alt vandet kom fra sene nedslag af kometer eller asteroider. Det undersøges stadig, hvordan forskellige kilder, vandtab og bevarede reservoirer hænger sammen.[16]

Mineraler giver tegn på tidlig tilstedeværelse af vand og gør det muligt at få et vist indblik i de lokale forhold. Det betyder ikke, at hele den unge Jord forblev kølig hele tiden, eller at dens overflade allerede lignede den verden, vi kender. Læs videre om den tidlige Jord og livets oprindelse.[14]

Nogle af de bedste beviser for Jordens dannelse kommer fra objekter, der aldrig blev en del af Jorden. Isotoper i meteoritter hjælper med at identificere de stofreservoirer, planeterne voksede fra. En analyse fra 2021 viste, at Jorden og Mars hovedsageligt blev dannet af materiale fra det indre solsystem, herunder en komponent, der kun findes i små mængder i de meteoritter, der er bevaret. Ingen enkelt type meteoritter giver en fuldstændig opskrift på vores planet.[19]

Forskellige typer beviser gør det muligt at undersøge forskellige dele af historien.

Isotoper gør det muligt at præcisere tidspunktet for begivenheder og stoffets oprindelse. Eksperimenter undersøger, hvordan grundstoffer fordeler sig mellem metal og sten. Modellering gør det muligt at undersøge mulige kollisionsforløb. For at rekonstruktionen skal være nyttig, skal disse uafhængige spor passe sammen i den.[8][3]

Sammenligninger med andre klippeverdener udvider denne undersøgelse. Lignende bestanddele og de samme fysiske love kan føre til forskellige forløb for vækst og afkøling. Jorden giver os et usædvanligt detaljeret eksempel, som vi kan studere, og planetforskning hjælper med fortsat at undersøge, hvor bredt dens historie kan anvendes.[4]