Akrecija i diferencijacija Zemlje

Didesni kūnai vis veiksmingiau pritraukdavo medžiagą. Jie susidurdavo, išsklaidydavo vieni kitus ir kartais netekdavo masės. Todėl Žemės augimą lėmė kintanti susiliejimų, suardymo ir gravitacinių sąveikų pusiausvyra. Norėdami geriau suprasti platesnį kontekstą, susipažinkite su planetų sistemų formavimusi.[4]

Akrecija ne tik papildė planetą medžiaga. Ji teikė ir energijos. Stambūs susidūrimai galėjo išlydyti dideles jaunos Žemės sritis, o vienas po kito vykstantys smūgiai galėjo nutraukti jos vėsimą. Magmos vandenynas – tai nemažo storio išsilydžiusių ar iš dalies išsilydžiusių silikatinių uolienų sluoksnis; ši sąvoka nebūtinai reiškia vieną nenutrūkstamą, visą planetą apėmusį epizodą.[6]

Vėsimas priklausė ne vien nuo uolienų temperatūros. Virš išsilydžiusio paviršiaus esanti atmosfera galėjo sulėtinti šilumos išsiskyrimą į kosmosą, o vėlesni smūgiai vėl pridėdavo energijos. Todėl skirtinga akrecijos eiga lemia skirtingą lydymosi gylį ir trukmę.[6]

Poslednja faza formiranja Zemlje velikih razmera trajala je desetine miliona godina; prema scenarijima nekih modela, ovaj proces traje duže od 100 miliona godina. Trajanje zavisi od primenjenih fizičkih pretpostavki i korišćenih podataka, pa se navođenjem jednog datuma završetka formiranja, na granici od oko 30 miliona godina, prikriva ta neizvesnost.[8]

Glavno objašnjenje porekla Meseca povezuje se s džinovskim sudarom s mladom Zemljom. Materija izbačena u orbitu kasnije se okupila u Mesec. Prema poznatoj verziji ove hipoteze, telo koje je udarilo u Zemlju – često nazvano Teja– bilo je približno veličine Marsa, ali njegova veličina i geometrija sudara predstavljaju pretpostavke modela, a ne izmerene činjenice. U drugim uspešnim simulacijama početni odnosi veličina tela su drugačiji.[9]

Izotopski sastav nekoliko elemenata na Zemlji i Mesecu veoma je sličan. Model udara mora da objasni ovu sličnost, kao i kretanje sistema i relativno malu količinu metala na Mesecu. Krhotine nisu nužno poticale samo iz Zemljinog omotača: različiti modeli razlikuju se i po doprinosu svakog tela i po stepenu mešanja materijala.[9]

Према саставу, Земља се дели на кору, плашт и језгро. Према физичком стању разликују се и други делови: спољашњи део језгра је течан, а унутрашњи чврст. Ови описи одговарају на различита питања: од чега је слој сачињен и како се понаша.[1][2]

Како то можемо знати без бушења до тамо?

Земљотреси изазивају таласе који се шире кроз планету. Време њиховог путовања, преламање и одбијање откривају границе дубоко испод површине. Попречни таласи не пролазе кроз течно спољашње језгро. Мерења сопствених осцилација Земље такође пружају снажне доказе да је унутрашње језгро чврсто. Сва ова посматрања омогућавају нам да закључујемо о грађи коју не можемо непосредно да испитамо.[2][13]

Рана кора настала је хлађењем растопљеног материјала, али су је каснији удари, топљење и прерада материјала више пута изменили. Тешко је реконструисати тадашњу површину јер сачувани минерал може бити старији од стене у којој се данас налази. Старост кристала и старост целовитог стенског тела представљају различите врсте доказа.[14]

Voda ima svoju istoriju.

Unošenje sastojaka vode, njihovo zadržavanje na planeti i pojava okeana na površini zasebni su događaji. Vodonik može biti donet u čvrstom materijalu od kog se formiraju planete, ući u stene ili rastopljenu masu, a kasnije postati deo atmosfere ili okeana.

Količina vodonika otkrivena u studiji meteorita enstatitnih hondrita ukazuje na to da je materijal sličan onome od kog je nastala Zemlja možda rano znatno doprineo njenim zalihama vode. Zato ne treba pretpostaviti da je sva voda stigla kasnim udarima kometa ili asteroida. Još se istražuje kako se uklapaju različiti izvori, gubitak vode i preostali rezervoari.[16]

Dokazi u mineralima o ranom prisustvu vode pružaju ograničen uvid u lokalne uslove. To ne znači da je cela mlada Zemlja stalno ostajala hladna niti da je njena površina već ličila na svet koji poznajemo. Pročitajte više o ranoj Zemlji i poreklu života.[14]

Neki od najboljih dokaza o nastanku Zemlje potiču od objekata koji nikada nisu postali deo Zemlje. Izotopi meteorita pomažu u utvrđivanju rezervoara materijala od kojeg su planete rasle. Analiza iz 2021. godine pokazala je da su Zemlja i Mars uglavnom nastali od materijala iz unutrašnjeg Sunčevog sistema, uključujući i komponentu koje ima malo u zbirkama sačuvanih meteorita. Nijedna vrsta meteorita ne daje potpun recept za našu planetu.[19]

Različiti dokazi omogućavaju proveru različitih delova istorije.

Izotopi omogućavaju preciznije određivanje vremena događaja i porekla materijala. Eksperimentima se proverava kako se elementi raspoređuju između metala i stena. Modeliranje omogućava proučavanje mogućih istorija sudara. Da bi rekonstrukcija bila korisna, ovi nezavisni tragovi moraju da se uklapaju.[8][3]

Poređenja sa drugim stenovitim svetovima proširuju ovo istraživanje. Slični sastojci i isti zakoni fizike mogu dovesti do različitih tokova rasta i hlađenja. Zemlja nam pruža neobično detaljan primer koji možemo da proučavamo, a istraživanje planeta pomaže da se i dalje proverava koliko se njena istorija može široko primeniti.[4]