Zemes planētas veidošanās

Zemes planētas veidošanās un evolūcija ir zinātnisks detektīvu stāsts, kura veikšanai astronomi un planētu zinātnieki ir veikuši daudz pētījumu. Izpratne par mūsu pasaules veidošanās procesu ne tikai sniedz jaunu ieskatu tās struktūrā un veidošanā, bet arī paver jaunus logus ieskatam planētu veidošanā ap citām zvaigznēm.

Visuma sākumā zemes nebija. Patiesībā ļoti maz no tā, ko mēs šodien redzam kosmosā, bija aptuveni tad, kad Visums izveidojās pirms apmēram 13,8 miljardiem gadu. Tomēr, lai nokļūtu uz Zemes, ir svarīgi sākt ar to sākumā, kad Visums bija jauns.

Viss sākās ar tikai diviem elementiem: ūdeņradi un hēliju un nelielu litija daudzumu. Pirmās zvaigznes veidojās no ūdeņraža, kas pastāvēja. Kad šis process sākās, gāzes mākoņos piedzima zvaigžņu paaudzes. Novecojot, šīs zvaigznes kodolos izveidoja smagākus elementus, tādus kā skābeklis, silīcijs, dzelzs un citi. Kad nomira pirmās zvaigžņu paaudzes, viņi šos elementus izkliedēja kosmosā, kurā iesēja nākamo zvaigžņu paaudzi. Apmēram no šīm zvaigznēm smagākie elementi veidoja planētas.

Pirms apmēram pieciem miljardiem gadu pilnīgi parastajā vietā galaktikā kaut kas notika. Varbūt tas bija supernovas sprādziens, kas lielu daļu no tā smago elementu vrakiem iegrūda tuvējā ūdeņraža un starpzvaigžņu putekļu mākonī. Vai arī tā varētu būt kāda garām braucoša zvaigzne, kas satrauc mākoņu virpuļojošā maisījumā. Lai arī kāds bija sākumsastāvs, tas lika mākonim darboties, kā rezultātā tā arī nonāca Saules sistēmas dzimšana. Maisījums kļuva karsts un saspiests pēc sava smaguma spēka. Tā centrā izveidojās protostellārs objekts. Tā bija jauna, karsta un kvēlojoša, bet vēl nebija pilna zvaigzne. Ap to virpuļoja tāda paša materiāla disku, kurš kļuva arvien karstāks, jo smagums un kustība saspieda mākoņa putekļus un klintis.

Karstais jaunais protostārs galu galā "ieslēdzās" un sāka kodināt ūdeņradi līdz hēlijam. Saule piedzima. Virpuļojošais karstais disks bija šūpulis, kur veidojās Zeme un tās māsas planētas. Tā nebija pirmā reize, kad tika izveidota šāda planētu sistēma. Patiesībā astronomi var redzēt tikai šāda veida lietas notiek citur Visumā.

Kamēr Saule palielinājās pēc lieluma un enerģijas, sāka degt tās kodolenerģijas, karstais disks lēnām atdzisa. Tas prasīja miljoniem gadu. Šajā laikā diska sastāvdaļas sāka sasalst mazos putekļu lieluma graudiņos. Dzelzs metāls un silīcija, magnija, alumīnija un skābekļa savienojumi vispirms parādījās tajā ugunīgajā vidē. To biti tiek saglabāti hondrīta meteorītos, kas ir seni materiāli no Saules miglāja. Lēnām šie graudi nogulās kopā un savācās gabaliņos, pēc tam gabalos, pēc tam laukakmeņos un visbeidzot ķermeņos, kurus sauc par plaknesveidīgajiem, kas ir pietiekami lieli, lai veiktu savu smagumu.

Laikam ejot, planšetdatori saskrējās ar citiem ķermeņiem un kļuva arvien lielāki. Kā viņi to izdarīja, katras sadursmes enerģija bija milzīga. Kad tie bija sasnieguši apmēram simts kilometrus, plakanās plaknes sadursmes bija pietiekami enerģiskas izkausē un iztvaiko liela daļa no iesaistītajiem materiāliem. Akmeņi, dzelzs un citi metāli šajās sadursmes pasaulēs sašķīrās slāņos. Blīvs dzelzs nogulēja centrā, un gaišākais iezis sadalījās mantijā ap dzelzi, miniatūrā Zeme un citās iekšējās planētās. Planētu zinātnieki to sauc par norēķinu procesu diferenciācija. Tas notika ne tikai ar planētām, bet arī notika lielākos pavadoņos unlielākie asteroīdi. Dzelzs meteorīti, kas laiku pa laikam ienīst uz Zemes, rodas no šo asteroīdu sadursmēm tālā pagātnē.

Kādā brīdī šajā laikā saule aizdegās. Lai arī saule bija tikai apmēram divas trešdaļas tik spoža kā šodien, aizdegšanās process ( tā saucamā T-Tauri fāze) bija pietiekami enerģiska, lai izpūstu lielāko daļu gāzveida daļas protoplanētiskais disks. Atlikušie gabali, laukakmeņi un planšetdaļveidīgie turpināja savākt saujās lielu, stabilu ķermeni labi novietotās orbītās. Zeme bija trešā no tām, skaitot uz āru no Saules. Uzkrāšanās un sadursmes process bija vardarbīgs un iespaidīgs, jo mazākie gabali atstāja milzīgus krāterus lielākiem. Citu planētu pētījumi parāda šo ietekmi, un pierādījumi tam ir spēcīgi, ka viņi veicināja katastrofiskos apstākļus uz zemes zīdainim.

Vienā šī procesa sākumā ļoti liels plaknes izmērs Zemei piedzīvoja triecienu ārpus centra un kosmosā izsmidzināja lielu daļu jauno Zemes akmeņaino mantiju. Pēc kāda laika planēta lielāko daļu no tās ieguva atpakaļ, bet daļa no tās savācās otrajā, planētas platumā, kas riņķoja pa Zemi. Tiek uzskatīts, ka šie pārpalikumi bija daļa no Mēness veidošanās stāsta.

Vecākie izdzīvojušie ieži uz Zemes tika nolaisti apmēram piecsimt miljonus gadu pēc planētas pirmās veidošanās. Tā un citas planētas cieta no tā saucamās pēdējās klaiņojošo planētas simbolu "vēlās smagās bombardēšanas" pirms aptuveni četriem miljardiem gadu). Senie ieži ir datēti ar urāna-svina metode un, šķiet, ir apmēram 4,03 miljardi gadu vecs. To minerālu saturs un iestrādātās gāzes liecina, ka tajos laikos uz Zemes bija vulkāni, kontinenti, kalnu grēdas, okeāni un garozas plāksnes.

Daži nedaudz jaunāki ieži (apmēram 3,8 miljardi gadu veci) uzrāda vilinošus pierādījumus par dzīvi uz jaunās planētas. Kamēr eoni, kas sekoja bija dīvainu stāstu un tālejošu pārmaiņu pilns, līdz brīdim, kad parādījās pirmā dzīve, Zemes struktūra bija labi veidota, un sākoties tai tika mainīta tikai tās pirmatnējā atmosfēra dzīves. Posms tika izveidots sīku mikrobu veidošanai un izplatībai pa planētu. Viņu evolūcija galu galā noveda pie tā, ka mūsdienu dzīvi nesošā pasaule joprojām ir piepildīta ar kalniem, okeāniem un vulkāniem, kurus mēs šodien pazīstam. Tā ir pasaule, kas pastāvīgi mainās, ar reģioniem, kur kontinenti sabrūk un citas vietas, kur tiek veidota jauna zeme. Šīs darbības ietekmē ne tikai planētu, bet arī dzīvi uz tās.

Zemes veidošanās un evolūcijas stāsta pierādījumi ir pacienta pierādījumu vākšanas no meteorītiem un citu planētu ģeoloģijas pētījumu rezultāts. Tas nāk arī no ļoti lielu ģeoķīmisko datu ķermeņu analīzēm, apkārtējo planētu veidojošo reģionu astronomiskajiem pētījumiem citas zvaigznes un gadu desmitiem ilga nopietna diskusija astronomu, ģeologu, planētu zinātnieku, ķīmiķu un biologi. Zemes stāsts ir viens no aizraujošākajiem un sarežģītākajiem zinātniskajiem stāstiem apkārt, un tam ir daudz pierādījumu un izpratnes.

Atjauninājis un pārrakstījis Karolīna Kolinsa Petersena.