מחקר חדש חושף כיצד מקצבים גלקטיים עזרו ליצור את הקרום היבשתי של כדור הארץ

(Schroptschop/E+/Getty Images)

'לראות עולם בגרגר חול', משפט הפתיחה של השיר מאת וויליאם בלייק , הוא ביטוי שמשתמשים בו לעתים קרובות שגם לוכד חלק ממה שגיאולוגים עושים.

אנו רואים את הרכב הגרגירים המינרליים, הקטן מרוחב שערה אנושית.

לאחר מכן, אנו מסירים את התהליכים הכימיים שהם מציעים להרהר בהם בניית הפלנטה שלנו עצמו.



כעת, לקחנו את תשומת הלב הדקה הזו לגבהים חדשים, וחיברנו גרגרים זעירים למקומו של כדור הארץ בסביבה הגלקטית.

מביט אל היקום

בקנה מידה גדול עוד יותר, אסטרופיזיקאים מבקשים להבין את היקום ואת מקומנו בו. הם משתמשים בחוקי הפיזיקה כדי לפתח מודלים שמתארים את מסלוליהם של עצמים אסטרונומיים.

למרות שאנו עשויים לחשוב על פני כוכב הלכת כעל משהו שעוצב על ידי תהליכים לחלוטין בתוך כדור הארץ עצמו, הפלנטה שלנו ללא ספק חשה את ההשפעות של הסביבה הקוסמית שלו. זה כולל שינויים תקופתיים במסלול כדור הארץ , שינויים בתפוקת השמש, התפרצויות קרני גמא, וכמובן פגיעות מטאוריטים.

רק מסתכל הירח והמשטח המחורץ שלו צריך להזכיר לנו את זה, בהינתן שכדור הארץ מסיבי יותר מפי 80 מהלוויין האפור שלו.

למעשה, עבודות אחרונות הצביעו על החשיבות של פגיעות מטאוריטים באזור ייצור קרום יבשתי על פני כדור הארץ , עוזרים ליצור 'זרעים' צפים שצפו בשכבה החיצונית ביותר של הפלנטה שלנו בצעירותו.

אנחנו וצוות הקולגות הבינלאומי שלנו זיהינו כעת קצב בייצור הקרום היבשתי המוקדם הזה, והקצב מצביע על מנגנון נהיגה מפואר באמת. עבודה זו פורסמה זה עתה ביומן גֵאוֹלוֹגִיָה .

קצב ייצור הקרום על כדור הארץ

סלעים רבים על פני כדור הארץ נוצרים ממאגמה מותכת או מותכת למחצה. מאגמה זו נגזרת ישירות מהמעטפת - השכבה המוצקה ברובה אך זורמת לאט מתחת לקרום כוכב הלכת - או מחזרה של חלקים ישנים אף יותר של קרום קיים. כאשר מאגמה נוזלית מתקררת, היא בסופו של דבר קופאת לסלע מוצק.

באמצעות תהליך הקירור הזה של התגבשות מאגמה, גרגרי מינרלים גדלים ויכולים ללכוד אלמנטים כמו אורניום שמתפרקים עם הזמן ומייצרים מעין שעון עצר, רושמים את גילם .

לא רק זה, גם גבישים יכולים ללכוד אלמנטים אחרים שעוקבים אחר הרכב המאגמה ההורית שלהם, כמו איך שם משפחה עשוי לעקוב אחר משפחתו של אדם.

בעזרת שתי פיסות המידע הללו - גיל והרכב - נוכל לשחזר ציר זמן של ייצור קרום. לאחר מכן, נוכל לפענח את התדרים העיקריים שלו, באמצעות הקוסמים המתמטיים של טרנספורמציה פורייה .

הכלי הזה בעצם מפענח את תדירות האירועים, בדומה למרכיבים לערבלים שנכנסו לבלנדר לעוגה.

התוצאות שלנו מגישה זו מצביעות על קצב של 200 מיליון שנה בערך לייצור קרום על כדור הארץ המוקדם.

המקום שלנו בקוסמוס

אבל יש תהליך אחר עם קצב דומה. מערכת השמש שלנו וארבע הזרועות הספירליות של שביל החלב מסתובבות שתיהן סביב הסופר-מסיבי חור שחור במרכז הגלקסיה, אך הם נעים במהירויות שונות.

הזרועות הספירליות סובבות במהירות של 210 ק'מ לשנייה, בעוד השמש דוהרת במהירות של 240 ק'מ לשנייה, כלומר מערכת השמש שלנו גולשת לתוך זרועות הגלקסיה ומחוצה לה.

אתה יכול לחשוב על הזרועות הספירליות כעל אזורים צפופים שמאטים את מעבר הכוכבים בדומה לפקק תנועה, שמתפנה רק בהמשך הדרך (או דרך הזרוע).

אירועים גיאולוגיים, לרבות אירועי היווצרות קרום גדולים המודגשים במעבר מערכת השמש דרך זרועות הספירלה הגלקטית. נאס'א/JPL-Caltech/ESO/R. כאב)

מודל זה מביא ל-200 מיליון שנה בערך בין כל כניסה שמערכת השמש שלנו עושה לזרוע ספירלית של הגלקסיה.

אז נראה שיש קשר אפשרי בין תזמון ייצור הקרום על כדור הארץ לבין משך הזמן שלוקח להקיף את זרועות הספירלה הגלקטית - אבל למה?

מכות מהענן

באזורים הרחוקים של מערכת השמש שלנו, ענן של פסולת סלעית קפואה בשם ענן אורט חשב שהוא מקיף את השמש שלנו.

כאשר מערכת השמש נעה מעת לעת לתוך זרוע ספירלית, אינטראקציה בינה לבין ענן אורט מוצעת לעקור חומר מהענן, ולשלוח אותו קרוב יותר למערכת השמש הפנימית. חלק מהחומר הזה עלול אפילו לפגוע בכדור הארץ.

כדור הארץ חווה פגיעות תכופות יחסית מהגופים הסלעיים של האדמה אַסטֵרוֹאִיד חגורה, שמגיעה בממוצע במהירויות של 15 ק'מ לשנייה. אבל שביטים שנפלטים מענן אורט מגיעים הרבה יותר מהר, בממוצע 52 ק'מ לשנייה.

אנו טוענים שהשפעות תקופתיות אלו בעלות אנרגיה גבוהה אשר עוקבות אחר התיעוד של ייצור הקרום שנשמר ב גרגירי מינרלים זעירים .

פגיעות שביט חופרות נפחים עצומים של פני כדור הארץ, מה שמוביל להמסה של המעטפת בדומפרסיה, שאינה שונה מדי מקפיצת פקק על בקבוק תוססת.

הסלע המותך הזה, המועשר ביסודות קלים כמו סיליקון, אלומיניום, נתרן ואשלגן, צף ביעילות על המעטפת הצפופה יותר.

אמנם יש הרבה דרכים אחרות לעשות זאת ליצור קרום יבשתי , סביר להניח ש משפיעים על הפלנטה המוקדמת שלנו יצרו זרעים צפים של קרום. מאגמה שהופקה מתהליכים גיאולוגיים מאוחרים יותר תיצמד לאותם זרעים מוקדמים.

מבשרי אבדון, או גננים לחיים יבשתיים?

הקרום היבשתי חיוני ברוב המחזורים הטבעיים של כדור הארץ - הוא מקיים אינטראקציה עם מים וחמצן, יוצר מוצרים מנוצלים חדשים, מארח את רוב המתכות והפחמן הביולוגי.

פגיעות מטאוריט גדולות הן אירועים קטקליזמיים יכול למחוק חיים . עם זאת, ייתכן מאוד שהשפעות היו המפתח להתפתחות הקרום היבשתי עליו אנו חיים.

עם המעבר האחרון של אסטרואידים בין כוכביים דרך מערכת השמש, חלקם אפילו הרחיקו לכת והציעו להם העבירו חיים ברחבי הקוסמוס .

איך שהגענו לכאן, זה מעורר יראת כבוד בלילה בהיר להסתכל למעלה לשמים ולראות את הכוכבים ואת המבנה שהם עוקבים אחריהם, ואז להסתכל למטה לרגליך ולהרגיש את הגרגירים המינרליים, הסלע והקרום היבשתי. למטה - הכל מקושר דרך קצב גדול מאוד.

כריס קירקלנד , פרופסור לגיאולוגיה, אוניברסיטת קרטין ו פיל סאטון , מרצה בכיר לאסטרופיזיקה, אוניברסיטת לינקולן

מאמר זה פורסם מחדש מ השיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.