Pământul timpuriu a fost un loc infernal: fierbinte, rulant, care se rotește rapid și este bombardat de resturile spațiale, inclusiv un corp de mărimea Marte al cărui impact a creat luna.
Același impact a transformat și întreaga suprafață a Pământului nou format într-un ocean de magmă topită. Acum, noile cercetări descoperă că rotirea rapidă a planetei ar fi putut influența modul în care această mare topită a răcit.
Viteza de rotație a Pământului ar fi putut afecta acolo unde silicatul mineral s-a cristalizat și s-a stabilit pe măsură ce oceanul magma s-a solidificat, a descoperit noul studiu. Acumularea inegală de silicat și alte minerale ar fi putut influența începutul tectonicii plăcilor sau poate chiar ajuta la explicarea compoziției ciudate a mantalei de astăzi, a spus Christian Maas, geofizic la Universitatea din Münster din Germania.
Pământ cald
Maas este autorul principal al noului studiu care explorează modul în care oceanul de magmă antică s-a răcit și mineralele din interiorul său s-au cristalizat. Aceste procese au început cu aproximativ 4,5 miliarde de ani în urmă, nu la mult timp după ce s-a format Pământul, când un corp planetar de mărimea lui Marte s-a prăbușit pe planeta nou-născută. Impactul a declanșat o bucată de resturi care a format luna, creând totodată atât de multă căldură încât suprafața Pământului a devenit un ocean de magmă la câteva mii de mile adâncime.
„Este foarte important să știi cum arăta oceanul magmă”, a spus Maas pentru Live Science. Pe măsură ce marea fierbinte s-a răcit, a creat scena pentru toată geologia care va urma, inclusiv tectonica plăcilor și amenajarea modernă a straturilor, a mantalei și a crustei a planetei.
Un lucru pe care nu au luat în considerare mulți cercetători, a spus Maas, este modul în care rotația Pământului ar fi afectat răcirea. Folosind o simulare computerizată, Maas și colegii săi au adresat această întrebare, modelând cristalizarea unui tip de mineral, silicat, care constituie o mare bucată de scoarță a Pământului.
Răcire
Simularea a arătat că viteza de rotație a planetei a afectat locul în care silicatul s-a instalat în primele etape ale răcirii oceanului magma, ceea ce s-a întâmplat probabil peste o mie de un milion de ani. Cu o rotație lentă, în intervalul de 8 până la 12 ore pe revoluție, cristalele rămân în suspensie, rămânând uniform distribuite pe întregul ocean magma.
Pe măsură ce viteza de rotație crește, distribuția cristalelor se schimbă. Cu o viteză moderată sau mare, cristalele se așează repede în partea de jos la polul nord și sud și se deplasează în jumătatea de jos a oceanului magma, lângă ecuator. La latitudinile de mijloc, cristalele rămân suspendate și sunt distribuite uniform.
La cele mai rapide viteze de rotație - o rotație completă în aproximativ 3 - 5 ore - cristalele se acumulează în fundul oceanului magma, indiferent de latitudine. Cu toate acestea, convecția în magma rulantă în apropierea regiunilor polare a determinat în mod repetat creșterea cristalelor, astfel încât stratul cristalizat nu a fost foarte stabil.
Oamenii de știință nu știu exact cât de rapid a rotit Pământul timpuriu, deși estimează că a învârtit complet în aproximativ 2 - 5 ore la momentul existenței oceanului magma.
Studiul, publicat în numărul de mai al revistei Earth and Planetary Science Letters, nu a luat în considerare alte tipuri de minerale sau a modelat distribuția silicaților dincolo de prima fază a cristalizării oceanului magma. Adăugarea altor tipuri de minerale în model este următorul pas, a spus Maas.
El a adăugat că este interesat și de studierea impacturilor planetare ulterioare. Nu la mult timp după impactul uriaș, care formează luna, Pământul a fost lovit probabil cu roci spațiale mai mici, a spus Maas. Dacă rotația Pământului a făcut ca oceanul magmă să se cristalizeze inegal, mineralele din acele bucăți de resturi interstelare ar fi putut fi încorporate pe Pământ foarte diferit, în funcție de locul în care au aterizat, a spus el.
De asemenea, nu este clar dacă mantia de astăzi păstrează urme ale acestui început înflăcărat. Mantaua modernă este un pic de mister. Deosebit de deosebit sunt „blobele”, două zone de rocă fierbinte de dimensiuni continentale, care încetinesc întotdeauna orice valuri seismice de la cutremurele care trec. Cunoscute în mod corespunzător drept „provincii mari cu viteză mică de forfecare” sau LLSVP, aceste pete sunt de fiecare dată de 100 de ori înălțimea Muntelui Everest, dar nimeni nu știe din ce sunt făcute sau de ce sunt acolo.
Există o mulțime de puncte încă neconectate între anomaliile mantalei de astăzi, cum ar fi tâmpenii și vechiul ocean magmă al Pământului timpuriu, a spus Maas. Poate că toate urmele acelei mări arzătoare au fost șterse mult timp de forțele geologice, a adăugat el. Dar a afla cum arăta suprafața solidă inițială a planetei ar putea ajuta la explicarea modului în care a evoluat la starea sa actuală.
