Tektonika plošče morda ni stalna značilnost Zemlje. Novi simulacije kažejo, da bi postopek, ki tvori gore, sprožil potres in privabil celine planeta, da se tako počasi preuredijo, v prihodnosti končal več milijard let.
Sorodne vsebine
- Znanstveniki so si predstavljali podlago tektonske plošče
- Diamanti držijo skrivnost glede tektonike plošč
"Že nekaj časa vemo, da je tektonika plošč samo eno v spektru tektonskih stanj, na katerih bi lahko bil planet, " pravi Craig O'Neill, planetarni znanstvenik z avstralske univerze Macquarie.
Planeta, kot sta Mars in Merkur, sta v zastojenem stanju pokrova. Zunanja lupina teh planetov, imenovana litosfera, je pregosta, da bi se njena notranjost razbila in proizvedla tektonsko aktivnost. Znanstveniki so domnevali, da bo sčasoma Zemlja dosegla podobno stanje, vendar dokazov primanjkuje, pravi O'Neill. "Preprosto nimamo dovolj planetov, da bi lahko iz njih izpeljali resnične zaključke."
Tako sta se O'Neill in njegovi sodelavci odločili za modeliranje razvoja Zemlje in videli, kaj lahko prihodnost ima za naš planet. Toda tudi pri sodobnih superračunalnikih ni dovolj računalniške moči za simulacijo celotne tridimenzionalne Zemlje v celotni zgodovini. Namesto tega je skupina zgradila poenostavljeno dvodimenzionalno simulacijo Zemlje, ki modelira razvoj planeta od njegovega nastanka pred 4, 5 milijarde let do več kot 5 milijard let v prihodnost. Že takrat je en teden trajal 3 tedne, ugotavlja O'Neill.
Poenostavljeni model je omogočil ekipi preizkusiti različna izhodišča za zgodnjo zemeljsko temperaturo, spremenljivko, ki je trenutno še neznana, saj nimamo nobenih kamnin iz prvih 500 milijonov let zgodovine planeta. "Ena od velikih pomanjkljivosti [našega] razumevanja evolucije Zemlje v tem trenutku je, da ne vemo, kako se je pravzaprav začelo, " pravi O'Neill.
Znanstveniki so domnevali, da je bil proces akrekcije - ko so majhni koščki zgodnjega sončnega sistema združeni v planet, dokaj kul proces, in da so se planeti pozneje segrevali, ko so radioaktivni elementi v notranjosti propadli.
"Te dni mislimo, da je bilo v procesu akrekcije vloženega precej energije, " pravi. "Veliko velikih teles se je med seboj razbijalo. Z udarci ustvarjajo veliko toplote. "In kratkotrajni radioaktivni elementi, kot sta aluminij-26 in železo-60, ki jih v sončnem sistemu ni več mogoče najti, so morda še dodatno segreli stvari.
Skupina je ugotovila, da lahko izhodiščno stanje planeta močno vpliva na njegov življenjski cikel. Ko se je planet v modelu začel hladneje razvijati, je hitro razvil tektoniko plošč, izgubil je funkcijo po samo 10 do 15 milijard letih.
Toda bolj vroča Zemlja, za katero O'Neill meni, da je verjetnejša, ima za posledico planet, ki počasi razvija tektoniko plošč. Začne se v stanju, podobnem Jupitrovi luni Io, ki je pokrit z aktivnimi vulkani, vendar nima tektonskih plošč. Model nato prikaže planet, na katerem se tektonika plošč vklopi in izklopi za 1 do 3 milijarde let. (To je časovno obdobje za naš planet, za katerega je geološki zapis pikčast, nekateri geologi, vključno z O'Neillom, pa so sklenili, da je v tem času močan primer za prepleteno tektoniko. "Vredno je poudariti, da to ni povsem dogovorjeno na, "pravi.)
Simulacije prikazujejo Zemljo, ki se nato sčasoma naseli v več milijard let tektonike plošč, preden se končno ohladi dovolj, da se to konča - v nadaljnjih 5 milijard letih ali tako. "V nekem trenutku, " pravi O'Neill, "se bo Zemlja upočasnila in litosfera se bo vse bolj debela in debela, do točke, ko je premočna in predebela, da bi jo notranjost lahko več razbila. ”
Raziskovalci poročajo o svojih ugotovitvah v junijski številki Fizike Zemlje in planetarne notranjosti .
Kamnine "so najboljše stvari, na katere se moramo zanašati, če nam želite povedati preteklost, " pravi Bradford Foley, geodinamik iz Carnegiejeve institucije v Washingtonu. In brez njih se morajo znanstveniki zanašati na teoretične modele. Vendar je veliko negotovosti, ki se vključujejo vanje, ugotavlja Foley. Na primer, O'Neillova ekipa bi lahko dobila različne rezultate, če bi uporabila različne formule, ki opisujejo načine oblikovanja kamnin. Nobeden od modelov, ki se danes razvijajo za opis razvoja planeta, ni nikjer dokončen, pravi Foley.
Toda takšni modeli lahko pomagajo raziskati, kaj bi se lahko zgodilo na Zemlji, pa tudi na drugih planetih v vesolju. Tektonika plošč je pomembna za Zemljin cikel ogljika in pomaga uravnavati količino ogljikovega dioksida v atmosferi. "Ta cikel pomaga ohranjati stabilnost podnebja Zemlje v lepo zmernem območju, " ugotavlja Foley. To je eden od razlogov, da so znanstveniki nekoč domnevali, da planet brez tektonike plošč ne bi mogel živeti življenja ali vsaj zapletenega življenja.
Drugi dejavniki, na primer tekoča voda in sestava ozračja eksoplaneta, lahko prav tako vplivajo na življenjsko dobo planeta, ugotavlja O'Neill. Tako je morda mogoče najti življenje nekje v vesolju na planetu, ki se ne premika in trese kot Zemlja.
