Încă de la început, Pământul ar fi putut înghiți o planetă similară cu Mercur, dar mult mai mare. Această masă timpurie ar putea explica machiajul nedumerit al straturilor Pământului și ar putea contabiliza câmpul magnetic care face viața posibilă aici.
Continut Asemanator
- Magneziul umil ar putea fi câmpul magnetic al Pământului
- Câmpul magnetic al Pământului are cel puțin patru miliarde de ani
- Ploaia metalică ar putea explica de ce Pământul este făcut din diferite lucruri decât Luna
„Credem că putem lovi aceste două păsări cu o singură piatră”, spune Bernard Wood, geochimist la Universitatea din Oxford, care a raportat ideea săptămâna aceasta în revista Nature.
Dacă vi se pare incredibil că în 2015 încă nu știm cum s-a format lumea noastră, luați în considerare cât de dificil este să priviți interiorul. Cele mai lungi, cele mai grele exerciții făcute încă nu se pot îndepărta de sub crusta exterioară subțire a Pământului. Canalele naturale de rocă fierbinte aduc cu ajutor materiale la suprafața din stratul de manta mai adânc pentru a putea fi studiate, dar chiar și aceste coloane, lungi de sute de kilometri, par puțin adânci atunci când ne gândim la centrul planetei, la mai mult de 3.700 de mile sub noi. Împreună istoria Pământului este, așadar, un pic ca să încerci să ghicești cum a fost prăjită o prăjitură gustând ciocolata și poate câteva firimituri rătăcite. Există încă o mulțime de locuri pentru noi dovezi și idei noi.
„Este timpul interesant să fii pe teren”, spune geochimistul Richard Carlson de la Instituția Carnegie din Washington. "Multe lucruri ies din studii pe Pământul adânc pe care nu le înțelegem foarte bine."
Vederea tradițională a modului în care Pământul s-a reunit începe cu aglomerarea de resturi spațiale. Stânci asemănătoare cu meteorii pietroși, care încă ploiesc pe noi astăzi, s-au îmbrăcat în bucăți tot mai mari. Stoarse, puse și încălzite, o grămadă de moloz în creștere în cele din urmă s-a topit și apoi s-a răcit, formând straturi lent peste miliarde de ani. Fructele geologice studiate în anii '80 au ajutat la coroborarea acestei povești. Cu excepția anumitor metale, cum ar fi fierul, cele mai multe dintre care se crede că au scufundat în miezul Pământului, rocile terestre păreau a fi făcute din aceleași lucruri ca și condritele, un grup particular de meteoriți pietroși.
În urmă cu aproximativ un deceniu, Carlson a găsit loc pentru îndoieli, după ce a comparat rocile de pe Pământ și rocile spațiale folosind instrumente mai bune. Echipa sa a investigat două elemente rare, cu nume neobișnuite și personalități magnetice: neodim, un ingredient în magneții folosiți în mașinile hibride și turbinele eoliene mari și samariul, obișnuit în magneții pentru căști. Cercetătorii au descoperit că eșantioanele terestre au conținut mai puțin neodim în raport cu samariul decât condritele.
Această mică discrepanță de doar câteva procente a fost încă dificil de explicat. Poate, a speculat Carlson, un Pământ de răcire a format straturi mult mai repede decât s-a crezut anterior, în zeci de milioane de ani în loc de miliarde de ani. Un strat superior care s-a format rapid va fi epuizat în neodim, echilibrat de un strat inferior care ascundea elementul lipsă adânc în manta. Cu toate acestea, nu a fost găsită nicio dovadă a acestui rezervor secret. Tendința sa de a rămâne încăpățânat lipită la adâncime este greu de explicat, având în vedere că mantaua se năpustește ca supa clocotită, aducând adesea ingredientele sale la suprafață, deoarece creează vulcani. Și dacă luna s-a născut atunci când un corp planetar s-a prăbușit pe Pământ, așa cum se crede în mod obișnuit, topirea provocată de acest impact ar fi trebuit să amestece rezervorul în manta.
În loc să încerce să dea socoteală de neodim ascuns, un al doilea grup de oameni de știință a venit cu o modalitate de a scăpa de el. Ei și-au imaginat o crustă îmbogățită în neodim care crește pe rocile condritice din care a fost făcută Pământul. Coliziunile dintre aceste obiecte ar fi putut răzui o mare parte din acest strat exterior, făcând neodimul mai rar.
Dar sunt și probleme în acest sens. Nu s-au găsit niciodată meteoriți cu compoziții similare cu resturile erodate. De asemenea, acea piele slăbită ar fi luat cu ea o mare parte din căldura Pământului. Uraniu, toriu și alte materiale radioactive, despre care știm că sunt responsabile de căldura planetei noastre, ar fi ajuns și în stratul eliminat.
„Aproximativ 40% din elementele producătoare de căldură ale Pământului s-ar pierde în spațiu”, spune Ian Campbell, geochimistul Universității Naționale din Australia.
În speranța de a menține aceste elemente critice, Wood a decis să modifice chimia Pământului în tinerețe. El s-a inspirat de la una dintre planetele mai ciudate din sistemul nostru solar: Mercur. Chimic vorbind, cea mai apropiată planetă de soare este un loc infernal încărcat cu pucioasă, cunoscută științei moderne sub formă de sulf. Cum s-ar forma straturile pe un Pământ tânăr dacă planeta ar părea mai mult ca Mercur? Pentru a răspunde la această întrebare, Wood a adăugat sulf la amestecuri de elemente menite să simuleze compoziția Pământului primitiv. El a gătit planetele batjocoritoare la temperaturi la fel de fierbinti ca arderea combustibilului cu jet și le-a turnat cu un piston la presiuni de aproximativ 15.000 de ori mai mult decât în interiorul unui aragaz tipic de uz casnic.
Amplasate cu suficient sulf, proto-lumi în miniatură au îngropat neodim în timp ce formau straturi - nu în mantaurile lor false, ci mai adânci în miezul lor fals. Neodimul prins în miez pentru bine ar putea da seama de anomalia lui Carlson. Acest sulf suplimentar ar fi putut proveni de la un obiect asemănător Mercurului care a lovit Pământul în creștere mai devreme, poate chiar același obiect a crezut că a format luna, sugerează Wood.
„Am avea nevoie de un corp de 20 până la 40 la sută din dimensiunea Pământului.” De asemenea, este posibil ca Pământul să crească la început dintr-un sâmbure format nu din condiri, ci din alte dărâmături spațiale bogate în sulf. În orice caz, această poveste cosmică ar fi putut pune în scenă ascensiunea vieții pe Pământ. Acest lucru se datorează faptului că sulful ar fi ajutat să atragă uraniu și toriu în miez. Căldura adăugată din aceste elemente radioactive ar putea ajuta la arderea părții exterioare a miezului și se consideră că această mișcare viguroasă a metalului topit dă naștere curenților care la rândul lor generează câmpul magnetic al Pământului.
O ilustrare (nu la scară) a soarelui și interacțiunea sa cu câmpul magnetic al Pământului. (Centrul de zbor spațial Goddard NASA) Fără magnetism, țestoasele marine și căpitanii de mare nu ar fi în măsură să navigheze - sau chiar să existe. Viața nu ar fi fost posibilă pe suprafața planetei fără protecția pe care câmpul o oferă împotriva particulelor cu energie mare, care ies din soare.
Colegii lui Wood descriu teoria lui ca fiind plauzibilă. Dar, ca și celelalte povești de origine care au fost scrise în ultimii ani despre Pământ, este departe de a fi definitiv. În primul rând, temperaturile și presiunile atinse în experiment, la fel de extreme de puternice, au scăzut departe de condițiile din proto-Pământ. Pe de altă parte, studiile cu privire la modul în care cutremurele călătoresc prin interiorul planetei au limitat limitele cât de ușor poate fi miezul și aruncarea a mult sulf în centrul planetei ar putea pune nucleul aproape inconfortabil de aceste limite.
Pentru a-și consolida cazul, Wood intenționează să cerceteze tabelul periodic pentru alte elemente cu abundențe misterioase, care ar putea fi explicate prin adăugarea de sulf la amestecul primordial. Având în vedere istoria domeniului, va fi nevoie de mult pentru a convinge sceptici precum Bill McDonough, un geochemist la Universitatea din Maryland. „Am pus această idee cu mult sub șansa de 50% de a avea dreptate”, spune el .
