A korai Föld egy infernális hely volt: forró, forgó, gyorsan forgó és az űrhajók által bombázott, beleértve egy Mars méretű testet, amelynek hatása létrehozta a holdot.
Ugyanez az ütés az újonnan kialakult Föld teljes felületét olvadt magma-óceángá változtatta. Az új kutatások szerint a bolygó gyors forogása befolyásolhatja ennek az olvadt tengernek a lehűlését.
Az új tanulmány szerint a Föld forgási sebessége befolyásolhatja az ásványi szilikát kristályosodását és ülepedését, amikor a magma-óceán megszilárdult. A szilikát és más ásványi anyagok egyenetlen felhalmozódása befolyásolhatja a lemeztektonika kezdetét, vagy akár meg is magyarázhatja a mai köpeny furcsa összetételét - mondta Christian Maas, a németországi Münsteri Egyetem geofizikusa.
Forró föld
Maas az új tanulmány vezető szerzője, amely azt vizsgálja, hogy az ősi magma-óceán hogyan hűlt és az abban lévő ásványok kristályosodtak. Ezek a folyamatok mintegy 4,5 milliárd évvel ezelőtt kezdődtek, nem sokkal a Föld kialakulása után, amikor egy Mars méretű bolygótest becsapódott az újszülött bolygóba. Az ütés egy darab törmeléket csapott le, amely a holdot formálta, ugyanakkor annyira hőt bocsátott ki, hogy a Föld felülete több ezer mérföld mélyen a magma óceánjává vált.
"Nagyon fontos tudni, hogy néz ki a magma-óceán" - mondta Maas a Live Science-nek. Amint a meleg tenger lehűlt, megteremtette a helyet a következő geológiának, beleértve a lemeztektonikát és a bolygó modern rétegezett, köpenyes és kéreg elrendezését.
Az egyik dolog, amelyet sok kutató nem vett figyelembe - mondta Maas - az, hogy a Föld forgása hogyan befolyásolta volna a hűtést. Számítógépes szimuláció segítségével Maas és munkatársai foglalkoztak ezzel a kérdéssel, modellezve egy ásványi anyag, a szilikát kristályosodását, amely a földkéreg nagy darabját képezi.
Nyugodj le
A szimuláció kimutatta, hogy a bolygó forgási sebessége befolyásolja azt a helyet, ahol a szilikát a magma-óceán lehűlésének korai szakaszában telepedik le, ami valószínűleg ezer-egymillió év alatt történt. Lassú forgással, fordulatonként 8–12 óra tartományban a kristályok szuszpenzióban maradnak, és egyenletesen eloszlanak a magma-óceánban.
A forgási sebesség növekedésével a kristályok eloszlása megváltozik. Közepes vagy nagy sebességgel a kristályok gyorsan leereszkednek az aljára az északi és a déli pólusokon, és a magma-óceán alsó felére mozognak az Egyenlítő közelében. A középső szélességnél a kristályok felfüggesztett állapotban vannak és egyenletesen eloszlanak.
A leggyorsabb fordulatszámnál - teljes fordulat körülbelül 3–5 órán belül - a kristályok a szélességtől függetlenül a magma-óceán alján felhalmozódnak. A poláris régiók melletti forgó magma konvekciója azonban a kristályok többször buborékolódását okozta, így a kristályosodott réteg nem volt nagyon stabil.
A tudósok nem tudják pontosan, milyen gyorsan fordult a korai Föld, bár becsléseik szerint a magma-óceán létezésének ideje alatt körülbelül 2–5 óra alatt teljesen körül forog.
A Earth and Planetary Science Letters folyóirat közelgő májusi kiadásában megjelent tanulmány nem vizsgálta az ásványok más típusait, vagy nem modellezte a szilikát eloszlását a magma-óceán kristályosodásának első szakaszán. A következő lépés más ásványi anyagok hozzáadása a modellbe - mondta Maas.
Hozzátette, hogy ő is érdekli a későbbi bolygóhatások tanulmányozását. Nem sokkal az óriási, holdképző hatás után a Föld valószínűleg kisebb űrkékkel ütközött - mondta Maas. Ha a Föld forgása miatt a magma-óceán egyenetlenül kristályosodna, akkor a csillagközi törmelék darabjaiban található ásványok nagyon eltérően beépülhetnek a Földbe, attól függően, hogy hol szállnak le - mondta.
Az sem világos, hogy a mai köpeny megtartja-e ennek a tüzes kezdetnek a nyomát. A modern köpeny rejtély. Különösen zavaróak a "foltok", két kontinens méretű forró kőzet területe, amelyek mindig lelassítják az áteresztő földrengések szeizmikus hullámait. Megfelelően "nagy nyírósebességű tartományok" vagy "LLSVP" néven ismertek, ezek a foltok mindegyike a Mount Everest magasságának 100-szorosa, de senki sem tudja, hogy miből készülnek, vagy miért vannak ott.
A pontok és a korai Föld ősi magma-óceánja között sok pont még mindig nincs kapcsolatban a mai köpeny anomáliákkal, mondta Maas. Talán a tüzes tenger minden nyomát régóta törölték a geológiai erők - tette hozzá. Ám annak kitalálása, ahogyan néz ki a bolygó kezdeti szilárd felülete, megmagyarázhatja, hogyan fejlődött a jelenlegi állapotába.
