Dannelsen av planeten jorden

Dannelsen og evolusjonen av planeten Jorden er en vitenskapelig detektivhistorie som har tatt astronomer og planetforskere mye forskning å finne ut av. Å forstå vår verdens dannelsesprosess gir ikke bare ny innsikt i dens struktur og dannelse, men den åpner også nye vinduer med innsikt i dannelsen av planeter rundt andre stjerner.

Jorden var ikke rundt i begynnelsen av universet. Faktisk var veldig lite av det vi ser i kosmos i dag da universet dannet seg for 13,8 milliarder år siden. For å komme til Jorden er det imidlertid viktig å begynne i begynnelsen, da universet var ung.

Det hele startet med bare to elementer: hydrogen og helium, og et lite spor av litium. De første stjernene dannet seg av hydrogenet som fantes. Når prosessen startet, ble generasjoner av stjerner født i skyer av gass. Når de eldes skapte disse stjernene tyngre elementer i kjernene, elementer som oksygen, silisium, jern og andre. Da de første generasjonene av stjerner døde, spredte de elementene til verdensrommet, noe som frøset neste generasjons stjerner. Rundt noen av disse stjernene dannet de tyngre elementene planeter.

For rundt fem milliarder år siden, på et helt vanlig sted i galaksen, skjedde det noe. Det kan ha vært en supernovaeksplosjon som presset mye av dets tunge elementvrak til en nærliggende sky av hydrogengass og interstellært støv. Eller, det kunne ha vært handlingen til en forbipasserende stjerne som rørte opp skyen til en virvlende blanding. Uansett hvilken kickstart det var, dyttet skyen til handling som til slutt resulterte i fødselen av solsystemet. Blandingen ble varm og komprimert under sin egen tyngdekraft. I senteret dannet det seg et protostell objekt. Den var ung, varm og glødende, men ennå ikke en full stjerne. Rundt den virvlet en skive av det samme materialet, som ble varmere og varmere etter hvert som tyngdekraften og bevegelsen komprimerte støv og steiner i skyen.

Den varme unge protostaren til slutt "slått på" og begynte å fusjonere hydrogen til helium i kjernen. Sola ble født. Den virvlende hetskiven var vuggen der Jorden og søsterplanetene dannet seg. Det var ikke første gang et slikt planetarisk system ble dannet. Faktisk kan astronomer se bare denne typen ting som skjer andre steder i universet.

Mens solen vokste i størrelse og energi, og begynte å tenne på atomvåpen, avkjølte den varme disken sakte. Dette tok millioner av år. I løpet av den tiden begynte komponentene på disken å fryse ut i små støvstore korn. Jernmetall og forbindelser av silisium, magnesium, aluminium og oksygen kom først ut i det brennende miljøet. Biter av disse er bevart i kondrietmeteoritter, som er eldgamle materialer fra solnebelen. Sakte slo disse kornene seg sammen og samlet seg i klumper, deretter biter, deretter klopper og til slutt kropper kalt planetesimaler store nok til å utøve sin egen tyngdekraft.

Etter hvert som tiden gikk kolliderte planetesimaler med andre kropper og ble større. Mens de gjorde det, var energien i hver kollisjon enorm. Da de nådde hundre kilometer eller så i størrelse, var planetesimale kollisjoner energiske nok til smelt og fordamp mye av det involverte materialet. Bergartene, jernet og andre metaller i disse sammenstøtende verdenene sorterte seg i lag. Det tette jernet slo seg ned i sentrum og den lysere bergarten skilte seg ut i en mantel rundt jernet, i en miniatyr av Jorden og de andre indre planetene i dag. Planetiske forskere kaller denne avviklingsprosessen differensiering. Det skjedde ikke bare med planeter, men skjedde også innenfor større måner ogde største asteroidene. Jernmeteorittene som av og til stuper til Jorden kommer fra kollisjoner mellom disse asteroidene i den fjerne fortiden.

På et tidspunkt i løpet av denne tiden, tente solen. Selv om solen bare var omtrent to tredjedeler så lys som den er i dag, er tenningsprosessen ( såkalt T-Tauri-fase) var energisk nok til å blåse bort det meste av den gassformige delen av protoplanetær disk. Bunker, steinblokker og planetesimaler som ble etterlatt, fortsatte å samle seg inn i en håndfull store, stabile kropper i godt fordelt baner. Jorden var den tredje av disse, regnet utover fra solen. Prosessen med ansamling og kollisjon var voldelig og spektakulær fordi de mindre bitene etterlot seg enorme kratere på de større. Studier av de andre planetene viser disse virkningene og bevisene er sterk at de bidro til katastrofale forhold på spedbarns jord.

På et tidspunkt tidlig i denne prosessen slo en veldig stor planetesimal jorda et slag utenfor sentrum og sprayet mye av den unge jordens steinete mantel ut i verdensrommet. Planeten fikk det meste tilbake etter en periode, men noe av det samlet seg inn i en andre planetesimal kretsende jord. Disse restene antas å ha vært en del av Månens formasjonshistorie.

De eldste overlevende bergartene på jorden ble lagt ned rundt fem hundre millioner år etter at planeten først ble dannet. Den og andre planeter led under det som ble kalt "sen tung bombardement" av de siste forvillede planetesimene for rundt fire milliarder år siden). De gamle bergartene er datert av uran-bly-metode og ser ut til å være omtrent 4,03 milliarder år gammel. Deres mineralinnhold og innebygde gasser viser at det var vulkaner, kontinenter, fjellkjeder, hav og jordskorpeplater på jorden i disse dager.

Noen litt yngre bergarter (ca. 3,8 milliarder år gamle) viser fristende bevis på livet på den unge planeten. Mens eoner som fulgte var fulle av rare historier og vidtrekkende forandringer, da det første livet dukket opp, Jordens struktur var godt dannet, og bare dens primære atmosfære ble endret ved begynnelsen av livet. Scenen var satt for dannelse og spredning av bittesmå mikrober over hele planeten. Evolusjonen deres resulterte til slutt i den moderne livsbærende verden fremdeles fylt med fjell, hav og vulkaner som vi kjenner i dag. Det er en verden som stadig endres, med regioner der kontinentene trekker fra hverandre og andre steder der nytt land blir dannet. Disse handlingene påvirker ikke bare planeten, men livet på den.

Bevisene for historien om jordas dannelse og evolusjon er et resultat av pasientinnsamling fra meteoritter og studier av geologien til de andre planetene. Det kommer også fra analyser av veldig store organer med geokjemiske data, astronomiske studier av planettdannende regioner rundt andre stjerner, og flere tiår med seriøs diskusjon blant astronomer, geologer, planetforskere, kjemikere og biologer. Historien om Jorden er en av de mest fascinerende og sammensatte vitenskapelige historiene rundt, med rikelig med bevis og forståelse for å sikkerhetskopiere den.

Oppdatert og skrevet om av Carolyn Collins Petersen.