Рання Земля була пекельним місцем: гаряча, рухома, швидко обертається і бомбардується космічним сміттям, включаючи тіло розміром з Марсом, вплив якого створював Місяць.
Цей же вплив також перетворив всю поверхню новоутвореної Землі на розплавлений магмовий океан. Тепер нові дослідження виявляють, що швидке обертання планети, можливо, вплинуло на охолодження цього розплавленого моря.
Швидкість обертання Землі, можливо, вплинула на те, коли мінеральний силікат кристалізувався і осідав, як затверджувався океан магми, показало нове дослідження. Нерівномірне накопичення силікату та інших мінералів, можливо, вплинуло на початок тектоніки плит або навіть може допомогти пояснити дивний склад сьогоднішньої мантії, - сказав Крістіан Маас, геофізик з Мюнстерського університету в Німеччині.
Гаряча Земля
Маас - головний автор нового дослідження, який досліджує, як античний магматичний океан охолоджувався і мінерали, що знаходяться в ньому, кристалізувалися. Ці процеси почалися приблизно 4,5 мільярда років тому, недовго після утворення Землі, коли планетарне тіло розміром з Марс врізалося в новонароджену планету. Цей удар відбив шматок уламків, які утворювали Місяць, а також створив стільки тепла, що поверхня Землі стала океаном магми в глибину декількох тисяч миль.
"Це дійсно важливо знати, як виглядав океан магми", - сказав Маас Live Science. Коли гаряче море охололо, воно створило підґрунтя для всієї геології, яка буде наступною, включаючи тектоніку плит та сучасне шарувато-шаруване розташування планети, мантії та кори планети.
Маас сказав, що не багато дослідників вважають, як обертання Землі вплине на охолодження. За допомогою комп’ютерного моделювання Маас та його колеги вирішили це питання, моделюючи кристалізацію одного типу мінералу, силікату, який становить великий шматок земної кори.
Заспокойся
Моделювання показало, що швидкість обертання планети вплинула там, де силікат осідав на ранніх стадіях охолодження магмінського океану, що, ймовірно, відбувалося протягом тисячі до мільйона років. При повільному обертанні, в інтервалі від 8 до 12 годин за оберт, кристали залишаються в суспензії, залишаючись рівномірно розподіленими по всьому магмінному океану.
Зі збільшенням швидкості обертання змінюється розподіл кристалів. З помірною або високою швидкістю кристали швидко осідають на дні на Північному та Південному полюсах і переміщуються до нижньої половини магмінного океану біля екватора. У середніх широтах кристали залишаються зваженими і розподіляються рівномірно.
З найшвидшими швидкостями обертання - повним обертанням приблизно за 3 - 5 годин - кристали накопичуються на дні магманського океану незалежно від широти. Однак конвекція в котячій магмі біля полярних областей неодноразово змушувала кристали пузиритися, тому кристалізований шар був не дуже стійким.
Вчені не знають точно, наскільки швидко оберталася рання Земля, хоча вони вважають, що вона повністю закрутилася приблизно за 2 до 5 годин під час існування магмінського океану.
У дослідженні, опублікованому в майовому випуску журналу "Земля і планетарні наукові листи", не було розглянуто інших видів мінералів і не було модельовано розподіл силікатів після першої фази кристалізації магматичного океану. Додавання інших видів мінералів до моделі - наступний крок, сказав Маас.
Він додав, що також зацікавлений у вивченні пізніших впливів на планету. Недавно після гігантського, що утворює місяця удару, Земля, ймовірно, потрапила у менші космічні скелі, сказав Маас. Якби обертання Землі змусило магматичний океан кристалізуватися нерівномірно, мінерали в цих шматках міжзоряного сміття могли бути внесені до Землі дуже по-різному, залежно від того, де вони приземлилися, сказав він.
Також не ясно, чи зберігає сьогоднішня мантія сліди цього вогненного початку. Сучасна мантія - трохи таємниця. Особливо дивовижними є "краплі", дві області континенту розміром з гарячою скелею, які завжди сповільнюють будь-які сейсмічні хвилі від землетрусів, які проходять крізь. Належно відомі як "великі провінції з низькою швидкістю зсуву", або LLSVP, ці краплі мають кожні 100 разів більше висоти Евересту, але ніхто не знає, з чого вони зроблені або для чого вони там.
Існує багато крапок, які ще не пов’язані між сьогоднішніми аномаліями мантії, як краплі та древньомагнійним океаном ранньої Землі, сказав Маас. Можливо, всі сліди цього вогненного моря вже давно стерли геологічні сили, додав він. Але з'ясування того, як виглядала початкова тверда поверхня планети, може допомогти пояснити, як вона еволюціонувала до сучасного стану.
