Tektonika ploča možda nije trajno obilježje Zemlje. Proces koji tvori planine, pokreće zemljotres i tjera kontinente planete da se tako polako preuređuju, mogao bi u budućnosti završiti milijarde godina, pokazuju nove simulacije.
Povezani sadržaj
- Znanstvenici su zamislili bazu tektonske ploče
- Dijamanti se drže u tajnosti oko tektonike ploča
"Već neko vrijeme znamo da je tektonika ploča samo jedno u nizu tektonskih stanja u kojima bi se mogao nalaziti i planet", kaže Craig O'Neill, planetarni znanstvenik sa Sveučilišta Macquarie u Australiji.
Planeti poput Marsa i Merkura nalaze se u stajaćem stanju poklopca. Vanjska ljuska ovih planeta, koja se naziva litosfera, previše je gusta da bi se unutrašnjost planeta mogla raspasti i stvoriti tektonsku aktivnost. Znanstvenici su pretpostavili da će na kraju Zemlja doći do sličnog stanja, ali dokaza nedostaje, kaže O'Neill. "Jednostavno nemamo dovoljno planeta iz kojih bismo mogli izvući bilo kakve stvarne zaključke."
Tako su O'Neill i njegovi kolege krenuli modelirati evoluciju Zemlje i vidjeti što budućnost može imati za naš planet. Ali čak ni sa modernim superračunalima, nema dovoljno računalne snage da bi simulirao cijelu trodimenzionalnu Zemlju kroz njenu cijelu povijest. Umjesto toga, grupa je izgradila pojednostavljenu, dvodimenzionalnu simulaciju Zemlje koja modelira evoluciju planeta od njegovog nastanka prije 4, 5 milijarde godina do više od 5 milijardi godina u budućnost. Čak i tada, jedna vožnja trajala je 3 tjedna, napominje O'Neill.
Pojednostavljeni model omogućio je timu da isproba različita polazišta za ranu Zemljinu temperaturu, varijablu koja je trenutno nepoznata, jer nemamo nijedne stijene iz prvih 500 milijuna godina povijesti planeta. "Jedna od najvećih slabosti [našeg] razumijevanja evolucije Zemlje u ovom trenutku je to što ne znamo kako je zapravo započelo", kaže O'Neill.
Znanstvenici su pretpostavljali da je proces akrekcije - kad se mali komadići ranog sunčevog sustava spoji u jedan planet - bio prilično cool proces i da su se planeti tek kasnije zagrijavali dok su radioaktivni elementi u unutrašnjosti propadali.
"Ovih dana mislimo da je tijekom procesa akcesije uneseno dosta energije", kaže on. "Imate puno velikih tijela koja se razbijaju jedno u drugo. Utječu puno topline. "I kratkotrajni radioaktivni elementi, poput aluminija-26 i željeza-60, koji se više ne mogu naći u Sunčevom sustavu, možda su dodatno zagrijali stvari.
Tim je otkrio da početno stanje planeta može dramatično utjecati na njegov životni ciklus. Kad je planeta u modelu krenula hladnije, brzo je razvila tektoniku ploča, izgubivši značajku nakon samo 10 do 15 milijardi godina.
Ali toplija Zemlja, za koju O'Neill misli da je vjerojatnija, rezultira planetom koji polako razvija tektonsku ploču. Započinje u stanju sličnom Jupiterovom mjesecu Iu, koje je prekriveno aktivnim vulkanima, ali nema tektonskih ploča. Model pokazuje planet na kojem se tektonika ploča uključuje i isključuje tijekom 1 do 3 milijarde godina. (Ovo je vremensko razdoblje za našu planetu, za kojega je geološki zapis mrljast, a neki geolozi, uključujući O'Neill, zaključili su da postoji snažan slučaj za isprekidanu tektoniku za to vrijeme. "Vrijedno je napomenuti da to nije u potpunosti dogovoreno na ", kaže on.)
Simulacije pokazuju Zemlju koja se zatim na kraju stapa u milijarde godina tektonike ploča, prije nego što se konačno ohladi dovoljno da se to završi - u narednih 5 milijardi godina. "U nekom trenutku", kaže O'Neill, "Zemlja će se usporiti i ta će se litosfera sve gušći i gušći pretvoriti u točku u kojoj je previše jaka i pregusta da bi je unutrašnjost više mogla razbiti. ”
Istraživači iznose svoja otkrića u junskom izdanju Fizike zemlje i planetarnih unutrašnjosti .
Stijene su "najbolje stvari na koje se moramo osloniti da nam govore o prošlosti", kaže Bradford Foley, geodinamičar iz Carnegie Institucije u Washingtonu. I bez njih, znanstvenici se moraju oslanjati na teorijske modele. Ali ima puno neizvjesnosti koje se u njih ugrađuju, napominje Foley. Na primjer, O'Neillov tim mogao je dobiti različite rezultate da je koristio različite formule koje opisuju načine na koji se oblikuju stijene. Nijedan model koji se danas razvija kako bi opisao evoluciju planeta nije nigdje blizu konačnog, kaže Foley.
Ali takvi modeli mogu pomoći istražiti što se moglo dogoditi na Zemlji, kao i na drugim planetima u svemiru. Tektonika ploča važan je za Zemljin ciklus ugljika i pomaže u regulaciji količine ugljičnog dioksida u atmosferi. "Ovaj ciklus pomaže u održavanju stabilizirane Zemljine klime u lijepo umjerenom rasponu", primjećuje Foley. To je jedan od razloga što su znanstvenici jednom pretpostavili da planet bez tektonike ploča ne može ugostiti život, ili barem složen život.
Ostali čimbenici, poput tekuće vode i sastava atmosfere egzoplaneta, također se mogu igrati u planetarnoj naseljenosti, napominje O'Neill. Tako da je možda moguće pronaći život negdje u svemiru na planeti koji se ne kreće i trese poput Zemlje.
