Algfaasis on Maa võib-olla neelanud Merkuuriga sarnase planeedi, kuid palju suurem. See varane söögikord võiks selgitada Maa kihtide mõistatuslikku meiki ja see võiks olla tingitud magnetvälust, mis siinse elu teeb võimalikuks.
Seotud sisu
- Alandlik magneesium võib Maa magnetvälja toita
- Maa magnetväli on vähemalt neli miljardit aastat vana
- Metallsadu võib selgitada, miks Maa on tehtud teistsugustest asjadest kui Kuu
"Me arvame, et suudame neid kahte lindu ühe kiviga lüüa, " ütleb Oxfordi ülikooli geokeemik Bernard Wood, kes teatas sellest ideest sel nädalal ajakirjas Nature.
Kui tundub uskumatu, et 2015. aastal ei tea me veel, kuidas meie maailm kujunes, siis mõelge, kui keeruline on oma interjööri piiluda. Pikimad, kõige raskemad, seni tehtud puurid ei saa kaugemale kui Maa õhuke väliskoor. Kuuma kivimi looduslikud kanalid toovad uurimiseks meie pinnast materjalid sügavamast vahevöökihist, kuid isegi need sadade miili pikkused sambad tunduvad madalad, kui mõtleme planeedi keskpunkti rohkem kui 3700 miili meie all. Maa ajaloo kokkukogumine sarnaneb seega pisut sellega, kuidas proovida ära arvata, kuidas kooki küpsetati jäätumise ja võib-olla mõne hulkuva puru maitsmise teel. Uute tõendite ja ideede jaoks on veel palju ruumi.
"Põnev aeg on põllul olla, " ütleb geokeemik Richard Carlson Washingtoni Carnegie Instituudist. "Sügava Maa uuringutest tuleb välja palju asju, millest me ei saa eriti hästi aru."
Traditsiooniline vaade sellele, kuidas Maa kokku sai, algab kosmoseprahi kokkukogumisega. Kivised meteoore meenutavad kivid, mis täna veel meile vihma sajavad, läksid üha suuremateks tükkideks. Pigistatuna, pummeldatud ja kuumutatud kasvav killustikuhunnik sulas lõpuks ära ja jahutati, moodustades kihid aeglaselt miljardite aastate jooksul. 1980ndatel uuritud geoloogilised purud aitasid seda lugu kinnitada. Kui välja arvata teatavad metallid, näiteks raud, millest arvatakse, et enamik on vajunud Maa tuuma, näisid maapealsed kivimid olevat valmistatud samast materjalist nagu chondritid, see on teatud kiviste meteooride rühm.
Umbes kümmekond aastat tagasi leidis Carlson pärast kahtlust, kui võrrelda Maakivimit ja kosmosekivimit paremate instrumentide abil, kahtlusteks. Tema meeskond uuris kaht haruldast elementi, millel on ebaharilikud nimed ja magnetilised isiksused: neodüüm, mis on hübriidautodes ja suurtes tuulikutes kasutatavate magnetide koostisosa, ning samarium, mis on tavaline kõrvaklappide magnetides. Maapealsed proovid sisaldasid samaariumiga võrreldes vähem neodüümi kui kondiitrid, leidsid teadlased.
Seda väikest, vaid mõne protsendi suurust lahknevust oli endiselt raske seletada. Võib-olla, mõtles Carlson, moodustas jahutav Maa kihid palju kiiremini, kui seni arvati, kümnete miljonite aastate jooksul miljardite asemel. Ülemine kiht, mis kiiresti moodustub, kaob neodüümist, seda tasakaalustab alumine kiht, mis varjas puuduva elemendi vahevöösse. Selle salajase veehoidla kohta pole aga mingeid tõendeid leitud. Selle kalduvust jääda kangekaelselt sügavusse kinni on raske seletada, arvestades, et vahevöö kirub nagu supp keeb, viies selle koostisosad sageli pinnale vulkaanide tekkena. Ja kui kuu sündis, kui planeedikeha Maale purunes, nagu tavaliselt arvatakse, oleks selle löögi põhjustatud sulamine pidanud reservuaari uuesti vahevöösse segama.
Varjatud neodüümi arvele võtmise asemel pakkus teine grupp teadlasi välja viis sellest vabanemiseks. Nad kujutasid ette neodüümiga rikastatud koorikut, mis kasvab kondiitrites kivimites, millest Maa tehti. Nende objektide vahelised kokkupõrked võisid suure osa sellest väliskihist maha kraapida, muutes neodüümi harvemaks.
Kuid ka selle vaatega on probleeme. Erosioonijääkidega sarnase koostisega meteoriite pole kunagi leitud. Ka see mahapudenenud nahk oleks võtnud palju Maa soojust. Uraan, toorium ja muud radioaktiivsed materjalid, mis teadaolevalt vastutavad meie planeedi kuumuse eest, oleksid samuti sattunud eemaldatud kihti.
"Umbes 40 protsenti Maa soojust tootvatest elementidest läheks kosmosesse kaduma, " ütleb Austraalia riikliku ülikooli geokeemik Ian Campbell.
Lootes neist kriitilistest elementidest kinni hoida otsustas Wood oma noorpõlves Maa keemia näpistada. Ta sai inspiratsiooni meie päikesesüsteemi ühelt võõral planeedilt: Merkuurilt. Keemiliselt on päikesele kõige lähemal asuv planeet tegeliku väävliga koormatud põrgulik koht, mida tänapäeva teadus on nimetanud väävliks. Kuidas moodustuksid kihid noorel maal, kui planeet näeks välja pigem Merkuur? Sellele küsimusele vastamiseks lisas Wood väävli elementide segudele, mis olid mõeldud ürgse Maa koostise simuleerimiseks. Ta küpsetas pilkupüüdvaid planeete nii kuumal temperatuuril kui reaktiivkütuse põletamine ja surus neid kolvi abil umbes 15 000 korda suurema rõhuni kui tavalises kodumajapidamises kasutatavas õhupliidis.
Piisava väävli sisaldusega matsid miniatuursed algmaailmad neodüümi, moodustades kihte - mitte võltsmantlitesse, vaid sügavamale võltstuumadesse. Tuuma lõksu jäänud neodüüm võib olla tingitud Carlsoni anomaaliast. See ekstra väävel võis pärineda elavhõbedasarnasest objektist, mis tabas kasvavat Maad varakult, võib-olla isegi sama objekt, mis arvatavasti moodustas Kuu, soovitab Wood.
“Me vajaksime keha, mille suurus on 40–40 protsenti Maa suurusest.” Samuti on võimalik, et Maa kasvas alguses tuumadest, mis ei olnud valmistatud chondritidest, vaid muust väävlirikkast kosmoseprügist. Mõlemal juhul oleks see kosmiline süžee võinud seada aluse maakera elu tõusule. Sellepärast, et ka väävel oleks aidanud uraani ja tooriumi südamikku tõmmata. Nendest radioaktiivsetest elementidest lisanduv kuumus võib aidata tuuma välimist osa kloppida ning arvatakse, et see sulametalli jõuline liikumine tekitab voolusid, mis omakorda tekitavad Maa magnetvälja.
Päikese ja selle koostoime Maa magnetväljaga (mitte mõõtkavas) illustratsioon. (NASA Goddardi kosmoselennukeskus) Ilma magnetismita ei saaks merikilpkonnad ja merekaptenid navigeerida ega isegi eksisteerida. Elu poleks planeedi pinnal võimalik olnud ilma selle kaitseta, mida väli pakub päikese eest voolav suure energiaga osakeste eest.
Woodi kolleegid kirjeldavad tema teooriat usutavana. Kuid nagu ka teised viimastel aastatel Maa kohta kirjutatud päritolu lood, pole see kaugeltki lõplik. Esiteks jäid eksperimendis saavutatud temperatuurid ja rõhud nii äärmuslikeks kui Maa alglooma keskkond. Teiseks on uuringud selle kohta, kuidas maavärinad läbivad planeedi sisemust, seadnud piirid tuuma kergusele ning palju väävli heitmine planeedi keskele võib viia tuuma ebamugavalt nendele piiridele.
Oma juhtumi tugevdamiseks plaanib Wood perioodilise tabeli küürimist teiste salapärase arvukusega elementidega, mida võiks seletada ürgsegusse väävli lisamisega. Valdkonna ajalugu silmas pidades kulub palju skeptikute veenmiseks, nagu Marylandi ülikooli geokeemik Bill McDonough. "Panin selle idee tunduvalt alla 50-protsendilise võimaluse olla õige, " ütleb ta .
