Raná Zem bola pekelné miesto: horúce, vrčiace, rýchlo sa otáčajúce a bombardované vesmírnymi troskami vrátane tela veľkosti Mars, ktorého dopad vytvoril mesiac.
Rovnaký dopad tiež zmenil celý povrch novo vytvorenej Zeme na roztavený magmatický oceán. Nový výskum teraz zistil, že rýchly rozpad planéty mohol ovplyvniť chladenie tohto roztaveného mora.
Nová štúdia zistila, že rýchlosť rotácie Zeme môže mať vplyv na to, kde minerálny kremičitan vykryštalizoval a usadil sa, keď magmatický oceán stuhol. Nerovnomerná akumulácia kremičitanu a ďalších minerálov mohla ovplyvniť začiatok doskových tektoník alebo by mohla pomôcť vysvetliť divné zloženie dnešného plášťa, uviedol Christian Maas, geofyzik na Münsterskej univerzite v Nemecku.
Horúca zem
Maas je hlavným autorom novej štúdie skúmajúcej, ako sa starodávny magmatický oceán ochladil a minerály v ňom kryštalizovali. Všetky tieto procesy sa začali asi pred 4,5 miliardami rokov, nie dlho po vytvorení Zeme, keď na novonarodenú planétu narazilo planetárne teleso veľkosti Marsu. Náraz zrazil kúsok odpadu, ktorý vytvoril mesiac, a zároveň vytvoril toľko tepla, že povrch Zeme sa stal oceánom magmy vzdialeným niekoľko tisíc kilometrov.
„Je naozaj dôležité vedieť, ako vyzeral magmaský oceán,“ povedal Maas pre Live Science. Keď sa horúce more ochladilo, pripravilo pôdu pre celú geológiu, ktorá príde ďalej, vrátane doskovej tektoniky a moderného vrstveného usporiadania planéty a plášťa planéty.
Jedna z vecí, ktorú mnohí vedci neuvažovali, je podľa Maasa to, ako by rotácia Zeme ovplyvnila ochladenie. Pomocou počítačovej simulácie sa Maas a jeho kolegovia zaoberali touto otázkou a modelovali kryštalizáciu jedného typu minerálu, silikátu, ktorý tvorí veľkú časť zemskej kôry.
Schladiť
Simulácia ukázala, že rýchlosť rotácie planéty ovplyvnila miesto, kde sa kremičitan usadil v skorých fázach ochladzovania magmatického oceánu, ku ktorému pravdepodobne došlo v priebehu tisíc až miliónov rokov. Pri pomalej rotácii, v rozmedzí 8 až 12 hodín za otáčku, kryštály zostávajú v suspenzii a zostávajú rovnomerne rozdelené v magmatickom oceáne.
S rastúcou rýchlosťou otáčania sa mení distribúcia kryštálov. Pri strednej alebo vysokej rýchlosti sa kryštály rýchlo usadzujú na dno severného a južného pólu a pohybujú sa do spodnej polovice magmatického oceánu v blízkosti rovníka. V strednej zemepisnej šírke kryštály zostávajú zavesené a rovnomerne rozložené.
Pri najrýchlejších rýchlostiach rotácie - úplnej rotácii okolo 3 až 5 hodín - sa kryštály akumulujú na dne magmatického oceánu bez ohľadu na zemepisnú šírku. Konvekcia vo vriacej magme v blízkosti polárnych oblastí však opakovane spôsobovala, že kryštály bublinkovali, takže kryštalizovaná vrstva nebola príliš stabilná.
Vedci presne nevedia, ako rýchlo sa skorá Zem otáčala, hoci odhadujú, že sa v čase existencie magmatického oceánu úplne roztočila asi za 2 až 5 hodín.
Štúdia, publikovaná v nadchádzajúcom májovom čísle časopisu Earth and Planetetary Science Letters, nezohľadňovala iné typy minerálov ani nemodifikovala distribúciu kremičitanu za prvú fázu kryštalizácie magmatického oceánu. Pridanie ďalších druhov minerálov do modelu je ďalším krokom, uviedol Maas.
Dodal, že má tiež záujem študovať neskoršie dopady na planétu. Krátko po obrovskom, mesačne pôsobiacom zásahu, Zem pravdepodobne zasiahla menšie vesmírne horniny, uviedol Maas. Keby rotácia Zeme spôsobovala nerovnomernú kryštalizáciu magmatického oceánu, minerály v týchto kúskoch medzihviezdnych zvyškov by mohli byť začlenené do Zeme veľmi odlišne v závislosti od toho, kde pristáli.
Nie je tiež jasné, či si dnešný plášť zachováva stopy tohto ohnivého začiatku. Moderný plášť je trochu záhadou. Obzvlášť zarážajúce sú „kvapky“, dve oblasti horúcich hornín kontinentálnej veľkosti, ktoré vždy spomaľujú akékoľvek seizmické vlny zo zemetrasení, ktoré prechádzajú. Tieto guľky, správne známe ako „veľké provincie s nízkym strihom“ alebo LLSVP, sú každý stokrát vyššie ako Mount Everest, ale nikto nevie, z čoho sú vyrobené alebo prečo sú tam.
Medzi dnešnými anomáliami plášťa, ako sú guľky a starodávny magmatický oceán skorej Zeme, je stále veľa bodiek. Možno že všetky stopy tohto ohnivého mora boli geologickými silami už dlho vymazané, dodal. Avšak zistenie, ako vyzerá pôvodný pevný povrch planéty, by mohlo pomôcť vysvetliť, ako sa vyvinula do svojho súčasného stavu.
