Raná Země byla pekelné místo: horké, vroucí, rychle se otáčející a bombardované troskami z vesmíru, včetně těla velikosti Mars, jehož dopad vytvořil Měsíc.
Stejný dopad také proměnil celý povrch nově vytvořené Země v roztavený magmatický oceán. Nový výzkum nyní zjistil, že rychlé otáčení planety mohlo mít vliv na to, jak se toto roztavené moře ochladilo.
Nová studie zjistila, že rychlost rotace Země mohla mít vliv na to, kde minerální křemičitan vykrystalizoval a usadil se, když magmatický oceán ztuhl. Nerovnoměrná akumulace křemičitanu a dalších minerálů mohla ovlivnit začátek talířové tektoniky nebo by mohla dokonce pomoci vysvětlit podivné složení dnešního pláště, řekl Christian Maas, geofyzik na univerzitě v Münsteru v Německu.
Horká země
Maas je hlavním autorem nové studie zkoumající, jak se starověký magmatický oceán ochladil a minerály v něm krystalizovaly. Všechny tyto procesy začaly asi před 4,5 miliardami let, ne dlouho poté, co se Země utvořila, když planetární těleso velikosti Marsu narazilo na novorozenou planetu. Náraz srazil hromadu trosek, které tvořily Měsíc, a zároveň vytvořily tolik tepla, že se povrch Země stal oceánem magmatu o hloubce několika tisíc kilometrů.
„Je opravdu důležité vědět, jak vypadá magmatický oceán,“ řekl Maas Live Science. Když se toto horké moře ochladilo, připravilo to půdu pro celou geologii, která přijde příště, včetně talířových tektonik a moderního vrstveného uspořádání pláště a pláště na planetě.
Jedna věc, kterou mnoho vědců nezvažovalo, řekl Maas, je to, jak by rotace Země ovlivnila chlazení. Pomocí počítačové simulace se Maas a jeho kolegové zabývali touto otázkou a modelovali krystalizaci jednoho typu minerálu, křemičitanu, který tvoří velký kus zemské kůry.
Cooldown
Simulace ukázala, že rychlost rotace planety ovlivnila místo, kde se křemičitan usadil v raných fázích chlazení magmatického oceánu, k němuž pravděpodobně došlo během tisíce až milionu let. Při pomalé rotaci v rozmezí 8 až 12 hodin za otáčku zůstávají krystaly v suspenzi a zůstávají rovnoměrně rozloženy v magmatickém oceánu.
S rostoucí rychlostí rotace se mění distribuce krystalů. Při střední nebo vysoké rychlosti se krystaly rychle usadí na dně u severních a jižních pólů a přesunou se do dolní poloviny magmatického oceánu poblíž rovníku. Ve středních šířkách zůstávají krystaly zavěšené a rovnoměrně rozloženy.
Při nejrychlejších rychlostech rotace - plné rotaci během 3 až 5 hodin - se krystaly akumulují na dně magmatického oceánu bez ohledu na zeměpisnou šířku. Konvekce ve vroucím magmatu v blízkosti polárních oblastí však opakovaně způsobovala bublinky, takže krystalizovaná vrstva nebyla příliš stabilní.
Vědci přesně nevědí, jak rychle se raná Země otáčela, ačkoli odhadují, že se v době existence magmatického oceánu úplně otočila kolem 2 až 5 hodin.
Studie, publikovaná v nadcházejícím květnovém čísle časopisu Earth and Planetetary Science Letters, nezohlednila jiné typy minerálů ani nemodelovala distribuci křemičitanu za první fázi krystalizace magmatického oceánu. Přidání dalších minerálních typů do modelu je dalším krokem, řekl Maas.
Dodal, že má také zájem o studium pozdějších dopadů na planetu. Krátce po obrovském dopadu na měsíc se Země pravděpodobně dotkla menších kosmických hornin, řekl Maas. Pokud by rotace Země způsobovala nerovnoměrnou krystalizaci magmatického oceánu, mohly by být minerály v těchto částech mezihvězdných zbytků začleněny do Země velmi odlišně v závislosti na tom, kde přistály.
Není také jasné, zda si dnešní plášť zachovává stopy tohoto ohnivého začátku. Moderní plášť je trochu záhadou. Obzvláště matoucí jsou „kuličky“, dvě oblasti horkých hornin kontinentální velikosti, které vždy zpomalují jakékoli seismické vlny způsobené zemětřesením. Řádně známé jako „velké provincie s nízkou střižnou rychlostí“ nebo LLSVP, jsou tyto kuličky 100krát vyšší než výška Mount Everestu, ale nikdo neví, z čeho jsou vyrobeny nebo proč jsou tam.
Mezi dnešními anomáliemi pláště, jako jsou kuličky a starověký magmatický oceán rané Země, stále existuje mnoho bodů, řekl Maas. Možná všechny stopy tohoto ohnivého moře byly geologickými silami dlouho vymazány, dodal. Ale zjistit, jak vypadal původní pevný povrch planety, by mohlo pomoci vysvětlit, jak se vyvinula do svého současného stavu.
