Ранната Земя беше адско място: гореща, навита, бързо въртяща се и бомбардирана от космически отломки, включително тяло с размер на Марс, чието въздействие създаде Луната.
Същото въздействие също превърна цялата повърхност на новосформираната Земя в разтопен магмен океан. Сега нови изследвания установяват, че бързото завъртане на планетата може да е повлияло на това как разтопено това разтопено море.
Скоростта на въртене на Земята може да е повлияла там, където минералният силикат кристализира и се е утаил, докато магма океанът се втвърди, откриха новото проучване. Неравномерното натрупване на силикат и други минерали може да е повлияло на началото на тектониката на плочите или дори може да помогне да се обясни странният състав на днешната мантия, заяви Кристиан Маас, геофизик от университета в Мюнстер в Германия.
Гореща Земя
Маас е водещият автор на новото проучване, изследващо как древният магмен океан се охлажда и минералите в него кристализират. Всички тези процеси са започнали преди около 4,5 милиарда години, не след като Земята се е образувала, когато планетарно тяло с размер на Марс се блъсна в новородената планета. Ударът откъсна парче отломки, които образуваха Луната, като същевременно създаде толкова много топлина, че повърхността на Земята се превърна в океан от магма на няколко хиляди мили в дълбочина.
"Наистина е важно да знаете как изглежда магма океанът", каза Маас пред Live Science. Докато горещото море се охлаждаше, то поставяше основата на цялата геология, която следваше, включително тектониката на плочите и модерното планово разположение, мантия и кора.
Нещо, което много изследователи са имали предвид, каза Маас, е как въртенето на Земята би повлияло на охлаждането. Използвайки компютърна симулация, Маас и неговите колеги се обърнаха към този въпрос, моделирайки кристализацията на един вид минерал, силикат, който представлява голяма част от земната кора.
Успокой се
Симулацията показа, че скоростта на въртене на планетата влияе там, където силикатът се е настанил в ранните етапи на охлаждането на магмения океан, което вероятно се е случило в продължение на хиляда до милион години. При бавно въртене, в интервала от 8 до 12 часа на оборот, кристалите остават в суспензия, като остават равномерно разпределени в целия магмен океан.
С увеличаването на скоростта на въртене разпределението на кристалите се променя. С умерена или висока скорост, кристалите бързо се установяват на дъното на Северния и Южния полюс и се придвижват до долната половина на магмания океан близо до екватора. В средните ширини кристалите остават суспендирани и се разпределят равномерно.
При най-бързите скорости на въртене - пълно завъртане за около 3 до 5 часа - кристалите се натрупват на дъното на магма океана, независимо от географската ширина. Обаче конвекцията в подвижната магма в близост до полярните области многократно кара кристалите да се балон, така че кристализираният слой не е много стабилен.
Учените не знаят точно колко бързо се върти ранната Земя, въпреки че смятат, че тя се е завъртяла наоколо за около 2 до 5 часа по време на съществуването на магмения океан.
Изследването, публикувано в предстоящия майски брой на списанието Earth and Planetary Science Letters, не разгледа други видове минерали и не моделира разпределението на силикатите след първата фаза на кристализацията на магмения океан. Добавянето на други видове минерали в модела е следващата стъпка, каза Маас.
Той добави, че също се интересува от изучаване на по-късни планетарни въздействия. Не след дълго гигантското, образуващо луна въздействие, Земята вероятно е била ударена с по-малки космически скали, каза Маас. Ако въртенето на Земята накара магмаския океан да кристализира неравномерно, минералите в тези парчета от междузвездни отломки биха могли да бъдат включени в Земята съвсем различно в зависимост от това къде са кацнали, каза той.
Също така не е ясно дали днешната мантия запазва следи от това огнено начало. Съвременната мантия е малко загадка. Особено озадачени са "петна", две области с континент с гореща скала, които винаги забавят всякакви сеизмични вълни от земетресения, които преминават през. Правилно известни като "големи провинции с ниска скорост" или LLSVP, тези петна са всеки 100 пъти по-висок от връх Еверест, но никой не знае от какво са направени или защо са там.
Има много точки, които все още не са свързани между днешните аномалии на мантията като петна и древния магмен океан от ранна Земя, каза Маас. Може би всички следи от огненото море отдавна са изтрити от геоложки сили, добави той. Но да разберем как изглежда първоначалната твърда повърхност на планетата, може да помогне да се обясни как тя се развива до сегашното си състояние.
