Читать книгу Opowieść o początku. Wielka historia wszystkiego - David Enßlen Christian - Страница 23

Nasz Układ Słoneczny leży w galaktyce, którą nazywamy Drogą Mleczną, na gwiezdnym przedmieściu jednego z ramion spiralnych Drogi Mlecznej, tak zwanego Ramienia Oriona. Droga Mleczna jest jedną z grupy około pięćdziesięciu galaktyk znanych pod niezbyt romantyczną nazwą: Grupa Lokalna. Grupa Lokalna leży w zewnętrznych obszarach gromady galaktyk w Pannie, która liczy około tysiąca konstelacji. Jest to część Supergromady Lokalnej, która obejmuje setki grup takich galaktyk. Przebycie jej z prędkością światła zajęłoby niemal sto milionów lat. W 2014 roku okazało się, że Supergromada Lokalna jest częścią rozległego kosmicznego imperium obejmującego swą przestrzenią prawdopodobnie prawie sto tysięcy galaktyk, a na podróż przez nie z prędkością światła potrzeba by czterystu milionów lat. To imperium określa się mianem Supergromada Laniakei (co w języku hawajskim oznacza „niezmierzone niebiosa”). Obecnie jest to największa znana nam zorganizowana jednostka we wszechświecie. Zakładamy, że Laniakea wspiera się na rusztowaniu postawionym z ciemnej materii, której przyciąganie grawitacyjne utrzymuje wszystkie te galaktyki razem, mimo że wszechświat się w istocie rozszerza.

Powróćmy jednak na przedmieścia Laniakei, do naszej rodzimej Grupy Lokalnej, do naszej własnej galaktyki, do Ramienia Oriona, gdzie znajdziemy nasze własne Słońce i planetę Ziemia. Kiedy w wyniku akrecji doszło do uformowania się Ziemi, ostatnim cięciem rzeźbiarza posługującego się piłą łańcuchową było nadanie jej charakterystycznej struktury wewnętrznej. Geolodzy nazywają ten proces różnicowaniem.

Młoda Ziemia uległa rozgrzaniu i stopieniu. Ogrzewanie było skutkiem gwałtownych zderzeń towarzyszących procesowi akrecji, obecności radioaktywnych pierwiastków (powstałych w wyniku wybuchu supernowej, która zresztą dostarczyła większości materiału do budowy naszego Układu Słonecznego) oraz zwiększającego się ciśnienia w miarę narastania masy planety. W końcu młoda Ziemia była tak gorąca, że jej część uległa stopieniu w lepki szlam, a gdy już osiągnęła stan płynny, jej różne warstwy zostały posortowane pod względem gęstości, nadając jej strukturę, którą podziwiamy do dziś.

Cięższe pierwiastki, głównie żelazo i nikiel oraz trochę krzemu, przenikały przez gorący szlam do środka, tworząc metaliczne jądro Ziemi. W wyniku ruchu obrotowego jądro zaczęło wytwarzać pole magnetyczne, które chroniło powierzchnię przed szkodliwymi naładowanymi cząstkami wiatru słonecznego. Lżejsze skały, takie jak bazalty, skupiły się nad rdzeniem, tworząc drugą warstwę, głęboką na trzy tysiące kilometrów sferę na wpół stopionej skały zmieszanej z gazem i wodą, znaną jako płaszcz Ziemi. To w tej warstwie dochodzi do powstania lawy wyrzucanej przez wulkany. Najlżejsze skały, z których wiele było granitami, wypłynęły na powierzchnię, gdzie ostygły i przyjęły stały stan skupienia, tworząc trzecią warstwę: cienką jak skorupka jaja, którą określamy mianem skorupy ziemskiej, i którą dziś pokrywają oceany i kontynenty. Pod dnem oceanów skorupa ma niekiedy zaledwie pięć kilometrów grubości, ale pod kontynentami może osiągać grubość do pięćdziesięciu kilometrów. Skorupa ziemska jest szczególnie interesująca pod względem chemicznym. Można w niej znaleźć substancje stałe, płynne i gazowe, które wielokrotnie były rozgrzewane przez wulkany, uderzenia asteroid, ostre światło młodego Słońca, a na koniec w wyniku schłodzenia skroplone tworzące zaczątki pierwszych ziemskich oceanów. To w skorupie, ale także w płaszczu Ziemi ciepło i cyrkulacja pierwiastków doprowadziły prawdopodobnie do powstania dwustu pięćdziesięciu nowych minerałów2. Gazy, w tym dwutlenek węgla i para wodna, kipiały z płaszcza Ziemi na zewnątrz planety przez wulkany i pęknięcia w powierzchni, tworząc czwartą warstwę: mianowicie pierwszą ziemską atmosferę. Zarówno skorupa, jak i atmosfera również zostały wzbogacone w gazy, wodę, złożone cząsteczki i inne materiały pochodzące z asteroid i komet.

Gorący, stopiony rdzeń podsycał dynamiczny rozwój młodej Ziemi, gdyż energia z wnętrza przedzierała się przez jej powłoki, ogrzewając i napierając na jej zewnętrzne warstwy, tworząc prądy cyrkulujących miękkich skał w płaszczu, znajdujących ujście poprzez wulkany, którymi była usiana jej powierzchnia. Ciepło z rdzenia nadal jest motorem zmian w zewnętrznych warstwach Ziemi. Dzisiaj możemy śledzić ruch na jej powierzchni za pomocą systemów GPS i wiemy, że płyty tektoniczne skorupy na powierzchni poruszają się z prędkością podobną do tej, z jaką rosną nam paznokcie; najszybsze z tych obiektów suną z prędkością około dwudziestu pięciu centymetrów rocznie.

Geolodzy dzielą dzieje Ziemi na podokresy, z których największą jednostkę stanowi eon. Pierwszym z nich jest hadeik („piekielny” eon). Trwał on od momentu, gdy doszło do wyodrębnienia Ziemi, czyli około czterech miliardów lat temu, aż do momentu nadejścia kolejnego okresu, którym był archaik. Gdyby odwiedzić Ziemię w czasie trwania eonu hadeańskiego, zobaczylibyśmy planetę wciąż biorącą udział w swoistym autorodeo charakteryzującym proces akrecji. Wyżłobienia i rozdarcia na powierzchni Księżyca i innych planet pokazują, że od 4,0 do 3,8 miliarda lat temu bliższe Słońcu planety Układu Słonecznego były celem zmasowanego bombardowania przez asteroidy i inne zabłąkane obiekty. Okres ten nosi nazwę późnego wielkiego bombardowania, które prawdopodobnie było spowodowane zachwianiem orbit Jowisza i Saturna, które rozrzucały w sposób losowy różne obiekty po całym młodym jeszcze Układzie Słonecznym. Dzisiaj większość asteroid krąży pomiędzy Jowiszem i Marsem, więc niewykluczone, że stanowiły one budulec i elementy wiążące planety, która nigdy nie powstała z powodu niszczycielskiego grawitacyjnego przyciągania Jowisza. Obecnie znamy około trzystu tysięcy asteroid. Chociaż większość z nich ma niewielkie rozmiary, to i tak stanowią dużą ilość niezagospodarowanych materiałów, którymi można bombardować planety bliższe Słońcu3.