Najdokładniejszy pomiar odległości do LMC
Wielki Obłok Magellana jest najlepiej poznanym obiektem południowego nieba. Aż trudno uwierzyć, że dopiero trzy lata temu astronomowie określili odległość do tej galaktyki z dokładnością na poziomie 2%.

Widok Drogi Mlecznej po kolizji z Andromedą
Astronomowie z NASA ogłosili, że są w stanie z dużą dokładnością przewidzieć, jak kosmiczna kolizja Drogi Mlecznej z Andromedą może wpłynąć nie tylko na samą Galaktykę, ale i na nasz Układ Słoneczny.

       Najstarsze z odkrytych do tej pory na Ziemi skał są pół miliarda lat młodsze niż nasza planeta, zatem geolodzy, aby otrzymać dane dotyczące zamierzchłych czasów, opierali się na danych pozyskanych z pewnych kryształów. Kryształy te, nazywane cyrkonami (ze względu na ich podstawowy składnik, cyrkon) "są rodzajem minerału kochanego przez geologów," powiedział Stephen Mojzsis, profesor nauk geologicznych z Uniwersytetu Kolorado w Boulder.

       "Pobierają one chemiczną informację od substancji, która następnie przechodzi w stan krystaliczny i przechowują tę informację niezwykle skutecznie," nawet w skrajnie wysokiej temperaturze czy ciśnieniu.

       Najstarsze, znalezione dotąd cyrkony mają 4,38 miliardów lat. Dostarczają pierwszych bezpośrednich danych dotyczących młodej Ziemi z czasów tuż po tym, jak z dysku składającego się z gazów i pyłu powstał Układ Słoneczny, 4,57 miliardów lat temu. Cyrkony obalają znany powszechnie obraz gorącej, wulkanicznej planety narażonej na ciągły atak ze strony asteroidów i komet.

       Jednym z nowoczesnych zastosowań cyrkonów, powiedział Mojzsis, jest zbadanie ostatniego silnego bombardowania, katastrofy trwającej przez okres 30 do 100 milionów lat, podczas którego jedno z wielu uderzeń mogło, według naukowców, unicestwić jakiekolwiek życie, istniejące na Ziemi około 4 miliardów lat temu.

       Z pomocą oddziału biologii kosmicznej NASA, Mojzsis rozpoczął badanie wpływu uderzeń na nową partię cytronów znalezionych w obszarze, który narażony był na najnowsze uderzenia. Niektóre z nich pochodzą ze strefy uderzeń Sudbury, Ontario, powstałej 1,8 miliarda lat temu.

       "Znamy rozmiar, prędkość oraz temperaturę, w jakiej dochodziło do uderzeń, zatem będziemy przyglądać się zewnętrznej skorupie cytronów," która mogła powstać pod wpływem intensywnego ciepła i nacisku uderzenia," powiedział. Druga seria cyrkonów została wybrana w celu zbadania uderzeń z okresu 65 milionów lat temu, tzw. okresu kredowego, trzeciorzędowego - uderzeń, które doprowadziły do wyginięcia dinozaurów.

       Chodzi o to, aby pokazać, że cyrkony z okresu Hadean, posiadają te same ślady uderzeń, co młodsze," stwierdził Mojzsis. Era Hadean, nazwana tak ze względu na „piekielne warunki" (od "Hadesu"), jakie wówczas zapewne panowały na Ziemi, skończyła się około 3,8 mld lat temu.

       Najstarsze cytrony wskazują na istnienie na Ziemi oceanów oraz wysp 4,45 do 4,5 miliardów lat temu, tylko 50 milionów lat po wielkiej kolizji prowadzącej do powstania Księżyca. W tym czasie, powiedział Mojzsis, "Ziemia przypominała dzisiejszy świat, w przeciwieństwie do starych założeń, według których na powierzchni Ziemi istniał zniszczony, podobny do księżycowego, krajobraz."

       Cyrkony to naturalne mierniki czasu, ponieważ podczas krystalizacji przyswajają one radioaktywny uran oraz tor, natomiast wydalają ołów. Wraz z rozkładem uranu i toru produkują ołowiowe izotopy, które pozostają w ich wnętrzu.

       Mając wiedzę o połowicznym rozpadzie uranu oraz toru i ich przeobrażeniu w miedź oraz ilość tych pierwiastków oraz ich izotopów w minerale, możemy obliczyć, ile czasu upłynęło od krystalizacji cyrkonu.

       Cyrkony przechowują też inne informacje. Te, które zawierają wysokie stężenie cięższego izotopu tlenu O-18, w porównaniu do bardziej powszechnego O-16, ulegały krystalizacji w magmie zawierającej materiał, który wchodził w interakcję z wodą.

       Nowy "termometr tytanowy", wynaleziony przez Bruca Watsona z Rensselaer Polytechnic Institute oraz Marka Harrisona z Uniwersytetu Kalifornijskiego z Los Angeles, może określić temperaturę krystalizacji opierając się na stężeniu tytanu.

       Oba badania wskazują, że cyrkony z okresu 4,38 miliardów lat temu podlegały krystalizacji w stosunkowo niskiej temperaturze, w warunkach takich, jakie panowały w strefach subdukcji, gdzie woda i magma wchodziły w interakcję w miejscu, gdzie łączyły się płyty tektoniczne.

       Według Mojzsisa wiadomość przekazana przez najstarsze cyrkony brzmi następująco: zaledwie 50 milionów po tym, jak gigantyczne uderzenie utworzyło Księżyc, warunki na Ziemi były porównywalne do tych, jakie panują na Ziemi dzisiaj, a nie do piekielnych warunków, o których mówili dotąd naukowcy.

       Ze względu na przyczyny związane z dynamiką rezonansów orbitalnych układu słonecznego, ta sielankowa era została brutalnie przerwana około 3,96 miliardów lat temu przez "ostatnie silne bombardowanie", okres intensywnych uderzeń asteroidów, które zryły powierzchnię Ziemi.

       Zapis o tym okresie uzyskany z cyrkonów w formie wąskiej warstwy o grubości dwóch mikronów, która najprawdopodobniej powstała podczas krótkotrwałego wystawienia na działanie bardzo wysokiej temperatury. Ostrożne datowanie oparte na działaniu radioaktywnym wskazuje, że warstwy te uformowane zostały w zasadzie równocześnie, nawet w przypadku cyrkonów hadeańskich z różnych wieków, stwierdził Mojzsis. „Znaleźliśmy najbardziej zdumiewającą rzecz. Cyrkony te, nawet, jeśli ich podstawowy wiek jest inny, wszystkie mają wspólny czas powstania tej jednej warstwy, tj. 3,96 miliardów lat temu”.

       Strefy również wskazują na "wielką utratę miedzi, co ma miejsce, gdy układ jest dramatycznie ogrzany, a następnie ostudzony," powiedział Mojzsis.

       "Zatem wygląda na to, iż cyrkony były w pewien sposób poddane procesowi kauteryzacji," który zarówno przyczynił się do powstania wyżej wspomnianej warstwy jak i umożliwił ulotnienie się ołowiu. Prawdopodobną przyczyną było, stwierdził Mojzsis, "jakieś wyjątkowo energetyczne zdarzenie" 3,96 miliardów lat temu. Jest to data, która "koreluje z innymi danymi szacunkowymi dotyczącymi silnego bombardowania."

       Wydaje się, że intensywne uderzenia w tym okresie zniszczyły jakiekolwiek życie, jakie wcześniej powstało. Mojzsis uważa, że ten wniosek może zostać obalony przez dane uzyskane z cyrkonów.

       "Badając cyrkony z okresu Hadean możemy lepiej zrozumieć, jaki był wpływ wysokich temperatur na zewnętrzną warstwę kryształów oraz przetestować nasze modele pod kątem przystosowania to ostatniego silnego bombardowania. Większość ludzi sądzi, iż opustoszyło ono powierzchnię Ziemi, ale nasza analiza dowodzi, iż tak nie było. Dla drobnoustrojowej biosfery znajdującej się na pewnej głębokości w skałach osadowych, siła uderzeń nie miała znaczenia," stwierdził.

       Rzeczywiście, doktorant Uniwersytetu Kolorado, Oleg Abramov, obliczył, że powierzchnia skorupy ziemskiej nadającej się do zamieszkania zwiększyła się dzięki lubiącym ciepło termofilom i hipertermofilom, powiedział Mojzsis.

       To zwiększa prawdopodobieństwo, że życie przetrwało okres silnych bombardowań. "Bombardowanie te, aczkolwiek poczyniło duże lokalne zniszczenia, stworzyło dość duży zapas skał przystosowanych pod względem hydrotermalnym oraz systemów hydrotermalnych na całym świecie," powiedział Mojzsis.

       Chociaż warunki te nie są dobre dla organizmów, gdyż te potrzebują niższych temperatur, "termofile nie zwracają na nie uwagi," stwierdził.

       "Tu wracamy do starej idei, iż być może silne bombardowanie "przycięło" nieco drzewo życia i ułatwiło byt termofilów. Jakkolwiek wyglądało życie przed bombardowaniem, później uległo ono przerzedzeniu, a wszystkie istoty żyjące po nim wywodzą się od tych, które przetrwały."

Źródło: Terra Daily
Fotografia: Terra Daily
Tłumaczenie: Aleksandra Brożek

Komentarze użytkowników

Nikt jeszcze nie napisał komentarza do tego materiału.

Napisz komentarz

Odpowiedz na pytanie zadane w sondzie.

Za co lubicie AVN? Wiadomości
Artykuły popularnonaukowe
TZMA
Grafikę serwisu
Pokazy nieba

Ostatnio pisaliście: