Maakera kujunemine

Planeedi Maa kujunemine ja evolutsioon on teaduslik detektiivilugu, mis on astronoomide ja planeediteadlaste jaoks välja mõelnud palju uurimistööd. Meie maailma kujunemisprotsessi mõistmine ei anna mitte ainult uut ülevaadet selle struktuurist ja kujunemisest, vaid avab ka uusi aknaid planeetide loomiseks teiste tähtede ümber.

Maa polnud universumi alguses ümber. Tegelikult oli väga vähe sellest, mida me täna kosmoses näeme, umbes siis, kui universum moodustas umbes 13,8 miljardit aastat tagasi. Maale pääsemiseks on aga oluline alustada selle algusest, kui universum oli noor.

Kõik sai alguse ainult kahest elemendist: vesinikust ja heeliumist ning väikesest jäljest liitiumist. Esimesed tähed moodustusid olemas olevast vesinikust. Kui see protsess algas, sündisid gaasipilvedes tähepõlved. Vananedes lõid need tähed südamikku raskemaid elemente, näiteks hapnikku, räni, rauda jt. Kui tähtede esimesed põlvkonnad surid, hajutasid nad need elemendid kosmosesse, mis külvas tähed järgmise põlvkonna. Mõne sellise tähe ümber moodustasid raskemad elemendid planeedid.

Umbes viis miljardit aastat tagasi juhtus galaktika täiesti tavalises kohas midagi. See võis olla supernoova plahvatus, mis lükkas suure osa selle raskete elementide rusudest lähedalasuvasse vesiniku gaasi ja tähtedevahelise tolmu pilve. Või see võis olla mööduv täht, kes segab pilve keerisevaks seguks. Ükskõik, milline stardipauk oli, lükkas see pilve tegutsema, mille lõpuks tulemuseks oli päikesesüsteemi sünd. Segu kuumutati ja pressiti oma raskuse all. Selle keskmesse moodustas protostellaarne objekt. See oli noor, kuum ja hõõguv, kuid mitte veel tähetäht. Selle ümber keerutas sama materjali ketas, mis muutus järjest kuumemaks, kui gravitatsioon ja liikumine surusid pilve tolmu ja kivid kokku.

Kuum noor protostar lõpuks "sisse lülitatud" ja hakkas sulatama vesinikku selle tuumas oleva heeliumiga. Päike sündis. Pöörlev kuum ketas oli häll, kuhu Maa ja tema sõsarplaneedid moodustasid. See polnud esimene kord, kui selline planeedisüsteem moodustati. Tegelikult näevad astronoomid just selline asi juhtub mujal universumis.

Kuigi Päikese suurus ja energia kasvas ja hakkasid tuumapõlenguid süütama, jahutas kuum ketas aeglaselt. Selleks kulus miljoneid aastaid. Selle aja jooksul hakkasid ketta komponendid külmuma väikesteks tolmu suurusteks teradeks. Raudne metall ning räni, magneesiumi, alumiiniumi ja hapniku ühendid tulid selles tulises keskkonnas esimestena välja. Nende tükke säilitatakse kondiitrite meteoriitides, mis on päikesesulamist pärinevad iidsed materjalid. Need terad settivad aeglaselt kokku ja kogunesid kobarateks, siis tükkideks, siis rändrahnudeks ja lõpuks kehadeks, mida nimetatakse planetesimimaalseteks, mis on piisavalt suured, et oma raskust avaldada.

Aja möödudes põrkasid lennukikõvad kokku teiste kehadega ja kasvasid suuremaks. Nagu nad seda tegid, oli iga kokkupõrke energia tohutu. Selleks ajaks, kui nad olid jõudnud umbes saja kilomeetri kaugusele, olid planeesimaalsed kokkupõrked piisavalt energilised sulatada ja aurutada suur osa kaasatud materjalist. Kivimid, raud ja muud metallid neis põrkuvates maailmades jagasid end kihtideks. Tihe raud asus kesklinnas ja kergem kivim eraldus raua ümber vahevööks, Maa ja teiste siseplaneetide miniatuuris. Planeediteadlased nimetavad seda asustusprotsessiks eristamine. See ei juhtunud ainult planeetidega, vaid leidis aset ka suuremate kuude jasuurimad asteroidid. Aeg-ajalt Maale sukelduvad raudmeteoriidid pärinevad nende asteroidide vahelistest kokkupõrgetest kauges minevikus.

Selle aja mingil hetkel süttis Päike. Ehkki Päike oli vaid umbes kaks kolmandikku nii hele kui praegu, oli süüteprotsess ( nn T-Tauri faas) oli piisavalt energiline, et puhuda ära suurem osa selle gaasilisest osast protoplanetaarne ketas. Jäetud tükid, rändrahnud ja tasapinnalised jäljendid jätkasid peotäie suurte stabiilsete kehade kogunemist hästi paiknevate orbiitide vahel. Maa oli neist kolmas, Päikesest väljapoole vaadates. Kogunemis- ja kokkupõrkeprotsess oli vägivaldne ja suurejooneline, sest väiksematel tükkidel jäid suurematele tohutud kraatrid. Teiste planeetide uuringud näitavad neid mõjusid ja tõendid on olemas tugev, et nad aitasid kaasa katastroofilistele oludele imikul Maal.

Selle protsessi ühel hetkel tabas väga suur planeetasapind Maad tsentrist väljas oleva löögi ja pihustas suure osa noore Maa kivisest vahevööst kosmosesse. Planeedi sai enamuse sellest mõne aja pärast tagasi, kuid osa sellest kogunes teiseks Maa ümber tiirlevaks planeetasendiks. Arvatakse, et need ülejäägid olid osa Kuu kujunemisloost.

Maal vanimad säilinud kivimid laoti maha umbes viissada miljonit aastat pärast planeedi esmakordset moodustumist. See ja teised planeedid said kannatada nn nelja miljardi aasta taguste viimaste hulkuvate lennukiplaanide hilinenud raske pommitamise tõttu. Iidsed kivimid on dateerinud uraan-plii meetod ja näib olevat umbes 4,03 miljardit aastat vana. Nende mineraalainete sisaldus ja sisseehitatud gaasid näitavad, et neil päevil oli Maal vulkaanid, mandrid, mäestikud, ookeanid ja koorikualad.

Mõne pisut noorema (umbes 3,8 miljardi aasta vanuse) kalju kohta on näha kiuslikke tõendeid noore planeedi elu kohta. Samal ajal kui sellele järgnenud eoonid olid täis imelikke lugusid ja kaugeleulatuvaid muutusi, selleks ajaks, kui esimene elu ilmus, Maa struktuur oli hästi vormitud ja algus oli muutnud ainult selle ürgset atmosfääri elust. Lava pandi paika pisikeste mikroobide moodustamiseks ja levitamiseks üle kogu planeedi. Nende areng viis lõpuks kaasaegse elu kandva maailma täidemiseni mägede, ookeanide ja vulkaanidega, mida me täna teame. See on maailm, mis pidevalt muutub, piirkondadega kus mandrid tõmbuvad laiali ja muud kohad, kus moodustatakse uut maad. Need toimingud ei mõjuta mitte ainult planeeti, vaid ka elu sellel.

Maa kujunemise ja evolutsiooni loo tõendusmaterjal on patsientide meteoriitidelt kogutud tõendite ja teiste planeetide geoloogia uuringute tulemus. Samuti pärineb see geokeemiliste andmete väga suurte kehade analüüsist, ümbritsevate planeete moodustavate piirkondade astronoomilistest uuringutest - teised tähed ja aastakümnete pikkune tõsine arutelu astronoomide, geoloogide, planeediteadlaste, keemikute ja bioloogid. Maa lugu on üks põnevamaid ja keerukamaid teaduslikke lugusid, mille ümber on palju tõendeid ja mõistmist.

Uuendas ja kirjutas ümber Carolyn Collins Petersen.