كانت الأرض المبكرة مكانًا جهنميًا: حارًا ، متجهمًا ، يدور بسرعة ويقصف بالحطام الفضائي ، بما في ذلك جسم بحجم المريخ أدى تأثيره إلى إنشاء القمر.
كما أدى هذا التأثير نفسه إلى تحويل سطح الأرض المشكَّلة حديثًا بالكامل إلى محيط الصهارة المنصهر. الآن ، وجد بحث جديد أن الدوران السريع للكوكب ربما أثر على كيفية تبريد هذا البحر المنصهر.
ووجدت الدراسة الجديدة أن سرعة دوران الأرض ربما تكون قد أثرت في مكان تبلور السيليكات المعدنية واستقرارها أثناء تجمد محيط الصهارة. قال كريستيان ماس ، عالم الجيوفيزياء في جامعة مونستر بألمانيا ، إن التراكم غير المتكافئ للسيليكات والمعادن الأخرى ربما يكون قد أثر على بداية تكتونية الصفائح أو قد يساعد في تفسير التركيب الغريب لغطاء اليوم.
الأرض الحارة
ماس هو المؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة التي تستكشف كيف يبرد محيط الصهارة القديم والمعادن الموجودة فيه. بدأت كل هذه العمليات قبل حوالي 4.5 مليار سنة ، بعد وقت قصير من تشكل الأرض ، عندما اصطدم جسم كوكبي بحجم كوكب المريخ بكوكب حديث الولادة. أطاح التأثير بقطعة من الحطام الذي شكل القمر ، بينما خلق أيضًا الكثير من الحرارة بحيث أصبح سطح الأرض محيطًا من الصهارة على عمق عدة آلاف من الأميال.
وقال ماس لـ Live Science: "من المهم حقًا معرفة كيف يبدو محيط الصهارة". عندما يبرد هذا البحر الساخن ، مهد الطريق لجميع الجيولوجيا التي ستأتي لاحقًا ، بما في ذلك تكتونية الصفائح وترتيب الطبقات والعباءة والقشرة في العصر الحديث.
قال ماس إن الشيء الوحيد الذي لم يفكر فيه العديد من الباحثين هو كيف كان دوران الأرض سيؤثر على التبريد. باستخدام محاكاة الكمبيوتر ، تناول ماس وزملاؤه هذا السؤال ، ونمذجة بلورة نوع واحد من المعادن ، سيليكات ، والذي يشكل جزءًا كبيرًا من قشرة الأرض.
ترطيب
أظهرت المحاكاة أن سرعة دوران الكوكب أثرت حيث استقرت السيليكات في المراحل الأولى من تبريد المحيط الصهاري ، والذي ربما حدث على مدى أكثر من ألف إلى مليون سنة. مع الدوران البطيء ، في نطاق 8 إلى 12 ساعة لكل ثورة ، تبقى البلورات في تعليق ، وتظل موزعة بالتساوي في جميع أنحاء محيط الصهارة.
مع زيادة سرعة الدوران ، يتغير توزيع البلورات. بسرعة معتدلة أو عالية ، تستقر البلورات بسرعة في القاع عند القطبين الشمالي والجنوبي وتتحرك إلى النصف السفلي من محيط الصهارة بالقرب من خط الاستواء. في خطوط العرض الوسطى ، تظل البلورات معلقة ويتم توزيعها بالتساوي.
في أسرع سرعات دوران - دوران كامل في حوالي 3 إلى 5 ساعات - تتراكم البلورات في قاع محيط الصهارة بغض النظر عن خط العرض. ومع ذلك ، تسبب الحمل الحراري في الصهارة المتقلبة بالقرب من المناطق القطبية بشكل متكرر في ظهور البلورات ، وبالتالي لم تكن الطبقة المتبلورة مستقرة للغاية.
لا يعرف العلماء بالضبط مدى سرعة دوران الأرض المبكرة ، على الرغم من أنهم يقدرون أنها تدور تمامًا في حوالي 2 إلى 5 ساعات في وقت وجود المحيط الصهاري.
لم تنظر الدراسة ، التي نُشرت في عدد مايو القادم من مجلة Earth and Planetary Science Letters ، إلى أنواع أخرى من المعادن أو نموذج توزيع السيليكات بعد المرحلة الأولى من تبلور محيط الصهارة. وقال ماس إن إضافة أنواع معدنية أخرى إلى النموذج هي الخطوة التالية.
وأضاف أنه مهتم أيضًا بدراسة التأثيرات الكوكبية اللاحقة. وقال ماس إنه بعد فترة وجيزة من التأثير العملاق الذي شكل القمر ، ربما تعرضت الأرض لصخور فضائية أصغر. إذا كان دوران الأرض يجعل محيط الصهارة يتبلور بشكل غير متساو ، لكان من الممكن دمج المعادن الموجودة في قطع الحطام بين النجوم في الأرض بشكل مختلف جدًا اعتمادًا على مكان هبوطها.
كما أنه ليس من الواضح ما إذا كانت الوشاح اليوم تحتفظ بآثار هذه البداية النارية. الوشاح الحديث لغزا قليلا. بشكل خاص محير "النقط" ، وهما منطقتان بحجم القارة من الصخور الساخنة التي تبطئ دائمًا أي موجات زلزالية من الزلازل التي تمر عبرها. تُعرف هذه النقط بشكل صحيح باسم "المقاطعات الكبيرة منخفضة السرعة" ، أو LLSVPs ، ويبلغ طول هذه النقط 100 مرة ارتفاع جبل إيفرست ، ولكن لا أحد يعرف ما الذي صنعوا منه أو لماذا هم هناك.
قال ماس إن هناك الكثير من النقاط التي لا تزال غير متصلة بين الشذوذ في الوشاح الحالي مثل النقط ومحيط الصهارة القديمة في وقت مبكر من الأرض. وأضاف أنه ربما تمحى جميع آثار هذا البحر الناري منذ فترة طويلة من قبل القوى الجيولوجية. لكن اكتشاف شكل السطح الصلب الأولي للكوكب يمكن أن يساعد في تفسير كيفية تطوره إلى حالته الحالية.
