V dětství mohla Země spolknout planetu podobnou Merkuru, ale mnohem větší. Toto rané jídlo mohlo vysvětlit záhadné složení zemských vrstev a mohlo by to odpovídat za magnetické pole, které zde umožňuje život.
Související obsah
- Skromný hořčík mohl pohánět magnetické pole Země
- Magnetické pole Země je nejméně čtyři miliardy let staré
- Kovový déšť by mohl vysvětlit, proč byla Země vyrobena z různých látek než z Měsíce
"Myslíme si, že můžeme tyto dva ptáky zasáhnout jedním kamenem, " říká Bernard Wood, geochemik z University of Oxford, který tento týden ohlásil tento nápad v časopise Nature.
Pokud se zdá neuvěřitelné, že v roce 2015 stále nevíme, jak se náš svět utvořil, zvažte, jak obtížné je nahlédnout do jeho interiéru. Nejdelší a nejtvrdší vrtáky, které se dosud vyrobily, se nemohou vyvrtat za tenkou vnější kůru Země. Přírodní kanály horké horniny nám pomáhají vynášet na povrch materiály z hlubší vrstvy pláště, abychom je mohli studovat, ale i tyto sloupce, stovky mil dlouhé, se zdají být mělké, když uvažujeme o středu planety více než 3 700 kilometrů pod námi. Seskupení historie Země je tedy trochu jako pokusit se uhodnout, jak byl dort upečen ochutnávkou námrazy a možná několika zbloudilých drobků. Stále existuje dostatek prostoru pro nové důkazy a nové nápady.
"Je vzrušující být na poli, " říká geochemista Richard Carlson z Carnegie Institution of Washington. "Ze studií hluboké Země přichází mnoho věcí, kterým moc dobře nerozumíme."
Tradiční pohled na to, jak se Země spojila, začíná shlukováním vesmírných zbytků. Skály připomínající kamenité meteory, které na nás dnes stále prší, se spojily do stále větších kusů. Vytlačená, pummelovaná a zahřátá, rostoucí hromada suti se nakonec roztavila a poté ochladila, přičemž se vrstvy pomalu tvořily po miliardy let. Geologické drobky studované v 80. letech pomohly tento příběh potvrdit. S výjimkou určitých kovů, jako je železo, z nichž většina je považována za zapuštěnou do zemského jádra, se zdálo, že pozemské horniny jsou vyrobeny z téměř stejných materiálů jako chondrity, zvláštní skupina kamenných meteorů.
Asi před deseti lety Carlson našel místo pro pochybnosti poté, co porovnal zemské a kosmické horniny pomocí lepších nástrojů. Jeho tým zkoumal dva vzácné prvky s neobvyklými jmény a magnetickými osobnostmi: neodym, složka v magnetech používaných v hybridních automobilech a velkých větrných turbínách a samarium, běžné u magnetů pro sluchátka. Vědci zjistili, že terestrické vzorky obsahovaly méně neodym ve srovnání se samarium než chondrity.
Tento malý rozdíl jen několika procent byl stále obtížné vysvětlit. Carlson možná spekuloval, že chladná Země vytvořila vrstvy mnohem rychleji, než se původně myslelo, a to v řádu desítek milionů let místo miliard. Horní vrstva, která se rychle vytvořila, by byla ochuzena o neodym, vyvážená spodní vrstvou, která schovává chybějící prvek hluboko v plášti. O tomto tajném rezervoáru však nebyl nalezen žádný důkaz. Její tendenci zůstat tvrdohlavě uvíznutou v hloubce je obtížné vysvětlit, vzhledem k tomu, že plášť plášťa jako vařící polévka často přivede své ingredience na povrch, když vytváří sopky. A pokud se měsíc narodil, když se planetární tělo rozbilo na Zemi, jak se běžně předpokládá, mělo by roztavení způsobené tímto nárazem smíchat rezervoár zpět do pláště.
Místo toho, aby se pokusili vysvětlit skryté neodym, přišla druhá skupina vědců se způsobem, jak se toho zbavit. Představovali si kůru obohacenou neodymem rostoucím na chondritických skalách, ze kterých byla Země vytvořena. Srážky mezi těmito objekty by mohly odškrábat velkou část této vnější vrstvy a způsobit neodymové vzácnější.
S tímto pohledem však existují i problémy. U kompozic podobných erodovaným troskám nebyly nikdy nalezeny žádné meteority. Také ta odloupaná kůže by s sebou vzala hodně zemského tepla. Uran, thorium a další radioaktivní materiály, o nichž víme, že jsou zodpovědné za teplo naší planety, by také skončily ve odstraněné vrstvě.
"Přibližně 40 procent prvků Země produkujících teplo by bylo ztraceno do vesmíru, " říká Ian Campbell, geochemista na australské národní univerzitě.
Wood doufal, že se bude držet těchto kritických prvků, a rozhodl se vyladit chemii Země v mládí. Inspiroval se jednou z cizích planet naší sluneční soustavy: Merkur. Chemicky vzato, nejbližší planeta ke slunci je pekelné místo plné skutečných sír, známé moderní vědě jako síra. Jak by se vytvořily vrstvy v mladé Zemi, kdyby planeta vypadala spíš jako Merkur? Abychom na tuto otázku odpověděli, přidal Wood síru ke směsím prvků, které měly simulovat složení primitivní Země. Vařil falešné planety při teplotách tak horkých jako hořící proudové palivo a bušil je pístem na tlaky asi 15 000krát větší než v typickém domácím tlakovém hrnci.
Miniaturní proto-světy, které dostaly dostatek síry, pohřbily neodym, když vytvářely vrstvy - ne ve svých falešných pláštích, ale ještě hlouběji ve svých falešných jádrech. Neodymium uvězněné v jádru navždy mohlo odpovídat za Carlsonovu anomálii. Tato síra navíc by mohla pocházet z rtuťovitého předmětu, který zasáhl rostoucí Zemi brzy, možná dokonce stejný objekt, o kterém se domnívalo, že vytvořil Měsíc, naznačuje Wood.
"Potřebovali bychom tělo o 20 až 40 procent velikosti Země." Je také možné, že Země na začátku rostla z jádra vyrobeného nikoli z chondritů, ale z jiných vesmírných sutí bohatých na síru. Ať tak či onak, tento vesmírný děj mohl připravit půdu pro vzestup života na Zemi. Je to proto, že síra by také pomohla vtáhnout uran a thium do jádra. Přidané teplo z těchto radioaktivních prvků by mohlo pomoci otřást vnější část jádra a tento energický pohyb roztaveného kovu má za následek vznik proudů, které zase generují magnetické pole Země.
Ilustrace (nikoli v měřítku) slunce a jeho interakce s magnetickým polem Země. (NASA Goddard Space Flight Center) Bez magnetismu by se mořské želvy a námořní kapitáni nemohli plavit - ani by neexistovali. Život by nebyl možný na povrchu planety bez ochrany, kterou pole poskytuje proti vysokoenergetickým částicím vycházejícím ze slunce.
Woodovi kolegové popisují jeho teorii jako věrohodnou. Ale stejně jako ostatní příběhy o původu, které byly napsány v posledních letech o Zemi, není ani zdaleka definitivní. Zaprvé, teploty a tlaky dosažené v experimentu, tak extrémní, jaké byly, nedosáhly příliš daleko podmínek uvnitř proto-Země. Pro další, studie o tom, jak zemětřesení prochází vnitřkem planety, stanovily limity toho, jak lehké může být jádro, a vypouštění spousty síry do středu planety by mohlo jádro nepohodlně přiblížit těmto limitům.
Aby posílil svůj případ, Wood plánuje prozkoumávat periodickou tabulku pro další prvky se záhadnými hojnostmi, které lze vysvětlit přidáním síry do prvotní směsi. Vzhledem k historii oboru bude třeba hodně přesvědčit skeptiky, jako je Bill McDonough, geochemista z University of Maryland. "Uvedl jsem tento nápad hluboko pod 50% šanci na pravdu, " říká .
