Desková tektonika nemusí být trvalou součástí Země. Proces, který utváří hory, jiskry zemětřesení a pohání kontinenty planety k oh-tak pomalému přeskupení, může v budoucnu skončit miliardy let, naznačují nové simulace.
Související obsah
- Vědci si zobrazili základnu tektonické desky
- Diamanty drží tajemství o talířové tektonice
"Už nějakou dobu jsme věděli, že tektonika desek je pouze jedním ze spektra tektonických stavů, ve kterých by mohla být planeta, " říká Craig O'Neill, planetární vědec na Macquarie University v Austrálii.
Planety jako Mars a Merkur jsou v tzv. Stojatém stavu víka. Vnější obal těchto planet, zvaný litosféra, je příliš silný na to, aby se vnitřek planety rozpadl a vytvořil tektonickou aktivitu. Vědci předpokládali, že nakonec Země dosáhne podobného stavu, ale důkaz chybí, říká O'Neill. "Prostě nemáme dost planet, abychom z toho mohli vyvodit nějaké skutečné závěry."
Takže O'Neill a jeho kolegové se rozhodli modelovat vývoj Země a vidět, co by pro naši planetu mohlo mít budoucnost. Ale iu moderních superpočítačů není dostatek výpočetního výkonu pro simulaci celé trojrozměrné Země po celou její historii. Místo toho skupina vytvořila zjednodušenou dvourozměrnou simulaci Země, která modeluje vývoj planety od jejího vzniku před 4, 5 miliardami let do více než 5 miliard let do budoucnosti. Dokonce i pak jeden běh trval 3 týdny, poznamenává O'Neill.
Zjednodušený model nechal tým vyzkoušet různé výchozí body pro časnou teplotu Země, což je proměnná, která je v současné době neznámá, protože nemáme prvních hornin z prvních 500 milionů let historie planety. "Jednou z velkých slabin v [našem] chápání vývoje Země v tomto okamžiku je to, že nevíme, jak to vlastně začalo, " říká O'Neill.
Vědci se domnívali, že proces narůstání - když se malé kousky rané sluneční soustavy glomovaly dohromady, aby vytvořily planetu - byl docela chladný proces a planety se zahřívaly až později, když se radioaktivní prvky v interiéru rozpadly.
"V těchto dnech si myslíme, že během procesu narůstání bylo přivedeno dost energie, " říká. "Máte do sebe spoustu velkých těl." Vytvářejí velké množství tepla nárazem. “A radioaktivní prvky s krátkou životností, jako je hliník-26 a železo-60, které již ve sluneční soustavě již nelze najít, mohly věci dále zahřát.
Tým zjistil, že počáteční stav planety může výrazně ovlivnit její životní cyklus. Když planeta v modelu začala chladit, rychle se vyvinula tektonika desek, která ztratila tuto vlastnost už po 10 až 15 miliardách let.
Ale žhavější Země, o níž si O'Neill myslí, že je pravděpodobnější, má za následek vznik planety, která se pomalu vyvíjí tektonikou talířů. Začíná ve stavu podobném Jupiterovu měsíci Io, které je pokryto aktivními sopkami, ale nemá tektonické desky. Model pak ukazuje planetu, na které se tektonika desek zapíná a vypíná po dobu 1 až 3 miliard let. (Toto je časové období pro naši planetu, pro které je geologický záznam skvrnitý, a někteří geologové, včetně O'Neill, dospěli k závěru, že v této době existuje silný důvod pro rozptýlenou tektoniku. „Stojí za zmínku, že to není úplně dohodnuto., “říká.)
Simulace ukazují Zemi, která se nakonec usadila do miliard let deskové tektoniky, než se nakonec dostatečně ochladila, aby to skončilo - asi za dalších 5 miliard let. "V určitém okamžiku, " říká O'Neill, "se Země zpomalí a ta litosféra se stane silnější a silnější až do bodu, kdy je příliš silný a příliš tlustý na to, aby ji vnitřek mohl rozbít." “
Vědci referují o svých zjištěních v červnovém čísle Fyzika Země a planetárních interiérů .
Rocks „jsou nejlepší věci, na které se musíme spolehnout, abychom nám řekli o minulosti, “ říká Bradford Foley, geodynamik Carnegie Institution of Washington. A bez nich se vědci musí spolehnout na teoretické modely. Existuje však mnoho nejistot, které se do nich začleňují, poznamenává Foley. Například tým O'Neill mohl získat různé výsledky, pokud by použili různé vzorce, které popisují způsoby, jak se tvoří skály. Žádný z modelů vyvíjených dnes k popisu vývoje planety není nikde blízko definitivního, říká Foley.
Ale takové modely mohou pomoci prozkoumat, co se mohlo stát na Zemi, stejně jako na jiných planetách ve vesmíru. Desková tektonika je důležitá pro uhlíkový cyklus Země a pomáhá regulovat množství oxidu uhličitého v atmosféře. "Tento cyklus pomáhá udržovat zemské klima stabilizované v příjemném mírném rozmezí, " poznamenává Foley. To je jeden z důvodů, proč vědci kdysi předpokládali, že planeta bez deskové tektoniky nemůže hostit život, nebo alespoň složitý život.
O'Neill poznamenává, že na obývatelnost planety mohou hrát také další faktory, jako je kapalná voda a složení exoplanetové atmosféry. Takže je možné najít život někde ve vesmíru na planetě, která se nepohybuje a třese se jako Země.
