Student World

Nedávné geologické analýzy dokazují, že Země měla vodní povrch a vhodné podmínky pro vznik života o miliardy let dříve, než se vědci původně domnívali. Vědci analyzovali chemické složení nejstarších geologických hornin. Minerální vzorky o stáří 4,4 miliardy let dokazují, že Země v této době nebyla rozžhaveným oceánem magmatu, ale na jejím povrchu již byly kontinenty a vodní oceány.

Stáří vzorku ovšem může vyvrátit obecně přijímanou hypotézu, kdy a jakým způsobem vznikl Měsíc. Na základě rozsáhlých počítačových simulací se astronomové domnívají, že Měsíc vznikl srážkou velmi hmotné planetesimály s formující se Zemí rychlostí asi 4 km/s. V okamžiku srážky měla Země asi 70 procent dnešní hmotnosti a planetesimála asi 30 procent hmotnosti dnešní Země. Náraz obou těles byl tangenciální. Uvolnilo se při něm asi 10^32 Joulů energie (odhaduje se, že exploze všech jaderných hlavic by uvolnila energii asi 10^19 J). Hmota planetesimály se zabořila do nitra Země, celý plášť Země se roztavil, jeho vnější vrstvy se smísily s hmotou planetesimály a rychle se odpařily. Kolem Země vznikl plynný rozpínající se obal, který chladnul a kondenzoval na prachová zrna. Když se obal vzdálil asi 15 tisíc kilometrů od Země, jeho drobná zrna se začala vzájemně spojovat a postupně vznikala stále větší a větší tělesa, až vznikl Měsíc. Celý proces netrval déle než několik týdnů.

Analýzou malého zrna zirkonu, která se běžně používá pro určení geologického stáří hornin, vědci z Univerzity v Madisonu ve státě Wisconsin, z Colgate Univerzity, z Curtinovy Univerzity a z Univerzity v Edinburghu ve Skotsku došli k závěru, že před 4,4 miliardami let se teplota povrchu Země pohybovala jen kolem 100 stupňů Celsia. Tento objev naznačuje, že Země v této době byla naprosto odlišná, než jsme se původně domnívali.
Podle původních představ před 4,4 milardami let Země byla oceánem rozžhaveného magmatu bez pevné zemské kůry. Nový objev naznačuje, že Země musela chladnout rychleji, než se původně předpokládalo. Podle původních představ se voda na Zemi objevila teprve před 3,8 miliardami let.
Sluneční soustava se začala formovat z plynoprachového mračna o nízké teplotě řádově 10 Kelvinů s velmi nízkou hustotou. Díky vnějšímu impulsu (např. erupci blízké supernovy) se mračno začalo nepravidelně smršťovat a kvůli zachování momentu hybnosti začalo rotovat kolem určité rotační osy. Vlivem odstředivé síly se původně amorfní plynoprachové mračno začalo měnit v poměrně pravidelný rotující disk chladné látky. Prachová zrna se začala kupit do velmi tenké rotující desky a plyn se většinou soustředil v centrálním kulovém tělese a z části vytvořil tlustší disk, který se prolínal s prachovou deskou. Prachová zrna se po určité době soustředila téměř výlučně v prachové desce. Protože se zrna pohybovala vůči sobě malou rychlostí, začalo docházet k jejich kondenzaci. Počítačové simulace ukazují, že během asi tisíce let vznikla zrna o průměru 10 milimetrů a za dalších tisíc let již byla rovina sluneční soustavy vyplněna kameny o rozměrech asi 5 kilometrů (tzv. planetesimály 1. generace).
Po době asi 20 tisíc let vznikly planetesimály 2. generace o průměru asi 500 až 800 kilometrů a o hmotnosti až 10^21 kilogramu. Tato tělesa již byla schopna na sebe vázat plynnou atmosféru z původního plynného disku. Gravitace těchto těles ale bylo natolik slabé, že většina atomů a molekul plynu dosáhla únikové rychlosti. Na volné atomy a molekuly plynu ve volném prostoru působí proud elektricky nabitých částic ze Slunce. Předpokládá se, že zárodečné Slunce do prostoru vyvrhovalo mnohem více částic, než je tomu dnes.
Z planetesimál 2. generace postupně vznikly vzájemným gravitačním působením jednotlivé planety. Rozsáhlou původní atmosféru si uchovala pouze hmotná tělesa, jako jsou planety Jupiter, Saturn, Uran a Neptun. Atmosféry těchto těles dosahují tloušťky několika tisíc kilometrů. Menší planety o původní atmosféru zcela přišly a Venuše, Země a Mars si vytvořily novou atmosféru zejména sopečnou činností. Dokladem jsou aktivní sopky na Zemi a zřejmě také na Venuši a vyhaslé štítové sopky na Marsu.

Poznámka Pavel Houser: Doba vzniku života se v tuto chvíli odhaduje na asi 3,5 miliardy let. Je možné, že tyto objevy posunou datum ještě dále do minulosti…

Pokračování příště…

autor Jiří Svršek, http://natura.eridan.cz