Bardzo krótka historia powstania Ziemi

Wiem, że ostatnio na blogu nie pojawił się żaden post. Wiele zajęć związanych głównie ze studiami bardzo utrudnia pisanie. Ale odnalazłem w starych zapiskach na komputerze fragment tekstu o uformowaniu się Ziemi. Jest to krótki test, właściwie historyjka z wieloma uproszczeniami, ale myślę, że mimo wszystko może dać ona chociaż minimalny obraz tego co działo się kilka miliardów lat temu. Fragment dotyczący powstania Księżyca pochodzi z mojego wcześniejszego artykułu Krótka historia powstania Księżyca.

Przenieśmy się teraz około czterech i pół miliarda lat wstecz od dnia dzisiejszego. Ponieważ nie ma Ziemi znajdujemy się w przestrzeni kosmicznej w której pełnym blaskiem jarzy się już najbliższa nam gwiazda- Słońce. W pobliżu zaczęły już powstawać inne planety w tym Ziemia. Dookoła nowopowstałej gwiazdy rozprzestrzenia się potężny dysk protoplanetarny złożony głownie z wodoru, helu, odłamków skał, oraz niewielkiej ilości cięższych pierwiastków takich jak lit, glin, żelazo, nikiel, oraz minerałów takich jak krzemiany. Cięższe pierwiastki pochodzą prawdopodobnie z wybuchu supernowej, która w ostatnim akcie swojego życia odrzuciła z wielką prędkością w przestrzeń kosmiczną ogromne ilości wyprodukowanych w swoim wnętrzu pierwiastków. Prawdopodobnie ta sama Supernowa dzięki której powstały pierwiastki z których zbudowane są nasze ciała i otaczający nas świat dała pierwszy impuls do formowania się Układu Słonecznego. W potężnej eksplozji „podmuch” energii mógł wprawić ogromny obłok pyłu kosmicznego i wodoru w powolny ruch. Po wielu milionach lat dzięki powolnemu ruchowi całość zaczęła skupiać się w większe grupy, dzięki czemu zapłonęło nasze Słońce, a dookoła niego z pozostałości tego pyłu mogły utworzyć się planety i inne obiekty.

Dookoła protogwiazdy ziarna krążącego pyłu protoplanetarnego zaczęły ulegać akrecji. Zjawisko to polegało na zderzaniu się mikroskopijnych ziaren pyłu między sobą, dzięki czemu tworzyły się większe zbiorowiska dorastające do około 15 kilometrów- planetozymale.  Planetozymale wirowały dalej po różnych orbitach dookoła protogwiazdy, a dzięki towarzyszącemu im oddziaływaniu grawitacyjnemu przyciągały się wzajemnie tworząc coraz większe twory nazwane protoplanetami.  Protoplanety cały czas przyciągały do siebie kolejne planetozymale, przez co cząstki w ich wnętrzu doznawały coraz większego ścisku co wywoływało ich tarcie, dzięki czemu protoplaneta ogrzewała się. 

W początkowej fazie istnienia, Ziemia, podobnie jak inne planety, przeszła fazę "wielkiego bombardowania" - liczne pozostałości dysku protoplanetarnego (niektóre o rozmiarach rzędu setek kilometrów) zderzały się z Ziemią. Powodowało to zwiększanie masy Ziemi, a ogromna energia kinetyczna ulegała przemianie w ciepło. Nasza planeta zaczęła się dosłownie topić od zewnątrz, aż wreszcie przekształciła się w żarzącą się kulę stopionej materii. Powierzchnia młodej Ziemi była półpłynną rozgrzaną do czerwoności masą. Zupełnie nie przypominała obecnej, dobrze znanej nam Niebieskiej Planety. Gdy Ziemia była w stanie półpłynnym, oddzieliły się od siebie różne minerały: cięższe pierwiastki ( np. żelazo i nikiel) spłynęły do środka, gdzie utworzyły jądro Ziemi. Lżejsze minerały (np. krzemiany i tlenki) utworzyły warstwy zewnętrzne: płaszcz i skorupę ziemską.

Protoplaneta, z której powstała Ziemia była oddalona pierwotnie od protosłońca o około 150 milionów kilometrów i przyrastała na grubość około piętnastu centymetrów rocznie. Powierzchnia praziemi była rozgrzana do ponad tysiąca stopni Celsjusza. Brak było również atmosfery, a powierzchnię tworzyły roztopione masywy skalne. Brak również było najbliższego nam towarzysza- Księżyca… ale skąd on się wziął?

Około 4,533 miliarda lat temu, mniej więcej 34 milionów lat po powstaniu Ziemi (która dalej nie dorównywała rozmiarami obecnej) doszło do przedziwnego zdarzenia. Mniej więcej w tym samym czasie w którym powstała Ziemia, na tej samej orbicie powstała inna protoplaneta Thea. Prawdopodobnie obydwie protoplanety poruszały się po bardzo zbliżonym orbitach z tą różnicą, że były oddalone od siebie o około 60 stopni (150 milionów kilometrów). Po 34 milionach lat formowania się obu protoplanet Thea  osiągnęła rozmiary obecnego Marsa. Skutkowało to tym, że była ona za ciężka do stabilnego poruszania się po tej samej orbicie co praziemia. Thea zaczęła oscylować dookoła swojej pierwotnej orbity, aż doszło to potężnego zderzenia z naszą ciągle formująca się przyszłą matką. Na skutek powstałych podczas owego zdarzenia ogromnych ciśnień i temperatur dwa ciała zaczęły się ze sobą zlewać. Na podstawie komputerowych symulacji dowiedziono, że podczas zderzenia, które nie było zderzeniem centralnym, (ponieważ Thea uderzyła w praziemię pod pewnym kątem) około 2% płaszcza dwóch protoplanet zostało wyrzuconych w kosmos. Owe 2% wyrzuconych w przestrzeń okołoziemską skał i pyłów w ciągu około tysiąca lat utworzyło dookoła Ziemi pierścień z którego w ciągu ponad miliona lat uformował się nasz Księżyc. Pierwotnie zaraz po utworzeniu, Księżyc okrążał Ziemię w odległości 22 tysięcy kilometrów (dziś ta odległość wynosi około 400 tysięcy kilometrów). W momencie gdy Thea uderzyła w Ziemię została naruszona pierwotna orbita planety oraz czas obrotu wokół własnej osi. W momencie uformowania Księżyca doba trwałą około 6 godzin.

Mniej więcej w tym samym czasie, w którym powstawał Księżyc inne planety: Jowisz i Saturn znalazły się w rezonansie między sobą. Owe dwie potężne planety tak silnie oddziaływały na siebie siłami grawitacji, że na obrzeża Układu Słonecznego został wypchnięty Neptun, a w kierunku środka Układu zaczęły kierować się potężne ilości planetozymali. Również owe sprzężenie między olbrzymami przyczyniło się do powstania obłoków Oorta i pasa Kuipera.

Potężny rezonans grawitacyjny doprowadził do migracji ogromnej ilości małych ciał niebieskich w kierunku wewnętrznych planet Układu Słonecznego, w tym formującej się Ziemi. Mniej więcej 3,9 miliarda lat temu owe ciała zaczęły dosięgać Ziemi i nowo powstałego Księżyca bombardując je przez kolejne 20 milionów lat. W tym momencie doszło do jednego z najbardziej niezwykłych wydarzeń w historii Ziemi. Prawie każde z ciał niebieskich uderzających w rozgrzaną powierzchnie Ziemi zawierało w sobie trochę zamarzniętej wody. W ciągu 20 milionów lat woda zgromadzona we wnętrzach meteorytów zaczęła akumulować się na powierzchni Ziemi. Temperatura obniżyła się do około 70 stopni Celsjusza. Dzięki tak wielkiemu gromadzeniu wody po 20 milionach lat bombardowania cała powierzchnia planety pokryta była wodą, którą czasami wzburzały wybuchy wulkanów podwodnych, co skutkowało powstaniem małych wysp wulkanicznych. Wielkie fale tsunami setki razy potężniejsze od tych, które my znamy szalały po powierzchni Ziemi wzmagane dramatycznie silnym oddziaływaniem grawitacji stale oddalającego się Księżyca. Mimo zmniejszonego bombardowania Ziemi z kosmosu była ona narażona na ataki z kosmosu.

Około 3,8 miliarda lat temu bombardowanie kosmiczne nasiliło się. Do wody pokrywającą niemal 99% powierzchni Ziemi zaczęły trafiać miliony ton meteorytów, które przy każdym zderzeniu oraz zatopieniu uwalniały do wody kolejne porcje minerałów. W tym samym czasie woda cały czas przesiąkała do wnętrza Ziemi gdzie ogrzewało ją bardzo aktywne jądro co powodowało jej nasiąkanie gazami oraz innymi minerałami z samego wnętrza Ziemi i jej transport na powierzchnie przez podwodne kominy. Woda bogata w różne sole mineralne zaczęła mieszać się ze sobą między kratonami (zalążkami przyszłych kontynentów) tworząc swoistą zupę pierwotną bogatą we wszystko co potrzebuje obecne życie… obecne, bo tamtego czasu życia jeszcze nie było.