היווצרות כדור הארץ

היווצרותו והתפתחותו של כדור הארץ הוא סיפור בלשי מדעי שלקח אסטרונומים ומדענים פלנטריים מחקר רב כדי להבין. הבנת תהליך היווצרות עולמנו לא רק נותנת תובנה חדשה על מבנהו והיווצרותו, אלא היא גם פותחת חלונות חדשים של תובנות לגבי יצירת כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים.

כדור הארץ לא היה בסביבה בתחילת היקום. למעשה, מעט מאוד ממה שאנו רואים בקוסמוס היום היה סביב היקום לפני ה -13.8 מיליארד שנה. עם זאת, כדי להגיע לכדור הארץ, חשוב להתחיל מההתחלה, כשהיקום היה צעיר.

הכל התחיל בשני אלמנטים בלבד: מימן והליום, ועקבות קטנים של ליתיום. הכוכבים הראשונים נוצרו מתוך המימן שהיה קיים. מרגע שהתהליך הזה נולד, דורות של כוכבים נולדו בענני גז. כשהם התיישנו, הכוכבים הללו יצרו אלמנטים כבדים יותר בליבותיהם, יסודות כמו חמצן, סיליקון, ברזל ואחרים. כשמתו דורות הכוכבים הראשונים הם פיזרו את אותם יסודות לחלל, שזרעו את דור הכוכבים הבא. סביב כמה מאותם כוכבים נוצרו האלמנטים הכבדים יותר כוכבי לכת.

לפני כחמישה מיליארד שנה, במקום רגיל לחלוטין בגלקסיה, קרה משהו. יכול להיות שזה היה פיצוץ סופרנובה שדחף הרבה את ההריסות של היסודות הכבדים שלו לענן סמוך של גז מימן ואבק בין כוכבים. או, יכול להיות שזו פעולה של כוכב חולף שמסעיר את הענן לתערובת מסתחררת. לא משנה מה הייתה ההתחלה לבעיטה, זה דחף את הענן לפעולה שבסופו של דבר הביאה

הפרוטוסטאר הצעיר הלוהט "בסופו של דבר" נדלק והחל למזג מימן להליום בליבתו. השמש נולדה. הדיסק החם המסתחרר היה העריסה בה נוצרו כדור הארץ וכוכבי הלכת אחותו. זו לא הייתה הפעם הראשונה שמערכת פלנטרית כזו נוצרה. למעשה, אסטרונומים יכולים לראות רק סוג כזה קורה במקום אחר ביקום.

בזמן שהשמש גדלה בגודלה ובאנרגיה, והחלה להצית את שריפות הגרעין שלה, הדיסק החם התקרר לאט. זה לקח מיליוני שנים. במהלך תקופה זו, רכיבי הדיסק החלו להקפיא לדגנים קטנים בגודל אבק. מתכת ברזל ותרכובות של סיליקון, מגנזיום, אלומיניום וחמצן יצאו תחילה בסביבה הלוהטת הזו. חלקים מהם נשמרים במטאוריטים שונמיטים, שהם חומרים קדומים מערפילית השמש. לאט לאט גרגרים אלה התיישבו זה בזה ונאספו בגושים, אחר כך נתחים, אחר כך סלעים, ולבסוף גופים המכונים פלנטימזלים גדולים מספיק כדי להפעיל את כוח הכובד שלהם.

ככל שחלף הזמן, פלנטימאליות התנגשו בגופים אחרים והתחזקו. תוך כדי כך, האנרגיה של כל התנגשות הייתה אדירה. כשהגיעו לגובה של מאה ק"מ בערך, התנגשויות פלנטסימליות היו מספיק אנרגטיות להמיס ולאדות הרבה מהחומר המעורב. הסלעים, הברזל ומתכות אחרות בעולמות המתנגשים הללו מינו את עצמם לשכבות. הברזל הצפוף התיישב במרכז והסלע הקל יותר נפרד למעטפת סביב הברזל, במיניאטורה של כדור הארץ ושאר כוכבי הלכת הפנימיים כיום. מדענים פלנטריים מכנים תהליך יישוב זה בידול. זה לא קרה רק עם כוכבי לכת, אלא התרחש גם בירחים הגדולים יותרהאסטרואידים הגדולים ביותר. מטאוריטים מברזל שצללים לכדור הארץ מעת לעת מגיעים מהתנגשויות בין אסטרואידים אלה בעבר הרחוק.

בשלב מסוים במהלך הזמן הזה, השמש הציתה. למרות שהשמש הייתה רק כשני שליש בהירים כמו שהיא כיום, תהליך ההצתה (ה- מה שמכונה שלב T-Tauri) היה מספיק אנרגטי בכדי לפוצץ את רוב החלק הגזי של השטח דיסק דיסק פרוטפלנטרי. הנתחים, הסלעים והזמנים הפלנטריים שהושארו מאחור המשיכו להתאסף לקומץ גופות גדולות ויציבות במסלולי מרווחים היטב. כדור הארץ היה השלישי מבין אלה, וספר החוצה מהשמש. תהליך הצטברות והתנגשות היה אלים ומרהיב מכיוון שהקטעים הקטנים יותר הותירו מכתשי ענק על הגדולים יותר. מחקרים על כוכבי הלכת האחרים מראים השפעות אלה והראיות לכך חזק כי הם תרמו לתנאים קטסטרופלים על כדור הארץ התינוק.

בשלב מסוים בשלב מוקדם של תהליך זה, פלנטסימל גדול מאוד פגע בכדור הארץ מכה מחוץ למרכז וריסס הרבה מהמלבוש הסלעי של כדור הארץ הצעיר לחלל. כוכב הלכת החזיר את מרביתו לאחר תקופה מסוימת, אך חלקו נאסף לכדור הארץ הפלנטסימלי השני. נראה כי אותם שאריות היו חלק מסיפור היווצרות הירח.

הסלעים העתיקים ביותר ששרדו בכדור הארץ הונחו כחמש מאות מיליון שנה לאחר שנוצר הכוכב לראשונה. זה וכוכבי לכת אחרים סבלו בגלל מה שמכונה "ההפצצה הכבדה המאוחרת" של כוכבי הלכת האחרונים התועים האחרונים לפני ארבעה מיליארד שנה) הסלעים העתיקים תוארכו על ידי שיטת עופרת אורניום ונראה שהם כ -4,03 מיליארד שנה. תכולת המינרלים שלהם והגזים המשובצים שלהם מראים שהיו הרי געש, יבשות, רכסי הרים, אוקיינוסים וצלחות קרום על כדור הארץ באותם ימים.

כמה סלעים צעירים מעט יותר (בני כ -3.8 מיליארד שנה) מראים עדויות מפתה לחיים על הכוכב הצעיר. בזמן ש עידנים הבאים היו מלאים בסיפורים מוזרים ושינויים מרחיקי לכת, עד שהחיים הראשונים הופיעו, המבנה של כדור הארץ היה מעוצב ורק החל מהאווירה הקדמונית שלו השתנה של חיים. הבמה נקבעה להיווצרות והתפשטות של חיידקים זעירים ברחבי כדור הארץ. התפתחותם הביאה בסופו של דבר לעולם נושא החיים המודרני שעדיין מלא הרים, אוקיינוסים והרי געש המוכרים לנו כיום. זה עולם שמשתנה כל הזמן, עם אזורים שבהם יבשות מתפרקות ומקומות אחרים שבהם נוצרת קרקע חדשה. פעולות אלה משפיעות לא רק על כדור הארץ, אלא על החיים עליו.

העדויות לסיפור היווצרותו והתפתחותו של כדור הארץ הן תוצאה של איסוף ראיות מטופלים ממטאוריטים ומחקרים על הגיאולוגיה של כוכבי הלכת האחרים. זה בא גם מניתוחים של גופים גדולים מאוד של נתונים גיאוכימיים, מחקרים אסטרונומיים של אזורים היוצרים כדור הארץ סביב כוכבים אחרים, ועשרות שנים של דיון רציני בקרב אסטרונומים, גיאולוגים, מדעני פלנטה, כימאים, ו ביולוגים. סיפור כדור הארץ הוא אחד הסיפורים המדעיים המרתקים והמורכבים ביותר סביבו, עם המון הוכחות והבנה לגיבוי.

עודכן ונכתב מחדש על ידי קרולין קולינס פיטרסן.