Pământul s-a format acum 4,54
miliarde de ani, arată calculele oamenilor de ştiinţă, care au ajus la
această concluzie analizând cele mai vechi roci terestre pe care le-au
putut găsi, precum şi cei mai vechi meteoriţi căzuţi pe Pământ (pornind
de la ideea că Pământul şi meteoriţii s-au format în acelaşi timp,
atunci când s-a format Sistemul Solar, prin agregarea materiei solide
existente în jurul Soarelui.) De atunci, planeta însăşi – structura ei
internă, atmosfera ei şi particularitatea ei cea mai uimitoare, viaţa –
precum şi corpurile cereşti de pe orbita ei, au trecut prin nenumărate
prefaceri. Iar unele dintre aspectele acestei evoluţii ne-au rămas până
azi necunoscute.
De unde a venit apa?
Unii dintre oamenii de ştiinţă cred că,
atunci când s-a format, Pământul era o planetă uscată, uscată de tot,
fără pic de apă în structura ei.
A fost Pământul o planetă absolut lipsită de apă atunci când s-a format?
Cum s-a ajuns la bogăţia de apă de azi,
care susţine întreaga viaţă a planetei? Cantitatea de apă a crescut,
desigur, treptat, de-a lungul timpului – şi există mai mulţi factori
care ar fi putut contribui la această „îmbogăţire” în apă – dar cum a
fost la început de tot? Din cauză că nu există dovezi geologice
suficiente datând din această perioadă de început, nu ştim cu precizie
cum şi-a căpătat Pământul apa. A fost elaborată, la un moment dat, o
ipoteză conform căreia apa ar fi venit din spaţiu, adusă de comete (care
sunt formate în mare parte din gheaţă), dar analize ulterioare
specifice şi detaliate – măsurarea proporţiei izotopilor hidrogenului în
apa oceanului planetar şi în gheaţa cometelor – au dat rezultate care
contrazic această ipoteză: apa din comete nu e la fel cu cea de pe
Terra.
O ipoteză nouă aduce în prim-plan o altă
categorie de obiecte spaţiale, chondritele carbonacee(unul dintre
tipurile de meteoriţi ce pot fi găsite pe Pământ), sugerând totodată că,
spre deosebire de convingerea ştiinţifică menţionată la început,
Pământul s-ar fi „născut” cu ceva apă în el. (Nu apă aşa cum o vedem noi
azi în râuri şi lacuri, ci molecule de apă care intrau în compoziţia
materiei solide din care erau alcătuite fragmentele de materie care,
prin agregare, au format Pământul.) Analizele rocilor selenare, ale
chondritelor carbonacee şi ale rocilor de pe Terra arată că apa din
aceste 3 tipuri de materiale are o origine comună. Descoperirea sprijină
o teorie recentă şi originală, conform căreia, cândva, uriaşul Jupiter,
a cincea planetă de la Soare (şi cea mai mare din Sistemul Solar), s-ar
fi mişcat un pic de la locul său, adică, la un moment dat, la
începuturile formării Sistemului Solar, şi-ar fi modificat temporar
orbita. Această „migraţie” ar fi destabilizat orbitele unor obiecte
spaţiale din centura de asteroizi, aflată între orbita lui Marte şi cea a
lui Jupiter. Rocile spaţiale din această regiune ar fi fost împinse
spre interiorul Sistemului Solar şi unele dintre ele, bogate în apă, ar
fi ajuns astfel să intre în componenţa Pământului. E o viziune deosebit
de interesantă, încă prea nouă pentru a fi pe deplin acceptată şi care
mai trebuie verificată, urmând să fie confirmată sau infirmată de studii
ulterioare.
Unde e xenonul?
Atmosfera Pământului este formată
dintr-un amestec de gaze: predomină azotul (78,09%), există o cantitate
semnificativă de oxigen (20,95%), apoi dioxid de carbon (0,035-0,039%)
şi diverse alte gaze. Printre aceste „alte gaze” se numără aşa-numitele
gaze rare, gaze nobile sau gaze inerte, denumite astfel pentru că au
reactivitate chimică foarte scăzută, nu formează combinaţii chimice cu
alte substanţe. Gazele rare se găsesc în atmosferă în proporţii
diferite, cel mai abundent fiind argonul (0,93% – mult mai abundent
decât dioxidul de carbon); celelalte gaze rare sunt heliul, neonul,
kriptonul, radonul şi xenonul.
De multă vreme oamenii de ştiinţă
observaseră că era o problemă cu xenonul: concentraţia lui îm atmosfera
terestră este cu 90% mai mică decât ar fi de aşteptat, conform
calculelor.
În atmosfera planetei, gazul nobil numit xenon se găseşte în cantităţi neaşteptat de mici.
O ipoteză foarte recent publicată de
către oamenii de ştiinţă de la Universitatea Jilin din Changchun, China,
sugerează că xenonul ar fi ascuns în nucleul planetei, fiind combinat
chimic cu fierul şi nichelul din care e alcătuit în cea mai mare parte
„miezul” Pământului. Cu toată reactivitatea lui scăzută, xenonul ar
putea, în anumite condiţii speciale de presiune şi temperatură, să
reacţioneze chimic cu alte elemente. Calculele şi experimentele
cercetătorilor chinezi arată că, la temperaturile şi presiunile uriaşe
existente în nucleul Pământului, xenonul ar putea reacţiona atât cu
fierul, cât şi cu nichelul; cea mai stabilă dintre moleculele formate ar
fi alcătuită dintr-un atom de xenon şi 3 atomi de fier – XeFe3 – sau
dintr-un atom de xenon şi 3 de nichel – XeNi3.
Dar, de fapt, din ce e format nucleul?
Faptul că ştim că xenonul care lipseşte
din atmosfera planetei ar fi ascuns în nucleu nu lămureşte totuşi, nici
pe departe, toate misterele legate de acest nucleu. Se înţelege că
nimeni n-a ajuns acolo ca să vadă cum arată lucrurile la faţa locului,
aşa că tot ceea ce ştim a fost dedus din rezultatele multor măsurători
legate de densitatea planetei, de magnetismul ei şi alte însuşiri
specifice, analizate cu tehnici sofisticate, precum şi din rezultatele
unor experimente ce recreează presiunile şi temperaturile uriaşe din
miezul Pământului.
Oricât de ciudat ar suna, nucleul e
compus, se crede, din două straturi: un „nucleu intern” şi un „nucleu
extern”. Cel intern ar fi solid – sau, în orice caz, se comportă ca un
solid – , având o rază de cca. 1220 km şi o temperatură de cca. 5430
grade Celsius. Nucleul extern ar fi un strat lichid, topit, cu o grosime
de 2266 km, cu temperaturi între 4400 şi 6100 grade Celsius.
Structura şi compoziţia nucleului planetei noastre alcătuiesc o ecuaţie cu multe necunsocute.
Se considera că atât nucleul intern, cât
şi cel extern sunt alcătuite dintr-un aliaj de fier şi nichel(adică un
„amestec” fizic al celor 2 metale, nu o combinaţie chimică, la nivel
molecular); în nucleul extern s-ar mai găsi, cred autorii unui studiu
publicat în 2011, şi alte elemente, precum oxigen şi sulf. Recenta
ipoteză prezentată mai sus – că în structura nucleului terestru ar fi
prezent şi xenonul, şi încă în combinaţii chimice cu fierul şi nichelul,
arată cât de departe suntem încă de a şti totul despre miezul fierbinte
al Terrei. Şi suntem la fel de departe şi de a şti totul despre câmpul
magnetic al Pământului, care este generat tocmai de acest nucleu şi
care, printre alte caracteristici, o are şi pe aceea de a-şi inversa din
când în când polaritatea – o dinamică pe care oamenii de ştiinţă nu au
descifrat-o încă.
Cum s-a format Luna?
Nu există consens între savanţi în ceea
ce priveşte felul în care s-a format satelitul natural al Pământului.
Teoria impactului gigantic spune că, în vremurile de început ale
planetei noastre, acum aproximativ 4,5 miliarde de ani, ea a fost lovită
de un alt corp ceresc, cam de mărimea planetei Marte; din materialul
aruncat în spaţiu de acest impact s-ar fi forrmat Luna. Deşi este, la
ora actuală, cel mai larg acceptat dintre scenariile ce încearcă să
explice formarea Lunii (şi este susţinut de asemănările constate între
Lună şi Pământ, ce sugerează că aceste două corpuri cereşti ar avea o
origine comună), teoria impactului gigantic are unele puncte slabe care
împiedică acceptarea ei în unanimitate; de pildă, un impact de asemenea
amploare ar fi trebuit să lase nişte urme geologice care însă nu au fost
identificate în structura scoarţei terestre.
Altă idee interesantă legată de formarea
Lunii: unii oameni de ştiinţă cred că iniţial Pământul ar fi avut două
Luni (formate prin impactul descris mai sus), iar cea mai mică a intrat,
la un moment dat, într-o coliziune lentă cu sora ei mai mare, din două
luni formându-se una singură, cea pe care o ştim azi. Ipoteza ar explica
de ce sunt atât de diferite între ele cele două „feţe” ale Lunii:
partea vizibilă, dinspre Pământ, este plată şi plină de cratere, în timp
ce partea ascunsă are un relief mult mai accentuat, cu lanţuri muntoase
de până la 3.000 m altitudine.
Pe lângă teoria impactului gigantic, se vehiculează în lumea ştiinţifică un număr de teorii alternative:
teoria fisiunii, care afirmă că Luna ar
fi o bucată desprinsă din scoarţa şi mantaua terestră ca urmare a forţei
centrifuge generate de o rotire foarte rapidă a Terrei.
teoria acreţiei binare, ce susţine că Luna şi Terra au luat naştere în
acelaşi timp şi în aceeaşi regiune a spaţiului, din materialul care s-a
aglomerat formând două corpuri spaţiale distincte – Terra şi satelitul
său natural.
o nouă teorie alternativă este cea a capturării Lunii – atragerea ei de către Pământ, în câmpul gravitaţional al acestuia.
În legătură cu acest ultim scenariu, o
propunere foarte recentă sugerează o origine „extraterestră” a
satelitului natural al Pământului: Luna ar fi un „cadou” din partea lui
Venus, planeta vecină şi „soră” a Terrei.
Venus ar fi avut cândva un satelit
natural, pe care l-a pierdut; capturat de câmpul gravitaţional terestru,
acest corp ceresc a devenit satelitul natural al Pământului.
Toate scenariile propuse pănă în prezent
sunt plauzibile într-o anumită măsură, dar niciunul nu reuşeşte să
explice complet modul în care Pământul şi-a dobândit satelitul natural.
Aşa că Luna îşi păstrează în continuare misterul.
Câte Luni are Pământul?
Ca şi cum dificultăţile legate de
înţelegerea modului în care a luat naştere Luna n-ar fi fost de ajuns,
oamenii de ştiinţă au început să se întrebe, mai recent, dacă planeta
noastră chiar are o singură „lună” sau are mai multe.
Adică să-şi fi pierdut Luna unicitatea?
Astronomii au început să fie preocupaţi,
în ultima vreme, de aşa-numitele TCO (Temporarily Captured Objects),
nişte mici asteroizi pe care planeta noastră, datorită atracţiei
gravitaţionale pe care o exercită, îi „agaţă” din când în când,
atrăgându-i în câmpul ei gravitaţional şi fixându-i pe orbită pentru un
anumit interval de timp. Majoritatea acestor obiecte spaţiale rămân pe
orbită între 6 şi 18 luni, după care scapă din câmpul gravitaţional al
Pământului şi se pierd în spaţiu. Dar altele şi altele sosesc mereu în
locul celor pierdute. Simulările arată că este probabil ca, în orice
moment, în jurul Pământului să orbiteze doi asteroizi de mărimea unei
maşini de spălat şi alţi vreo 6 mai mici (cu diametrul de cca. o
jumătate de metru), capturaţi de planeta noastră din spaţiul
extraterestru. Ocazional, cam la 50 de ani odată, soseşte şi câte un
asteroid mai mare, de dimensiunea unui camion.
Oamenii de ştiinţă sunt foarte
interesaţi de aceste mini-luni: asemenea roci, care nu au fost afectate
de fenomenele atmosferice de pe Pământ şi nu au intrat în contact cu
solul terestru, ar putea furniza o mulţime de date noi şi interesante
despre modul în care s-a format Sistemul Solar. De asemenea, companiile
care dezvoltă tehnologii de exploatare a resurselor spaţiale sunt
interesate de aceste mini-luni: deşi multe sunt prea mici pentru a putea
fi exploatate rentabil, ar putea fi totuşi utile pentrua a testa pe ele
tehnologiile destinate „mineritului” pe asteroizi – o activitate care,
deşi sună încă „SF”, ar putea deveni realitate în numai câteva decenii.
Mai sunt încă multe „mari enigme” legate
de planeta noastră, de formarea şi evoluţia ei. Chiar fără să punem la
socoteală „enigma supremă” – cum a apărut viaţa pe Pământ -, planeta e
plină de secrete. Iată, anul trecut oamenii de ştiinţă anunţau
descoperirea unui nou continent! Da, un micro-continent, necunoscut până
atunci – e drept, nu vizibil la suprafaţa oceanului, ca altele, ci
ascuns în adânc, sub mase colosale de lavă. Aflat sub insulele Reunion
şi Mauritius, din Oceanul Indian, fragmentul continental, denumit
Mauritia, s-a desprins din blocul continental sudic, Gondwana, în urmă
cu 60 de milioane de ani.
Iar studiul care anunţa descoperirea sa,
publicat în Nature Geoscience, sugerează că asemenea micro-continente
ar putea exista în număr mai mare decât se credea.
Iată un câmp de cercetare cu totul nou;
cine ştie câte alte asemenea micro-continente stau ascunse sub rocile
străvechi, încă nedescoperite, şi ce lucruri noi şi uimitoare vom afla
în viitorul apropiat, de la savanţii care se străduiesc să descifreze
secretele misterioasei noastre planete.
