Student World

Podle současné hypotézy Země vznikla asi před 4,6 až 4,5 miliardami let akrecí velkého množství částic a vzájemným gravitačním přitahováním planetesimál, které předcházely vzniku planet. Z původně chladných částic a planetesimál vzniklo těleso, které působením gravitace, pokračujících impaktů a tepla vznikajícího rozpadem izotopů (thoria, uranu, draslíku), zvyšovalo svoji teplotu až do kapalného stavu. V následující fázi těžké prvky, zejména železo, klesly ke středu tělesa a vytvořily převážně železné jádro.
Lehké prvky, zejména hliník, křemík, draslík, hořčík, vystoupily k povrchu a soustředily se ve vrstvách označovaných jako svrchní plášť a zemská kůra. Chemická afinita a další vlastnosti těžkých radioaktivních prvků způsobily, že část těchto prvků se udržela v kůže a v plášti.
Po diferenciaci Země na jádro, plášť a kůru, se začala kůra dělit na jednotlivé frakce a vzniklo podloží a lehčí pevninské kry. Zatím není vyřešeno, zda tento vývoj skončil nebo zda pokračuje.
Po vzniku pevné kůry během asi 700 miliónů let Země rychle chladla a vznikly oceány kondenzací husté atmosféry, podobné atmosféře dnešní Venuše. V období od 600 miliónů do 500 miliónů let od vzniku Země byl její povrch bombardován meteority různé velikosti. Před asi 4,45 miliardami let došlo ke srážce velké planetesimály se Zemí a vznikl Měsíc.
Mechanismus vedoucí ke vzniku magnetického pole planet není uspokojivě vyřešen. V poslední době se objevily nové poznatky, které celkový pohled na magnetické pole ještě komplikují. Při roztavení magmatu a tuhnutí hornin je zřejmé, že pokud působí na taveninu vnější magnetické pole, zorientují se feromagnetické částice hornin podle siločar tohoto pole. Po ztuhnutí horniny tak v ní zůstává informace o směru a částečně také o intenzitě magnetického pole v okamžiku, kdy tavenina procházela Curieovým bodem. Prokázalo se, že intenzita magnetického pole se výrazně změnila. Několikrát se dokonce změnila polarita tohoto pole a tato změna probíhala velmi rychle během několika stovek let.
Nový pohled na historii magnetického pole zatím znemožňuje vytvoření uspokojivého modelu magnetosféry Země. Prokazatelná nestabilita magnetosféry ovlivňovala závažně také biosféru.
Zemská atmosféra je výjimečná mezi atmosférami terestrických těles. Tato tělesa buď nemají atmosféru anebo mají atmosféru tvořenou převážně oxidem uhličitým. Nejvýznamnějšími složkami zemské atmosféry jsou dusík a kyslík.
Předpokládá se, že původní atmosféry terestrických planet byly velice podobné. Primární atmosféru tvořil zřejmě oxid uhličitý, methan, amoniak a některé další plyny. Další vývoj atmosféry závisel na hmotnosti planety. Malá tělesa si primární atmosféru neudržela, větší tělesa, jako Mars, si zachovala část atmosféry bez lehčích složek a Venuše a Země si udržela poměrně rozsáhlé atmosféry.
Nová představa o nejmladším období geologického vývoje Země vychází z analýzy jediného malého zrna zirkonu, které bylo nalezeno v západní Austrálii. Jeho stáří určil Simon Wilde ze Školy aplikované geologie na Curtinově univerzitě technologie v Perthu v západní Austrálii. John Valley z Univerzity v Madisonu a geolog z Colgate univerzity William Peck analyzovali poměr izotopů kyslíků, změřili množství vzácných prvků a určili chemického složení zrna zirkonu o průměru nepatrně větším než dva lidské vlasy. Laboratoř geochemika Colina Grahama z Univerzity v Edinburghu analyzovala poměry isotopů kyslíku.
Analýza isotopů kyslíku a vzácných prvků prokázala vysoký poměr jednoho z isotopů kyslíku, který neodpovídá zastoupení tohoto isotopu v ostatních minerálech z první poloviny geologické minulosti Země. Jinými slovy, chemie minerálu a horniny, v níž byl minerál nalezen, odpovídá nízké teplotě zemského povrchu.

Jde o první důkaz zemské kůry o stáří asi 4,4 miliardy let. Zemská kůra kontinentálního typu tedy vznikala již během období dopadů meteoritů a planetesimál na zemský povrch. Chemické reakce vody se zkoumaným vzorkem mohly probíhat v tomto období mezi kataklyzmatickými událostmi.
Geologové po nejstarších horninách Země intenzivně pátrají. Takové vzorky jsou nesmírně vzácné, protože hornina se neustále cyklicky přeměňuje nebo propadá do horkého zemského pláště. Jen velmi málo horniny neprošlo procesy cyklické přeměny.
Malé zrno křemičitanu zirkonu nalezl Simon Wilde v západní Austrálii ve větším vzorku, který obsahoval úlomky materiálů z řady různých hornin. V 90. letech 20. století se podařilo již objevit zrna křemičitanu zirkonu o stáří 4,3 miliardy let. Nalezené zrno je dosud vůbec nejstarším vzorkem horniny.
Podle Johna Valleyho stáří zrna omezuje hypotézy vzniku Měsíce. Je možné, že Měsíc vznikl dříve, než se předpokládalo, nebo vznikl jiným procesem. Nízká teplota vody v pozemských oceánech je předpokladem vzniku života. Nejstarší biochemický důkaz existence života pochází z období před 3,85 miliardami lety a nejstarší mikrofosilie z období před 3,5 miliardami lety.
John Valley se domnívá, že život mohl na Zemi vzniknout a zcela zaniknout několikrát po sobě po katastrofických dopadech velkých meteoritů. Výzkum, který prováděli John Valley, William Peck, Colin Graham a Simon Wilde byl podporován americkým ministerstvem pro energii a britskou Výzkumnou radou pro životní prostředí.

Literatura a odkazy:
[X1] http://www.nsf.gov/pubs/2001/pr0102/pr0102.txt Earlier Water on Earth? Oldest Rock Suggests Hospitable Young Planet. NSF PR 01-02. January 8, 2001. National Science Foundation.
[X2] http://www.news.wisc.edu/newsphotos/zircon.html High-resolution image of the rock and crystal.

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…

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