10 upptäckter som förändrar hur man bildar den gamla jorden

Modern vetenskap har lärt sig mycket om jordens förflutna, och forskare har upptäckt några överraskande detaljer som går emot allt vi tar för givet. Detaljer som ...

10Mammals förfäder styrde jorden före dinosaurerna

Däggdjur och reptiler ser inte lika ut, men de delar en gemensam förfader. När de gick sina separata sätt blev reptiler som dinosaurs förfäder diapsider. Förfäderna till dagens däggdjur blev synapsider. Den rivaliteten varade i över 230 miljoner år, och däggdjurssynapsider dominerades helt och hållet dino-diapsider under den första halvan av den tiden.

Dimetrodon, till exempel en segelbagad däggdjurfader, var den dominerande markkarnivoren i den permeriska perioden. Den mättes 3,5 meter lång och vägde 100-150 kg (220-330 lb). Det enorma huvudet och de långa hängslen som stod ut ur lerig träskvatten var det sista som många djur - inklusive andra dimetrodoner - någonsin visste.

Den permeriska perioden var brutal på diapsiderna. De lämnade inte många fossiler bakom sig. Vi vet att några växte så stora som 2 meter, men de flesta stannade små och undvikde de regerande synapsiderna, så gott de kunde. Sedan kom "Stora Döden". Över 90 procent av alla arter släcktes i slutet av permermånaden.

Synapsider hade en riktigt bra nisch, och vissa överlevde. Dessa fortsatte att bli ganska vanliga. Men det fanns nu mer konkurrens från diaspiderna. Döden hade lämnat tillräckligt med möjligheter för dino-diapsider att bli etablerade. Över miljontals år har de två grupperna genomfört fejden som varje linje utvecklades ytterligare. Vid mitten av Triassan blev synapsider till moderna däggdjur. Diapsids blev dinosaurier ... ännu inte humungous, men tillräckligt stora.

De första dinosaurerna var lika stora som en typisk modern hund. Vid slutet av Triassic perioden var några 6 meter långa. En grupp-ichthyosaurs-styrde redan haven. Sedan kom en annan massutrotning, och dinosaurierna arvade också landet. Denna utrotning avslutade synapsidpartiet en gång för alla, och lämnade bara små moderna däggdjur för att betala räkningen.

9 Ingen vet vad som dödades av dinosaurierna

End-Cretaceous utrotning gick något som följande, enligt den vanligaste höll teorin från 1980-talet till idag. För det första dominerade dinosaurier världen. Därefter kraschade en stor asteroid nära moderna Chicxulub, Mexiko, som skickade jorden till en global vinter. Dinosaurernas ålder slutade, eftersom 80 procent av jordens arter försvann. Därefter ärft däggdjur världen. Ända sedan det obestridliga beviset visade en inverkan på rätt plats vid rätt tidpunkt, har forskare accepterat förklaringen. Kanske berodde de vidare, effekterna hade orsakat hela jordens massutrotning.

Alla spred sig ut i fältet och letade efter fler kratrar. De hittade mycket, men de flesta kunde inte kopplas till massutrotning. Och under tiden har det höjts frågor om slutkristallutrotningen och den asteroideffekten. En sådan massiv wallop borde ha avlivat mycket liv över hela jorden. Istället överlevde vissa arter - även dinosaurier, som senare utvecklats till fåglar.

Några förklarar detta med en dubbel whammy av Chicxulub-påverkan och samtida omfattande vulkanisk översvämning från en region som heter Deccan-fällor. Deccanutbrottet, säger dessa experter, gjorde livet svårt över hela världen. Därefter kom asteroiden att leverera en coup de grace till de mest stressade djurgrupperna, inklusive T Rex och dess kompisar.

Det är ett bra argument, men inte alla köper det. Andra forskare säger att de har funnit bevis på att dinosaurerna blomstrar precis intill Deccan vulkanen medan den utbröt, även vid sin lava. Dessa experter säger också att jorden i slutet av åldern av dinosaurier drabbades av flera stora impactors-asteroider eller kometfragment-över en kort tidsperiod. Chicxulub var där, men den största var Shiva, tre gånger så stor som Chicxulub. När Shiva slog vår planet bort från den moderna Indien västkusten, var dess inverkan massiv nog för att förändra hur plattektoniken fungerade i området. Den närliggande deccanutbrottet gick sedan till overdrive och en massdöd följde.

Så välj dig. Var det Chicxulub, Chixculub plus vulkanism, eller Shiva rymdspärren plus vulkanism som stängde dinosaurens ålder? Ingen vet säkert.

8 Det kan regna diamanter

Du skulle inte vilja vara där för att fånga dem. Detta händer under en våldsam vulkanutbrott.

Diamanter är kristaller av rent kol som tar form under intensiv värme och tryck i jordens djupa inredning. Ingen är helt säker på hur kolet kommer ner så långt i första hand, men alla är överens om att diamanter är väldigt mycket gamla.

En gång formad, hänger diamanter bara i planetens mantel. Plattektonik kan få en kontinent att rulla över dem för att skrapa upp en del. Som den geologiska tiden går, samlar de äldsta delarna av alla kontinenter diamanter på det här sättet, liksom som skeppskölar som samlar käkar.

Inget av detta hjälper oss att bli rik, förstås. Faktum är att diamanter inte kan existera naturligt på jordens yta - de blir grafit. Den enda anledningen till att vi har något är att väldigt djupt rotade vulkanutbrott har blåsit upp dem för fort för att de ska byta över.

Så här händer det. En ovanlig typ av smält mantelrock kallad kimberlite eller lamproite börjar röra sig uppifrån nedanför det diamantbelagda mantelskiktet. Detta händer väldigt snabbt, eftersom denna magma är "mageig" - den har mycket koldioxid och vatten i den. Den snabbt stigande kimberliten samlar diamanter längs vägen, spränger sig genom den överliggande kontinenten i ett diamantrör och en bom. Det regnar diamanter.

7Purple Oceans

Havsvatten är till stor del öppet.Färgen du ser beror på vad som är i det - lerigt brunt eller gult nära kusten där en stor flod tömmer sig i havet eller grågrön längre ut tack vare tång och myriad små organismer.

Men vi är egentligen bara bekanta med de övre delarna av havet, vilket solljus kan penetrera. Här använder plankton ljus för fotosyntes. En av biprodukterna av den processen, i havet precis som på land, är syre. Idag reser det här syret genom havsvatten, även ner i den kalla, mörka avgrunden. Det beror på att det löser sig väldigt bra i kallt vatten och kan därför bäras av havsbasströmmar.

På några få platser stagnerar dock havsvatten, liksom några av norrlands fjordar. För många näringsämnen staplar upp i det och använder upp allt syre. Lite vattenkryssare måste leva, så den lokala matkedjan först växlar över till kväve, och när det är borta, till svavel. En svavelbaserad matkedja sätter mycket väte sulfid i havet, vilket är dålig nyhet för de flesta former av marint liv, men underbart för de små gröna och lila svavelätarna. Syre är dödlig för dessa svavelhaltiga bakterier, men de trivs och färgar vattnet rosa till lila hvar de hittar de rätta förhållandena. Idag hittar du dem i Svarta havet, liksom i några fjordar och sjöar.

Var kom de först från? Tja, de är bland jordens äldsta invånare.

Pigment från lila lila svavelätare har hittats i 1,64 miljarder år gammal sten från vad som nu är norra Australien. Dessa bakterier levde strax efter att jorden hade förlorat sina banded järnformationer (BIF), som slutade bilda i havet för omkring två miljarder år sedan. Geologer har länge förbryllat över varför inga fler BIF bildades efter det. De två huvudteorierna innefattar ett syrerikt hav eller en stinkande vätesulfidbrygga.

Upptäckten av dessa pigment är ett plus för vätesulfid. Det betyder också att det gamla svavelhaltiga havet var fullt av glada små svavelätare ... och var därför en härlig skugga av lila.

Men var kom allt det där vattnet i första hand?

6A mycket av jordens vatten är äldre än solsystemet

Solsystemet bildades av ett stort moln av interstellärt damm. Damm är torr. Men några av molnets väte och syre kunde ha kombinerat till bra gamla H₂O. Det skulle ha blivit utblåst från det inre solsystemet, men när solen först tändes upp. Det enda stället att hitta vatten efter det skulle ha varit i det yttre solsystemet eller vid kanterna där kometen cirklar.

Forskare tittade på detta och tänkte på att jordens oceaner bildades ungefär en miljard år efter att planeten tog form. Detta kan förklara oceanerna med en kombination av vulkanutgasning och effekterna av isiga kometer. Vulkanerna skulle frigöra det lilla vattnet hade blivit begravet inuti jorden under bildandet. Resten av vattnet skulle komma in som kometer bombade oss tidigt i det nya solsystemets liv.

Det är en bra historia och har hunnit lyckas genom åren. Det är dock bara delvis rätt.

Forskare har just upptäckt att 30-50 procent av jordens vatten är äldre än solsystemet. Interstellär is var här, med andra ord, före dammskyget som födde vårt solsystem. Dessa forskare använde en relativ dating metod för att visa att upp till hälften av vattnet i bland annat är din kropp över 4,6 miljarder år gammal. De kan inte ge ett exakt datum, men det här gamla vattnet kan vara nästan lika gammalt som universum.

5Life kan ha kommit till jorden från Mars

Meteorer blåsar över natthimlen eller överraskar oss i brett dagsljus. Dessa små fragment av asteroid eller komeetskräp brinner vanligen upp i atmosfären. Om de gör det till marken kallas de meteoriter.

På 1980-talet, efter vikingmissionerna till Mars, blev forskare överraskad att finna att vissa meteoriter tydligen kom hit från den röda planeten. Idag är NASA ganska säker på att de har minst 124 bitar av Martian Real Estate på filen. Marsmeteoriterna verkar vara vulkaniska stenar, och Mars är värd för de största kända vulkanerna i solsystemet. Men inte ens den största utbrottet i Olympus Mons kunde ha blåst dessa stenar till jorden.

Efter en hel del detektivarbete tror vissa experter att en effekt påverkade dessa 4,5 miljarder år gamla lava bitar i rymden för omkring 15 miljoner år sedan. De nådde jorden för 13.000 år sedan. Vissa av dem visar fossiler, eller åtminstone bevis på att berget bildades i vatten som en gång kunde ha varit värd för livet.

Det låter osannolikt, eftersom dessa stenar brukade vara lava, men livet hittar en väg. Idag på Yellowstone bor små organismer som kallas extremofiler i varma källor och i några av bergarterna där. Tuffa småvåningar som här kan överleva de extremt hårda förhållandena på Mars. De kunde till och med leva genom en inverkan, om de var tillräckligt långt inne i en stor stenplatta. När det gäller den eldiga nedgången till jorden, har forskare gjort experiment som visar endoliter skulle förmodligen bara behöva cirka 5 cm sten för en värmesköld.

Naturligtvis är livet på jorden ungefär fyra miljarder år gammalt, och dessa maritima turister är nyanlända. Men vi har inte hittat alla meteoriterna. Dessa kom definitivt hit, så andra martian meteoriter kunde också ha landat tillbaka när jorden var väldigt ung. Även om de inte gav oss livsformer, kan martens meteoriter ha fört oss de mineraler som behövs för att starta livet på jorden.

4Earligen var jorden inte helig

Geologer kallar jordens tidiga år Hadean-perioden efter Hades, ofta betraktad som den antika grekiska motsvarigheten till helvetet. Värmen av jordens formation, enligt teorin, smälte större delen av planeten, som sedan tog lång tid att bilda dagens relativt fina ytskorpa.Det mesta materialet från Hadean Earth är borta nu tack vare förväxling och plåttektonik. Allt som finns kvar är små kristaller av mineralzirkon.

Zirkon (zirkoniumsilikat) gör vackra smycken, men det är också mycket användbart för forskare av två skäl. För det första är det tufft nog för att överleva geologiens grova och tunna värld. Du kan utbreda zirkon från en vulkan, krossa den i en tektonisk platta kollision, eller begrava den under miles av sediment, och zirkon bara shruggar och växer ett annat lager. Geologer kommer senare att följa och läsa dessa lager som en historia bok. För det andra innehåller zirkon en liten bit uran, inte tillräckligt för att skada dig, men bara rätt mängd att göra viss precision vetenskaplig dating.

Forskare testade den äldsta kända zirkon som går hela vägen tillbaka till Hadean-perioden. Detta mineral kristalliserades vid en mycket kallare temperatur än förväntat. Isotoper visade vidare att vatten och andra förhållanden som var lämpliga för livet kunde ha funnits när kristallen bildades. Jorden, 4,4 miljarder år sedan, kan väl ha haft kontinenter och oceaner som gjordes av livsuppbärande vatten, inte dödlig smält lava.

Jorden har dock en kärna som är gjord av järn. Det betyder att planeten måste ha varit helvete i åtminstone en liten stund efter det att den bildades. Det betyder också att du måste betala mycket för ädla metaller för att gå med din zirkonpärla, för att ...

3Gold och Platinum gick till jordens kärna

Metaller som guld och platina är sällsynta på jorden idag, men de är vanliga på vissa asteroider. De asteroiderna bildades av samma dammskyget som jorden gjorde. Så varför finns det inte mycket guld och platina som ligger här här nu?

Tillbaka i början av Hadean (strax efter jordens bildande men före den zirkonkristall som vi pratade om), var det tillräckligt varmt för att smälta järn. Järn och dess grannar i det periodiska bordet är tunga. Så började alla smälta klumparna av rent järn och kombinationer med guld, platina och så vidare reglera en bit, centrering mot planet.

Då slog något om storleken på Mars in i jorden och slog av det material som senare blev månen. Denna effekt orsakade massiv smältning på jorden. Mycket järn och praktiskt taget hela sin metallfanklubb sjönk sedan bortom vår räckvidd och rakt in i kärnan, där allt fortfarande sitter idag.

2 Nord- och Sydpolen behöver inte vara otrevlig

Kanske på grund av den Moon-forming whack, lutas jordens axel nog så att det mesta solljuset faller på ekvatorn. Ändå betyder det inte att polerna alltid är isiga. Bara 34 miljoner år eller så sen-ett ögonblick i geologiska termer - Antarktis genomsnittstemperatur var 14 grader. De närliggande haven var en mjukt 22 grader Celsius.

Under hela sin historia har jorden inte haft de stora polära iskaparna som den sportar idag. Mängden inkommande solljus spelar ingen roll. Det som är viktigt är koldioxidnivån och den resulterande globala uppvärmningen.

Forskare är inte säkra exakt varför polerna gick in i frysen 20 miljoner år eller så sen. Vissa säger att det hände efter att Indien och Asien kolliderades som en del av plattformtektonikansen. Denna kollision väckte Tibet och Himalaya bergen. Eftersom vädring sker snabbare på brant mark, tvättas flera bitar av kontinental sten i havs, vilket ökar koldhållningskapaciteten hos haven. Karbon föll ut ur atmosfären, och växthuseffekten övergick snart till global kylning.

Inte alla forskare är ombord med denna idé. De säger att det inte finns tillräckligt med bevis för att definitivt bevisa en teori över en annan, även om de håller med om att det hade att göra med CO₂. Kanske föreslår de att det berodde på förändringar i vegetationen.

1Earth kan ha kylt på grund av myror

Men varmt har det nyligen varit vid polerna, Jordens all-time högtemperaturrekord under de senaste 200 miljoner åren fastställdes under dinosaurernas ålder. Därefter bakades tropikerna vid 35 ° C, tack vare växthuseffekten, och de höga breddgraderna var toasty i mitten av 20-talet. Sedan, för cirka 65 miljoner år sedan, svalkade sakerna, med några temperaturpigrar nu och igen.

Vädring spelar en stor roll i den globala koldioxidcykeln, varför forskare ofta vänder sig till denna förklaring av den övergripande globala kylningstendensen sedan dinosaurs ålder. Tillbaka i slutet av 1980-talet startade en sådan forskare vid Arizona State University ett långtidsexperiment. Han krossade sten och lagrade den i alla möjliga olika miljöer - överallt från barrland till myrar. Vart femte år samlade han en del av det och såg hur mycket det var förväxling jämfört med baselineprover. Tjugofem år senare blev han förvånad över att upptäcka att myror bröt ner teststenen upp till 175 gånger snabbare än baslinjevärdet.

Vanliga myror är ett av de starkaste naturliga mineralväderämnena. Kanske är det inte en slump att myror först uppträdde som en art för omkring 65 miljoner år sedan, precis runt tiden då jorden började chilla ut.

Antväderning kan eller inte ha sekvestrerat tillräckligt med kol över det långa loppet för att svalna ner planeten. Men någon jordforskare kan vara glad att få en myrgård som semester eller födelsedagspresent. Det är ett bra sätt att välkomna dem till det nya paradigmet i klimatforskningen.