Jordens historie:4,6 milliarder års liv, klima og kontinenter

På et planetarisk ur, der spænder over 4,6 milliarder år , fylder menneskets historie kun et minut – kun 0,13 millioner år . Hvad udspillede sig på Jorden, før menneskeheden opstod?

Jordens tidslinje for geologisk tid

Forskere rekonstruerer Jordens fortid ved hjælp af den geologiske tidsskala , læser fossiler indlejret i skiftende klippelag kendt som lag . En sedimentær sekvens – såsom kalksten med sneglefossiler, konglomerat, skifer med fisk – giver en optegnelse over, hvornår og hvordan planeten udviklede sig.

Optegnelsen er opdelt i stadig finere enheder:eoner, epoker, perioder og epoker. Den prækambriske eon (ikke at forveksle med den kambriske æra) strækker sig fra Jordens dannelse til det første flercellede liv og omfatter Hadean, Archaean, og Proterozoikum æoner. Den Fanerozoiske Eon dækker tiden fra fremkomsten af rigeligt liv til nutiden, omfattende Paleozoikum, Mesozoikum, og Kenozoikum epoker.

Hvordan jorden blev født

Selvom ingen levende vidner kan bevidne, er den videnskabelige konsensus, at Jorden smeltede sammen fra rumstøv under det tidlige solsystem. For omkring 4,5 milliarder år siden smeltet jern og nikkel sank for at danne kernen, en varm kappe blev dannet over den, og en tynd skorpe blev afkølet og hærdet på overfladen.

Oceaner blev dannet, da kondenseret vanddamp faldt som regn. Cyanobakterier - blågrønne alger - begyndte fotosyntesen og frigav ilt, der reagerede med jern i havene. Da jernreservoiret var opbrugt, for ca. 1,5 milliarder år siden , overskydende ilt kom ind i atmosfæren, hvilket radikalt transformerede planeten.

Planter og dyr flyttede efterfølgende fra vand til land; padder og krybdyr var de første landboende kolonisatorer. Dinosaurer dominerede fra 225 til 65 millioner år siden . Efter deres udryddelse diversificerede pattedyr sig hurtigt. Homo sapiens udviklet sig for omkring 130.000 år siden og migrerede ud af Afrika for cirka 35.000 år siden .

Jordens indre struktur

Ifølge NASA , den indre kerne – sammensat af jern og nikkel – når temperaturer på 9.800°F . Kappen ovenfor forbliver smeltet, mens skorpen, omkring 19 miles tyk de fleste steder, er planetens yderste lag (den oceaniske kappe er kun 3 miles dyb).

Temperaturhistorie og klimaændringer

Temperaturskift er afgørende for at bestemme arternes overlevelse. Jorden har udholdt flere istider og masseudryddelser. Mens meteoritnedslag fortsat er en mulighed, er den umiddelbare trussel stigningen i drivhusgasser.

Iskerner fra Grønland og Antarktis viser, at menneskelig aktivitet har fremskyndet opvarmningen dramatisk. NASA rapporterer, at de globale temperaturer er steget med 1,62°F siden slutningen af det 19. århundrede, en forandring stor nok til at påvirke økosystemer verden over.

Oprindelse af navnet "Earth"

I omkring et årtusinde sporede astronomer ved CalTech ordet "Jorden" tilbage til germanske rødder, der betyder "jord". Derimod er de andre planeter opkaldt efter græske og romerske guddomme. Den Internationale Astronomiske Union (IAU) godkender officielt "Earth" til brug i engelsktalende sammenhænge; dagligdags navne som "Terra" er ikke anerkendt videnskabeligt.

Månens dannelse

Den fremherskende teori er giant-impact hypothesis :et legeme på størrelse med Mars ved navn Theia kolliderede med den tidlige Jord og udstødte affald, der smeltede sammen til Månen. Alternative ideer omfatter samtilvækst (samtidig dannelse fra soltågen) og gravitationsindfangning af et allerede eksisterende objekt.

Kontinental udvikling

Under den sene palæozoikum, en sprække under superkontinentet Pangea udvidet. Vulkanudbrud spyede aske og magma, og tektoniske kræfter adskilte Pangea i Gondwana og Laurasia . Gondwana brød senere ind i Afrika, Antarktis, Australien, Indien og Sydamerika; Laurasien delte sig i Nordamerika og Eurasien. I dag er kontinenterne Afrika, Antarktis, Asien, Australien, Europa, Nordamerika og Sydamerika.

Det er bemærkelsesværdigt, at der findes beviser for tropiske skove og dinosaurer i Antarktis iskapper. For omkring 200 millioner år siden , da Antarktis var en del af Pangea, var klimaet varmt; dens efterfølgende drift til Sydpolen udløste en dramatisk afkøling.

The Hadean Eon (4,6-4,0 milliarder år siden)

Hadean, opkaldt efter Hades, markerer Jordens brændende barndom. Forud for dette oplevede universet Big Bang ~13,7 milliarder år siden, producerede Solen og solsystemet. Tunge grundstoffer smeltede sammen til planeter; Jordens smeltede indre adskilt i kerne, kappe og skorpe.

Konvektionsstrømme mellem kerne og kappe sætter tektoniske plader i bevægelse - en proces, der stadig former planeten. En tidlig atmosfære af giftige gasser og et urmagnetisk felt blev dannet, mens ubønhørlige asteroide- og kometbombardementer skulpturerede overfladen.

Disse påvirkninger, kombineret med vand og organiske prækursorer, udløste sandsynligvis fremkomsten af DNA - livets fundament.

Den arkæiske æon (4,0-2,5 milliarder år siden)

Under det arkæiske område afkølede Jorden, og oceaner blev dannet af dampkondensering. Kontinental skorpe begyndte at dukke op, med granitfremspring fra ~3,1 milliarder år siden. Den første store landmasse, muligvis kaldet Ur , kan have inkluderet det moderne Indien, Australien og Sydafrika.

Livet opstod:anaerobe mikrober dominerede, og senere øgede cyanobakterier atmosfærisk ilt. Dannelsen af Jordens Måne i denne periode hjalp også med at stabilisere planetens rotation og hældning, hvilket gav anledning til de fire årstider.

Den proterozoiske eon (2,5-0,541 milliarder år siden)

Den store iltningsbegivenhed - da ilt akkumuleredes i atmosfæren - udløste dybe økologiske skift. Anaerober faldt, og aerobe eukaryoter steg. Høje metanniveauer reagerede med ilt for at reducere drivhusopvarmningen og initierede Sneboldjorden istider.

Superkontinenter samlet, og et fortykkende ozonlag beskyttede livet mod ultraviolet stråling, hvilket tillod terrestriske økosystemer at diversificere.

The Phanerozoic Eon:Paleozoic Era (541-252 millioner år siden)

Den kambriske eksplosion (~541-245 millioner år siden) frembragte et udbrud af hvirvelløse dyr med hård skal. Fisk udviklede sig, efterfulgt af padder og tidlige krybdyr. Carbon regnskoven kollapsede, drevet af global opvarmning, begravede organisk stof i kul, mens ørkener udvidede sig.

Æraen sluttede med Perm-Trias-udryddelsen (~252 millioner år siden), den mest alvorlige masseudryddelse, sandsynligvis udløst af et asteroidenedslag. Omtrent 96 % af marine arter og 70 % af terrestriske arter omkom.

Mesozoikum (252-66 millioner år siden)

Dinosaurer regerede i ~160 millioner år og udviklede sig fra akvatiske forfædre til landboende kæmper. Fremkomsten af nåleskove øgede ilt og understøttede massive organismer.

I slutningen af mesozoikum oplevede et katastrofalt asteroidnedslag (~6 mi diameter), der blokerede sollys, hvilket forårsagede udryddelse af dinosaurer og banede vejen for pattedyr.

Kenozoikum (66 millioner år siden – i dag)

Da dinosaurerne var væk, diversificerede pattedyr sig, hvilket gav anledning til hvaler, mastodonter og senere primater. Den første primat dukkede op for ~25 millioner år siden; den første hominid for ~3 millioner år siden. Homo sapiens opstod for ca. 300.000 år siden og mestre værktøjsbrug, kunst og jagt.

Tektoniske bevægelser omformede oceaner og kontinenter, udvidede Atlanterhavet og byggede Rockies. Globale temperaturer afkølede lidt i denne æra.

Nutidens geologiske aktivitet

Jordskorpen er i konstant bevægelse. Tektoniske plader driver, kolliderer og glider og producerer jordskælv - ofte ubemærket rumlen og lejlighedsvis ødelæggende jordskælv langs brudlinjer som San Andreas. Denne dynamik, kombineret med klimatiske begivenheder, fortsætter med at omforme planeten.