Toka, planeti plot mistere.

[Juno]

Hidhini një sy sistemit tonë diellor, dhe keni të drejtë nëse mendoni që tetë planetet e tij lëvizin nga pjesë krejtësisht të ndryshme të kozmosit. Megjithatë, ata janë formuar të gjithë nga e njëjta re gazi dhe pluhuri që rrethonte diellin më shumë se 4.5 miliardë vjet më parë. Teksa graviteti bashkoi këtë re me diellin në qendër, grimcat e pluhurit u përplasën dhe ngjitën me njëra-tjetrën, duke u rritur në madhësi dhe duke gjeneruar fusha graviteti edhe më të mëdha. Këta grumbuj u përplasën dhe bashkuan sërish, duke ndërtuar planetët që ne njohim sot.

Kjo është panorama e përgjithshme, por detajet e asaj që ndodhi në fazat e hershme të jetës së Tokës mbeten një mister. Zgjidhja e tij është thelbësore për të kuptuar përse toka është kaq e përshtatshme për format e jetës. Ne dimë që distanca e saj nga Dielli ofron sasinë e duhur të nxehtësisë dhe dritës, për ta bërë planetin të banueshëm, por vetëm kaq nuk mjafton. Pa përzierjen e duhur të karbonit, hidrogjenit, azotit, oksigjenit, fosforit dhe squfurit që përbëjnë qeniet e gjalla, dhe pa ujin në sipërfaqen e planetit, jeta ashtu si e njohim nuk do të ish zhvilluar. Nga pikëpamja kimike, Toka është thjeshtë më e mirëpajisur për jetën se sa fqinjët. Atëherë, si i kemi gjithë këto të mira?

Ajo që ne dimë është se elementë të ndryshëm mund të jenë kondensuar nga retë në temperatura të ndryshme, që do të vareshin nga distanca e tyre prej diellit. Por ne nuk mund të dimë saktësisht se çfarë ndodhi më pas, për arsye se shkëmbinjtë e tokës janë ngjeshur, shkrirë dhe copëtuar disa herë dhe nuk mund të merren të dhëna për atë si janë formuar. Dhe përderisa shumica e planetëve në sistemin diellor nuk mund të arrihen, meteorët janë shpresa jonë më e mirë. Ata janë formuar në të njëjtën kohë si planetët, dhe që atëherë kanë mbetur kryesisht të patrazuar. Por për t’i studiuar, do të na duhet të presim që ndonjëri të bjerë nga hapësira.

Një klasë meteorësh të quajtur kondritë përshtaten me shumë aspekte të përbërjes së Tokës, gjë që lë të kuptohet se mund të jenë formuar nga e njëjta lëndë e parë. Megjithatë, ka disa ndryshime delikatë, që është e vështirë të shpjegohen. Për shembull, përzierja e izotopeve të oksigjenit në meteorët kondritikë nuk është si ajo e Tokës. Deri tani askush nuk e di përsenë, por përderisa oksigjeni është elementi më i bollshëm në koren e Tokës, duke zënë pothuajse gjysmën e masës së saj, ky është një mister që nuk mund të injorohet.

Një tjetër e panjohur e madhe është se si e ka siguruar Toka furnizimin me ujin aq jetëdhënës. Duke qenë kaq pranë diellit, ka qenë me siguri shumë nxehtë që uji thjeshtë të kondensohej nga retë e gazit teksa formohej planeti, dhe në qoftë se do të ish formuar me siguri do të kish avulluar shpejt gjatë përplasjes titanike që formoi Hënën. Shpjegimi më popullor është se uji erdhi më vonë, në formën e kometave të akullta nga jashtë sistemit diellor, që mbërritën në periudhën e njohur si “Bombardimi i Vonë”. Megjithatë, deri tani nuk ka prova të forta që ky ka qenë burimi i ujit të Tokës.

Sigurisht, ne kemi nevojë për depërtime të reja për mënyrën se si formohen planetët. Teleskopi hapësinor “Herschel” i agjencisë Hapësinore Europiane mund të sjellë disa përgjigje. Ai do të jetë në gjendje të depërtojë thellë në hapësirë dhe të përdorë detektorët me rreze infra të kuqe për të na dhënë një pamje të paprecedentë të reve të pluhurit, ku po formohen yje dhe planete të rinj, dhe ku planetë të rinj mund të kenë po atë fat si Toka në fillimet e saj.

Epoka e errët
4.53 miliardë vjet më parë, teksa Toka e sapokrijuar po vendosej në orbitën e saj përreth diellit, goditi fatkeqësia. Planeti ynë mori një goditje të fortë nga një objekt me madhësi sa planeti Mars. Copëra pas përplasjes u derdhën në orbitën e Tokës për të formuar hënën, dhe energjia e përplasjes ofroi nxehtësi të mjaftueshme për të shkrirë shtresat e sipërme të Tokës, duke fshirë

kështu të dhënat e mëhershme gjeologjike të planetit tonë. Kjo ka lënë një humnerë të thellë në dijen tonë për 500 milionë vitet e parë të planetit, një periudhë që është bërë e njohur si epoka Hadiane, apo epoka më e errët e Tokës. Ne nuk dimë pothuajse asgjë për të. “Koha zero” për sistemin diellor pranohet përgjithësisht të jetë 4.567 miliardë vjet më parë, dhe 4.55 miliardë vjet më parë pjesa më emadhe e Tokës ishte krijuar. Më pas, afro 20 milionë vjet më vonë, goditi objekti i madh, duke dërguar silikon të vaporizuar në atmosferë. Ky u kondensua dhe më pas nisi të bjerë një si shi llave, duke depozituar një det me shkëmbinj të shkrirë në një ritëm prej një metri në ditë.
Toka u shkri deri në bërthamë, dhe procesi i krijimit të një sipërfaqeje të ngurtë nisi sërish nga fillimi. Korja e Tokës sot është e përbërë pothuajse ekskluzivisht nga shkëmbinj jo më të vjetër se 3.6 miliardë vite, kështu që gjurmët e mjedisit prej ferri të epokës së errët janë të përhapur në terren. Nga shkëmbinjtë e lashtë që mbeten, shumica janë modifikuar nga nxehtësia apo trysnia. Por falë kristalëve të vegjël elastikë, të quajtur zirkonë, ka disa të dhëna. Zirkonët, të gjetur në Kodrat “Jack” të Australisë Perëndimore, janë mineralet më të vjetër të Tokës. Ata janë të përbërë nga silikati i fortë i zirkoniumit dhe kanë një përqëndrim të lartë uraniumi, gjë që lejon që mosha e tyre të përcaktohet nga sasia e radioaktivitetit që mbetet. Dhe ndonëse ata gjenden edhe tek shkëmbinjtë shumë më të rinj, shumë zirkonë datojnë 4 miliardë vite më parë. Ata nuk na e thonë dot saktësisht se çfarë ndodhi, teksa Toka e shkrirë nisi të ftohet, por përbërja e oksigjenit tek ta tregon se janë formuar në ujë, gjë që lë të kuptohet se oqeanet e Tokës kanë qenë po aty, edhe 4 miliardë vite më parë.

Kjo ngre pyetje të reja: oqeanët kanë nevojë të jenë mbi një sipërfaqe të ngurtë, atëherë si ishte kjo kore? Deri tani nuk ka përgjigje të qarta. Ndoshta vëzhgimi më i dukshëm për koren Hadiane është se ajo nuk ekziston më. Ndërkohë që të irriton, ajo është në vetvete një e dhënë: ndoshta veprimi i pllakave tektonike ka qenë shumë më i fuqishëm atëherë. Ka dy mënyra të tjera, se si ne mund të mësojmë më shumë për atë epokë. Në Tokë, kërkimet e bashkërenduar për më shumë shkëmbinj apo minerale të lashtë, të kombinuar me metodat e përmirësuara të mikro-analizës, duhet të japin më shumë të dhëna se si ka qenë Toka, teksa formohej për herë të dytë.

Së dyti, zbulimi i mineraleve në Hënë dhe Mars mund të tregojë se si ka qenë Toka përpara impaktit katastrofik – pasi copërat e shkaktuara nga impakti krijuan Hënën. Ndryshe nga Toka, asnjë prej këtyre botëve nuk është rishkrirë, kështu që ka shumë më tepër shanse për të gjetur shkëmbinj vërtetë të lashtë në sipërfaqen e tyre. Ne mundemi madje të arrijmë një super-sukses gjeologjik dhe të gjejmë një copë të Tokës Hadiane, që u shkëput drejt hapësirës dhe që më vonë mund të ketë zbritur në Hënë apo në Mars. Jeta

Duke lënë mënjanë mundësinë që jeta të ketë ardhur në Tokë mbi një meteor nga diku tjetër, ne duhet të supozojmë se ajo u shfaq nga çfarëdolloj kushtesh fizike apo kimike, që kanë ekzistuar në fillimet e planetit. Eshtë problematike të gjesh se cilët kanë qenë këta kushte, kryesisht për arsye se Toka ku jetojmë sot nuk ka pothuajse fare gjurmë nga ajo kohë. Sot, provat më të hershme të jetës vijnë nga shkëmbinj sedimentarë, që janë 3.8 miliardë vjeçarë. Të zbuluar në vitet nëntëdhjetë në Groenlandën perëndimore, këta shkëmbinj kanë një përpjestim pazakonshmërisht të ulët të izotopeve të rëndë të karbonit.

Kjo mendohet të jetë shenjë e mikro- organizmave në veprim, për arsye se izotopi më i lehtë kalon më me lehtësi përmes mureve të qelizave, dhe kështu akumulon kudo ku ka patur, mikrobe. Këta shkëmbinj ishin krijuar në një kohë kur planeti po merrte veten nga impakti që krijoi Hënën. Po krijoheshin oqeanet dhe kontinentet, por procesi ndërpritej herë pas here nga ndonjë asteroid i madh që godiste planetin dhe nxehte oqeanet. Darvini përfytyronte jetën që shfaqej në një “pellg të vogël të ngrohtë”; në fakt pothuajse me siguri ka qenë një det i madh.

Ky është një mjedis shumë i ndryshëm nga ai ku jetojmë ne, por ndoshta kjo është e pritshme. Nuk ka momente të rregjistruara të një ngjarjeje të “origjinës së jetës” në Tokën moderne, kështu që ndoshta kushtet e duhura nuk ekzistojnë më. Ose ndoshta po ndodh në shkallë kaq të vogla, saqë ne nuk e vëmë dot re. Kushte analoge me Tokën e hershme ekzistojnë ende. Ata mund të gjenden tek rrethojnë gypat hidrotermalë në shtratin e deteve, aty ku aktiviteti gjeotermik hedh ujë të ngrohtë në oqean. Këto zona mbajnë koleksione të mëdhenj mikro- organizmash, shumë prej të cilëve me metabolizëm primitiv mbresëlënës dhe ku asnjëri prej tyre nuk varet nga drita e diellit për të marrë energji. Gjithësesi, nuk dihet nëse këto gypa hidroterikë janë origjinë e jetës.

Një tjetër vështirësi është të gjesh me saktësi se çfarë ndodhi që bashkoi kimikatet e pajetë, për të krijuar organizma të gjallë. Këtu jemi përballë një situate si veza-me- pulën: që ADN të veprojë ka nevojë për proteina, e megjithatë projektimin për këto proteina e bën vetë ADN. Atëherë kush ka qenë e para? Përgjigja me më shumë gjasa është që ato mendohet të jenë zhvilluar në të njëjtën kohë, përmes një rrjeti reaksionesh mes kemikateve më të thjeshtë. Kjo e bën dyfish të vështirë të kuptosh se kur ndodhi që organizmat e hershëm kaluan nga kemikate, në një formë jete. Gjeologët po shikojnë në Mars për përgjigje. Atje nuk ka pllaka tektonike për të shkatërruar provat, dhe mund të gjenden shkëmbinj sedimentarë me origjinë që nga koha e fillesës së jetës mbi Tokë. Shpresohet që ndryshe nga ata në Tokë, këta shkëmbinj ruajnë të njëjtat të dhëna të kimisë që kanë ekzistuar para se të shfaqej jeta. Eshtë e vështirë, por ata mund të rregjistrojnë edhe ndonjë ngjarje të origjinës së jetës që krijoi format e jetës, të cilat mund të jenë ndoshta të fshehura diku në Planetin e Kuq.
Pllakat

Pa pllaka tektonike, planeti ynë do të ishte një vend shumë i ndryshëm. Riciklimi konstant i kores së Tokës na ofron një klimë të qëndrueshme, depozita mineralesh dhe nafte, si dhe oqeane me një ekuilibër kemikatesh që mbajnë në këmbë format e jetës. Madje i jep një shtysë evolucionit, një herë në disa qindra milionë vjet. Toka është i vetmi planet që ne njohim që ka pllaka tektonike. Atëherë, çfarë shkoi mirë? Modelet kanë treguar se, që pllakat tektonike të vihen në lëvizje, një planet duhet të ketë madhësinë e duhur: shumë i vogël, dhe litosfera e tij duhet të jetë shumë e trashë. Nëse është shumë i madh, fusha e fuqishme gravitacionale i mban ngjeshur pllakat me njëra-tjetrën. Edhe kushtet duhet të jenë ata të duhurit: shkëmbinjtë që përbëjnë planetin nuk duhet të jenë shumë të nxehtë, as shumë të ftohtë, as shumë të lagësht e as shumë të thatë.

Megjithatë, edhe nëse plotësohen këta kushte, ka një tjetër faktor që duhet të përmendet. Litosfera duhet që të çahet në një mënyrë të tillë, që njëra copë të zhytet nën tjetrën. Sot, këtë proces e shohim në skajet e shumë baseneve të oqeaneve, teksa shtrati i ftohtë i oqeanit rrëshket nën koren kontinentale. Megjithatë, Toka e hershme ka qenë shumë më e ngrohtë nga sa është sot dhe në vend të një koreje të brishtë, ajo ka patur diçka më të fortë, dhe ku të çarat e para mund të jenë shfaqur. Modele të shumtë kompjuterikë janë përpjekur të simulojnë kushtet në të cilat një e çarë në kore do të ndodhte në mënyrë spontane, por deri tani kanë dështuar.

Ndoshta shkaktari ka qenë një asteorid apo një kometë. Një tjetër e panjohur e madhe është se kur mund të ketë ndodhur kjo gjë. Ka shumë pak të dhëna në koren oqeanike, pasi pjesa më e madhe nuk është e vjetër sa duhet – zakonisht korja oqeanike shkatërrohet në zonat ku ndodhin rrëshkitjet. Megjithatë të dhënat nga korja oqeanike që ka shmangur rrëshkitjet ofrojnë disa ide. “Ofiolitet” janë copa koreje të lashta oqeanike, që u vendosën mbi koren kontinentale, në vend që të rrëshkisnin poshtë saj. Një studim i kohëve të fundit nxorri që një mostër e tillë e gjetur në Groenlandë ishte 3.8 miliardë vjeçare. Cilado qoftë data e saktë e pllakave tektonike, lëvizja e tyre ka formësuar e riformësuar planetin tonë, që nga ajo kohë.

Procesi riciklon ujë, karbon dhe azot, duke krijuar një mjedis që është i përsosur për jetën. Ai krijoi gjithashtu shumë prej depozitave të naftës, gazit dhe mineraleve që ne gjejmë mbi Tokë. Vullkanët që hedhin dioksid karboni në atmosferë dhe përplasja e pllakave tektonike punojnë bashkë, për ta bërë klimën të jetueshme.
Lëvizja e pllakave bën gjithashtu oqeanet të hapen e të mbyllen, malet të ngjiten e të bien dhe kontinentet të bashkohen e të ndahen. Cdo 500 deri 700 milionë vite, pllakat bashkojnë kontinentet për të formuar një superkontinent. I fundit, Panganea, ka ekzistuar 250 milionë vjet më parë, dhe pas afro 250 milionë vitesh, kontinentet do të përplasen sërish. Kur këta superkontinente ndahen ngadalë, duke ndarë tokat dhe krijuar dete të thellë, evolucioni merr superxhiro, duke krijuar një mori speciesh të reja që kolonizojnë habitatet e rinj.

Askush nuk është i sigurtë se sa kohë do të vazhdojnë pllakat tektonike, apo nëse aktiviteti do të ndalet para se planeti ynë të konsumohet prej Diellit. Por të mos shqetësohesmi shumë për këtë: kur kjo të ndodhë, me siguri qeniet njerëzore do të jenë një kujtim i largët në jetën e planetit. Bërthama

Thënë me një fjalë: Hekur. Por nuk mjafton me kaq. Ka ende shumë për të mësuar mbi bërthamën e Tokës, si është ndërtuar dhe si u krijua. Ajo që dimë është se bërthama nis 2890 kilometra në thellësi dhe se ka një diametër prej 6800 kilometra. Përbëhet nga dy shtresa, bërthama e jashtme prej hekuri të shkrirë dhe bërthama e brendshme e ngurtë, e përbërë nga nikel dhe hekur dhe afërsisht sa madhësia e Hënës.
Nuk ka qenë gjithmonë kështu. Fillimisht, planeti ka qenë thjeshtë një lëmsh gjigand pa një strukturë. Më pas, elementët më të rëndë, kryesisht hekuri dhe pak nikel, u zhvendosën drejt qendrës dhe krijuan bërthamën. Eshtë ende e debatueshme, se kur ka ndodhur kjo me saktësi. Një ide është se bërthama u krijua krejt papritur, në një lloj orteku drejt qendrës. Të tjerë besojnë se hekuri u zhvendos me ngadalësi. Izotopët radioaktivë të matur në shkëmbinjtë vullkanikë që e kanë patur origjinën thellë nën tokë, tregojnë se bërthama u krijua atëherë kur planeti ka qenë diku mes 30 dhe 100 milionë vjeçar. 3.5 miliardë vjet më parë, lëvizjet në hekurin e lëngët kishin krijuar një fushë magnetike. Më pas, afro 1.5 miliardë vjet më parë, qendra e bërthamës u ftoh aq sa për t’u kristalizuar, duke krijuar një bërthamë të brendshme të ngurtë.

Një mister që ka të bëjë me bërthamën është zgjidhur kohët e fundit. Eshtë ditur prej pak kohësh se valët sizmike udhëtojnë më shpejtë në anën lindore të bërthamës se sa atë perëndimore, por askush nuk e gjen dot përse. Tani simulimet kanë treguar se kjo me siguri ndodh për shkak të vorbullave të lëvizshme të hekurit të lëngët në bërthamën e jashtme, që ulin poshtë materialin e ftohtë.

Për 300 milionë vitet e fundit, shumica e vorbullave të hekurit kanë qenë nën Azi, duke bërë që bërthama e brendshme të rritet me afro 100 kilometra në pjesën lindore më shumë se në atë perëndimore.

Kjo mund të ketë pasoja për fushën magnetike të Tokës, që shkaktohet nga bërthama e jashtme. Disa studiues mendojnë se trazirat e shkaktuara nga rritja e bërthamës së brendshme, mund ta bëjnë fushën magnetike më pak të qëndrueshme me kalimin e kohës, duke bërë që ndoshta polet magnetikë të Tokës të ndërrojnë vend. Kur kjo ndodh, planeti mbetet përkohësisht i pambrojtur nga thërrmijat energjetike që dalin nga Dielli, e që njihen si era diellore.

Kjo do të na linte ne pa mburojë ndaj thërrmijave magnetike të erës solare. Një gjë e tillë me siguri do të na shkatërronte sistemet kompjuterikë dhe mund të rezultojë e dëmshme edhe për jetën. Sidoqoftë, askush nuk e di se kur mund të ndodhë. Lëkundjet

Shpërthimet vullkanikë dhe tërmetet janë provë që jetojmë në një planet të formuar nga pllaka tektonike. Përderisa shumica e lëkundjeve dhe vullkanëve ndodhin në skajet e pllakave, është e lehtë të parashikosh se ku do të ndodhin. Fatkeqësisht për njerëzit që jetojnë pranë tyre, të gjesh se kur do të ndodhë, është më e ndërlikuar. Parashikimet afatgjatë të tërmeteve, të bazuar në atë që ka

ndodhur në të kaluarën e afërt, nuk janë problem i madh. Njerëz që jetojnë në Gjirin e San Franciscos, e dinë se ka 62 % mundësi për një tërmet të madh atje, në 30 vitet e ardhshëm. Paralajmërimet afatshkurtër – me sekonda – tani po bëhen gjithashtu të mundur. Japonia lançoi kohët e fundit pikërisht një sistem të tillë, që synon t’u japë njerëzve kohë të mjaftueshme për të gjetur strehë, apo të futen poshtë një tavoline. Ndërkohë që këto lloj masash mund të shpëtojnë jetë, do të ishte më e dobishme të kishim paralajmërime para disa ditëve apo javëve, për të evakuuar zonat në rrezik. Nëse Toka jep parlajmërime të tilla, askush nuk ka ditur t’i lexojë deri sot.

Përpjekjet për të parashikuar tërmetet zakonisht përfshijnë modele të tensioneve dhe shtytjeve në një shkarje të caktuar, vlerësime se kur ka lëvizur për herë të fundit, si dhe matje satelitore të lëvizjeve të terrenit. Disa studiues besojnë se turbullirat elektrike në skajin e atmosferës së Tokës mund të përdoren gjithashtu si parashikues. Ideja është që ndryshimet e tensioneve para një tërmeti mund të rrisin trysninë mbi shkëmbinjtë, në mënyrë të tillë që të shkaktojnë rryma elektrike. Kjo do të shkaktonte një lëshim gazi radon, apo të ndryshonte temperaturat e sipërfaqes dhe më në fund do të kishte ndikim mbi fushën elektromagnetike të Tokës, në mënyrë të tillë që të jetë e dallueshme prej satelitëve. Formimet e çuditshme të reve mbi shkarjet menjëherë para tërmeteve janë propozuar gjithashtu si shenjë e mundshme.

Ndërkohë që jemi ende shumë larg parashikimeve të saktë të tërmeteve, po bëhet gjithjë e më e mundur të parashikohet se kur do të shpërthejnë vullkanët. Përparimet e kohëve të fundit në aftësinë tonë për të deshifruar shenjat paralajmëruese kanë çuar në një sërë evakuimesh të hershëm. Tre muaj përpara shpërthimit dramatik të Malit Pinatubo në Filipine, në qershor 1991, për shembull, shkencëtarët dalluan dridhje në anët e tij. Menjëherë pas kësaj, vullkani nisi të ziejë dhe të nxjerrë re hiri. Teksa veprimtaria u rrit, qeveria urdhëroi evakuimin e 60 mijë vetëve, duke shpëtuar mijëra jetë.
Ndërkohë që jo të gjithë vullkanët japin sinjale kaq të qartë, edhe shenjat më të vogla mund të përdoren sot për të parashikuar shpërthimet. Ndryshimet e lehtë në tingullin e oqeanëve u përdorën me sukses për të parashikuar shpërthimin e “Piton de la Fournaise”, në ishullin e Ribashkimit në Oqeanin Indian në Korrik 2006 dhe prill 2007. Shkencëtarët që monitoronin valët sizmike me frekuencë të ulët që prodhonte oqeani duke goditur shtratin e detit kishin vërejtur se kur afrohej shpërthimi, valët e tingujve që kalonin nëpër dhomëzat e magmës ngadalësoheshin. Bazuar në këtë vëzhgim, vendasit u evakuuan disa ditë më herët.
Edhe të mbash një sy nga moti, mund të ndihmojë parashikimet. Pavlof, një vullkan aktiv në gadishullin Alaskian është më aktiv gjatë vjeshtës dhe dimrit. Një shpjegim është se stuhitë në këto kohë bëjnë rritjen e nivelit të ujërave përreth vullkanit, duke shtyrë lartë magmën si pastë dhëmbësh. Eshtë e mundur që ndryshimi i klimës mund të ketë një efekt të ngjashëm. Shkrirja e shtresave të akullit dhe rritja e nivelit të deteve do të ndryshojë shkarjet gjeologjike dhe anët e vullkanëve bregdetarë, dhe mund të rrisë nmrin e tërmeteve dhe shpërthimeve.

Edhe më keq është mundësia e shpërthimit të një super-vullkani. I fundit, 75 mijë vjet më parë, e zhyti Tokën në një dimër vullkanik për qindra vite – dhe fshiu 60 përqind të popullsisë globale. Shpërthimet ndodhin një herë në disa qindra-mijëra, vite kështu që ne e dimë që një tjetër është duke ardhur. Dy kandidatët kryesorë po monitorohen – Yellowstone në Wyoming dhe Campi flegresi në Italinë jugore – por askush nuk e di se kur do të shpërthejnë. Ndoshta është gjë e mirë, pasi nuk ka asgjë që mund të bëjmë për t’i ndalur.