10 scoperte che cambiano come immagini l'antica terra

La scienza moderna ha imparato molto sul passato della Terra, ei ricercatori hanno scoperto alcuni dettagli sorprendenti che vanno contro tutto ciò che diamo per scontato. Dettagli come ...

Gli antenati di 10Mammals dominavano la Terra prima dei dinosauri

Credito fotografico: Jeff Kubina

Mammiferi e rettili non si assomigliano, ma condividono un antenato comune. Mentre andavano in modi separati, i rettili come gli antenati dei dinosauri divennero dei diapsidi. Gli antenati dei mammiferi di oggi sono diventati sinapsi. Quella rivalità durò per oltre 230 milioni di anni, e i mammiferi-sinapsidi dominavano totalmente i dino-diapsidi per la prima metà di quel tempo.

Dimetrodon, per esempio, un antenato di mammiferi con la vela, era il carnivoro terrestre dominante del periodo Permiano. Misurava 3,5 metri (11,5 piedi) di lunghezza e pesava 100-150 chilogrammi (220-330 libbre). La sua enorme testa e le lunghe zanne spuntate dall'acqua fangosa della palude era l'ultima cosa che molti animali, compresi gli altri dimetrodon, conoscevano.

Il periodo Permiano era brutale nei diapsidi. Non hanno lasciato molti fossili dietro. Sappiamo che alcuni sono cresciuti fino a 2 metri (6 piedi), ma la maggior parte è rimasta piccola e ha evitato le sinapidi dominanti come meglio potevano. Poi venne il "Grande Morire". Oltre il 90 per cento di tutte le specie si estinse alla fine del periodo Permiano.

I synapsid avevano una nicchia davvero buona e alcuni sopravvissero. Questi continuarono a diventare abbastanza comuni. Tuttavia, ora c'era più concorrenza dai diaspidi. Il dimesso aveva lasciato abbastanza opportunità per i dino-diapsidi di stabilirsi. Nel corso di milioni di anni, i due gruppi portarono avanti la faida mentre ogni linea si evolveva ulteriormente. Verso la metà del Triassico, i sinapsidi si stavano trasformando in moderni mammiferi. I diapsidi stavano diventando dinosauri ... non ancora umani, ma abbastanza grandi.

I primi dinosauri erano grandi come un tipico cane moderno. Entro la fine del periodo Triassico, alcuni erano lunghi 6 metri (20 piedi). Un gruppo di ittiosauri aveva già governato i mari. Poi venne un'altra estinzione di massa, e anche i dinosauri ereditarono la terra. Questa estinzione ha messo fine al partito sinapsidiano una volta per tutte, lasciando solo i piccoli mammiferi moderni a pagare il conto.

9No One sa cosa ha ucciso i dinosauri

L'estinzione finale del Cretaceo assomigliava a quanto segue, secondo la teoria più diffusa dagli anni '80 ad oggi. Primo, i dinosauri hanno governato il mondo. Poi, un grande asteroide si è schiantato nei pressi del moderno Chicxulub, in Messico, inviando la Terra in un inverno globale. L'era dei dinosauri finì, poiché l'80% delle specie terrestri perì. Quindi, i mammiferi hanno ereditato il mondo. Da quando prove innegabili hanno mostrato un impatto nel posto giusto al momento giusto, i ricercatori hanno accettato la spiegazione. Forse, hanno ulteriormente ragionato, gli impatti avevano causato tutte le estinzioni di massa della Terra.

Tutti si sono sparsi nel campo, alla ricerca di altri crateri. Hanno trovato molto, ma la maggior parte non può essere collegata a un'estinzione di massa. E nel frattempo, sono state sollevate domande sull'estinzione finale del Cretaceo e sull'impatto di un asteroide. Un tale attacco di massa avrebbe dovuto uccidere un sacco di vite su tutta la Terra. Invece, alcune specie sopravvissero, persino i dinosauri, che in seguito si sono evoluti in uccelli.

Alcuni lo spiegano con un doppio smacco dell'impatto di Chicxulub e un esteso alluvione vulcanico contemporaneo proveniente da una regione chiamata trappole del Deccan. L'eruzione del Deccan, affermano questi esperti, ha reso la vita difficile in tutto il mondo. Poi è arrivato l'asteroide per consegnare un colpo di grazia ai gruppi di animali più stressati, tra cui T. rex e i suoi amici

È un buon argomento, ma non tutti lo comprano. Altri ricercatori affermano di aver trovato tracce di dinosauri che prosperano proprio accanto al vulcano Deccan mentre esplode, addirittura annidandosi sulla sua lava. Questi esperti dicono anche che alla fine dell'era dei dinosauri, la Terra è stata colpita da diversi grandi impatti - asteroidi o frammenti di comete - in un breve lasso di tempo. Chicxulub era lì, ma il più grande era Shiva, tre volte più grande di Chicxulub. Quando Shiva colpì il nostro pianeta al largo della costa occidentale dell'India moderna, il suo impatto fu abbastanza grande da cambiare il funzionamento della tettonica a zolle nella zona. La vicina eruzione del Deccan è andata in overdrive, seguita da un'estinzione di massa.

Quindi fai la tua scelta. Era Chicxulub, Chixculub più vulcanismo, o la raffica di Shiva e il vulcanismo che chiudono l'era dei dinosauri? Nessuno lo sa per certo.

8 Può piovere diamanti

Non vorresti essere lì per catturarli, però. Questo accade durante una violenta eruzione vulcanica.

I diamanti sono cristalli di carbonio puro che prendono forma sotto intenso calore e pressione nel profondo interno della Terra. Nessuno è abbastanza sicuro di come il carbonio finisca così lontano, ma tutti sono d'accordo sul fatto che i diamanti sono molto, molto vecchi.

Una volta formati, i diamanti si trovano nel mantello del pianeta. La tettonica delle placche può far rotolare su di loro un continente per raschiare un po '. Mentre il tempo geologico passa, le parti più antiche di tutti i continenti raccolgono diamanti in questo modo, una specie di chiglia di navi che raccolgono i cirripedi.

Niente di tutto questo ci aiuta a diventare ricchi, ovviamente. In realtà, i diamanti non possono esistere naturalmente sulla superficie terrestre, si trasformano in grafite. L'unica ragione per cui ne abbiamo è che le eruzioni vulcaniche molto profondamente radicate li hanno fatti saltare qui troppo in fretta perché potessero cambiare.

Ecco come succede. Un insolito tipo di roccia di mantello fuso chiamato kimberlite o lamproite inizia a muoversi verso l'alto da sotto lo strato di mantello tempestato di diamanti. Questo accade molto velocemente perché questo magma è "frizzante", ha un sacco di anidride carbonica e acqua. La kimberlite a crescita rapida raccoglie diamanti lungo la strada, fa esplodere il continente sovrastante in un tubo diamantato e fa boom. Sta piovendo diamanti.

7Purple Oceans

L'acqua dell'oceano è in gran parte trasparente.Il colore che vedi dipende da quello che c'è in esso: marrone fangoso o giallo vicino alla costa dove un enorme fiume si sta svuotando nel mare, o verde grigiastro più lontano grazie alle alghe e una miriade di piccoli organismi.

Tuttavia, siamo davvero solo familiari con le zone più alte dell'oceano, che la luce solare può penetrare. Qui, il plancton usa la luce per la fotosintesi. Uno dei sottoprodotti di quel processo, nel mare come sulla terra, è l'ossigeno. Oggi, questo ossigeno viaggia attraverso l'acqua dell'oceano, persino giù nel freddo e oscuro abisso. Questo perché si dissolve molto bene nell'acqua fredda e quindi può essere trasportato dalle correnti del fondo marino.

In alcuni punti, però, come in alcuni fiordi norvegesi, l'acqua di mare ristagna. Troppe sostanze nutritive si accumulano in esso e consumano tutto il suo ossigeno. Le piccole creature acquatiche devono vivere, quindi la catena alimentare locale passa prima all'azoto e, quando questo è finito, allo zolfo. Una catena alimentare a base di zolfo immette molto idrogeno solforato nel mare, che è una cattiva notizia per la maggior parte delle forme di vita marina, ma è meraviglioso per i piccoli mangiatori di zolfo verdi e viola. L'ossigeno è letale per questi batteri amanti dello zolfo, ma prosperano e colorano l'acqua da rosa a viola ovunque trovino le giuste condizioni. Oggi li troverai nel Mar Nero, così come in alcuni fiordi e laghi.

Da dove vengono prima? Bene, sono tra i più antichi abitanti della Terra.

Pigmenti di piccoli mangiatori di zolfo viola sono stati trovati in rocce di 1,64 miliardi di anni da quella che ora è l'Australia settentrionale. Quei batteri vivevano poco dopo che la Terra aveva perso le sue formazioni di ferro legate (BIF), che hanno smesso di formarsi nel mare circa due miliardi di anni fa. I geologi hanno a lungo interrogato sul perché non ci siano più BIF dopo questo. Le due principali teorie riguardano un oceano ricco di ossigeno o un infuso di acido solfidrico puzzolente.

La scoperta di questi pigmenti è un vantaggio per l'idrogeno solforato. Significa anche che l'antico oceano sulfurico era pieno di piccoli mangiatori di zolfo felici ... ed era quindi un'adorabile sfumatura di viola.

Ma da dove viene tutta l'acqua?

6Una quantità di acqua della Terra è più vecchia del sistema solare

Il sistema solare formato da un'enorme nube di polvere interstellare. La polvere è secca Ma un po 'dell'idrogeno e dell'ossigeno della nuvola avrebbero potuto combinarsi nel buon vecchio H₂O. Sarebbe stato spazzato via dal sistema solare interno, tuttavia, quando il Sole si illuminò per la prima volta. L'unico posto in cui trovare l'acqua sarebbe stato nel sistema solare esterno o ai bordi dove orbita la cometa.

Gli scienziati hanno esaminato questo aspetto e hanno calcolato che gli oceani della Terra si sono formati circa un miliardo di anni dopo che il pianeta ha preso forma. Questo potrebbe spiegare gli oceani con una combinazione di degassamento vulcanico e l'impatto delle comete ghiacciate. I vulcani avrebbero rilasciato quella piccola acqua che era stata sepolta all'interno della Terra durante la sua formazione. Il resto dell'acqua entrerebbe quando le comete ci bombardarono all'inizio della vita del nuovo sistema solare.

È una bella storia e ha resistito bene negli anni. Tuttavia, probabilmente è solo in parte giusto.

I ricercatori hanno appena scoperto che il 30-50% dell'acqua terrestre è più vecchia del sistema solare. Il ghiaccio interstellare era qui, in altre parole, davanti alla nube di polvere che ha generato il nostro sistema solare. Questi scienziati hanno usato un metodo di datazione relativo per mostrare che fino a metà dell'acqua, tra le altre cose, il tuo corpo ha oltre 4,6 miliardi di anni. Non possono dare una data precisa, ma questa antica acqua potrebbe essere vecchia quasi quanto l'universo.

5La vita potrebbe essere venuta sulla Terra da Marte

Le meteore brillano nel cielo notturno o ci sorprendono in pieno giorno. Questi piccoli frammenti di asteroidi o detriti delle comete di solito bruciano nell'atmosfera. Se lo fanno a terra, vengono chiamati meteoriti.

Negli anni '80, dopo le missioni vichinghe su Marte, gli scienziati furono sorpresi di scoprire che alcuni meteoriti apparentemente venivano qui dal pianeta rosso. Oggi, la NASA è abbastanza sicura di avere almeno 124 blocchi di proprietà immobiliari marziane su file. I meteoriti di Marte sembrano essere rocce vulcaniche e Marte ospita i più grandi vulcani conosciuti nel sistema solare. Tuttavia, nemmeno la più grande eruzione dell'Olimpus Mons avrebbe potuto far saltare queste rocce sulla Terra.

Dopo un lungo lavoro di detective, alcuni esperti pensano che un impatto abbia espulso nello spazio questi pezzi di lava di 4,5 miliardi di anni nello spazio circa 15 milioni di anni fa. Hanno raggiunto la Terra circa 13.000 anni fa. Alcuni di loro mostrano fossili, o almeno la prova che la roccia si è formata in acqua che avrebbe potuto ospitare una volta la vita.

Sembra improbabile, dal momento che queste rocce erano lava, ma la vita trova un modo. Oggi a Yellowstone, piccoli organismi chiamati estremofili vivono in sorgenti termali e in alcune delle rocce lì. Creature simili a domini di supervolcano come questi potrebbero sopravvivere in condizioni estremamente dure su Marte. Potrebbero persino vivere un impatto, se fossero abbastanza lontano all'interno di una grande lastra di roccia. Per quanto riguarda la caduta ardente sulla Terra, gli scienziati hanno fatto esperimenti che mostrano che gli endoliti avrebbero probabilmente bisogno solo di circa 5 centimetri (2 in) di roccia per uno scudo termico.

Certo, la vita sulla Terra ha circa quattro miliardi di anni, e questi turisti marziani sono arrivati ​​di recente. Ma non abbiamo trovato tutti i meteoriti. Questi sono sicuramente arrivati ​​qui, quindi altri meteoriti marziani potrebbero essere tornati indietro quando la Terra era molto giovane. Anche se non ci avessero portato forme di vita, i meteoriti marziani potrebbero aver portato i minerali necessari per far ripartire la vita sulla Terra.

4Elly Earth non era Hellish

I geologi chiamano i primi anni della Terra il periodo Hadeano dopo Ade, spesso considerato l'antica controparte greca dell'Inferno. Il calore della formazione della Terra, secondo la teoria, ha sciolto la maggior parte del pianeta, che poi ha richiesto molto tempo per formare la crosta superficiale relativamente fresca di oggi.La maggior parte del materiale di Hadean Earth è scomparso ora, grazie agli agenti atmosferici e alla tettonica delle placche. Tutto ciò che rimane sono piccoli cristalli dello zircone minerale.

Lo zirconio (silicato di zirconio) crea graziosi gioielli, ma è anche molto utile agli scienziati per due motivi. Innanzitutto, è abbastanza duro per sopravvivere nel mondo ruvido della geologia. Puoi erodere zirconi da un vulcano, schiacciarlo in una collisione di placche tettoniche, o seppellirlo sotto chilometri di sedimenti, e lo zircone semplicemente scrolla le spalle e fa crescere un altro strato. I geologi verranno in seguito a leggere questi strati come un libro di storia. In secondo luogo, lo zircone contiene un pochino di uranio - non abbastanza per farti del male, ma solo la giusta quantità per fare qualche datazione scientifica di precisione.

I ricercatori hanno testato il più antico zircone conosciuto, che risale al periodo Hadean. Questo minerale cristallizzato ad una temperatura molto più fredda del previsto. Gli isotopi hanno inoltre dimostrato che l'acqua e altre condizioni adatte alla vita potrebbero essere state intorno quando il cristallo si è formato. La Terra, 4,4 miliardi di anni fa, potrebbe aver avuto continenti e oceani fatti di acqua vitale, non di lava fusa mortale.

Tuttavia, la Terra ha un nucleo che è fatto di ferro. Ciò significa che il pianeta deve essere stato infernale per almeno un po 'dopo che si è formato. Significa anche che devi pagare molto per i metalli preziosi da usare con la tua gemma di zircone, perché ...

3Gold e Platinum Fell To Earth's Core

Metalli come l'oro e il platino sono rari sulla Terra oggi, ma sono comuni su alcuni asteroidi. Questi asteroidi si formarono dalla stessa nube di polvere che la Terra fece. Allora perché non ci sono molti oro e platino qui intorno?

Tornando ai primi Hadean (subito dopo la formazione della Terra ma prima del cristallo di zircone di cui stavamo parlando), le cose erano abbastanza calde da sciogliere il ferro. Il ferro e i suoi vicini nella tavola periodica sono pesanti. Quindi tutte le chiazze di ferro puro e le combinazioni di oro, platino e così via iniziarono a depositarsi un po ', avanzando verso il centro del pianeta.

Poi qualcosa delle dimensioni di Marte si schiantò sulla Terra, facendo cadere il materiale che più tardi divenne la Luna. Questo impatto ha causato un enorme scioglimento sulla Terra. Un sacco di ferro e praticamente tutto il suo fan club di metallo poi affondò al di là della nostra portata e direttamente nel nucleo, dove tutto si trova ancora oggi.

2I pali nord e sud non hanno bisogno di essere gelidi

Forse a causa di quella botta che forma la Luna, l'asse della Terra è inclinato abbastanza da far sì che la maggior parte della luce solare cada sull'equatore. Eppure questo non significa che i poli siano sempre ghiacciati. Solo 34 milioni di anni fa - un battito di ciglia in termini geologici - la temperatura media dell'Antartide era di 14 gradi Celsius (57 ° F). I mari vicini erano un balsamico 22 gradi Celsius (72 ° F).

Durante la maggior parte della sua storia, la Terra non ha avuto le grandi calotte polari che oggi è possibile praticare. La quantità di luce solare in arrivo non ha importanza. Ciò che conta è il livello di anidride carbonica e il conseguente riscaldamento globale.

Gli scienziati non sono sicuri del perché esattamente i poli sono andati nel congelatore 20 milioni di anni fa. Alcuni dicono che è accaduto dopo che India e Asia si sono scontrati come parte della danza tettonica delle placche. Questo scontro ha sollevato il Tibet e le montagne dell'Himalaya. Poiché gli agenti atmosferici si verificano più velocemente su terreni scoscesi, altri pezzi di roccia continentale si sono riversati negli oceani, aumentando la capacità di trattenere il carbonio dei mari. Il carbonio è caduto dall'atmosfera e l'effetto serra è presto passato al raffreddamento globale.

Non tutti i ricercatori sono a bordo di questa idea. Dicono che non ci sono prove sufficienti per provare definitivamente una teoria piuttosto che un'altra, anche se sono d'accordo che abbia a che fare con CO₂. Forse, suggeriscono, era dovuto a cambiamenti nella vegetazione.

1 maggio potrebbe essere raffreddato a causa di formiche

Per quanto tiepida sia stata di recente ai poli, i record di temperature più alte della Terra negli ultimi 200 milioni di anni sono stati fissati durante l'era dei dinosauri. Allora, grazie all'effetto serra, i tropici cottavano a 35 gradi Celsius (95 ° F), e le alte latitudini erano tostate a metà degli anni '20 (alti 70 ° F). Poi, circa 65 milioni di anni fa, le cose si sono raffreddate, con alcuni picchi di temperatura di tanto in tanto.

Gli agenti atmosferici svolgono un ruolo importante nel ciclo globale del carbonio, motivo per cui i ricercatori si rivolgono spesso a questa spiegazione della tendenza globale del raffreddamento globale dall'età dei dinosauri. Alla fine degli anni '80, uno di questi ricercatori della Arizona State University iniziò un esperimento a lungo termine. Ha frantumato la roccia e l'ha immagazzinata in tutti i tipi di ambienti diversi, ovunque, dal terreno spoglio ai nidi delle formiche. Ogni cinque anni ne ha raccolto un po 'e ha visto quanto era meteorologico rispetto ai campioni di riferimento. Venticinque anni dopo, fu sorpreso di scoprire che le formiche stavano abbattendo la roccia di prova fino a 175 volte più velocemente rispetto agli agenti atmosferici della linea di base.

Le formiche ordinarie sono uno dei più forti agenti atmosferici minerali naturali. Forse non è una coincidenza che le formiche siano apparse per la prima volta come specie circa 65 milioni di anni fa, proprio nel periodo in cui la Terra ha iniziato a rilassarsi.

L'esposizione agli agenti atmosferici può aver o meno potuto sequestrare abbastanza carbonio nel lungo periodo per raffreddare il pianeta. Ma qualsiasi scienziato della Terra potrebbe essere contento di avere una fattoria di formiche come regalo di festa o di compleanno. È un ottimo modo per accoglierli nel nuovo paradigma della ricerca sul clima.