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10 viste microscopiche di eventi con conseguenze enormi per la Terra
La Terra è molto antica e molto grande, ma contiene molti dettagli microscopici che si sono accumulati negli eoni. La tecnologia odierna può mostrarci viste stupefacenti su piccole cose che sono state lasciate indietro dopo massicci eventi umani e naturali in passato o che tuttora stanno mantenendo intatto l'intero pianeta.
10 Un fermo immagine della formazione del sistema solare
Questa è una sezione sottile di un meteorite di quattro miliardi e mezzo di anni. Le macchie rotonde, chiamate condruli, sono il motivo per cui questi meteoriti sono chiamati condriti. Oggi, le condriti mostrano agli scienziati esattamente come si sono formati la Terra e il resto del sistema solare.
Le condriti sono letteralmente più vecchie della sporcizia. Si formarono quando il sistema solare era solo una nuvola di polvere interstellare, alcuni dei quali si fusero in condri. Il resto cominciò a raggrupparsi in oggetti sempre più grandi con sempre più gravità. Questo divenne un processo di fuga che terminò quando il centro della nuvola si accese come una stella, il nostro sole. Ciò che restava della polvere e dei condrotti divenne pianeti, lune, asteroidi e comete.
Dopo di ciò, tutti i pianeti e la maggior parte delle lune erano abbastanza grandi da continuare a svilupparsi da soli. Nessuno dei loro materiali originali è stato lasciato agli scienziati per studiare oggi, motivo per cui le condriti come quella mostrata sopra sono così importanti.
Gli asteroidi e pochi altri oggetti erano troppo piccoli per continuare a svilupparsi e semplicemente indugiarono nel sistema solare per miliardi di anni, occasionalmente rompendosi e cadendo sulla Terra. Ora gli scienziati sanno che i condri luminosi mostrati sopra sono incastonati nel materiale proveniente dalla nube di polvere interstellare originale, che appare nera nell'immagine sopra, colta nell'atto di formare un intero sistema solare.
9 possibili blocchi per la vita nello spazio
Questa immagine sfocata, apparentemente sfocata, è l'equivalente nella vita reale di quelle formule chimiche che hai visto nei libri di testo. È stato preso con uno strumento con un nome eccezionale - "microscopio a forza atomica senza contatto" - e mostra atomi di carbonio e idrogeno che si uniscono in tre anelli di benzene.
Gli astrobiologi amano la struttura a sei lati del benzene perché può essere modellata in molti diversi tipi di molecole che si possono trovare nello spazio, in particolare gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Queste e altre molecole organiche a base di carbonio costituiscono circa la metà delle nuvole di polvere e gas che galleggiano tra le stelle.
Poiché anche la vita sulla Terra è basata sul carbonio, ci si chiede se provenga originariamente da quelle molecole organiche interstellari. Nessuno lo sa per certo, ma i ricercatori della NASA hanno fatto una scoperta entusiasmante mentre studiavano gli IPA. Hanno esposto la pirimidina, un materiale che assomiglia agli IPA, alle condizioni nel laboratorio che imitano il duro ambiente dello spazio. Il risultato: formazione di uracile, citosina e timina, tre materiali trovati nel materiale genetico di tutta la vita sulla Terra.
Un giorno gli esperti scopriranno come è iniziata la vita sulla Terra. Quello che sappiamo è che una volta iniziato, la vita ha subito una serie di estinzioni di massa. Forse il peggior evento di estinzione mai è stato innescato da una creatura molto piccola di nome ...
8 Cianobatteri: le cellule che prima davano ossigeno a terra
Questa immagine è esattamente come appare: un mucchio di cellule batteriche viste attraverso un microscopio. Questa creatura era conosciuta come alghe blu-verdi, ma ora si chiama cianobatteri. Il primo La cosa incredibile di queste cellule è che hanno un miliardo di anni. Gli scienziati li hanno scavati in formazioni geologiche miliardarie in Australia, dove sono state trovate anche altre 29 specie.
Come possono i batteri lasciare i fossili? I cianobatteri sono più grandi della maggior parte dei batteri e hanno pareti cellulari spesse. Vivono in stuoie che si accumulano in strutture stratificate chiamate stromatoliti e oncoliti. Le stromatoliti antiche, se tagliate in fette estremamente sottili, a volte rivelano cianobatteri fossilizzati come quelli di questa micrografia.
Un fatto ancora più sorprendente è che senza quei cianobatteri nell'immagine e molti altri come loro, la vita come la conosciamo oggi non esisterebbe. Nella sua giovinezza, l'atmosfera della Terra assomigliava all'aria di nebbia sulla luna di Saturno Titano. Era tossico per la vita moderna, ma alcuni microbi, compresi i cianobatteri, potevano gestirlo. Quindi, circa 2,3 miliardi di anni fa, i cianobatteri svilupparono la capacità di vivere lontano dalla luce del sole attraverso la fotosintesi. Un effetto collaterale della fotosintesi è l'ossigeno, che era micidiale per i microbi che preferivano lo smog. Dato che c'erano un gran numero di cianobatteri, il Grande evento di ossigenazione ha cambiato l'atmosfera del pianeta e probabilmente ha causato la più grande estinzione di massa della Terra. Tuttavia, ha anche posto le basi per gli animali e le piante di oggi.
In questo momento è solo indovinato che i cianobatteri hanno ucciso le creature dello smog, ma sappiamo che c'era una volta un evento chiamato Great Dying, in cui quasi tutta la vita terrestre era perita. Una causa per quell'estinzione di massa è stata ...
7 Le trappole della Siberia
Questo è ciò che i geologi chiamano una sezione sottile, perché è, beh, una fetta di roccia molto sottile. Quando lo guardi al microscopio usando la luce polarizzata, diversi minerali possono essere identificati dal colore. (Inoltre, le sezioni sottili fanno grande arte rock!)
Questa è una sezione sottile di gabbro leucocratico. La parte bianca dell'immagine è il plagioclasio minerale e quella blu è anfibolo. Nota come i minerali sono tutti raggruppati; apparentemente sono presi da un flusso di materiale nero che possiamo immaginare rotolando lentamente, come la lava hawaiana, da sinistra a destra in questa immagine.
In realtà, una volta era una lava che cola, in stile hawaiano, e cominciò a sgorgare dal terreno in quella che oggi è la Siberia un giorno circa 250 milioni di anni fa. L'inondazione delle trappole siberiane avvenne durante il periodo Permiano nello stesso periodo generale della più grande estinzione di massa della Terra. L'inondazione di basalto è durata un milione di anni. Molti geologi di lava stimano che seppellirebbero l'Europa fino a oltre 1 chilometro (0,6 mi).
Non era una buona notizia per la vita sulla Terra. Mentre altri fattori erano probabilmente coinvolti nel Grande Morire, i fumi e le ceneri di questa eruzione bloccavano la luce solare, e i gas velenosi fuggivano dalla lava per inquinare sia l'aria che il mare. Durante questo periodo, si stima che il 93-97 percento di tutta la vita sia sparito.
Alcuni dicono che il diluvio è stato causato da un pennacchio del mantello; altri pensano che fosse collegato alla tettonica delle placche. La lava siberiana non dice; i suoi cristalli un tempo micidiali siedono lì e ci luccicano.
La Terra attraversa cicli di vita e di morte. Alcuni di questi sono registrati nelle rocce, ma l'atmosfera non lascia traccia. O lo fa?
6 Atmosfera terrestre 420.000 anni fa
Quelle minuscole bolle d'aria non stanno salendo in acqua. Sono congelati nel ghiaccio che ha centinaia di migliaia di anni. L'analisi dell'aria racconta agli scienziati molto del clima antico della Terra, di come è cambiato nel tempo e di come potrebbe cambiare in futuro.
Quindi, come entra l'aria nel ghiaccio e come può essere datata? I cristalli di neve intrappolano l'aria mentre cadono sulla Terra. Se la neve non si scioglie, si trasforma in ghiaccio glaciale con bolle d'aria. Tutto rimane nella stessa posizione verticale rispetto a tutto il resto. I ghiacciai a volte si muovono orizzontalmente, scorrendo sulla terra, ma i loro interni rimangono stabili. Pertanto, gli scienziati possono dire quanti anni i diversi strati orizzontali del ghiacciaio sono anche senza datazione al carbonio: gli strati più giovani sono sempre in cima. È così che gli esperti sanno che bolle come queste, trovate nelle carote di ghiaccio dall'Antartide e dalla Groenlandia, contengono aria che ha 420.000 anni.
I cambiamenti nella quantità di anidride carbonica nell'aria possono certamente influire sul clima. Questa è una grande preoccupazione oggi, ma fortunatamente una piccola creatura del mare ci sta aiutando ad affrontarla.
5 Un importante riciclatore di carbone
Non è un'immagine satellitare di una foresta con una strada intorno. È una visione microscopica di Alteromonas, un batterio scoperto di recente che svolge un ruolo importante nel mantenere il diossido di carbonio (CO2) sotto controllo.
Il carbonio esiste ovunque sulla Terra. È presente nell'aria in un delicato equilibrio che gli oceani del pianeta aiutano a controllare. L'acqua marina assorbe e rilascia CO atmosferico2. Il plancton mangia il carbonio che è assorbito. Quando muoiono, i loro corpi affondano nelle profondità più basse dell'oceano, dove i batteri li mangiano. Questi batteri rilasciano quindi CO2, che alla fine ritorna nell'atmosfera terrestre.
Almeno questo è quello che pensano gli scienziati sta succedendo. La maggior parte del processo avviene in miglia sottomarine, dove i ricercatori non possono osservarlo. Una volta si credeva che fossero coinvolti molti batteri diversi. Tuttavia, è stato recentemente scoperto che un singolo Alteromonas ceppo mangia tanto quanto un'intera comunità di altri organismi. La scoperta rende molto più facile per gli scienziati creare modelli del ciclo del carbonio oceanico. Tutto quello che devono fare è basare i loro calcoli sul Fat Albert del mare.
4 piante da nove milioni di anni
Le piante aiutano a mantenere l'atmosfera respirabile. I pezzi di cui sopra sono stati fossilizzati con il flash durante l'impatto di un meteorite milioni di anni fa. Gli scienziati non avevano idea che la materia organica potesse sopportare così tanto calore. Grazie a questa scoperta, ora sappiamo che è possibile che la vita su Marte, se mai esistita, possa essere stata preservata allo stesso modo.
Ecco cosa è successo: una serie di sette oggetti spaziali si è schiantato contro l'attuale Argentina, con l'ultimo impatto avvenuto circa nove milioni di anni fa. Il terreno era coperto da un terreno polveroso chiamato loess, che si scioglieva e si trasformava in vetro molto rapidamente. Gli esperti hanno fatto una serie di test; dopo molti fallimenti croccanti, hanno scoperto che a temperature superiori a 1.480 gradi Celsius (2700 ° F), l'acqua negli strati esterni di una pianta assorbe abbastanza calore per proteggere le delicate strutture interne. Qualcosa di simile accade quando friggi il cibo.
Marte è anche coperto di loess e ha molti crateri da impatto. Non ha avuto fiumi e oceani per miliardi di anni, ma una volta ha funzionato. La vita avrebbe potuto esistere lì, ed è del tutto possibile che l'antica vita marziana possa essere stata conservata nel vetro d'impatto, proprio come lo erano queste piante della Terra.
3 Un fermo immagine della più grande eruzione vulcanica recente al mondo
Questo può sembrare un primo piano di Van Gogh Notte stellata, ma è davvero un'altra sezione geologica sottile di roccia vulcanica. Qui non ci sono macchie, ma molti spigoli vivi. Questa è stata un'eruzione violenta, non un flusso che cola in stile hawaiano.
Quei pezzi più grandi sono frammenti minerali frantumati. Sono incastonati nella roccia polverizzata che li circonda. Guarda attentamente, e vedrai vuoti vuoti nella pietra in polvere che si allungano come un taffy caldo e tirato.
Questo è un piccolo pezzo della supereruzione di Toba risalente a circa 75.000 anni fa. È stata la più grande eruzione della Terra conosciuta durante la storia dell'umanità, facendo esplodere 2.900 chilometri cubici (700 mi) di magma e tre miliardi di chilogrammi (6.6 trilioni di libbre) di zolfo nel cielo. I cristalli minerali sono stati frantumati in clasti quando sono esplosi fuori dalla bocca. Qualche secondo dopo, erano incastonati nella cenere vulcanica calda e gassosa.Il gas si è dissipato rapidamente, lasciando spazi dietro le particelle di cenere che sembrano nere sotto la luce polarizzata. Decine di migliaia di anni dopo, i geologi che studiano quei detriti sono ancora intimoriti dalla violenza di Toba. La cenere dell'eruzione precipitò fino all'Africa orientale, 7.000 chilometri (4.300 mi) di distanza.
2 umani che domano il fuoco
Questo è esattamente quello che sembra. La sostanza abbronzata è sporcizia, le particelle più leggere sono cenere di un fuoco di legna e il materiale grigio scuro è una sostanza vegetale parzialmente bruciata. Ciò che è sorprendente è che dimostra che le persone hanno avuto il fuoco sotto il loro controllo un milione di anni fa, molto prima di quanto ci si aspettasse.
Le stime di quando gli umani hanno domato il fuoco sono sempre state incerte. È difficile dire se strati di cenere antica siano stati lasciati da un incendio o da un fuoco di cottura. Alcuni anni fa, gli scienziati hanno utilizzato tecniche avanzate sulla cenere, comprese quelle mostrate sopra. La cenere proveniva da un incendio di un milione di anni trovato in una grotta sudafricana. Era indisturbato e non poteva essere causato da processi naturali. Strumenti di pietra sono stati trovati nelle vicinanze.
Quello che vediamo qui sono i resti cinerini di una pianta che qualcuno, forse Homo erectus, trasportato in quella grotta un milione di anni fa. Probabilmente non erano vegetariani perché sono state trovate anche ossa bruciate.
Il controllo del fuoco è stato il nostro più grande passo per diventare i padroni della Terra che siamo oggi. Ma siamo veramente padroni? Gli scienziati stanno iniziando a rendersi conto che la più grande massa di organismi viventi sulla Terra può effettivamente dimorare nella crosta rocciosa sotto gli oceani. Queste piccole creature sono chiamate ...
1 endoliti
Sarebbe più facile lasciare che gli scienziati ti dicano quali sono queste belle cose verdi: "I gambi minerali ritorti prodotti dai batteri ossidanti del ferro recuperati dagli esperimenti di incubazione minerale nei pozzi di Juan de Fuca".
La parola chiave qui è "pozzi trivellati". Gli scienziati hanno scavato nel fondo del mare e trovato batteri che vivono lì. Questi piccoli abitanti della roccia, chiamati endoliti, sono stati coperti prima. Vivono nella roccia e mangiano. Gli scienziati li conoscono da anni, ma solo ora sta iniziando a capire quanti endoliti ci potrebbero essere sulla Terra.
La maggior parte della Terra è coperta da una crosta oceanica. Questo fondo marino è costituito da lava basaltica che erutta a creste medioevali e poi si allontana dalle creste su una sorta di nastro trasportatore geologico. C'è molta acqua e calore a disposizione, entrambe le cose che sono necessarie per la vita sulla Terra. Inoltre, la vita acquatica prospera già sulle dorsali medio oceaniche alle prese d'aria idrotermali. Perché la vita non dovrebbe fare altrettanto bene all'interno del fondo marino?
Ora, immagina che tutta quella crosta oceanica sia abitata. Gli scienziati che hanno preso questa immagine di steli di endolith verde ritengono che potrebbe davvero essere una grande casa per una tale forma di vita. Altri credono addirittura che il fondo marino possa contenere più biomassa di quella terrestre e marina combinata!