10 oppdagelser som forandrer hvordan du viser den gamle jord
Moderne vitenskap har lært mye om jordens fortid, og forskere har avdekket noen overraskende detaljer som går mot alt vi tar for gitt. Detaljer som ...
10Mammalsforfedre styrte jorden før dinosaurene
Fotokreditt: Jeff Kubina
Dyr og reptiler ser ikke lik ut, men de deler en felles forfedre. Når de gikk sine egne veier, ble reptiler som forfedre av dinosaurer blitt diapsider. Forfedrene til dagens pattedyr ble synapsider. Den rivaliteten varte i over 230 millioner år, og pattedyr-synapsider dominerte helt dino-diapsider i første halvdel av den tiden.
Dimetrodon, for eksempel en seilbakt pattedyrsforfader, var den dominerende landkarnivoren i den permeiske perioden. Den målte 3,5 meter lang og veide 100-150 kilo (220-330 lb). Dens store hode og lange fanger som stod ut av gjørmete sumpvann var det siste mange dyr - inkludert andre dimetrodoner - noensinne visste.
Den permeiske perioden var brutal på diapsids. De dro ikke mange fossiler bak. Vi vet at noen vokste så store som 2 meter, men de fleste ble små og unngikk de herskende synapsidene så godt de kunne. Da kom "Great Dying." Over 90 prosent av alle artene utlod i slutten av den permeiske perioden.
Synapsider hadde en veldig god nisje, og noen overlevde. Disse fortsatte å bli ganske vanlig. Men det var nå mer konkurranse fra diaspidene. Døden hadde gitt nok muligheter til at duo-diapsider skulle bli etablert. I løpet av millioner av år har de to gruppene gjennomført feeden da hver linje utviklet seg videre. Ved midten av Triassien ble synapsider til moderne pattedyr. Diapsids ble blitt dinosaurer ... ennå ikke humungous, men stort nok.
De første dinosaurene var like store som en typisk moderne hund. Ved slutten av Triassic perioden var noen 6 meter lange. En gruppe-ichthyosaurs-regjerte allerede havene. Så kom en annen masseutryddelse, og dinosaurer arvet også landet. Denne utryddelsen avsluttet synapsidpartiet en gang for alle, og etterlot bare små, moderne pattedyr til foten regningen.
9 Ingen vet hva som døde av dinosaurene
End-Cretaceous utryddelse gikk noe som følger, ifølge den vanligste teorien fra 1980-tallet til i dag. Først regjerte dinosaurer verden. Deretter krasjet en stor asteroide nær dagens Chicxulub, Mexico, og sendte jorden til en global vinter. Dinosaurens alder avsluttet, da 80 prosent av jordens arter døde. Derefter arvet pattedyr verden. Helt siden ubestridelige bevis viste en innflytelse på rett sted til rett tid, har forskerne akseptert forklaringen. Kanskje, de videre begrunnet, konsekvenser hadde forårsaket alle Jordens masseutslettelser.
Alle spredte seg ut i feltet og lette etter flere kratere. De fant mye, men de fleste kunne ikke knyttes til en masseutryddelse. Og i mellomtiden har det blitt reist spørsmål om sluttkrepet og den asteroideffekten. En slik massiv wallop burde ha drept mye liv over hele jorden. I stedet overlevde noen arter - selv dinosaurer, som senere utviklet sig til fugler.
Noen forklarer dette med en dobbel whammy av Chicxulub påvirkning og moderne omfattende vulkansk oversvømmelse fra en region kalt Deccan feller. Deccan-utbruddet, sier disse ekspertene, gjorde livet vanskelig over hele verden. Så kom asteroiden til å levere et kup de grace til de mest stressede dyregruppene, inkludert T. rex og vennene sine.
Det er et godt argument, men ikke alle kjøper det. Andre forskere sier at de har funnet bevis på at dinosaurene blomstrer rett ved siden av Deccan vulkanen mens den brøt ut, selv på nesen på lava. Disse ekspertene sier også at på slutten av dinosaurens alder ble jorden rammet av flere store slaginstrumenter-asteroider eller kometfragmenter - over en kort tidsperiode. Chicxulub var der, men den største var Shiva, tre ganger så stor som Chicxulub. Da Shiva slo vår planet utenfor den vestlige kysten av det moderne India, var dens innflytelse massiv nok til å endre hvordan platetektonikken opererte i området. Den nærliggende deccanutbruddet gikk da inn i overdrive, og en masseutslettelse fulgte.
Så velg du. Var det Chicxulub, Chixculub pluss vulkanisme, eller Shiva space sperren pluss vulkanisme som slår av dinosaurens alder? Ingen vet sikkert.
8 Det kan regne diamanter
Du vil ikke være der for å fange dem, skjønt. Dette skjer under en voldelig vulkansk utbrudd.
Diamanter er krystaller av rent karbon som tar form under intens varme og trykk i jordens dype indre. Ingen er helt sikker på hvordan karbonet kommer ned så langt i utgangspunktet, men alle er enige om at diamanter er veldig, veldig gamle.
En gang dannet, diamanter bare henge ut i planetens mantel. Plate tektonikk kan bringe et kontinent rullende over dem for å skrape opp noe. Etter hvert som geologisk tid går, samler de eldste delene av alle kontinenter diamanter på denne måten, som for eksempel kystkjøler som samler barnakler.
Ingen av dette hjelper oss med å bli rik, selvfølgelig. Faktisk kan diamanter ikke eksistere naturlig på jordens overflate, de blir til grafitt. Den eneste grunnen til at vi har noen er at svært dype rotte vulkanske utbrudd har blåst dem opp her for fort for at de skal skifte seg over.
Slik skjer det. En uvanlig type smeltet mantelrock kalt kimberlite eller lamproite begynner å bevege seg oppover under det diamantbelagte mantellaget. Dette skjer veldig raskt fordi denne magmaen er "fizzy" - den har mye karbondioksid og vann i den. Den raskt stigende kimberlitten samler diamanter underveis, eksploderer over det overliggende kontinentet i et diamantrør og bommen. Det regner diamanter.
7Purple Oceans
Havvann er stort sett gjennomsiktig.Fargen du ser avhenger av hva som er i det - gjørmete brune eller gule nær kysten der en stor elv tømmer inn i havet, eller grågrønn lenger ut takket være tang og myriade små organismer.
Men vi er egentlig bare kjent med de øverste områdene av havet, hvilket sollys kan trenge inn i. Her bruker plankton lys for fotosyntese. En av biprodukter av denne prosessen, i sjøen som på land, er oksygen. I dag reiser dette oksygen gjennom havvann, selv ned i den kalde, mørke avgrunnen. Det er fordi det oppløser seg veldig godt i kaldt vann, og det kan derfor bæres av sjøvannstrømmer.
På noen få steder stagnerer sjøvann som noen av Norges fjorder. For mange næringsstoffer hopper opp i det og bruker opp alt oksygen. Små vannkrittere må leve, slik at den lokale matkjeden først bytter over til nitrogen, og når det er borte, til svovel. En svovelbasert næringskjede legger mye hydrogensulfid i sjøen, noe som er dårlige nyheter for de fleste former for marint liv, men fantastisk for de små grønne og lilla svovel-eaters. Oksygen er dødelig for disse svovel-elskende bakteriene, men de trives og farger vannet rosa til lilla hvor de finner de rette forholdene. I dag finner du dem i Svartehavet, så vel som i noen få fjorder og innsjøer.
Hvor kom de først fra? Vel, de er blant jordens eldste innbyggere.
Pigmenter fra små lilla svovelere har blitt funnet i 1,64 milliarder år gammel stein fra det nå nordlige Australia. Disse bakteriene levde like etter at Jorda hadde mistet sine båndformede jernformasjoner (BIFs), som sluttet å dannes i havet for to milliard år siden. Geologer har lenge forbauset over hvorfor det ikke ble dannet flere BIF etter det. De to hovedteoriene innebærer et oksygenrikt hav eller en stinkende hydrogensulfidbrygging.
Oppdagelsen av disse pigmentene er et pluss for hydrogensulfid. Det betyr også at det gamle svovelhavet var fullt av lykkelige små svovelere ... og var derfor en nydelig skygge av lilla.
Men hvor kom alt dette vannet i utgangspunktet?
6A mye av jordens vann er eldre enn solsystemet
Solsystemet dannet av en stor sky av interstellært støv. Støv er tørr. Men noen av skyens brensel og oksygen kunne ha kombinert til god gammel H2O. Det ville ha blitt blåst ut av det indre solsystemet, men da Solen først opplyst. Det eneste stedet å finne vann etter det ville ha vært i det ytre solsystemet eller på kantene hvor kometer bane.
Forskere så på dette og skjønte at jordens hav dannet seg om en milliard år etter at planeten tok form. Dette kan forklare havene med en kombinasjon av vulkansk utgassing og virkningen av isete kometer. Vulkanene ville frigjøre det lille vannet hadde blitt begravet inne i jorden under dannelsen. Resten av vannet ville komme inn som kometer bombarderte oss tidlig i det nye solsystemets liv.
Det er en god historie og har holdt seg godt gjennom årene. Men det er nok bare delvis riktig.
Forskere har nettopp oppdaget at 30-50 prosent av jordens vann er eldre enn solsystemet. Interstellær is var her, med andre ord, før støvskyen som fødte vårt solsystem. Disse forskerne brukte en relativ datings metode for å vise at opptil halvparten av vannet i blant annet er kroppen din over 4,6 milliarder år gammel. De kan ikke gi en presis dato, men dette gamle vannet kan være nesten like gammelt som universet.
5Life kan ha kommet til jorden fra Mars
Meteorer blåser over nattehimmelen eller overraske oss i brede dagslys. Disse små fragmentene av asteroider eller komeetrusk brenner vanligvis opp i atmosfæren. Hvis de gjør det til bakken, kalles de meteoritter.
På 1980-tallet, etter vikingemisjonene til Mars, var forskerne overrasket over å finne ut at noen meteoritter tilsynelatende kom hit fra den røde planeten. I dag er NASA ganske sikker på at de har minst 124 biter av Martian eiendom på filen. Mars-meteorittene ser ut til å være vulkansk rock, og Mars er vert for de største kjente vulkanene i solsystemet. Men ikke den største utbruddet i Olympus Mons kunne ikke ha blåst disse steinene til jorden.
Etter mange detektive arbeid, tror noen eksperter at en innvirkning på disse 4,5 milliarder år gamle lavabitene i rommet for rundt 15 millioner år siden. De nådde jorden for 13.000 år siden. Noen av dem viser fossiler, eller i det minste bevis på at steinen dannet i vann som en gang kunne vært vert for livet.
Det høres lite sannsynlig, siden disse bergarter pleide å være lava, men livet finner en vei. I dag på Yellowstone bor små organismer som kalles ekstremofiler i varme kilder og i noen av bergarter der. Tøffe, små supervolcano-boliger som disse kan muligens overleve de ekstremt tøffe forholdene på Mars. De kunne til og med leve gjennom en innvirkning, hvis de var langt nok inne i en stor steinplate. Når det gjelder det brennende fallet til jorden, har forskere gjort eksperimenter som viser endolitter, sannsynligvis bare trenger ca 5 centimeter rock for et varmeskjold.
Selvfølgelig er livet på jorden ca fire milliarder år gammel, og disse marsjerturister er nylige ankomster. Men vi har ikke funnet alle meteorittene. Disse kom definitivt her, så andre martiske meteoritter kunne også ha landet tilbake da jorden var veldig ung. Selv om de ikke bringer oss livsformer, kan martian meteoritter ha brakt oss de mineraler som trengs for å hoppe på livet på jorden.
4Earlig var jorden ikke helvete
Geologer kaller jordens tidlige år Hadean perioden etter Hades, ofte betraktet den antikke greske motparten til helvete. Varmet av jordens formasjon, ifølge teorien, smeltet mesteparten av planeten, som da tok lang tid å danne dagens relativt kule overflateskare.Det meste materialet fra Hadean Earth er borte nå, takket være forvitring og platetektonikk. Alt som er igjen er små krystaller av mineralzirkonen.
Zirkon (zirkoniumsilikat) gjør vakre smykker, men det er også veldig nyttig for forskere av to grunner. For det første er det tøft nok til å overleve geologiens grove og tunge verden. Du kan bråkke zirkon fra en vulkan, knuse den i en tektonisk platekollisjon, eller begrave den under miles av sediment, og zirkon bare skyver og vokser et annet lag. Geologer vil senere komme sammen og lese disse lagene som en historiebok. For det andre inneholder zirkon en liten bit uran, ikke nok til å skade deg, men akkurat det rette beløpet for å gjøre noen presisjons vitenskapelig dating.
Forskere testet den eldste kjente zirkonen, som går helt tilbake til Hadean-perioden. Dette mineral krystalliserte ved en mye kjøligere temperatur enn forventet. Isotoper viste videre at vann og andre forhold som var egnet for livet kunne ha eksistert da krystallet dannet. Jorden, 4,4 milliarder år siden, kan godt ha hatt kontinenter og hav som ble laget av livsopprettholdende vann, ikke dødelig smeltet lava.
Men Jorden har en kjerne som er laget av jern. Dette betyr at planeten må ha vært hellish i minst en liten stund etter at den dannet. Det betyr også at du må betale mye for edle metaller for å gå med zircon-perlen din fordi ...
3Gold og Platinum gikk til jordens kjerne
Metaller som gull og platina er sjeldne på jorden i dag, men de er vanlige på noen asteroider. Disse asteroider dannet ut av samme støvsky som Jorda gjorde. Så hvorfor er det ikke mye gull og platina som ligger her nede?
Tilbake i den tidlige Hadean (rett etter Jordens dannelse men før den zirkonkrystall vi snakket om), var det varmt nok til å smelte jern. Jern og naboene i det periodiske bordet er tunge. Så begynte alle de smeltede klossene av rent jern og kombinasjoner med gull, platina og så videre å slå seg inn i midten av planeten.
Deretter knuste noe om størrelsen på Mars i jorden, og slår av materialet som senere ble Månen. Denne virkningen forårsaket massiv smelte på jorden. Mye jern og praktisk talt hele sin metal-fanklubb sank ned utenfor rekkevidde og rett inn i kjernen, hvor alt fortsatt sitter i dag.
2 Nord- og Sørpolen trenger ikke å være ukjent
Kanskje på grunn av den måneskapende bølgen, er jordens akse vippet nok slik at det meste sollys faller på ekvator. Likevel betyr det ikke at polene alltid er isete. Bare 34 millioner år eller så siden - en blink av øyet i geologiske termer - Antarktis gjennomsnittstemperatur var 14 grader Celsius (57 ° F). Nærliggende hav var en svak 22 grader Celsius.
Gjennom det meste av historien har jorden ikke hatt de store polar isskapene som den idretter i dag. Mengden innkommende sollys spiller ingen rolle. Det som betyr noe er nivået av karbondioksid og den resulterende globale oppvarmingen.
Forskere er ikke sikre på hvorfor polene gikk inn i fryseren 20 millioner år eller så siden. Noen sier det skjedde etter at India og Asia kolliderte som en del av plate tektonics dansen. Denne kollisjonen reiste Tibet og Himalaya-fjellene. Siden forvitring skjer raskere på bratt bakke, øker flere biter av kontinentalsjell i havene, og øker karbonholdingskapasiteten til havene. Karbon falt ut av atmosfæren, og drivhuseffekten slått raskt over til global kjøling.
Ikke alle forskere er om bord med denne ideen. De sier at det ikke er nok bevis for å definitivt bevise en teori over en annen, selv om de er enige om at det hadde å gjøre med CO2. Kanskje foreslår de, det var på grunn av endringer i vegetasjon.
1Earth kan ha kjølt på grunn av maur
Det er imidlertid varmt det har vært nylig på polene, Jordens all-time høytemperaturrekord over de siste 200 millioner årene ble satt i løpet av dinosaurens alder. På grunn av drivhuseffekten bakket tropene bak på 35 grader, og høye breddegrader var toasty i midten av 20-tallet. Så, for 65 millioner år siden, ble det avkjølt, med noen få temperaturspikes igjen og igjen.
Weathering spiller en stor rolle i den globale karboncyklusen, og derfor går forskere ofte til denne forklaringen av den globale globale kjøletrenden siden dinosaurens alder. Tilbake i slutten av 1980-tallet startet en slik forsker ved Arizona State University et langsiktig eksperiment. Han knuste stein og lagret den i alle slags forskjellige miljøer - overalt fra bar jord til myrder. Hvert femte år samlet han noe av det og så hvor mye det var forvitring sammenlignet med baselineprøver. Tjuefem år senere ble han overrasket over å oppdage at maurene bryte ned testgruppen opptil 175 ganger raskere enn grunnlinjen forvitring.
Vanlige myrer er et av de sterkeste naturlige mineralske forvitringsmiddelene. Kanskje det ikke er en tilfeldighet at maur først dukket opp som en art for 65 millioner år siden, rett rundt den tiden da jorden begynte å slappe av.
Ant-værbestemmelse kan eller ikke ha kildet nok karbon i det lange løp for å kjøle seg ned på planeten. Men enhver jordforsker kan være glad for å få en maurgård som ferie eller bursdagsgave. Det er en fin måte å ønske deg velkommen til det nye paradigmet i klimaforskning.