นักวิทยาศาสตร์ได้ติดตามเส้นทางของโลกผ่านกาแลคซีโดยใช้ผลึกเล็ก ๆ ที่พบในเปลือกโลก

“การมองโลกในเม็ดทราย” ประโยคเริ่มต้นของบทกวีของ William Blake เป็นวลีที่ใช้บ่อยซึ่งอธิบายถึงบางสิ่งที่นักธรณีวิทยาทำ

เรากำลังดูองค์ประกอบของเมล็ดแร่ที่มีขนาดเล็กกว่าความกว้างของเส้นผมมนุษย์ จากนั้นเราคาดการณ์กระบวนการทางเคมีที่พวกเขาแนะนำให้คิดเกี่ยวกับการสร้างโลกของเรา

ตอนนี้เราได้ให้ความสนใจในนาทีนั้นกับความสูงใหม่ โดยเชื่อมโยงเมล็ดพืชเล็กๆ เข้ากับที่ของโลกในสภาพแวดล้อมทางช้างเผือก

มองเข้าไปในอวกาศ

ในระดับที่ใหญ่ขึ้น นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์พยายามที่จะเข้าใจจักรวาลและตำแหน่งของเราในนั้น พวกเขาใช้กฎแห่งฟิสิกส์เพื่อพัฒนาแบบจำลองที่อธิบายวงโคจรของวัตถุทางดาราศาสตร์

แม้ว่าเราจะนึกถึงพื้นผิวของดาวเคราะห์ว่าเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นจากกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายในโลก แต่โลกของเราก็รู้สึกถึงผลกระทบของสภาพแวดล้อมในอวกาศอย่างไม่ต้องสงสัย ซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในวงโคจรของโลก ความผันผวนในการส่งออกของดวงอาทิตย์ รังสีแกมมาระเบิด และแน่นอน ผลกระทบของดาวตก

เพียงแค่มองดูดวงจันทร์และพื้นผิวที่มีรูพรุนก็ควรเตือนเราเรื่องนี้ เนื่องจากโลกมีมวลมากกว่าดวงจันทร์สีเทาถึง 80 เท่า อันที่จริง งานวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของผลกระทบของอุกกาบาตในการก่อตัวของเปลือกโลกภาคพื้นทวีป ช่วยสร้าง “เมล็ด” ที่ลอยอยู่บนชั้นนอกสุดของโลกของเราในวัยเยาว์

เราและทีมพันธมิตรระหว่างประเทศของเราได้ค้นพบจังหวะของการผลิตเปลือกโลกในตอนต้นนี้แล้ว และความเร็วก็แสดงให้เห็นกลไกการขับเคลื่อนที่โดดเด่นอย่างแท้จริง งานนี้เพิ่งได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Geology

เกลียวหมุนของดาวเรืองแสงสีน้ำเงินและสีขาวบนพื้นหลังสีเข้ม
การอาศัยอยู่ภายในดาราจักรทางช้างเผือกทำให้จินตนาการไม่ได้ แต่ดาราจักรของเราคิดว่าคล้ายกับดาราจักรก้นหอยอื่นๆ เช่น NGC 4394
อีเอสเอ/ฮับเบิลและนาซ่า


อ่านเพิ่มเติม. อะไรทำให้ทวีปต่างๆ? หลักฐานใหม่ชี้ไปที่ดาวเคราะห์น้อยยักษ์


จังหวะการผลิตเปลือกโลก

หินจำนวนมากบนโลกเกิดจากแมกมาหลอมเหลวหรือกึ่งหลอมเหลว หินหนืดนี้มาจากชั้นเปลือกโลกโดยตรง ส่วนใหญ่เป็นของแข็งแต่ไหลช้าอยู่ใต้เปลือกโลก หรือจากการรีไซเคิลเปลือกโลกที่มีอยู่ก่อนแล้ว เมื่อแมกมาเหลวเย็นตัวลง มันจะแข็งตัวเป็นหินแข็งในที่สุด

ด้วยกระบวนการเย็นตัวของการตกผลึกของแมกมา เมล็ดแร่จะเติบโตและสามารถดักจับองค์ประกอบต่างๆ เช่น ยูเรเนียม ซึ่งสลายตัวเมื่อเวลาผ่านไปและผลิตนาฬิกาจับเวลาชนิดหนึ่ง เพื่อบันทึกอายุของพวกมัน ไม่เพียงแค่นั้น แต่คริสตัลยังสามารถดักจับองค์ประกอบอื่นๆ ที่เป็นไปตามองค์ประกอบของแมกมาของพวกมันได้ เช่นเดียวกับที่นามสกุลสามารถติดตามครอบครัวของบุคคลได้

ด้วยข้อมูลอายุและองค์ประกอบทั้งสองนี้ เราจึงสามารถสร้างไทม์ไลน์สำหรับการผลิตเชลล์ขึ้นใหม่ได้ จากนั้นเราสามารถถอดรหัสความถี่พื้นฐานของมันได้โดยใช้เวทมนตร์คาถาทางคณิตศาสตร์ของการแปลงฟูริเยร์ เครื่องมือนี้โดยทั่วไปจะถอดรหัสความถี่ของเหตุการณ์ เช่น วัตถุดิบที่เข้าไปในเครื่องปั่นเพื่อทำเค้ก

ผลลัพธ์ของเราจากวิธีนี้แนะนำจังหวะประมาณ 200 ล้านปีในการผลิตเปลือกโลกในยุคแรกเริ่ม



อ่านเพิ่มเติม. โลกโบราณมีบรรยากาศที่หนาแน่นและเป็นพิษเหมือนดาวศุกร์ก่อนที่มันจะเย็นลงและมีชีวิตชีวา


ที่ของเราในจักรวาล

แต่มีกระบวนการอื่นที่มีจังหวะคล้ายคลึงกัน ระบบสุริยะของเราและแขนกังหันทั้งสี่ของทางช้างเผือกโคจรรอบหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางดาราจักร แต่พวกมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างกัน

แขนกังหันหมุนด้วยความเร็ว 210 กิโลเมตรต่อวินาที ขณะที่ดวงอาทิตย์เร่งความเร็วที่ 240 กิโลเมตร/วินาที ซึ่งหมายความว่าระบบสุริยะของเราเดินทางเข้าและออกจากกาแลคซี คุณอาจคิดว่าแขนกังหันเป็นบริเวณที่หนาแน่นซึ่งทำให้การเคลื่อนตัวของดวงดาวช้าลงเหมือนรถติดที่กวาดล้างออกไปตามถนน (หรือแขน) เท่านั้น

เหตุการณ์ทางธรณีวิทยาที่โคจรรอบระบบสุริยะในดาราจักรทางช้างเผือก
เหตุการณ์ทางธรณีวิทยา รวมถึงเหตุการณ์การก่อตัวเปลือกโลกที่สำคัญ โดยเน้นที่แขนกังหันของดาราจักรระหว่างการขนส่งของระบบสุริยะ
NASA/JPL-Caltech/ESO/R. ได้รับบาดเจ็บ (ภาพพื้นหลัง)

โมเดลนี้ใช้เวลาราว 200 ล้านปีระหว่างทางเข้าระบบสุริยะของเรากับแขนกังหันของดาราจักร

ดูเหมือนว่าจะมีความเชื่อมโยงระหว่างเวลาของการผลิตเปลือกโลกกับเวลาของแขนกังหันกาแล็กซี่ แต่ทำไม?

พัดมาจากเมฆ

ในพื้นที่ห่างไกลของระบบสุริยะของเรา คาดว่ากลุ่มเมฆที่เป็นหินน้ำแข็งที่เรียกว่าเมฆออร์ตจะโคจรรอบดวงอาทิตย์ของเรา

ในขณะที่ระบบสุริยะเคลื่อนเข้าสู่แขนกังหันเป็นระยะ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างมันกับเมฆออร์ตถูกเสนอให้นำวัสดุออกจากเมฆ นำมันเข้าใกล้ระบบสุริยะชั้นในมากขึ้น บางส่วนของวัสดุนี้อาจถึงพื้นโลก

ภาพที่สวยงามของดาราจักรชนิดก้นหอยที่มีปีกสีน้ำเงินและจุดศูนย์กลางสีทองอ่อน
โครงสร้างของทางช้างเผือกและวงโคจรของระบบสุริยะผ่านมันอาจมีความสำคัญในการควบคุมความถี่ของผลกระทบสำคัญบางอย่างที่มีต่อโลก ซึ่งในทางกลับกันอาจมีการผลิตเปลือกโลกในช่วงต้นของโลก
jivacore / Shutterstock

โลกถูกวัตถุที่เป็นหินชนกันในแถบดาวเคราะห์น้อยค่อนข้างบ่อย โดยมีความเร็วเฉลี่ย 15 กม. ต่อวินาที แต่ดาวหางที่กระจัดกระจายจากเมฆออร์ตมาถึงเร็วกว่ามาก โดยเฉลี่ย 52 กม. ต่อวินาที

เรายืนยันว่ามันเป็นผลกระทบที่มีพลังงานสูงเป็นระยะเหล่านี้ซึ่งถูกติดตามโดยบันทึกการผลิตเปลือกที่เก็บรักษาไว้ในเมล็ดแร่ขนาดเล็ก ดาวหางกระทบกับการขุดพื้นผิวโลกในปริมาณมาก ทำให้เกิดการยุบตัวของเสื้อคลุม ไม่ต่างจากการนำจุกไม้ก๊อกมาใส่ในขวดจุก

หินหลอมเหลวซึ่งอุดมด้วยธาตุแสง เช่น ซิลิกอน อะลูมิเนียม โซเดียม และโพแทสเซียม ลอยอยู่บนเสื้อคลุมที่หนาแน่นกว่าได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าจะมีวิธีอื่นๆ มากมายในการสร้างเปลือกโลก แต่มีแนวโน้มว่าเมล็ดเปลือกโลกที่ลอยตัวได้ก่อตัวขึ้นเมื่อกระทบกับโลกยุคแรกของเรา หินหนืดจากกระบวนการทางธรณีวิทยาในภายหลังติดอยู่กับเมล็ดต้นเหล่านี้

ลางสังหรณ์ของปัญหาหรือชาวสวนแห่งชีวิตทางโลก?

เปลือกโลกมีความสำคัญต่อวัฏจักรธรรมชาติส่วนใหญ่ของโลก มันทำปฏิกิริยากับน้ำและออกซิเจนเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวใหม่ ซึ่งเป็นที่เก็บโลหะส่วนใหญ่และคาร์บอนชีวภาพ

ผลกระทบของอุกกาบาตขนาดใหญ่เป็นเหตุการณ์ภัยพิบัติที่สามารถทำลายชีวิตได้ อย่างไรก็ตาม ผลกระทบอาจมีความสำคัญมากต่อการพัฒนาของเปลือกโลกที่เราอาศัยอยู่

ด้วยการเคลื่อนตัวของดาวเคราะห์น้อยในอวกาศผ่านระบบสุริยะไปเมื่อเร็วๆ นี้ บางคนถึงกับบอกว่าพวกมันพาชีวิตขึ้นสู่อวกาศ

อย่างไรก็ตาม เราลงเอยที่นี่ ในคืนที่อากาศแจ่มใส การแหงนมองท้องฟ้าและเห็นดวงดาวและโครงสร้างที่พวกมันเดินตามนั้นช่างน่าเกรงขาม จากนั้นมองลงมาที่เท้าของคุณและสัมผัสถึงเม็ดแร่ หิน และเปลือกโลกของทวีป – ทั้งหมดเชื่อมโยงกันด้วยจังหวะที่ยิ่งใหญ่มาก