10 ontdekkingen die veranderen hoe u de oude aarde ziet

De moderne wetenschap heeft veel geleerd over het verleden van de aarde en onderzoekers hebben enkele verrassende details blootgelegd die tegen alles wat we als vanzelfsprekend beschouwen, indruisen. Details zoals ...

10 De familie van de ouders regeerde de aarde vóór de dinosaurussen

Foto credit: Jeff Kubina

Zoogdieren en reptielen lijken niet op elkaar, maar ze delen wel een gemeenschappelijke voorouder. Terwijl ze hun eigen weg gingen, werden reptielen zoals de voorouders van dinosaurussen diapsiden. De voorouders van de hedendaagse zoogdieren werden synapsiden. Die rivaliteit duurde meer dan 230 miljoen jaar, en zoogdier-synapsids domineerden volledig de dino-diapsiden gedurende de eerste helft van die tijd.

Dimetrodon, bijvoorbeeld een voorouder van een met zeilen ondersteund zoogdier, was de dominante land-carnivoor uit de Perm-periode. Het gemeten 3,5 meter (11,5 ft) lang en woog 100-150 kilogram (220-330 pond). Zijn enorme kop en lange slagtanden die uit modderig moeraswater omhoog klommen, was het laatste wat veel dieren - waaronder andere dimetrodons - ooit wisten.

De Perm-periode was brutaal voor de diapsiden. Ze hebben niet veel fossielen achtergelaten. We weten dat sommigen zo groot als 2 meter (6 ft) groeiden, maar de meeste bleven klein en vermeden de heersende synapsiden zo goed als ze konden. Toen kwam de 'Great Dying'. Meer dan 90 procent van alle soorten stierf uit aan het einde van de Perm-periode.

Synapsids hadden een hele goede niche en sommige overleefden. Deze werden heel gewoon. Er was echter nu meer concurrentie van de diaspids. De afsterving had genoeg kansen voor dino-diapsiden achtergelaten om zich te vestigen. Gedurende miljoenen jaren droegen de twee groepen de vete voort terwijl elke rij verder evolueerde. In het midden van het Trias veranderden synapsiden in moderne zoogdieren. Diapsiden werden dinosaurussen ... nog geen humeurige, maar groot genoeg.

De eerste dinosaurussen waren zo groot als een typische moderne hond. Tegen het einde van de Trias-periode waren sommige 6 meter lang. Eén groep ichthyosauriërs regeerde de zeeën al. Toen volgde opnieuw een massale uitsterving, en dinosaurussen erfden het land ook. Dit uitsterven beëindigde de synapsid-partij voor eens en voor altijd, waardoor alleen kleine moderne zoogdieren achterbleef.

9 Niemand weet wat de dinosaurussen hebben vermoord

De uitroeiing van het einde-krijt verliep ongeveer als volgt, volgens de meest gangbare theorie uit de jaren tachtig tot heden. Eerst regeerden dinosaurussen over de wereld. Toen stortte er een grote planetoïde in de buurt van de moderne Chicxulub, Mexico, en zond de aarde de wereld in. De leeftijd van dinosaurussen eindigde, toen 80 procent van de aardse soorten omkwam. Daarna erfden zoërs de wereld. Sinds onweerlegbaar bewijs op het juiste moment op de juiste plaats is aangetoond, hebben onderzoekers de verklaring geaccepteerd. Misschien redeneerden ze verder dat de gevolgen alle massale uitstervingen van de aarde hadden veroorzaakt.

Iedereen verspreidt zich in het veld, op zoek naar meer kraters. Ze vonden er veel, maar de meeste konden niet worden gekoppeld aan een massale uitsterving. En in de tussentijd zijn er vragen gerezen over de uitroeiing van het einde-Krijt en dat effect van de asteroïde. Zo'n enorme overval zou heel wat leven op de hele aarde hebben moeten doden. In plaats daarvan overleefden sommige soorten, zelfs dinosaurussen, die later evolueerden naar vogels.

Sommigen verklaren dit met een dubbele zweem van de Chicxulub-impact en hedendaagse uitgebreide vulkanische overstromingen vanuit een regio die de Deccan-vallen worden genoemd. De uitbarsting van de Deccan, zeggen deze experts, maakte het leven over de hele wereld moeilijk. Toen kwam de asteroïde om een ​​coup de grace af te leveren aan de meest gestresste diergroepen, waaronder T. rex en zijn maatjes.

Het is een goed argument, maar niet iedereen koopt het. Anderen onderzoekers zeggen dat ze bewijzen hebben gevonden dat dinosauriërs naast de Deccan-vulkaan floreerden terwijl het uitbarstte, zelfs nestelend op zijn lava. Deze experts zeggen ook dat aan het einde van het tijdperk van dinosaurussen de aarde in korte tijd werd geraakt door verschillende grote botslichamen - asteroïden of komeetfragmenten. Chicxulub was daar, maar de grootste was Shiva, drie keer zo groot als Chicxulub. Toen Shiva onze planeet voor de westelijke kust van het moderne India trof, was de impact ervan enorm genoeg om te veranderen hoe platentektoniek in het gebied werkte. De nabijgelegen Deccan-uitbarsting ging toen overdrive en er volgde een massale uitsterving.

Dus maak je keuze. Was het Chicxulub, Chixculub plus vulkanisme, of het spervuur ​​van de Shiva-ruimte plus vulkanisme dat het tijdperk van de dinosauriërs afsloot? Niemand weet het zeker.

8Het kan regen diamanten

Je zou er niet willen zijn om ze te vangen. Dit gebeurt tijdens een gewelddadige vulkaanuitbarsting.

Diamanten zijn kristallen van pure koolstof die vorm krijgen onder intense hitte en druk in het diepe binnenland van de aarde. Niemand weet heel goed hoe de koolstof in de eerste plaats zo ver naar beneden komt, maar iedereen is het erover eens dat diamanten heel, heel oud zijn.

Eenmaal gevormd, hangen diamanten gewoon rond in de mantel van de planeet. De platentektoniek kan een continent eroverheen doen rollen om er iets van te schrapen. Terwijl de geologische tijd voorbijgaat, verzamelen de oudste delen van alle continenten op deze manier diamanten, vergelijkbaar met scheepskielen die zeepokken verzamelen.

Niets van dit helpt ons natuurlijk rijk te worden. In feite kunnen diamanten niet op natuurlijke wijze op het aardoppervlak voorkomen - ze worden grafiet. De enige reden dat we er een hebben is omdat zeer diepgewortelde vulkaanuitbarstingen hen hier te snel hebben opgeblazen zodat ze konden overstappen.

Dit is hoe het gebeurt. Een ongewoon type gesmolten mantelrots genaamd kimberliet of lamproite begint omhoog te bewegen van onder de met diamant beslagen mantellaag. Dit gebeurt heel snel omdat dit magma "koolzuurhoudend" is - het heeft veel kooldioxide en water. De snel opkomende kimberliet verzamelt diamanten langs de weg, schiet door het bovenliggende continent in een diamanten pijp en boem. Het regent diamanten.

7Purple Oceans

Oceaanwater is grotendeels transparant.De kleur die je ziet hangt af van wat er in zit - modderig bruin of geel in de buurt van de kustlijn waar een enorme rivier de zee lekt, of grijsachtig groen verder uit dankzij zeewier en ontelbare kleine organismen.

We zijn echter eigenlijk gewoon bekend met de bovenste delen van de oceaan, waar zonlicht door kan dringen. Hier gebruikt plankton licht voor fotosynthese. Een van de bijproducten van dat proces, in de zee net als op het land, is zuurstof. Tegenwoordig reist deze zuurstof door het hele oceaanwater, zelfs tot in de koude, donkere afgrond. Dat komt omdat het heel goed oplost in koud water en dus kan worden gedragen door zeestromingen.

Op enkele plaatsen stagneert zeewater echter, net als sommige Noorse fjorden. Te veel voedingsstoffen hopen zich op en verbruiken al hun zuurstof. Kleine waterbeestjes moeten leven, dus de lokale voedselketen schakelt eerst over naar stikstof en als dat weg is, naar zwavel. Een op zwavel gebaseerde voedselketen brengt veel waterstofsulfide in de zee, wat slecht nieuws is voor de meeste vormen van het zeeleven, maar geweldig voor de kleine groene en paarse zwaveleters. Zuurstof is dodelijk voor deze zwavelminnende bacteriën, maar ze gedijen goed en kleuren het water roze tot paars, waar ze de juiste omstandigheden vinden. Tegenwoordig vind je ze in de Zwarte Zee, maar ook in een paar fjorden en meren.

Waar kwamen ze eerst vandaan? Welnu, ze behoren tot de oudste bewoners van de aarde.

Pigmenten van kleine paarse zwaveleters zijn gevonden in 1,64 miljard jaar oude rots van wat nu Noord-Australië is. Die bacteriën leefden net nadat de aarde haar gestreepte ijzeren formaties (BIF's) had verloren, die zo'n twee miljard jaar geleden in de zee waren gestopt. Geologen hebben zich lang verbaasd over waarom er daarna geen BIF's meer werden gevormd. De twee belangrijkste theorieën hebben betrekking op een zuurstofrijke oceaan of een stinkend waterstofsulfidebrouwsel.

De ontdekking van die pigmenten is een pluspunt voor waterstofsulfide. Het betekent ook dat de oude zwavelhoudende oceaan vol gelukkige, kleine zwaveleters was ... en daarom een ​​mooie paarse tint was.

Maar waar kwam al dat water in de eerste plaats vandaan?

6A Veel aardwater is ouder dan het zonnestelsel

Het zonnestelsel gevormd uit een enorme wolk van interstellair stof. Stof is droog. Maar een deel van de waterstof en zuurstof in de cloud zou kunnen zijn gecombineerd tot goede oude H₂O. Het zou echter uit het binnenste zonnestelsel zijn geblazen toen de zon voor het eerst oplichtte. De enige plaats om daarna water te vinden zou in het buitenste zonnestelsel zijn geweest of aan de randen waar kometen een baan zouden hebben.

Wetenschappers hebben dit onderzocht en dachten dat de oceanen van de Aarde ongeveer een miljard jaar na de vorming van de planeet gevormd waren. Dit zou de oceanen kunnen verklaren met een combinatie van vulkanische uitbarsting en de gevolgen van ijzige kometen. De vulkanen zouden loslaten wat weinig water tijdens de formatie in de aarde was begraven. De rest van het water zou binnenkomen omdat kometen ons vroeg in het leven van het nieuwe zonnestelsel bombardeerden.

Het is een goed verhaal en het heeft de afgelopen jaren goed stand gehouden. Het is echter waarschijnlijk maar ten dele juist.

Onderzoekers hebben net ontdekt dat 30-50 procent van het aardwater van de aarde ouder is dan het zonnestelsel. Het interstellaire ijs was hier, met andere woorden, vóór de stofwolk die ons zonnestelsel voortbracht. Die wetenschappers gebruikten een relatieve dateringsmethode om te laten zien dat tot de helft van het water, onder andere, je lichaam meer dan 4,6 miljard jaar oud is. Ze kunnen geen exacte datum opgeven, maar dit oude water kan bijna net zo oud zijn als het universum.

5Life zou van Mars naar de aarde kunnen komen

Meteoren schieten over de nachtelijke hemel of verrassen ons op klaarlichte dag. Deze kleine fragmenten van asteroïde of komeetbranden branden meestal in de atmosfeer op. Als ze de grond raken, worden ze meteorieten genoemd.

In de jaren 80, na de Viking-missies naar Mars, waren wetenschappers verbaasd te ontdekken dat sommige meteorieten hier blijkbaar van de Rode Planeet kwamen. Tegenwoordig is NASA er vrij zeker van dat ze minstens 124 brokken onroerend goed van Mars in ons bestand hebben. De Mars-meteorieten lijken vulkanisch gesteente te zijn en Mars heeft de grootste bekende vulkanen in het zonnestelsel. Maar zelfs de grootste uitbarsting bij Olympus Mons had deze rotsen niet naar de aarde kunnen blazen.

Na veel speurwerk denken sommige experts dat zo'n 4,5 miljard jaar oude stukjes lava ongeveer 15 miljoen jaar geleden in de ruimte zijn terechtgekomen. Ze bereikten de Aarde ongeveer 13.000 jaar geleden. Sommigen van hen tonen fossielen, of bewijzen in elk geval dat de rots gevormd is in water dat ooit het leven had kunnen ontvangen.

Dat klinkt onwaarschijnlijk, omdat deze rotsen lava waren, maar het leven vindt een weg. Vandaag leven in Yellowstone, kleine organismen genaamd extremofielen in hete bronnen en in sommige van de rotsen daar. Sterke kleine wezens die op supervolka's wonen, zouden mogelijk de extreem zware omstandigheden op Mars kunnen overleven. Ze zouden zelfs een impact kunnen doormaken als ze ver genoeg in een grote rotsplaat zaten. Wat de vurige val naar de aarde betreft, hebben wetenschappers experimenten uitgevoerd die aantonen dat eindoliën waarschijnlijk slechts ongeveer 5 centimeter (2 in) gesteente nodig hebben voor een hitteschild.

Natuurlijk is het leven op aarde ongeveer vier miljard jaar oud en deze marsmannetjes zijn recente aankomsten. Maar we hebben niet alle meteorieten gevonden. Deze zijn hier definitief gekomen, dus andere meteorieten van Mars hadden ook kunnen landen toen de aarde nog erg jong was. Zelfs als ze ons geen levensvormen zouden brengen, zouden de meteorieten van Mars ons de mineralen hebben gebracht die nodig zijn om het leven op aarde een vliegende start te geven.

4Vroeger was de aarde niet hel

Geologen noemen de vroege jaren van de aarde de Hadean-periode na Hades, die vaak wordt beschouwd als de oude Griekse tegenhanger van de hel. De hitte van de formatie van de aarde smolt volgens de theorie het grootste deel van de planeet, wat toen een lange tijd duurde om de relatief koele oppervlakkige korst van vandaag te vormen.Het meeste materiaal van Hadean Earth is nu verdwenen, dankzij verwering en plaattektoniek. Het enige wat overblijft zijn kleine kristallen van de minerale zirkoon.

Zirkoon (zirconiumsilicaat) maakt mooie sieraden, maar het is ook erg handig voor wetenschappers om twee redenen. Ten eerste is het taai genoeg om de ruige wereld van de geologie te overleven. Je kunt zirkoon uit een vulkaan losmaken, het in een botsing met tektonische platen verpletteren, of begraven onder kilometers sediment, en zirkoon haalt gewoon zijn schouders op en groeit weer een laag. Geologen komen later langs en lezen die lagen als een geschiedenisboek. Ten tweede, zirkoon bevat een klein beetje uranium - niet genoeg om je te kwetsen, maar precies de juiste hoeveelheid om wat precieze wetenschappelijke dateringen te doen.

Onderzoekers testten de oudst bekende zirkoon, die helemaal teruggaat naar de Hadean-periode. Dit mineraal kristalliseerde bij een veel lagere temperatuur dan verwacht. Isotopen toonden verder aan dat water en andere condities die geschikt zijn voor het leven rond geweest kunnen zijn toen het kristal zich vormde. De aarde, 4,4 miljard jaar geleden, heeft misschien continenten en oceanen gehad die waren gemaakt van levensondersteunend water, niet van dodelijke gesmolten lava.

De aarde heeft echter een kern die is gemaakt van ijzer. Dit betekent dat de planeet minstens een tijdje nadat hij zich had gevormd hel was geweest. Het betekent ook dat je veel moet betalen voor edelmetalen die bij je zirkoon edelsteen passen, omdat ...

3Gold en platina viel naar de kern van de aarde

Metalen zoals goud en platina zijn tegenwoordig zeldzaam op aarde, maar ze komen vaak voor op sommige asteroïden. Die asteroïden vormden dezelfde stofwolk die de aarde deed. Dus waarom is er nu niet veel goud en platina hier?

Terug in de vroege Hadean (direct nadat de aarde was gevormd maar vóór dat zirkoonkristal waar we het over hadden), waren de dingen warm genoeg om ijzer te laten smelten. IJzer en zijn buren in het periodiek systeem zijn zwaar. Dus alle gesmolten klodders van zuiver ijzer en combinaties met goud, platina, enzovoort, begonnen een beetje te zakken, naar het centrum van de planeet.

Toen brak iets over de grootte van Mars de aarde in, waardoor het materiaal dat later de maan werd, werd afgeworpen. Deze impact veroorzaakte enorm veel smelten op aarde. Veel ijzer en praktisch al zijn metalen fanclub zonk vervolgens naar beneden buiten ons bereik en recht naar de kern, waar het vandaag de dag nog steeds zit.

2De Noord- en Zuidpool hoeven niet Icy te zijn

Misschien vanwege die maan-vormende dreun, is de as van de aarde voldoende gekanteld zodat het meeste zonlicht op de evenaar valt. Maar dit betekent niet dat de polen altijd ijskoud zijn. Slechts 34 miljoen jaar geleden, een oogwenk in geologische termen, was de gemiddelde temperatuur van Antarctica 14 graden Celsius (57 ° F). De nabijgelegen zeeën waren een zwoele 22 graden Celsius (72 ° F).

Gedurende het grootste deel van zijn geschiedenis heeft de Aarde niet de grote poolkappen gehad die het vandaag de dag beoefent. De hoeveelheid invallend zonlicht doet er niet toe. Het gaat om het niveau van koolstofdioxide en de daaruit voortvloeiende opwarming van de aarde.

Wetenschappers weten niet precies waarom de polen zo'n 20 miljoen jaar geleden in de vriezer zijn geweest. Sommigen zeggen dat het gebeurde nadat India en Azië in botsing kwamen als onderdeel van de platentektoniekdans. Deze botsing bracht Tibet en het Himalaya-gebergte op. Omdat verwering sneller gebeurt op steile hellingen, worden er meer stukjes continentale rots in de oceanen gewassen, waardoor de koolstofopslagcapaciteit van de zeeën toeneemt. Koolstof viel uit de atmosfeer en het broeikaseffect ging al snel over op globale koeling.

Niet alle onderzoekers zijn aan boord van dit idee. Ze zeggen dat er niet genoeg bewijs is om de ene theorie over de andere te bewijzen, hoewel ze het wel eens zijn dat het met CO te maken heeft₂. Misschien suggereren ze dat het te wijten was aan veranderingen in de vegetatie.

1 Aarde kan gekoeld zijn door mieren

Hoe warm het ook is geweest, het is recentelijk op de polen geweest, de hoogste temperatuurrecords van de aarde over de afgelopen 200 miljoen jaar werden vastgesteld tijdens het tijdperk van dinosaurussen. Destijds, dankzij het broeikaseffect, bakten de tropen op 35 graden Celsius (95 ° F) en de hoge breedtegraden waren hartig in de jaren twintig (hoge 70s ° F). Toen, ongeveer 65 miljoen jaar geleden, koelden de dingen af, met een paar temperatuurpieken af ​​en toe.

Verwering speelt wel degelijk een grote rol in de wereldwijde koolstofcyclus. Daarom kiezen onderzoekers vaak voor deze verklaring van de algehele wereldwijde afkoelingstrend sinds het tijdperk van dinosaurussen. Terug in de late jaren 1980, begon een dergelijke onderzoeker aan de Arizona State University een langdurig experiment. Hij verpletterde gesteente en bewaarde het in allerlei verschillende omgevingen - overal van kale grond tot mierennest. Om de vijf jaar verzamelde hij er wat van en zag hij hoeveel verwering het was in vergelijking met baselinestalen. Vijfentwintig jaar later was hij verbaasd om te ontdekken dat mieren de teststeen tot 175 keer sneller afbreken dan de basisveroudering.

Gewone mieren zijn een van de sterkste natuurlijke minerale weersmiddelen. Misschien is het geen toeval dat mieren voor het eerst ongeveer 65 miljoen jaar geleden als soort verschenen, precies rond de tijd dat de aarde begon te chillen.

Ant-verwering kan op de lange termijn al dan niet genoeg koolstof bevatten om de planeet af te koelen. Maar elke aardwetenschapper zou blij kunnen zijn om een ​​mierenboerderij te krijgen als vakantie- of verjaardagscadeau. Het is een geweldige manier om hen te verwelkomen in het nieuwe paradigma in klimaatonderzoek.