Language:Persian波斯语 | فارسی
【حفظ تعادل انرژی - بخش پایینی: زمین و زندگی Maintaining Energy Balance - Part 2: Earth and Life】
معنای چیدمان همه اینها توسط جهان چیست؟ شاید پاسخ تداوم زندگی و تمدن باشد. به عنوان انسان، ما باید نقش نگهبان تمدن زمینی را بر عهده بگیریم. محافظت از تداوم میلیونها موجود زنده بر روی زمین بهترین شکل قدردانی است.
زمین اولیه: بازی انرژی بین گدازه و سردشدن (۴.۶ تا ۴.۰ میلیارد سال پیش). در دیسک پیشسیارهای منظومه شمسی، سیارههای کوچک از طریق برافزایش برخوردی، زمین اولیه را تشکیل دادند، انرژی جنبشی به انرژی گرمایی تبدیل شد، دمای سطح از ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد فراتر رفت و اقیانوس ماگمایی جهانی ایجاد شد. آهن و نیکل با چگالی بالا به سمت مرکز زمین فرو رفتند، انرژی پتانسیل گرانشی (حدود ۱۰³¹ ژول) را آزاد کرده و داخل را بیشتر گرم کردند. سیلیکاتهای سبکتر به سمت بالا شناور شده و به تدریج سرد شدند و پوسته اولیه را تشکیل دادند. واپاشی عناصر با نیمهعمر طولانی مانند اورانیوم-۲۳۸، توریم-۲۳۲، پتاسیم-۴۰ منبع گرمای بلندمدتی فراهم کرد (که هنوز هم حدود ۵۰٪ از گرمای زمینگرمایی را تأمین میکند). همرفت گوشته، گرمای داخلی را به سطح منتقل کرد و فورانهای آتشفشانی انرژی اضافی را آزاد کرده و از ذوب بیش از حد جلوگیری کردند. زمین با ایجاد تعادل دینامیکی بین سرمایش تشعشعی (قانون استفان-بولتزمن) و تولید گرمای داخلی (واپاشی رادیواکتیو)، از تبدیل شدن به سنگی مرده جلوگیری کرد. فورانهای آتشفشانی H₂O، CO₂، N₂، CH₄، NH₃ و غیره را آزاد کرده و جو احیاءکننده (reducing atmosphere) را تشکیل دادند. بخشی از آب احتمالاً از طریق برخورد شهابسنگهای غنی از آب (مانند کندریتهای کربنی) منتقل شده است. غلظت بالای CO₂ و CH₄ دمای سطح را حفظ کرده، از یخ زدن اقیانوسها جلوگیری کرد (روشنایی خورشید اولیه تنها ۷۰٪ مقدار فعلی بود) و تعادل اثر گلخانهای را حفظ کرد. آب دریا یونهای موجود در سنگهای آتشفشانی (مانند Na⁺، Cl⁻) را حل کرده و چرخههای ژئوشیمیایی را آغاز کرد.
حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش، جرمی به اندازه مریخ به صورت مایل به زمین برخورد کرد، موادی را به بیرون پرتاب کرد که ماه را تشکیل داد، و شیب محور زمین باعث تغییرات فصلی شد. برخورد تیا (Theia) انرژی معادل ۱۰³² ژول آزاد کرد، ساختار گوشته را بازسازی کرده و تمایز هسته را تسریع بخشید. پس از سرد شدن اقیانوس ماگما در دوران هادئن، پوسته بازالتی و پوسته گرانیتی به تدریج از هم متمایز شدند. همرفت موضعی گوشته باعث فعالیتهای تکتونیکی اولیه شد، اما به سیستم صفحات تکتونیکی مدرن منجر نگردید. آب مایع، جو و شیب شیمیایی یک "نردبان انرژی" را تشکیل دادند و محیط واکنشی برای تکامل مولکولی بعدی فراهم کردند. دهانههای آتشفشانی و چشمههای گرمابی اعماق دریا به میدانهای آزمایشی برای سنتز غیرزیستی تبدیل شدند (مانند سولفیدهای آهن-نیکل که تشکیل مواد آلی را کاتالیز میکنند). گدازه و سردشدن زمین اولیه، زمینه را برای مرحله بعدی - "واکنشهای شیمیایی" - فراهم کرد: در اقیانوسهای در حال جوش و جو درهم تنیده با صاعقه، انرژی مولکولهای پیچیدهتری را پدید خواهد آورد و در نهایت به سمت ... پیش خواهد رفت.
|
