Hadean: Jordens første æon — dannelse, klima og månekollision
Opdag Hadean: Jordens første æon — dannelse, ekstremt klima, meteorbombardement og månekollision. Lær om zirkoner, oceaners fødsel og tidlig geologi.
Hadean er den geologiske eon før Arkæa. Den begyndte ved Jordens dannelse for ca. 4,6 milliarder år siden og sluttede for 4 milliarder år siden. Navnet "Hadean" kommer af Hades, græsk for "Underverden", på grund af forholdene på Jorden på det tidspunkt. Geologen Preston Cloud brugte først udtrykket i 1972. Meteoritbombardementer, vulkanisme og høje temperaturer var meget udbredt på den tidlige Jord.
Dannelse og tidlig udvikling
Efter planetesimalernes og protoplaneternes sammensmeltning differentierede Jorden hurtigt: tungere elementer som jern sank mod centrum og dannede en kerne, mens lettere bjergarter dannede en skorpe og mantel. Mange modeller beskriver en tidlig "magma ocean", en globalt delvist smeltet øvre kappe, som gradvist størknede i løbet af Hadean. Kontinuerlig tilførsel af varme fra radioaktivt henfald og gentagne nedslag holdt dele af planeten varme i lange perioder.
Beviser fra zirkoner og tidlige klipper
Der findes ingen omfattende sedimentære bjergarter fra Hadean, men nogle meget gamle mineraler er bevaret. De tidligste geologiske objekter på Jorden er nogle zirkoner, som er dateret til for ca. 4.400 millioner år siden (mya). Mange af disse detritiske zirkoner stammer fra Jack Hills i Australien og indeholder geokemiske signaturer (fx oxygen- og hafnium-isotoper), som tyder på, at vand i flydende form og en stabil skorpe eksisterede lokalt meget tidligt i jordens historie. Disse zirkoner er vigtige, fordi de er de ældste direkte prøver fra Jordens faste overflade.
Månekollisionen (den gigantiske nedslagshypotese)
Tidligt i Jordens historie blev Månen revet ud af en massiv kollision med en protoplanet. Beviserne for denne hypotese om et gigantisk nedslag er:
- den bemærkelsesværdige lighed mellem Jordens skorpe og Månens sammensætning,
- den lave jernkoncentration i Månens centrum, og
- det store vinkelmoment i jord-måne-systemet.
Modeller af kollisionsscenarier peger på, at en Mars-stor protoplanet (ofte kaldet Theia) ramte den unge Jord for omtrent 4,4–4,5 milliarder år siden. Materiale fra både Jordens ydre lag og impactoren blev slynget ud i kreds omkring Jorden og akkreterede hurtigt til Månen. Selvom hypotesen i dag forklarer mange observationer, arbejder forskere stadig på detaljer som isotopligheder og energifordeling for helt at redegøre for alle data.
Bombardementer og krustens mangel
En forklaring på den generelle mangel på Hadeanske sten (ældre end 3800 mya) er den store mængde af sten- og isaffald i det tidlige solsystem. Efter dannelsen af de otte planeter fulgte et stort antal tilbageværende protoplaneter, asteroider og kometer excentriske baner i hele vores system og bombarderede den tidlige Jord og de andre planeter og måner indtil ca. 3800 mya. Denne aktivitet kan have forhindret, at der blev dannet store fragmenter af jordskorpen ved bogstaveligt talt at knuse de tidlige protokontinenter. En spærreild af særligt store nedslag, kendt som det sene tunge bombardement, repræsenterer højdepunktet af denne voldsomme æra.
De hyppige og kraftige nedslag bidrog til omsmeltning af skorpe, dannelse af kortlivede atmosfæriske skyer af støv og damp, og gjorde bevaring af gamle kontinenter svær. Hvor store fragmenter af Hadean-skorpen overlevede, er ofte blevet modificeret eller genbrugt i senere geologiske processer.
Klima og hydrosfære
Det tidlige klima i Hadean var styret af kraftig vulkanisme, et tæt bombardement og en atmosfære rig på drivhusgasser. Den tidlige atmosfære indeholdt kuldioxid, metan og kvælstof, men næsten ingen ilt. Sterk vulkansk aktivitet og væsentlige mængder CO2 og CH4 kunne have skabt et kraftigt drivhuseffekt, så overfladetemperaturer var høje. Samtidig viser nogle zirkoner og modeller, at lokal afkøling og kondensation af vanddamp kunne have dannet hav eller oceaner tidligere end tidligere antaget — muligvis allerede få hundrede millioner år efter dannelsen af Jorden.
Der var altså ikke ét ensartet Hadean-klima: perioder med globalt smeltet overflade (magma ocean) og intense varme nedslag kan være blevet afløst af køligere intervaller med lokal eller regional nedkøling og stabile væskefyldte reservoirer.
Bergarter og geologisk register
Der kendes få intakte overfladiske Hadean-bjergarter i dag. De fleste oplysninger kommer fra isolerede mineraler (især zirkoner) og isotopiske undersøgelser af yngre bjergarter, som indeholder fragmenter fra ældre materiale. Geologer bruger disse mineralkemiske signaler til at rekonstruere temperaturer, tilstedeværelse af vand og tidlig skorpeudvikling. Selv om store sammenhængende Hadean-kontinenter synes sjældne, kan små proto-kontinentale blokke have dannet sig og senere blevet destrueret eller indlejret i yngre terræner.
Muligheder for tidligt liv
Der kendes ingen ubestridelige fossile livsformer fra denne æon. Alligevel er spørgsmålet om, hvor tidligt liv kunne være opstået, aktivt debatteret. Nogle geokemiske signaler i very gamle zirkoner og i tidlige sedimentære lag antyder, at betingelser for prebiotisk kemi eller selv tidlig biokemisk aktivitet kunne have eksisteret i slutningen af Hadean eller i den tidlige Arkæa. Hypoteser om livets oprindelse inkluderer hydrotermale systemer ved havbunden, varme søer eller tidevandszoner hvor organisk kemi kunne koncentreres og udvikle kompleksitet. Indtil konkrete fossile eller molekylære beviser fremkommer, må man dog konkludere, at der ikke er sikker dokumentation for liv i Hadean.
Opsummering
Hadean var en tid med voldsom dynamik: Jordens dannelse, differentiering, gentagne store nedslag inklusive den formende Månekollision, hyppig vulkanisme og et kraftigt bombardement formede planetens tidlige skæbne. Direkte geologiske vidnesbyrd fra perioden er sparsomme, men gamle zirkoner og isotopdata giver indblik i, at faste skorpelignende områder, væskevand og komplekse geokemiske processer muligvis var til stede allerede i Jordens første 500–600 millioner år.
Relaterede sider
- Livets tidslinje
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er den hadæiske eon?
A: Den Hadeiske eon er den geologiske eon før den Arkæiske eon. Den begyndte ved Jordens dannelse for ca. 4,6 milliarder år siden og sluttede for 4 milliarder år siden.
Spørgsmål: Hvor kommer navnet "Hadean" fra?
A: Navnet "Hadean" kommer af Hades, græsk for "Underverden", på grund af forholdene på Jorden på det tidspunkt.
Spørgsmål: Hvem brugte først udtrykket "Hadean"?
Svar: Geologen Preston Cloud brugte først udtrykket i 1972.
Spørgsmål: Hvordan var forholdene på den tidlige Jord?
Svar: Meteoritbombardement, vulkanisme og høje temperaturer var meget udbredt på den tidlige Jord.
Spørgsmål: Findes der sedimentære bjergarter fra denne æon?
Svar: Nej, der findes slet ingen sedimentære bjergarter fra Hadean.
Spørgsmål: Hvilke beviser understøtter hypotesen om et kæmpe nedslag for, hvordan vores måne blev dannet?
Svar: Beviser, der støtter hypotesen om et kæmpe nedslag, omfatter lighed mellem Jordens skorpe og Månens sammensætning, lav jernkoncentration i Månens centrum og høj vinkelbevægelse i Jord-Måne-systemet.
Spørgsmål: Hvorfor er der så få sten fra denne æra?
A: En forklaring på manglen på Hadeanske sten (ældre end 3800 mya) er den store mængde af sten- og isaffald i det tidlige solsystem, som bombarderede den tidlige Jord indtil ca. 3800 mya, hvilket forhindrede dannelsen af store skorpefragmenter ved at splitte protokontinenterne ad.
Søge