먼 거리에서 지구가 생명으로 가득 차 있다는 것은 분명하지 않습니다. 당신은 가장 큰 숲을보기 위해 매우 가까워 야하며, 미생물은 물론 인간의 작품을보기 위해 여전히 더 가까워 야합니다. 그러나 우주에서도 행성 자체는 살아있는 것 같습니다. 육지는 7 개의 대륙으로 나뉘어져 있으며 광대 한 물로 분리됩니다. 그 바다 아래, 지구의 보이지 않는 깊이에서 상황은 더욱 활기차고 있습니다. 지구는 스스로를 씹고 녹아서 스스로를 새롭게 만들고 있습니다.
수십 개의 차가운 춥고 단단한 판이 천천히 미끄러 져 지구의 뜨거운 내부 맨틀 위에 미끄러 져 들어가서 서로 아래로 뛰어 들고 때로는 충돌합니다. 이 판 구조론 과정은 지구의 정의 특성 중 하나입니다. 인간은 대부분 지진과 더 드물게 화산을 통해 그것을 경험합니다. 현재 하와이의 뒷마당에서 튀어 나오는 용암 (맨틀 핫스팟의 결과)은 지각 활동과 관련이 있습니다.
그러나 지진과 분화보다 Plate Tectonics에 더 많은 것이 있습니다. 새로운 연구의 물결은 지구의 외부 운동이 다른 결정적인 특징 인 삶에 필수적 일 수 있다는 점을 암시하고 있습니다. 지구가 움직이는 바깥 쪽 지각이 지구가 그렇게 생생한 주된 이유 일 수 있으며 다른 행성이 풍부함에 맞을 수없는 이유가 될 수 있습니다.
“판 구조론을 이해하는 것은 우리 자신의 행성과 그 거주 성을 이해하는 주요 열쇠입니다. 거주 가능한 행성을 어떻게 만들고 수십억 년 동안 생명을 유지합니까?” 워싱턴 대학의 지질학자인 캐서린 헌팅턴은 말했다. “판 구조론은 가장 긴 시간에서 분위기를 조절하는 것입니다. 당신은 물을 여기에두고 따뜻하게 유지하고 생명을 계속 지키기 위해 물을 유지할 수 있어야합니다.”
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지난 몇 년 동안 지질 학자와 우주 생물 학자들은 지구를 독특하게 만드는 다른 모든 것들과 점점 더 묶여 있습니다. 그들은 지구의 대기가 수명, 구성 요소 및 빵 껍질의 재활용에 너무 뜨겁지는 않지만 너무 차갑지 않은 엄청나게 안정적인 골드 락과 같은 온도를 빚지고 있음을 보여주었습니다. 지구의 바다는 지구의 맨틀에 의해 주기적으로 소비되지 않은 경우 지구의 바다가 존재하지 않을 수 있습니다. 해안선의 생성과 조수의 움직임을 주도하는 판 구조론이 없으면 바다는 불모의 일이 될 수 있으며, 생명을주는 영양소는 Stygian 깊이로 영원히 강등 될 수 있습니다. 판 구조론이 바위 슬래브가 서로 아래로 뛰어 들어 지구로 돌아 오도록 강요하지 않았다면, 해저는 전적으로 냉담하고 흥미로운 화학이 없을 것입니다. 일부 연구자들은 대륙의 움직임이 없으면 생명이 복잡한 형태로 진화하지 않았을 수도 있습니다.
2015 년에 도쿄 기술 연구소의 제임스도 (James Dohm)와 시게 노리 마루야마 (Shigenori Maruyama)는이 상호 의존성에 대한 새로운 용어 인 Trinity를 만들었습니다. 이 문구는 풍부한 물, 분위기 및 육지가있는 행성을 묘사합니다.
그러나 판 구조론이 어떻게 진화에 영향을 미치는지, 그리고 그 과정에서 필요한 성분인지 여부는 지구 과학에서 가장 인기있는 질문 중 일부에 대한 답을 찾는 데 달려 있습니다. 이 지구가 왜 움직일 수있는 지각이 있는지 알아 내면 지질 학자들 에게이 행성뿐만 아니라 단단한 표면이있는 모든 행성이나 달과 생명을 가질 수 있는지 여부에 대해 더 많이 알 수 있습니다.
산에서 참호로
2012 년에 영화 감독 제임스 카메론 (James Cameron)은 지구상에서 가장 깊은 가스를 내려 놓은 최초의 사람이되었습니다. 그는 마리아나 트렌치 내의 우울증 인 도전자 깊은 곳에서 바다 표면 아래에서 35,756 피트 아래로 35,756 피트 아래로 닿았습니다. 카메론은 트렌치 전체에 샘플을 수집하여 지구의 이음새에서 번창하는 삶의 증거를 포함하여
태평양 판이 지구의 맨틀로 끌려 가면서 따뜻해지고 바위 안에 갇힌 물이 방출됩니다. Serpentinization이라는 과정에서, 물은 플레이트 밖으로 기포되고 상부 맨틀의 물리적 특성을 변형시킵니다. 이 변형은 메탄과 다른 화합물이 다른 냉정한 해저의 온천을 통해 맨틀에서 퍼질 할 수있게합니다.
.초기 지구의 유사한 과정은 신진 대사를위한 원시 성분을 공급할 수 있었으며, 이는 첫 번째 복제 세포를 일으킬 수 있습니다. 카메론은 그러한 세포의 현대 후손들에 대한 증거를 가져 왔습니다. 미생물 매트, 거의 7 마일의 물 아래에서 번성하는 미생물 덩어리, 햇빛이 침투 할 수없고 압력이 해수면의 1,000 배 이상입니다.
.버몬트 대학교의 지질학자인 Keith Klepeis는“판 구조론을 삶과 연결하기 때문에 정말 흥미 롭습니다. “그것은 우리에게 태양계의 다른 곳에서 무엇을 찾아야하는지에 대한 아이디어를 제공합니다. 그것은 우리에게 초기 생애가 지구상에서 무엇을했는지에 대한 아이디어를 제공합니다.”
카메론의 기록적인 다이빙은 판 구조론과 해양 생물 사이의 연결을 보여주는 유일한 원정대는 아닙니다. 최근의 연구는 5 억 4,100 만 년 전, 새롭고 복잡한 삶의 멋진 배열이 일어 났을 때 캄브리아기 폭발이라고 불리는 진화의 파열에 대한 접시 지각 활동을한다.
2015 년 12 월 호주의 연구원들은 전 세계 바다 해저 부지에서 약 300 개의 드릴 코어에 대한 연구를 발표했으며, 이는 7 억 년이 지난 샘플이 포함되어 있습니다. 그들은 인과 구리, 아연, 셀레늄 및 코발트와 같은 미량 원소뿐만 아니라 모든 생명에 필수적인 영양소를 측정했습니다. 이 영양소가 바다에 풍부하면 빠른 플랑크톤 성장을 일으킬 수 있습니다. Tasmania University의 Ross Large가 이끄는 연구원들은이 요소들이 560 ~ 5 억 5 천만 년 전에 약 5 억 5 천만 ~ 5 억 5 천만 대 정도 증가한 것으로 나타났습니다.
.크고 그의 팀은 판 구조론 이이 과정을 주도했다고 주장합니다. 대륙 접시가 충돌하고 바위를 하늘로 바꾸면 산이 형성되어 비가 내릴 수 있습니다. 그런 다음 풍화 된 그런 다음 천천히 산에서 바다로 영양분을 침출합니다.
어쩌면 더 놀랍게도, 크고 그의 동료들은 또한 최근 기간 동안 이러한 요소들이 풍부하다는 것을 발견했습니다.이 기간은 대량 멸종과 일치한다는 것을 발견했습니다. 이 영양소가 부족한 기간은 인과 미량 원소가 지구에 의해 보충 될 수있는 것보다 빨리 소비 될 때 발생했다고 Bigge는 말했다.
.지각 활동은 또한 지구 온도 조절기의 장기 안정성을 유지하는 데 필수적인 역할을합니다. 이산화탄소의 경우를 고려하십시오. 이산화탄소가 너무 많은 행성은 행성 폭발 로인 금성처럼 끝날 수 있습니다. 지구상의 판 활동은 EONS의 이산화탄소 수준을 조절하는 데 도움이되었습니다.
산 꼭대기에서 영양분을 바다로 끌어 당기는 것과 같은 풍화는 대기에서 이산화탄소를 제거하는 데 도움이됩니다. 이 과정의 첫 번째 단계는 대기 이산화탄소가 물과 결합하여 탄산을 형성 할 때 발생합니다. 이는 암석을 녹이고 풍화 과정을 가속화하는 데 도움이되는 화합물입니다. 비는 용해 된 암석에서 바다로 탄산과 칼슘을 가져옵니다. 이산화탄소는 또한 바다에 직접 녹아 카본 산 및 용해 된 칼슘과 결합하여 석회암을 만들어 바다 바닥에 떨어집니다. 결국, 상상할 수없는 EONS에서 격리 된 이산화탄소는 맨틀에 의해 삼킨다.
“이것은 Co 2 를 조절하는 것입니다 헌팅턴은 긴 타임 스케일의 분위기에서.
판 구조론은 또 다른 대기 성분을 담당 할 수도 있고 가장 중요한 것일 수도 있습니다 :산소.
캄브리아기 폭발 전 20 억 년 전 Archean Eon으로 돌아온 지구는 우리가 숨쉬는 공기를 거의 가지고 있지 않았습니다. 조류는 산소를 생산하기 위해 광합성을 사용하기 시작했지만 산소의 대부분은 산소를 사용하여 녹을 만들기 위해 철분이 풍부한 암석에 의해 소비되었습니다.
.2016 년에 발표 된 연구에 따르면 판 구조론은 2 단계 과정을 시작하여 산소 수준이 높아졌습니다. 첫 번째 단계에서, 섭입은 지구의 맨틀이 해양과 대륙의 두 가지 유형의 빵 껍질을 바꾸고 생성하게합니다. 대륙 버전에는 철분이 풍부한 암석이 적고 석영이 풍부한 암석이있어 산소가 대기에서 벗어나지 않습니다.
그 후 25 억 년 전에서 15 억 년 전에서 15 억 년 전의 다음 10 억 년 동안 바위가 풍화되고 이산화탄소가 공기와 바다로 펌핑되었습니다. 여분의 이산화탄소는 조류를 보조하여 더 많은 산소를 만들 수 있습니다. 결국 캄브리아기 폭발을 일으키기에 충분합니다.
판 구조론은 또한 생명에 진화론을 부여했을 수도 있습니다. 달라스 텍사스 대학교의 지질 학자 인 로버트 스턴 (Robert Stern)은 신생대 시대에 10 억에서 5 억 5 천만 건의 신생기 시대에 판 구조론이 발생했다고 생각합니다. 이것은 지질 학자와 고생물 전문가들이“눈덩이 지구”라고 언급 한 7 억 년 전 약 7 억 년 전에 특이한 글로벌 냉각의시기와 일치했을 것입니다. 4 월, 오스틴 텍사스 대학교 (University of Texas)의 스턴 (Stern)과 나다니엘 밀러 (Nathaniel Miller)는 판 구조론이 대륙을 치명적으로 재배포하여 바다와 대기를 방해했을 것이라고 제안한 연구를 발표했다. 그리고 Stern은 이것이 인생에 큰 결과를 가져 왔을 것이라고 주장합니다.
“진화가 실제로 진행되기 위해서는 고립과 경쟁이 필요합니다. 육지 지역에 실질적인 변화가 없다면 경쟁력있는 추진력과 종은 없습니다.”라고 Stern은 말했습니다. “이것은 판 구조론 펌프입니다. 일단 생명을 얻으면 대륙과 대륙 선반을 분해하여 다른 위도로 이동하여 재결합하여 빠르게 진화 할 수 있습니다.”
.Stern은 또한 진행된 종의 진화에 판 구조론이 필요할 수 있다고 주장했다. 그는 대륙의 마른 땅이 사지와 손을 진화시키는 데 필요한 이유가 필요하다는 이유가 필요하며, 이들이 물체를 파악하고 조작 할 수있는 팔다리와 손을 진화시키고 바다, 대륙 및 판 구조론이있는 행성은 종과 자연 선택의 기회를 극대화한다.
.“나는 당신이 판 구조론없이 생명을 얻을 수 있다고 생각합니다. 나는 우리가했다고 생각합니다. 나는 당신이 판 구조론없이 우리를 데려 갈 수 있다고 생각하지 않습니다.”라고 그는 말했다.
Stern은 궤도 궤도가 어떤 외계 행성이 바위가되는지, 그리고 플레이트 지각학을 가진 것을 결정할 수있는 훨씬 미래를 상상합니다. 그는 먼 별 시스템에 대한 사절 시스템을 먼저 플레이트 구조론이없는 사람들을 목표로해야한다고 그는 말했다.
지구의 껍질 크래킹
그러나 모든 것이 프로세스가 시작된시기에 달려 있으며 큰 질문입니다.
지구는 약 454 억 년 전에 형성되었으며 녹은 암석의 백열 공을 시작했습니다. 호주의 맥쿼리 대학교 (Macquarie University)의 행성 과학자 인 크레이그 오닐 (Craig O'Neill)은 이는 아마도 신생아 행성이 너무 뜨거웠 기 때문에 적어도 10 억 년 동안 인식 할 수있는 형태의 판 구조론을 가지고 있지 않았을 것이다.
.당시와 마찬가지로 지구의 내부 층 내에서 대류가 열과 바위가 움직일 것입니다. 맨틀의 바위는 지구의 내부의 도가니에서 압박을 받고 가열 된 다음 표면으로 올라가서 식히고 밀도가 높아져서 다시 가라 앉고 다시 시작합니다. 용암 램프를 묘사하십시오.
대류를 통해 초기 지구에서도 수직 운동이 발생했습니다. 그러나 당시의 맨틀은 비교적 얇고“콧물”이라고 O'Neill은 말했다.
“섭입은 일어나지 않았습니다. 수평 운동은 없었다”고 Klepeis는 말했다. “그래서 첫 번째 대륙이 형성되기 전에 대륙 앞에 시간이있었습니다. 지구는 이질적인 판이없는 소위“정체 된 뚜껑”을 가졌을 것입니다.
O'Neill은 2016 년 O'Neill은 초기 지구가 목성의 화산 문 IO와 비슷하다는 사실을 보여주는 연구를 발표했다. 행성이 식기 시작하면서 판은 아래의 맨틀과 더 쉽게 부부로 부부 할 수있어 지구가 판 구조론의 시대로 전환 될 수 있습니다.
이것은 뚜껑을 깨뜨린 것에 대한 의문을 제기하고 처음에 그 판을 만들었습니다.
일부 연구자들은 침입이 일을 움직일 수 있다고 생각합니다. 지난 2 년 동안, 몇몇 연구원들은 태양계의 탄생에서 남은 소행성이 지구의 뚜껑을 깨뜨렸다 고 제안했다. 지난 가을, O'Neill과 동료들은 지구가 형성 된 지 50 억 년이 지난 소행성 폭발이 차가운 외부 빵 껍질을 뜨거운 어퍼 맨틀로 갑자기 밀어 넣어 섭취를 시작할 수 있다고 연구를 발표했다. 2016 년 마루야마와 동료들은 소행성이 충격 에너지와 함께 물을 전달하고, 암석을 약화시키고, 판 움직임을 시작할 수 있다고 주장했다.
.그러나 지구에 도움의 손길이 필요하지 않았을 가능성이 있습니다. 자체 냉각 과정이 너무 딱딱한 오븐에서 구운 케이크처럼 뚜껑을 조각으로 부러 뜨렸을 수 있습니다.
30 억 년 전, 지구는 일부 지역에서는 단기간의 판 구조용 활동을했을지 모르지만 아직 널리 퍼지지는 않았습니다. 결국, 시원한 빵 껍질 영역은 아래쪽으로 당겨져 주변 빵 껍질을 약화 시켰을 것입니다. 이것이 반복적으로 일어 났을 때, 약한 영역은 점차 플레이트 경계로 분해되었을 것입니다. 결국, 그들은 2014 년 자연의 논문에 따르면, 그들은 섭입에 의해 구동되는 완전한 지각 판을 형성했을 것이다. Yale University의 David Bercovici와 프랑스 리옹 대학교의 Yanick Ricard.
또는 그 반대의 일이 일어 났을 수도 있습니다. 차가운 빵 껍질을 밀어내는 대신, 하와이의 분화를 주도하는 종류와 같은 뜨거운 맨틀 깃털은 표면으로 올라가서 빵 껍질을 뚫고 녹아서 뚜껑을 분해 할 수있었습니다. 서울에있는 한국 대학의 Stern and Scott Whattam
이 이론에 따르면, Plate Tectonics는 약 30 억 년 전에 모멘텀을 얻기 전에 여러 번 시작하고 멈췄을 것입니다. O'Neill은“모든 사람의 버튼을 누르고 숫자를 가져 가야한다면, 지역 사회에서 약 30 억 년 전에 플레이트 구조론이 떠오르기 시작한 야구장이 있습니다.
그러나 증거가 너무 단편적이기 때문에 확실하게 알기가 어렵습니다.
“해양 지각은 2 억 년에 불과합니다. 우리는 우리가 필요로하는 증거를 놓치고 있습니다.”라고 O'Neill은 말했습니다. "1980 년대 이래로 먼 길을 오는 지구 화학이 많이 있지만 같은 근본적인 질문이 여전히 있습니다."
.지구상에서 가장 오래된 암석은 일종의 프로토-지원이 40 억 년 전까지 거슬러 올라가고 있다고 제안하지만,이 암석들은 해석하기가 어렵다고 O'Neill은 말했다. 한편, 30 억에서 20 억 사이에 지구의 맨틀은 냉각 패턴을 바꾸어 냉각 패턴을 바꿀 수있는 몇 가지 화학적 변화를 겪은 것으로 보인다. 일부 지질 학자들은 이것을 지구 전체에 걸쳐 지진 판의 점진적인 발병과 확산을 기록한 것으로 간주합니다.
펜실베니아 주립 대학의 지구 물리학자인 브래드 폴리 (Brad Foley)는“진정한 대답은 우리가 모른다”고 말했다. "우리는이 바위를 가지고 있지만 현재 흡연 건이 현재 판 구조론이나 섭입이 있거나 분명히 그렇지 않은 것을 알 수는 없습니다."
.다른 행성의 판
지각학도 생명에 필수적입니까?
궁극적으로 문제는 샘플 하나가 있다는 것입니다. 우리는 지구처럼 보이는 한 행성, 물이있는 한 곳, 미끄러짐과 미끄러짐 바깥 쪽 빵 껍질, 한 곳은 생명으로 가득합니다. 다른 행성이나 달은 구조론과 유사한 활동을 가질 수 있지만 지구상에서 우리가 보는 것과 가까운 것은 아닙니다.
토성의 얼어 붙은 달인 Enceladus를 가져 와서 글로벌 얼음 빵 껍질의 이상한 골절로부터 물질을 우주로 옮깁니다. 또는 5 억 년 전에 재 포장 된 것처럼 보이지만 우리가 분별할 수있는 접시가없는 행성 인 금성. 또는 Olympus Mons에 태양계 최대 화산이 있지만 지각 역사가 신비한 화성. Olympus Mons는 Tharsis라고 불리는 큰 부풀어 오른 지방에서 발견되는데, 이는 극도로 거대하기 때문에 극이 방황 할 수있을 정도로 화성의 빵 껍질을 무게로 묶었을 것입니다.
.O'Neill은 풍부한 물이있는 화성 규모의 행성을 지각 적으로 활성 상태로 밀어 넣을 수 있음을 보여주는 연구를 발표했습니다. 그리고 다른 사람들은 화성 남반구의 일부 지역이 해저 확산과 비슷하다고 주장했다. 그러나 연구자들은 표면에있는 궤도와 로봇의 데이터에 따르면 최소 40 억 년 동안 어떤 조치도 취하지 않았다는 데 동의합니다.
.폴리는“아마도 아주 일찍, 그것은 매우 일찍, 그것은 판 구조론을 가졌을 수도 있지만, 내 견해는 아마도 결코하지 않았을 것”이라고 주장했다.
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5 월에 시작하여 11 월 26 일에 도착할 예정인 Insight Mars Lander는 토론을 해결하는 데 도움이 될 것입니다. Insight의 3 가지 악기는 화성 크러스트, 맨틀 및 코어의 두께와 구성을 측정하여 화성이 자기장을 잃어버린 방법과 한때 판 구조론을 가지고 있는지에 대한 새로운 단서를 제공하는 것을 목표로합니다.
.“우리가 금성과 화성과 같은 다른 행성과 목성의 달을 이해할 수 있다면 지구에서 무엇을 찾아야하는지 알 수 있습니다. 다른 행성을 계속 탐험하는 이유입니다. 집으로 돌아가는 데 도움이됩니다.”라고 Klepeis는 말했습니다.
판 구조론의 기원은 토론의 주제로 남아 있지만, 지질 학자들은 어느 시점에서 기어가 연삭을 멈출 것이라고 동의 할 수 있습니다.
O'Neill은 판 구조론을 바위 행성의 중년 단계로 생각하게되었습니다. 지구 시대에, 그것은 뜨겁고 정체 된 세상에서 따뜻하고 지각적으로 활동적인 세상으로, 그리고 마지막으로 추위적이고 정체 된 세상으로 진화 할 수 있습니다. 우리는 행성들이 식 으면서 조용히 자랄 수 있다는 것을 알고 있습니다. 많은 지질 학자들은 이것이 화성에게 일어난 일이라고 생각합니다. 그것은 훨씬 작기 때문에 지구보다 더 빨리 식 었습니다.
지구는 결국 판 구조론이 쇠약 해지고 행성이 한 번 정체 된 상태로 정착하기에 충분히 식을 것입니다. 이런 일이 일어나기 전에 새로운 수퍼 대륙이 상승하고 떨어질 것이지만, 어느 시점에서 지진이 중단 될 것입니다. 화산은 잘 차단됩니다. 지구는 화성처럼 죽을 것입니다. 모든 틈새를 다루는 생명체가 여전히 여기에 있을지 여부는 미래에 대한 의문입니다.
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