LA FORMACIÓ DE LA TERRA

En la Terra originària ni ha aire; només diòxid de carboni, nitrogen i vapor d' aigua. La temperatura a la superfície és d' uns 1200 ºC. Un infern. Pràcticament tot el planeta es una bola bollint de roca líquida.

En aquest context es produeix la col·lisió de Theia, un planeta de la grandària de Mart, amb la Terra. Un cataclisme. Durant els propers 1000 anys la gravetat atrau els trossos alliberats de partícules i pols fomant un anell al voltant de la Terra. A partir de l' anell es forma una bola de més de 3000 km de diàmetre: la Luna, a només 2200 km dels 400.000 km als que està en l' actualitat.

La Terra es trova en un procés de refredament. El Sol està només 3 hores pel damunt de l' horitzó. El dia només dura 6 hores. La Terra gira a gran velocitat degut a l' impacte que ha patit.

Fa 3.900 milions d' anys es va produïr una pluja de meteorits, causada per l' atac de la resta de cossos del Sistema Solar. Amb els meteorits arrivà gran quantitat d' aigua congelada, l' ingredient vital de la vida en la Terra. El bombardeig de milions de meteorits durant 20 milions d' anys forma piscines d' aigua, la qual s' embalsa sobre terreny sòlid, a uns 60-80 ºC (en nucli continua fos).

Al estar la Lluna tan aprop crea enormes marees i, a més, al girar la Terra tan ràpid, els vents huracanats son fortíssims. Però amb el temps la Lluna s' allunya, les aigües es calmen i el planeta ralentitza la seua rotació. 

700 milions d' anys després de la seua creació les aigües cobreixen la seua superfície. De les erupcions volcàniques es formen les illes. En el futur s' uniràn per a formar els primers continents. El planeta està format de terra i aigua, però l' atmòsfera és tòxica i la temperatura sofocant.

Una nova intensificació en la pluja de meteorits aportarà noves substàncies que sedimentaràn al fons dels oceans, on no hi arriven els rajos del Sol i la temperatura és d' un 0º C: minerals i les primeres proteïnes i aminoàcids.

 

 

Els aminoàcids essencials per a la vida són:
(a partir dels quals es poden sintetitzar les més de 100.000 proteïnes que composen el nostre cos)

 



L' aigua del mar s' ha convertit en un caldo químic que mescla les substàncies alliberades al retornar la que s' ha filtrat per fisures amb les substàncies pròpies de les capes més internes en les que s' ha reescalfat,  i els minerals, proteïnes i aminoàcids provinents dels meteorits, a partir del qual es formen les primeres bactèries, organismes unicel·lurars, no se sap molt bé com. S' està desenvolupant la vida microscòpica.

Autor de l' imatge de la dreta: Zephirys. L' imatge de l' esquerra està lliure de drets d' autor.

Però durant centenars de milions d' anys res més canvia, no hi ha progrés ni canvi evolutiu. Els únics ésser vius són les bactèries unicel·lulars. Formes de vida més complexes no es troven fins fa 3.500 milions d' anys i en un oceà mneys profund, on es formen estromatolits.

Es comença a alliberar oxigen a l' atmòsfera!!!!!

A través de la fotosíntesis els estromatolits utilitzen la llum solar per a convertir el diòxid de carboni l' aigua en glucosa.

Part de l' oxigen alliberat també por reaccionar amb el ferro per a formar òxids de ferro que es depositen al fons del mar.

Durant 2.000 milions d' anys els nivells d' oxigen continuen augmentant i segons que el planeta va rotant més lentament els dies es tornen més llargs, unes 16 hores com a mínim. Després de 3.500 milions d' anys no hi ha encara formes de vida complexes en la Terra.

Oculta sota els oceans l' escorça terrestre s' ha dividit en vàries plaques. El moviment de les plaques tectòniques transporta illes i oceans durant milions d' anys. Més de 400 milions d' anys després es forma un nou continent anomenat Rodinia.

Per efecte del calor de l' interior de la Terra, poc a poc, al llarg de molts temps, el gran supercontinent es parteix en dos. L' intensa activitat geològica ha creat innumerables volcancs que emeten diòxid de carboni a l' atmòsfera. el qual, al mesclar-se amb aigua provoca pluja àcida. Bona part d' aquest diòxid de carboni és absorbit i queda atrapat en les roques de la superfície de la Terra. Al disminuïr la quantitat de CO2 en l' atmòsfera es redueix l' efecte hivernacle, amb el que no es pot conservar el calor degut a la radiació solar en la Terra. De cop, la temperatura baixa fins al -50 ºC,i es creu que la Terra es va convertir en una inmensa bola de neu. El propi gel ajuda a reflexar la llum del Sol, amb el que encara s' absorbeix menys calor y s' afavoreix l' augment del propi gel. 

Dos grans plaques de gel s' extenen des dels pols per a trovar-se a l' altura de l' equador.

Eventualment les emissions volcàniques poden foradar les barreres de gel. Però ara el CO2 emès no quedarà fixat en les roques covertes de gel i, al mantenir-se en l' espai, tornarà a afavorir l' efecte hivernacle. Durant els propers 15 milions d' anys, les temperatures van pujant novament fins que el gel comença a desfer-se.

Es creu que a l' inici del període de la Terra bola de neu, el gel va enfonar l' escorça terrestre. I al terme d' aquest període va tornar a elevar-se. Aquests canvis provocarien gran quantitat de fisures, lo qual propiciaria la proliferació de volcans. Gràcies a una sèrie de reaccions químiques el gel ha creat oxigen. L' acció de la llum solar crea peròxid d' hidrogen, aigua oxigenada (H2O2) a partir del gel, la qual es descomposa alliberant l' oxigen, O2.

Les poques bactèries que has sobreviscut al gran període glacier han evolucionat. Al fons dels oceans hi ha plantes per doquier i es té constància de la primera forma de vida primitiva multicelular: la wiwaxia.

Els nivells d' oxigen en augment propicien que les espècies evolucionen desenvolupant creixents esquelets ossis: l' explosió cambriana. Apareix l' anomalocaris, el primer gran depredador.

Un nou moviment de les plaques tectòniques dóna lloc al trencament en dos trossos del mega continent: Gondwana i Laurasia. 

Les formes de vida marina no tenen possibilitat de desenvolupar-se en la superfície degut a l' efecte devastador de la radiació solar. Però en les capes superiors de l' atmòsfera, l' oxigen, O2, es converteix en ozó, O3, en contacte amb la radiació solar. La capa d' ozó absorbeix la radiació letal. Sense l' ozó la vida en la superfície terrestre no seria possible. Apareixen les primeres plantes en la terra, fa 300 milions d' anys.

Apareixen els primers anfibis, utilitzant les al·letes com a potes, van eixint de l' aigua i es converteixen en tetràpodes. Dinosauris, aus, mamífers, etc, evolucionaràn a partir d' aquesta criatura.

La superfície s' ha cobert de vegetació i en algún moment els arbres comencen a esparcir la seua essència en llavors que volen a través del vent per a sembrar la vida a distància després de resistir llargs períodes amb els propis recursos hídrics i altres que guarden dins. La vegetació encara augmenta més i la quantitat d' oxigen en l' aire ja seria compatible en la nostra vida actual.

Apareix la meganeura, predecessora de la libelula i tot tipus d' artròpodes, aranyes, ...de gradàries monstruoses!!!

Els bebés es crien protegits a l' interior dels ous. L' ou constitueix un dels principals avanços evolutius. L' ironomus, primer tipus de reptil liderarà l' avanç en la expansió per la terra.

A la vegada, la matèria vegetal quan mor i degenera dóna lloc a gran quantitat de matèria putrefacte que hui trovem en diverses formes d' hidrocarburs. 

Els reptils es tornen gegants. Però l' extinció permiana acaba amb ells (final P, en el gràfic).

Però en l' altra part del continent de Gondwana sembla que res haja passat. Cau cendre incandescent que asfixia i mata animals per tot el món. L' atmòsfera s' omple de diòxid de sofre, SO2, el qual al combinar-se amb l' aigua s' acaba convertint en àcid sulfúric, H2SO4, cremant tot allò que toca. El desastre es torna global. Augmenten les emissions de CO2, degut a les erupsions siberianes, augmenta la temperatura i l' aigua s' evapora. 

Els oceans s' estàn tornant roses. Tot ésser viu ha mort exceptuant un tipus d' algues roses. S' alliberà gran quantitat de metà, CH4, gran d' efecte hivernacle 20 vegades més potent que el CO2, al fondre's per l' augment de la temperatura marina. Després de les erupcions siberiones, la temperatura ha augmentat 6 graus, fins al 40 ºC:

El 95 % de les espècies ha sigut exterminat. Només sobreviuen les que s' ha pogut refugiat sota terra i alimentar-se de qualsevol cosa. Nou punt de partida fa 250 milions d' anys.

Fa 200 milions d' anys només existeix un supercontinent anomenat Pangea, extés entre els dos pols. El planeta es va recuperant segons es neutralitza la pluja àcida, el templa el clima..., torna la vegetació. El terreny està preparat pel surgiment d' una nova espècie: els dinosauris. Un nou moviment de plaques tecnòniques trenca Pangea en dos, donant lloc enmig a l' oceà de Tetis, entre l' actual Iran, Iraq i Arabia Saudí. En aquest procés gran quantitat de nutrients són alliberats al mar, proliferant la vida i després...la mort. El peixos morts i el plancton sedimenten al fons de l' oceà. Soterrats sota capes de roca, al cap de milions d' anys es convertiran en petroli.

Nous oceans i continents emegeixen. Apareix l' oceà Atlàntic i en mig, un volcà. Pangea es trenca definitivament per una serralada que eix del fons del mar per un nou procés volcànic submarí.

És aquesta lenta però intensa activitat geològica la que fa de la Terra un lloc únic, creatiu. A cada cataclisme, a cada canvi, els pocs supervivients s' han d' adaptar. Algunes espècies són capaces de tornar al mar des de la terra, desenvolupant novament al·letes, com el pliosaurius.

Però un gran meteorit de 10 km de diàmetre es dirigeix al Golf de Mèxic. L' impacte desencadena l' energia equivalente a milions de bombes nuclears. L' ona expansiva, una pluja de roques a milers de kilòmetres, un allau de terretrèmos i tsunamis assolaran tot el món. El cel es cobreix de cendres i la superfície de la Terra augmenta fins els 275 º C, la vegetació s' inflama de forma espontània. El fum i les cendres tapen la llum del Sol. 

Fa 65 milions d' anys s' extingeixen els dinosauris. Oportunitat pels mamífers. Al viure sota terra i menjar de tot s' han salvat del foc i el calor.

El xoc de les plaques tectòniques india i asiàtica dónen lloc a l' Himalaya. Es formen gran rius: Ganges, l ' Indo, el Giantse, el rio Groc.

Certs canvis climàtics, de nou propiciats per canvis d' origen tectònic, obliguen al homínds a baixar d' uns arbre que desapareixen i posar-se drets. Fa 4 milions d' anys apareixen els primers humans a l' Àfrica.

L' últim gran canvi va produïr-se fa 70.000 anys. La separació entre Àfrica i Arabia va disminuïr fins als 13 km. Un petit grup pot creuer el mar Roig, estret i poc profund, i eixir d' Àfrica. Pertanyen a una espècie humana posterior: l' home sapiens. Es cren que els descendents d' aquests pocs centenars d' individus acabarien problant tot el món: primer per l' India, després per Europa.

Però mentre els humans es dirigeixen cap al Nord, una enorme capa de gel es va desplaçant cap al Sud. El planeta s' està refredant. Fa 40.000 anys diversos factors (corrents oceànics tropicals, nivells d' oxigen i diòxid de carboni, ...) conspiren per a què la Terra entre en una nova Edad de Gel. La glaciació es deté fa uns 20.000 anys. El nivell del mar baixa al convertir-se milions de litres s' aigua en gel. Es forma un pont entre Sibèria i Alaska que permet l' última gran migració humana a la conquesta d' Amèrica. 

Fa 14.000 anys els canvis que van provocar la glaciació s' inverteixen.

Fa 6.000 anys el gel torna als pols, a l' Àrtic i a l' Antàrtic. 

LA FORMACIÓ DEL SISTEMA SOLAR

La primera teoria sobre la formació del Sistema Solar data de l' any 1775 i va ser formulada per Emmanuelle Kant, científic i filòsof germànic, qui, basant-se en estudis previs de Swedenborg, va defensar la idea de que les estreles i els sistemes planetaris que les envolaven s' havien de formar a partir de enormes nebuloses de gas interestelar. Aquesta teoria sostenia que les nebuloses podien colapsar i condensar-se fins a formar estreles i planetes: teoria nebular. 

Des del temps de Galileu fins a l' actualitat el telescopi a sofert un gran avanç. Els primers prototips "només" pertenien observar objectes astronòmcs ampliats. Els més actual, instal·lats a bord de satèl·lits i sondes espacials recullen l' espectre de radiació dels objectes astronómics en rangs que van molt més enllà del que resulta visible per l' ull humà. 

La missió espacial llençada l' any 2003 amb la sonda Spitzer va corroborar la teoria de Kant a partir de l' observació del naixament d' altres sistemes solars. Actualment es considera que la nostra nebulosa va colapsar al voltant de fa 4.600 milions d' anys.

La teoria actualment més acceptada que explica la formació del nostre sistema solar (hipòtesis de Hoyle) proposa que la nebulosa solar, un núbol gegant de gas i pols formada majoritàriament per hidrògen i heli, va començar a contraure's lentament per l' efecte de les interaccions gravitatòries entre les seues partícules.

Segons la nebulosa s' anava contraent més i més, la seua velocitat de rotació anava en augment (per la llei de la conservació del moment angular), a la vegada que anava augmentant també la seua densitat i, conseqüentment la seua temperatura i pressió, concentrant-se en el seu centre la major part de la massa total (99'85 %): protosol. Fa un 4.500 milions d' anys, passat un llindar de pressió i temperatura (pel damunt dels 10 milions de graus Celsius) els processos nuclears començaren a tenir lloc.

El primer tipus de reacció nuclear que es dona en el Sol és aquell a través del qual àtoms d' hidrogen es fusionen per a crear-ne d' heli, alliberant-se protons.

Successius i més complexos processos de reaccions nuclears donaran lloc a nous elements químics. Quins elements químics es produïran i en quines etapes de l' evolució d' una estrela se sap actualement que en essència depèn de la massa de la mateixa.

Però com es formes a partir del Sol els 8 planetes del Sistema Solar, el 4 interns principalment constituïts per roca i metall (en el seu inici sobretot per silici i ferro), els 4 més externs són gegants boles de gasos congelats (com l' aigua, l' amoníac o el metà)?

Una vegada formada el protosol, els materials que donaran lloc als diferents astres i planetes del Sistema Solar es van dividint per diferentes capes. Prop del protosol, la temperatura supera els 1000 graus i ho evapora tot. Però a uns 8 milions de kilòmetres es trova la línia de solidificació, on fa fred suficient per a que metalls i minerals es solidifiquen. Molt més enllà es trova la línia de congelació, o s' assoleixen temperatures per baix dels -226 º C, suficient com per a què l' aigua, l' amoníac i el metà es congelen fins a formar gel.

De la unió, per fregament i electricitat estàtica, d' aquests trossos de gel i pols, es van formar els primers planetassimals, cossos celestes d' entre 800 i 1600 metres de diàmetre, precursors dels planetes finals. Els exoplanetes van poden atraure molta més massa que els precursors dels planetes interiors, atraent gran quantitat d' aigua, amoníac, metà i diòxid de carboni congelats.

Als 3 milions d' anys, a partir dels planetessimals es formarien els primers embrions planetaris o protoplanetes, d' una grandària comparable a la de la Lluna, els quals no paren de col·lisionar entre sí. Un moment important es considera el de la col·lisió d' un d' aquests protoplanetes amb un dels cossos més grans que existien, d' unes 10 a 15 vegades la massa de la Terra: Júpiter. A partir d' aquell moment Júpiter es va convertir en un gran atractor màssic, al superar certa massa crítica, capaç d' atraure tot el gas al seu voltant i augmentant molt ràpidament les seues dimensions, assolint el 90 % de la seua grandària actual en només 100.000 anys.

Saturn, Neptú i Urà seguiràn els passos de Júpiter. 3 milions d' anys després Júpiter i Saturn s' hauràn convertit ja en dos titans del Sistema Solar, acumulant el 92 % de la massa no solar del mateix.

Al cap de 50 milions d' anys el nostre Sol supera la massa crítica que li permet començar a cremar hidrogen per a convertir-lo en heli a través d' una reacció nuclear, moment a partir del qual es considera que en converteix en un veritable estrela. La fusió nuclear provindrà al Sol d' una llarga vida, que podrà arribar a durar 10.000 milions d' anys.

Però en el Sistema Solar interior encara reina el caos; gran quantitat de protoplanetes erratis xoquen continuament. La presència de Júpiter impedeix la formació de planetes a partir dels planetessimals que orbiten amb el cinturó d' asteroids. Més enllà de Neptú, en els confins més allunyats del Sistema Solar, hi ha altre cinturó d' astoroids, predist l' any 1951, i observar 41 anys més tard: el cinturó de Kuiper.

Els planetes interiors tarden 10 vegades més de temps en formar-se que els planetes gegants que es troven més enllà de la línia de congelació. En el seu procés de formació serà crucial la presència dels cinturons d' asteroids, els quals tenien una massa unes 100 vegades superior a la que tenen en l' actualitat. A uns 150 milions de kilòmetres del Sol la prototerra ha assolit la grandària d' un planeta en una òrbita relarivament estable. Però es creu que un altre protoplaneta acompanyava a la Terra en tal òrbita i a poca distància. En algun moment, l' òrbita d' aquest altre protoplaneta es va tornar inestable i va acabar col·lisionant amb la Terra. Fruit d' aquest xoc es va formar la Lluna (Teoria del Gran Impacte).

Després de 500 milions d' anys ja s' han format tots els planetes del Sistema Solar. Però envoltats de restes no tardaràn en experimentar més canvis. Les posicions en les que estaven difereixen de les actuals. De fet, estaven més aprop del Sol que en l' actualitat i l' òrbita de Neptú estava dins de la d' Urani (al contrari del que passa ara). En aquella època els planetes "surfejaven" damunt les ones expansives emeses pel disc solar.

La interacció mútua entre els planetessimals i els exoplanetes gran fa que l' òrbita d' aquestos últims vaja canviant de trajectòria, a la vegada que els primers són desviats en gran mesura. Saturn, Urani i Neptú van llençar planetessimals cap al Sol, motiu pel qual ells van haver de necessàriamente desplaçar les seues posicions més cap a l' exterior (per una llei física que es coneix com el principi conservació del moment angular i per la llei de la conservació de l' energia). Lo contrari li va passar a Jùpiter. Durant més de 500 milions d' anys milions d' impulsos d' aquest tipus aniràn subtilment modificant les òrbites planetàries.

Jùpiter i Saturn arriven a un punt crucial anomenat ressonància, acoplant-se els seus moviments, de manera que cada vegada que Saturn completa una orbita al voltant del Sol, Júpiter en completa exactament dos. Com a conseqüencia, de forma regular i contínua, els dos planetes passaran l' un molt aprop de l' altre, creant un inmens impuls gravitatori. Això va afectar especialmente a Urani i Neptú, que van intercanviar les seues posicions. Els efectes d' aquesta ressonància es va deixar sentir per tot el Sistema Solar i fa afectar especialmente també, tant al cinturó d' asteroids com el de Kuiper, reduïnt-se notablement la seua massa (en desapareix el 99 % dels objectes que els integraven; la majoria llençats fora del Sistema Solar i uns pocs només cap a l' interior.).

El objectes extrets dels cinturons d' asteroids i de Kuiper que es dirigiren cap a l' interior del Sistema Solar per efecte de la ressonància entre Jùpiter i Saturn, s' aniràn accelerant per l' acció gravitatòria del Sol i actuaran com una avalanxa que podria trovar-se en el seu camí a qualsevol dels planetes interiors, entre ells la Terra, donant lloc a gran número d' impactes, creant-se els cràters que hui veiem en cossos celestes com la Lluna i Mercuri.

Alguns investigador opines que aquests asteroids van poder golpejar la Terra repetides vegades, arrasant amb qualsevol forma de vida que haguera pogut iniciar-se en la mateixa. Però, d' altra banda,  hi ha qui creu que gràcies a tots aquests meteorits van rebre l' aportació d' aigua que dona compta de la quantitat que en tenim actualment.