Pământul - Naşterea şi evoluţia Terrei - Partea II

În urma prezentărilor din postarea anterioară a venit momentul de a vă prezenta un fel de „structură logică” a cercetărilor… Când Terra a fost un ocean de lavă, aceasta este „marcată”/ „delimitată” de cercetători ca fiind „Terra roşie”, apoi, după răcire (cea de-a doua, după formarea Lunii), este perioada denumită „Terra neagră”, deoarece rocile ce s-au format după răcire aveau culoarea predominant neagră…

Revenind la prezentarea procesului, ce trebuie reţinut este că, de la momentul acestei ultime răciri au început să se găsească dovezi ale vârstei Terrei şi pe pământ (vârsta evenimentelor prezentate anterior a fost "detectată" cu ajutorul asteroizilor şi meteoriţilor care au "păstrat" vârsta reală datorită lipsei topirilor născute de evenimentele catastrofice ale coliziunilor).

Începutul acestor descoperiri este „datorat” lui James Hutton considerat a fi părintele geologiei. El a fost şi primul care a contestat vârsta de doar câteva mii de ani (doar cei 7.000 de ani „biblici”) a Terrei, părere "furnizată" de una dintre religii (este vorba despre religia creştină - creştin fiind şi eu şi subliniind permanent existenţa şi Puterea lui Dumnezeu, a unei Puteri Divine - subliniez asta deoarece nu vreau să intru cu nimeni în polemici ci, pur şi simplu, prezint părerea ce îmi pare bună, oportună, a oricăror cercetători credibili). Şi, Hutton a estimat că, sunt necesare multe milioane de ani pentru a se realiza procesele descoperite de el (în special procesele de sedimentare).

Aşadar, continuând descrierile despre "ultima" stare lichidă, aceasta a fost "descrisă" prima dată de lordul Kelvin, expert în termodinamică, prin deducere directă din fenomenele vulcanice. Astfel, Kelvin a presupus că Terra a fost o planetă lichidă care s-a răcit constant şi, utilizând termodinamica a calculat că vârsta planetei este de minim 20 milioane de ani (inserez aceste calcule pentru a sesiza evoluţia către datele actuale).

Dar el nu cunoştea unul din "izvoarele" termice de bază ale planetei noastre, radioactivitatea dată de uraniu, toriu, cesiu, cobalt şi potasiu care, prin activitatea ei, a ţinut Terra fierbinte până în zilele noastre şi va dura mult după ele („determinând” erorile grave de calcul ale lui Kelvin).

Totodată, aceste elemente radioactive, care se aflau din belşug în structura proto-Terrei, ne-au dat detalii precise legate de vârsta unor roci, cu ajutorul "timpului de înjumătăţire" caracteristic elementelor radioactive (dezintegrarea radioactivă este o transformare naturală a anumitor substanţe care constă în transformarea atomilor şi nucleelor lor instabile în atomi cu proprietăţi fizice şi chimice diferite de cele iniţiale,  majoritatea elementelor radioactive transformându-se în plumb.

Din punct de vedere ştiinţific, această perioadă este denumită „timp de înjumătăţire”, timpul necesar pentru ca jumătate din cantitatea iniţială de substanţă să se transforme. Acest procedeu a fost iniţial folosit de Arthur Holmes, care, prin determinările sale privind vârsta pământului a ajuns la 4,5 miliarde de ani vechime a Terrei, vârstă necontestată nici în zilele noastre (prin colectarea datelor obţinute din diverse roci de pe întreg Pământul, pe parcursul întregii sale vieţi)... Din acest moment se vorbeşte despre "timpurile străvechi" ale Terrei.

Şi, mergând pe "linia" descoperirilor geologilor şi a istoriei noastre, prima 100 de milioane de ani (cel puţin) după aceste evenimente a fost perioada "Lumii apelor", întreaga suprafaţă a Terrei fiind acoperită, de ape (cel puţin 90%). Terra era un vast ocean şi această stare a atras denumirea de perioada „Terra albastră”.

Dovadă în acest sens stau roci descoperite în sudul Africii care au caracteristicile ce au atras concluzia existenţei "Lumii apelor", acelea ale lavei care s-a format în adâncimile apei, aproximativ acum 3,5 miliarde de ani (mai mult, toate rocile cu vechime de 3,5 miliarde de ani descoperite de-a lungul Pământului sunt roci vulcanice formate sub apă adâncă).

În acest ocean au început, încetul să încetul, să iasă la suprafaţă vulcanii care au început să mărească subtil suprafeţele terestre prin insulele vulcanice. Oceanele acelei perioade erau pline de fier dând o culoare verde-oliv întregii suprafeţe a planetei (atunci Terra nu s-ar fi numit "planeta albastră" ci planeta verde). Mai mult, pătura imensă de CO₂ întreţinea presiuni imense şi, bineînţeles, temperaturi imense (peste 200 grade Celsius, datorită efectului de seră) şi dădea, împreună cu verdele apei, o culoare generală de roşu planetei noastre ("planeta roşie"). Această lume fierbinte, cu oceane toxice a „fiinţat” pentru jumătate de miliard de ani.

Dar, acest ocean a favorizat evoluţia incipientă a vieţii, foarte posibil apariţia extremofilelor structurate, ce au permis evoluţia ulterioară a vieţii pentru o perioadă de minim 500 milioane de ani, în aşa-numita perioadă a „supei chimice” în care s-au format primele organisme unicelulare…

Dovadă în acest sens stau formaţiunile denumite „stromatolite”, formate de organisme unicelulare (de colonii ale acestor organisme), care sunt datate ca având vârsta „cea mai veche” de 3,5 miliarde de ani (fără a se înţelege din asta că stromatolitele nu au evoluat/ existat ulterior).

Un detaliu „de funcţionare” al acestor stromatolite este reprezentat de faptul că foloseau fotosinteza pentru descompunerea dioxidului de carbon, cu eliberarea apei şi oxigenului, şi producerea de zaharide (glucoză).

Dar, schimbări dramatice sunt pe cale să se producă. Activitatea vulcanică, în condiţiile existente, a creat o nouă formă de rocă, granitul. Şi acesta a început să fie din ce în ce mai mult ajungându-se să se poată vorbi despre o lume de granit (acum 3,4 miliarde de ani). Acesta este motivul pentru care, geologii, denumesc această perioadă ca fiind „Terra gri”.

Tot în Africa de Sud au supravieţuit primele forme continentale de existenţă ale Terrei, cele din granit (granitul, fiind un material mai uşor decât bazaltul vulcanic, structura scoarţa terestră într-o formă stratificată, cu bazaltul dedesubt şi granitul deasupra).

Deci, după 1 miliard de ani de existenţă, Terra a început să funcţioneze geologic după mecanismele actuale. Scoarţa terestră a început să aibă primele crăpături, asemenea marilor plăci tectonice actuale, dar mult reduse în dimensiune şi, bineînţeles, mult mai multe numeric. În aceste zone de ruptură tectonică, apa a invadat magma de sub scoarţa terestră, inducând producerea acestei noi roci, granitul.

Şi, astfel, a început procesul de formare a continentelor cu structură geologică aşa cum este în zilele noastre, care a durat încă un miliard de ani (până acum 2,5 miliarde de ani). Acum se spune că dominaţia oceanelor a luat sfârşit (cu toate că şi în zilele noastre doar o treime din suprafaţa planetei este uscat şi două treimi este apă).

Constituirea primelor proto-continente din granit a dus nu numai la schimbarea aspectului Terrei. În această perioadă se "consemnează" primele acţiuni semnificative ale vieţii (dar nu o viaţă cum o ştim noi acum sau din manualele despre trilobiţi, dinosaurieni sau altele).

Acum, viaţa se manifestă doar prin intermediul extremofilelor (care apăruseră cu mult timp înainte dar în aceste vremuri beneficiau de "suportul" continentelor pentru o "acoperire" masivă) care au fost acidofile, bazofile, endolite, termofile, etc. (bacteria şi archean).

Ele sunt primele forme de viaţă de pe Terra şi ele au început să "producă" mediul care îl ştim acum, în special oxigenul (care se spune că provine numai şi numai din acţiunea stromatolitelor).

Apoi au apărut algele cu fotosinteza lor... Stromatolitele întâlnite în vestul Australiei, în Golful Rechinilor, sunt dovada acţiunii lor (a extremofilelor şi algelor) de-a lungul mileniilor. Dar, de reţinut, în aceste stromatolite, este "întâlnită" mai ales acţiunea algelor microscopice care au "înflorit" datorită coastelor oceanice de atunci, şi care beneficiau de efectele mareelor de atunci.

Aceste stromatolite sunt mici ridicături care se formează strat cu strat prin acţiunea coloniilor acestor vieţuitoare (într-un proces similar cu formarea coralilor din zilele noastre). Aceste stromatolite sunt întâlnite şi în straturile geologice formate în acele timpuri. Ele sunt declarate strămoşii oricărei forme de viaţă de pe acest Pământ şi sunt cele care, prin procesele de fotosinteză, au creat atmosfera propice tuturor formelor de viaţă următoare, acţiune ce au "susţinut-o" pe parcursul următoarelor 2 miliarde de ani.

Şi, nu numai atât... Oxigenul produs s-a dizolvat mai întâi în oceanele existente, oxidând aproape integral depozitele de fier ce existau aici. Astfel, apele au "pierdut" culoarea verde şi au devenit apele albastre din zilele noastre. Mai mult, atmosfera a fost curăţată încet, încet de CO₂ şi saturată cu oxigen (ca rezultat al metabolismului determinat de "utilizarea" fotosintezei), Terra devenind "Planeta albastră". Relicvele acelor vremuri sunt imensele depozite sedimentare de oxid de fier care sunt exploatate astăzi pe întreg teritoriul Pământului sub numele de minereu de fier.

A venit momentul de acum 1,5 miliarde de ani. Atmosfera era „plină” de oxigen, Terra se învârtea mai lent, zilele fiind mai lungi (16 ore)… Este momentul când repoziţionările tectonice ale micilor şi multiplelor continente de atunci "o dau în bară".

Se pare că, datorită unei tectonici difuze s-a ajuns la presiuni majore ale mantalei şi la determinarea unei fel de acţiune concentrată a curenţilor de convecţie magmatici din aceasta. Şi, unde aceşti curenţi de convecţie întâlnesc o fisură, apare o nouă ruptură tectonică şi noi vulcani.

Atunci se produce ceea ce în zilele noastre se numeşte o "erupţie de fisură" care este caracterizată de o erupţie în lungime, asemenea unui zid de lavă întins pe distanţe imense (şi nu dintr-un con vulcanic, aşa cum suntem obişnuiţi). Şi, astfel, plăcile sunt împinse în mişcarea atât de cunoscută azi, a continentelor.

De ce au "dat-o în bară" continentele?!? Fiindcă, în timp (aproximativ 400 milioane de ani), au format un continent unic, denumit de noi "Rodinia" (inima acestui continent fiind Canada şi America zilelor noastre), acum 1,1 miliarde de ani. La sfârşitul aceste perioade, ziua avea durata de 18 ore şi temperaturile „normale” ale atmosferei se aflau în jurul a 80 grade celsius.

Acest continent era un loc dezolant, un deşert în adevăratul sens al cuvântului, neexistând aici nici un fel de formă de viaţă. Şi, acum vine efectul major al acestui unic continent. În mişcarea sa tectonică, acum 750 - 700 milioane de ani, Rodinia a „declanşat” o amplificare a activităţii curenţilor oceanici care transportă căldură de la Ecuator spre poli, suplimentar cu o creştere imensă a activităţii vulcanice (ce a împărţit în două marele continent) şi, astfel, s-a declanşat „Marele Îngheţ”.

Dar, a mai existat un proces ce a favorizat acest proces… Modificarea climatică atrasă de noii curenţi oceanici a atras o creştere a volumului de precipitaţii. Atmosfera încă „deţinea” un procent semnificativ de CO₂ şi, împreună cu prezenţa masivă a gazelor vulcanice, au rezultat ploi acide masive… Efectul lor asupra Terrei a fost reprezentat de o „stocare” masivă a CO₂ în roci şi scăderea procentului acestui gaz sub nivelul optim de „efect de seră”, atrăgând scăderea „capturii termice” şi, în consecinţă, răcirea atmosferei şi scoarţei terestre, la nivelul „normal” de minus 60 de grade celsius.

Această perioadă este denumită ca fiind „Terra albă” sau perioada bilei de pământ albe (Snowball Earth). De remarcat că pătura de gheaţă acţiona favorizând răcirea deoarece se reflecta şi mai multă radiaţie solară, ajungând în final ca, virtual, întreaga radiaţie solară să fie reflectată…

Aşadar, încetul cu încetul, pe parcursul a 50 (70) milioane de ani, Terra a devenit o planetă de gheaţă, o planetă "albă" complet acoperită de gheaţă şi zăpadă. Se estimează că întreaga suprafaţă a Terrei a fost acoperită de o crustă de gheaţă de aproximativ 2 până la 3 km, "plăcile" de gheaţă de la nivelul uscatului fiind mult mai mari (mai groase).

Majoritatea formelor de viaţă de atunci au dispărut, dar nu de tot. Dată fiind lunga perioadă de „lipsă de lumină” este destul de evident că fotosinteza a fost aproape anulată, viaţa continuându-şi evoluţia pe seama extremofilelor (şi a altor forme unicelulare) şi a unor forme de alge.

Şi, după un timp, greutatea „mantiei” de zăpadă a atras un fel de îngropare neuniformă a scoarţei terestre, fapt ce a atras apariţia punctelor de presiune şi ruperea scoarţei terestre cu apariţia de super-vulcani. Aceştia au determinat un fel de accelerare a mişcării plăcilor tectonice şi supercontinentul Rodinia a început să se despartă în mai multe plăci tectonice separate, distincte.

În plus, CO₂ emis de supererupţiile care au avut loc (miliarde de tone), au mărit efectul de seră şi Terra a început să se dezgheţe lent, acum 630 milioane de ani. Fenomenul a fost amplificat şi de faptul că pătura de gheaţă nu a permis „absorbţia” CO₂ şi, astfel, întreaga cantitate rezultată din erupţii a contribuit la efectul de seră.

Apoi, retragerea imensei pături de gheată a atras apariţia de noi puncte de ruptură a scoarţei terestre (prin eliberarea de greutatea acesteia) şi apariţia a şi mai mulţi vulcani… Care, prin procesele de „contact termic extrem”, au dus la descompunerea suplimentară a apei, eliberând şi mai mult oxigen (inclusiv procesele de formare de peroxid de hidrogen – apa oxigenată, sub acţiunea masivă a razelor ultraviolete care, odată cu topirea mantalei de gheaţă au atras eliberarea de cantităţi imense de oxigen)…

Procesul a „durat”, până acum 550 (600) milioane de ani, şi Rodinia s-a separat în continentele ce au permis Terrei să scape de ameninţarea gheţii. Acum ziua avea 22 de ore, au reapărut curenţii oceanici, temperaturile erau similare celor din ziua de azi, totul s-a stabilizat şi a început istoria vieţii aşa cum o ştim majoritatea dintre noi, cu startul exploziei vieţii din aşa-numita perioadă "Explozia Cambriană".

Acum oceanele au devenit cu adevărat „leagănul vieţii”… Algele au „trecut” rapid pe procesele de fotosinteză şi s-au înmulţit formele de viaţă multicelulare reprezentate în special de viermi (unii dintre ei prezentând şi armură), bureţii şi coralii şi-au „intensificat prezenţa”. Astfel, ceea ce părea a fi o ruină pentru viaţă, s-a dovedit a fi un mediu în care viaţa şi-a continuat evoluţia fără nici un fel de problemă.

În aceste momente se pare că viaţa a cuprins totul într-o uimitoare diversitate de forme, mai ales la nivel acvatic (uscatul fiind, în mod cert, aproape nepopulat). Se afirmă că atunci au existat atât de multe specii cât tot numărul de specii care au urmat în toate timpurile. Nivelul ridicat de oxigen din oceane care a tras această explozie a vieţii va aduce şi o modificare a atmosferei.

Pentru următoarea 100 de milioane de ani, nivelul de oxigen atinge pe cel al zilelor noastre şi permite formarea stratului de ozon care va fi o barieră suplimentară pentru radiaţiile solare. Diminuarea agresiunii radiaţiilor (care steriliza, efectiv, suprafaţa neprotejată de apă, deci, uscatul) va atrage "urcarea" vieţii pe uscat (acum 400 milioane de ani).

Acest lucru a fost posibil deoarece formele de viaţă tip viermi cu armură au fost cele care au dezvoltat un fel de coloană vertebrală incipientă (viermii precursori ai Pikaia gracilens) şi primele cranii (craniatele, din care se remarcă grupa Haikouichthys)… Dar, toate la vremea lor…

Ar fi de menţionat şi faptul că, acum 460 de milioane de ani, pământul s-a „mişcat” semnificativ, luând naştere un nou continent, Gondwana. Acum temperaturile pe continent înregistrează maxime de doar 90 de grade celsius, oxigenul este prezent în proporţiile actuale şi pământul este tot „sterp”.

Asta deoarece pătura de ozon nu avea grosimea minim necesară pentru ca radiaţiile solare să nu dăuneze vieţii pe uscat. Dar, până acum 370 de milioane de ani, această pătură ajunge la dimensiunile optime de protecţie şi explozia vieţii pe uscat nu mai poate fi oprită.

Din acest moment, algele încep uşor, uşor să populeze ţărmurile oceanelor, şi evoluează în viitoarele plante ale carboniferului. Consecutiv acestei evoluţii, ele emană în atmosferă din ce în ce mai mult oxigen, permiţând şi alte evoluţii ale vieţii… Tot acum, Pikaia şi „rudele” sale sunt printre primii peşti ai oceanului… De aici peştii încep să fie atotprezenţi în mări, oceane, lacuri, etc, constituind încet, încet, alături de alte vieţuitoare, actualele rezerve de petrol.

Apoi, în doar 10 de milioane de ani (acum 360 milioane de ani), primii peşti „de coastă”, de genul Tiktaalik şi alţii înrudiţi, devin primele terapode (amfibieni), într-o adevărată explozie a populării uscatului…

O altă importantă apariţie este reprezentată de prezenţa insectelor, artropodelor, etc ce pare că au evoluat tot prin trecere treptată (adaptare) din mediul acvatic pe cel terestru. De reţinut este faptul că, datorită conţinutului mult mai mare de oxigen din atmosferă, este o perioadă a insectelor gigantice, o libelulă având dimensiunea unui vultur, un scorpion având dimensiunea unui lup, şi tot aşa…

Ar mai fi un detaliu semnificativ legat de evoluţia plantelor reprezentat de evoluţia/ adaptarea formei lor de înmulţire prin intermediul sporilor ce devine înmulţire prin intermediul seminţelor.

Astfel că, doar în 50 - 60 milioane de ani (până acum 300 de milioane de ani), plantele populează complet suprafaţa Terrei, ea devenind o lume a mlaştinilor tropicale. Este perioada denumită "Carbonifer". Este lumea pădurilor tropicale care va dăinui pentru următoarele 60 milioane de ani.

Dovada prezenţei lor se întâlneşte în orice loc al pământului sub forma depozitelor de cărbune. Tot acum s-au delimitat clar majoritatea depozitelor de petrol şi de gaze întâlnite pe Terra. A fost o perioadă de curăţare a carbonului şi de depozitare a lui în străfundurile pământului. Acum s-a format prima formă completă de biosferă.

Tot acum este momentul când apar pe suprafaţa Terrei şi primii strămoşi ai reptilelor (Hylonomus Iyelli) care nu mai depun ouă în apă, asemenea peştilor şi amfibienilor şi încep să „practice” depunerea de ouă pe uscat.

A urmat o imensă erupţie vulcanică, în actuala zonă a Siberiei, care a durat necontenit pentru 1 milion de ani, şi care a produs o adevărată extincţie în masă (extincţia permiană), acum 250 milioane de ani.

Nori de gaze toxice s-au răspândit pe întregul pământ, luându-i lumina solară cu norii de cenuşă vulcanică dar şi crescând nivelul de CO₂ şi de CH₄ (gaz metan – ce are un efect mult mai dramatic faţă de CO₂) ce a atras supraîncălzirea atmosferei (se estimează că aceasta avea temperatura de 100 grade celsius), producând dispariţia a peste 95% din formele de viaţă existente, ploile acide au distrus aproape tot pe uscat, apele oceanelor au devenit roz datorită proliferării algelor roz

Dar, atunci, s-a format astfel un nou supercontinent denumit "Pangeea". Dar climatul s-a schimbat încet, încet până acum 240 milioane de ani, redevenind propice vieţii. Temperatura s-a normalizat, vegetaţia a recucerit Terra şi viaţa şi-a realuat evoluţia.

Acum a venit vremea dinosaurienilor cele mai mari vieţuitoare care au existat (din câte se pare, aceştia au avut aceste dimensiuni tot datorită conţinutului foarte ridicat de oxigen ce exista în atmosferă, permiţând o uşoară oxigenare a organismelor mari, cumulat unei abundenţe a surselor de hrană).

Şi, acum 180 - 190 milioane de ani, marele supercontinent a fost "rupt" de activitatea vulcanică, formându-se marea Tetis, începând delimitarea de continente care s-au "deplasat" spre cele care le ştim în zilele noastre. Vulcanii şi-au continuat activitatea şi se pare că a existat un accentuat fenomen de încălzire globală, nivelele de CO₂ crescând la peste 40% din compoziţia atmosferei "întreţinând" dezvoltarea pădurilor tropicale. O dovadă a masivelor activităţi vulcanice, în special acum 100 milioane de ani, sunt depozitele de diamante existente pe Terra.

O nouă explozie de toată splendoarea a vieţii în toate formele sale, toate formele de viaţă dezvoltându-se indiferent de dominaţia saurienilor…

Iată că, vine momentul de acum 65 milioane de ani, cel al celebrului impact cu asteroidul care a dezechilibrat total ecosistemul de atunci şi care a stins "spiţa" dinosaurilor (dar şi a 75% din toate formele de viaţă de atunci). Dovada acestor evenimente stă în straturile geologice (denumite, de aceea "pietre de mormânt") care sunt "pline" de un element rar pe Terra, de iridium, care este foarte întâlnit în asteroizi/ meteoriţi (roci ce provin din spaţiu).

La acest strat geologic se "alătură" şi un crater de aproape 200 km în apropierea Mexicului ce datează din acea perioadă, ce atestă impactul cu un meteorit de aproape 10 kilometri diametru (cât un munte Everest). Acestui impact i s-a adăugat o creştere imensă a activităţii vulcanice şi, astfel, această extincţie şi-a manifestat "puterea".

Dar, de acum 50 milioane de ani viaţa şi-a revenit încetul cu încetul. Aşa a venit vremea mamiferelor... şi a lumii oamenilor. Continentele s-au deplasat spre "forma" actuală... Şi, acum 2 milioane de ani, strămoşii oamenilor şi-au făcut apariţia. Şi, tot acum şi-au făcut apariţia glaciaţiunile. Acestea sunt un efect al unirii continentelor America de Nord cu America de Sud prin intermediul istmului Panama. Această unire a atras întreruperea curenţilor oceanici din acea zonă de tranzit şi, astfel, a atras fenomenele climatice ale glaciaţiunilor.

Şi, ultimii 10.000 de ani ne aparţin...

Concluzii?!?

Terra, aşa cum o ştim acum, poate să ne ofere noi dezastre, noi extincţii… Este o planetă ca oricare alta, supusă inclusiv dezastrelor „externe” (după cum veţi vedea în postările următoare)… Dar, de fiecare dată, viaţa a mers mai departe, chiar şi cu schimbări majore… Da, Terra îşi vede de treaba ei indiferent de formele de viaţă de pe ea, luând-o mereu şi mereu de la început…

Este şi aceasta o concluzie, nu-i aşa?!?

Bibliografie: Ce ştiu eu de prin “locuri” de care nu îmi mai aduc aminte să le localizez (şi să le prezint aici) şi: 1. Discovery Science – „How The Universe Work”/ „Cum funcţionează Universul”, sezonul 2, episodul 8 – „Birth of the Earth”/ „Naşterea Pământului”, History Channel - "How the Earth was made"/ "Cum a fost făcut pământul", National Geographics – „The History of Earth”.

Dragoste, Recunoştinţă şi Înţelegere!

Dorin, Merticaru