Podíl:
10 Mikroskopické pohledy na události s obrovskými důsledky pro Zemi
Země je velmi stará a velmi velká, ale obsahuje mnoho mikroskopických detailů, které se nahromadily po celé věky. Dnešní technologie nám může ukázat úžasné názory na drobné věci, které buď zanechaly po rozsáhlých lidských a přírodních událostech v minulosti, nebo stále ještě udržují hladkou planetu.
10 Zmrazení rámce sluneční soustavy
Jedná se o tenký úsek meteoritu starého čtyř a půl miliardy let. Kulaté kuličky nazývané chondrules jsou důvodem, proč se tyto meteority nazývají chondrity. Dnes chondriti ukážou vědcům přesně jak vznikla Země a zbytek sluneční soustavy.
Chondriti jsou doslova starší než nečistota. Vznikly, když sluneční soustava byla jen oblakem mezihvězdného prachu, z nichž některé se roztavily do chondrules. Zbytek se začal hromadit do větších a větších objektů s větší a větší gravitací. Toto se stalo uprchlickým procesem, který skončil, když se centrum mraku rozsvítilo jako hvězda - naše Slunce. Zbytky prachu a chondrules se staly planety, měsíce, asteroidy a komety.
Poté byly všechny planety a většina měsíců natolik velké, že se mohou vyvíjet samy. Žádný z jejich původních materiálů není ponechán vědcům, aby studovali dnes, a proto jsou chondrity, jako je ten, který je uveden výše, tak důležitý.
Asteroidy a nemnoho dalších objektů byly příliš malé, aby se vyvíjely a prostě zůstávaly v solárním systému miliardy let, občas se rozpadaly a padaly na Zemi. Nyní vědci vědí, že jasné chondrule uvedené výše jsou zakotveny v materiálu z původního mezihvězdného prachu oblaku, který vypadá černě na výše uvedeném obrázku, zachycený v rámci vytvoření celé sluneční soustavy.
9 Možné stavební bloky pro život ve vesmíru
Tento rozmazaný, zdánlivě vycentrovaný obraz je reálným ekvivalentem těch chemických vzorců, které jste viděli v učebnicích. Byl pořízen nástrojem s úžasným názvem - "bezkontaktní atomový silový mikroskop" - a ukazuje atomy uhlíku a vodíku spojené dohromady ve třech benzenových kruzích.
Astrobiologové milují šestistrannou strukturu benzenového kruhu, protože mohou být tvarovány do mnoha různých druhů molekul, které se pravděpodobně vyskytují v prostoru, zejména polycyklických aromatických uhlovodících (PAH). Tyto a další organické molekuly na bázi uhlíku tvoří asi polovinu prachových a plynových mračen, které se pohybují mezi hvězdami.
Vzhledem k tomu, že život na Zemi je také založen na uhlíku, člověk se ptá, jestli původně pocházel z těchto mezihvězdných organických molekul. Nikdo neví jistě, ale výzkumníci NASA učinili vzrušující objev při studiu PAH. Oni vystavili pyrimidin, materiál, který se podobá PAHs, podmínkám v laboratoři, které napodobují drsné prostředí prostoru. Výsledek: tvorba uracilu, cytosinu a thyminu, tři materiály nalezené v genetickém materiálu celého života na Zemi.
Jednoho dne odborníci zjistí, jak život na Zemi začal. To, co víme, je, že jakmile začalo, život utrpěl řadu masových zániků. Možná nejhorší zánik zániku někdy byl spuštěn velmi malým stvořením pojmenovaným ...
8 Cyanobakterie: buňky, které nejprve daly kyslíku Země
Tento obrázek je přesně to, co vypadá: spousta bakteriálních buněk pozorovaných mikroskopem. Toto zvíře bývalo známé jako modrozelené řasy, ale nyní se jmenuje cyanobakterie. The První úžasná věc o těchto buňkách je, že jsou staré miliardy let. Vědci je vykopali z miliardových let starých geologických formací v Austrálii, kde bylo nalezeno 29 dalších druhů.
Jak mohou bakterie opustit fosilie? Cyanobakterie jsou větší než většina bakterií a mají silné buněčné stěny. Žijí v rohožích, které vytvářejí vrstvené struktury nazvané stromatolity a onkolity. Starověké stromatolity, při řezání extrémně tenkými plátky, někdy odhalují fosilizované sinicity jako ty v této mikrofotografii.
Ještě překvapivější je skutečnost, že bez těchto cyanobakterií v obraze a mnoha dalších se jim podobá, život, jak to víme, by dnes neexistoval. V jeho mládí se atmosféra Země podobala na smutný vzduch na Saturnově měsíci Titanu. To bylo toxické pro moderní život, ale některé mikroby, včetně cyanobakterií, zvládnout to. Teprve před 2,3 miliardami let se cyanobaktury vyvinuly schopností žít ze slunečního záření fotosyntézou. Jedním z vedlejších účinků fotosyntézy je kyslík, který byl smrtelný vůči mikrobům, které dávají přednost smogu. Vzhledem k tomu, že došlo k obrovskému množství sinic, Velká událost oxygenace změnila atmosféru planety a pravděpodobně způsobila největší masové vyhynutí Země. Poskytuje však také podmínky pro dnešní zvířata a rostliny.
Právě teď je to jenom hádka, že cyanobaktérie zničily smogové tvory, ale víme, že kdysi došlo k události nazvané Velké umírání, ve kterém téměř zemský život zahynul. Jednou z příčin tohoto masového zániku bylo ...
7 Sibiřské pasti
To je to, co geologové říkají tenký úsek, protože je to velmi tenký plátek skály. Když se na to podíváte pod mikroskopem pomocí polarizovaného světla, různé minerály lze identifikovat podle barvy. (Rovněž dělají tenké části skvělý rockové umění!)
Jedná se o tenkou část leukokratického gabbro. Bílá část obrazu je minerální plagioklas a modrá je amfibol. Všimněte si, jak jsou všechny minerály shlukvány dohromady; oni jsou zřejmě zachyceni v toku černého materiálu, který si můžeme představit, že se pohybuje pomalu, jako havajská láva, zleva doprava na tomto obrázku.
Jedná se o kdysi vypuštěnou lávu v havajském stylu, která začala odlévat ze země v dnešní Sibiři zhruba před 250 miliony let. Zaplavení sibiřských pastí se stalo během permského období ve stejném časovém období jako největší známá masová zánik Země. Čedičová povodeň trvala jeden milión let. To je hodně láva-geologové odhadují, že pohřbí Evropu do hloubky přes 1 kilometr (0,6 mi).
Nebyla to dobrá zpráva pro život na Zemi. Zatímco ostatní faktory byly pravděpodobně zapojeny do Velkého umírání, výpary a popel z této erupce zablokovaly sluneční světlo a jedovaté plyny unikly z lávy, aby znečišťovaly vzduch i moře. Během této doby se odhadovalo, že 93-97 procent všech životů zmizelo.
Někteří říkají, že povodeň byla způsobena pláštěm pláště; jiní se domnívají, že to souviselo s tektonickou deskou. Sibiřská láva neříká; jeho kdysi smrtící krystaly jen sedí a třpytí se na nás.
Země prochází cykly života a smrti. Některé z nich jsou zaznamenány ve skalách, ale atmosféra nezanechává žádný záznam. Nebo?
6 Atmosféra Země před 420 000 lety
Ty malé bublinky vzduchu se nestávají ve vodě. Jsou zmrzlé v ledu, který je stovky tisíc let starý. Analýza vzduchu vědcům hodně o starém klimatu Země, o tom, jak se v průběhu času změnila a jak se může v budoucnu změnit.
Tak jak se vzduch dostává do ledu a jak to může být datováno? Sněhové krystaly zachycují vzduch, když spadají na Zemi. Pokud se sníh neztál, změní se na ledový led se vzduchovými bublinkami. Vše zůstává ve stejné svislé poloze ve vztahu ke všem ostatním. Ledovce se někdy pohybují horizontálně, tekoucí po zemi, ale jejich interiéry zůstávají stabilní. Proto vědci mohou říci, jak staré jsou různé vodorovné vrstvy ledovce, aniž by byly uhlíkové datování - nejmladší vrstvy jsou vždy na vrcholu. Takhle odborníci vědí, že takové bubliny, které se nacházejí v ledových jádrech z Antarktidy a Grónska, obsahují vzduch, který je starý až 420 000 let.
Změny v množství oxidu uhličitého ve vzduchu mohou jistě ovlivnit klima. To je dnes velký problém, ale naštěstí nám trochu mořského stvoření pomáhá s tím vypořádat.
5 Hlavní recyklační karbon
To není satelitní obraz lesa s cestou kolem něj. Je to mikroskopický pohled na Alteromonas, nedávno objevenou bakterie, která hraje velkou roli při udržování oxidu uhličitého (CO2) pod kontrolou.
Uhlík existuje všude na Zemi. Je přítomen ve vzduchu v jemné rovnováze, že oceány planety pomáhají ovládat. Mořská voda absorbuje a uvolňuje atmosférický CO2. Plankton jíst uhlík, který je absorbován. Když zemřou, jejich těla klesnou do nižších hlubin oceánu, kde je konzumují bakterie. Tyto bakterie pak uvolňují CO2, který se nakonec vrací do atmosféry Země.
Alespoň tohle vědci myslí, že se děje. Většina procesu se děje pod oceánem, kde ji výzkumníci nemohou pozorovat. Kdysi se věřilo, že se jedná o mnoho různých bakterií. Nicméně, nedávno bylo objeveno, že jeden Alteromonas kmen jedí stejně jako celé společenství jiných organismů. Objev je pro vědce mnohem jednodušší při vytváření modelů oceánské cykloturistiky. Jediné, co musí udělat, je založit jejich výpočty na tuku Albertovi na moři.
4 desetileté rostliny
Rostliny pomáhají udržovat atmosféru prodyšnou. Výše uvedené kusy byly během zásahu meteoritů před několika miliony let. Vědci neměli představu, že organická hmota vydržet tolik tepla. Díky tomuto objevu nyní víme, že je možné, že život na Marsu, pokud vůbec existoval, mohl být zachován stejným způsobem.
Tady je to, co se stalo: Série sedmi různých prostorových objektů narazila na to, co je nyní v Argentině, přičemž poslední dopad se objevil před devíti miliony lety. Zem byla pokryta práškovitou půdou nazývanou loess, která se velmi rychle roztavila a skláněla do skla. Odborníci provedli řadu testů; po mnoha křupavých selháních zjistili, že při teplotách nad 1480 ° C, voda ve vnějších vrstvách rostliny pohlcuje dostatečné množství tepla k ochraně jemných vnitřních struktur. Něco podobného se stane, když si hluboce smažte jídlo.
Mars je také zasazen do spraší a má spoustu kráterů. Nemávala řeky a oceány za miliardy let, ale jednou se to stalo. Život tam mohl existovat a je docela možné, že starý marťanský život mohl být zachován v nárazovém skle, stejně jako tyto rostliny Země.
3 Zmrazovací rámec největšího vulkanického výbuchu na světě
To může vypadat jako detailní pohled na Van Gogha Hvězdná noc, ale je to opravdu další geologický tenký úsek vulkanické horniny. Zde zde není žádné rozmazání, místo toho spousta ostrých hran. Byla to násilná erupce, nikoliv průtok havajského stylu.
Ty větší kusy jsou klastry - zlomené minerální fragmenty. Jsou zapuštěny do prachové horniny, která kolem nich proudí. Podívejte se pozorně a uvidíte tmavé prázdné prostory v práškovitém kameni, které se protáhnou jako vytažené, horké tafy.
Jedná se o malý kus převracení Toba z před 75 000 lety. Jednalo se o největší známou erupci Země během lidské historie, kdy do oblohy vypálilo 2900 kubických kilometrů magie a tři biliony kilogramů síry. Minerální krystaly byly rozbité do klastů, když vybuchly z větracího otvoru. Po několika vteřinách byly zapuštěny do horkého, plynného vulkanického popela.Plyn se rychle rozptýlil a zanechal místo v částech popela, které vypadaly černě pod polarizovaným světlem. Desítky tisíc let později, geologové, kteří studují tento úlomky, jsou stále nadšení Tobaovým násilím. Popel z erupce klesl až na východní Afriku, 7000 kilometrů (4300 mi).
2 lidé ohněm ohněm
To je přesně to, co vypadá. Černohnědá látka je nečistota, lehčí částice jsou popelem z dřevěného ohně a tmavě šedý materiál je rostlinná hmota, která byla částečně spálena. Je úžasné, že dokazuje, že lidé měli před více než miliony let pod kontrolou jejich oheň - mnohem dříve, než by někdo očekával.
Odhady přesně, kdy se lidé pokoušeli oheň, byli vždy nepochopení. Je těžké zjistit, zda vrstvy starobylého popela zanechaly požár nebo ohniště. Před několika lety vědci používali pokročilé techniky na popelu, včetně těch, které jsou uvedeny výše. Popel pochází z jednoho milionu let starého požáru, který se nachází v jihoafrické jeskyni. Byl nerušený a nemohl být způsoben přírodními procesy. Kamenné nástroje byly nalezeny poblíž.
To, co vidíme, jsou tuhé zbytky rostliny, které někdo pravděpodobně Homo erectus, přinesli do té jeskyně před miliónem let. Nejspíš nebyli vegetariáni, protože byly nalezeny i spálené kosti.
Ovládání ohně bylo naším největším krokem k tomu, abychom se stali mistry země, které jsme dnes. Ale jsme opravdu pánové? Vědci si začínají uvědomovat, že největší množství živých organismů na Zemi může skutečně přebývat ve skalnaté kůře pod oceány. Tyto drobné stvoření se nazývají ...
1 Endolity
Bylo by to nejjednodušší nechat vědcům, aby vám řekli, jaké jsou tyto hezké zelené věci: "Twisted minerální stonky vyrobené bakteriemi oxidujícími železo se zotavily z experimentů s minerálními inkubacemi v vrtech Juan de Fuca."
Operační slovo zde je "vrty". Vědci se vrhli do mořského dna a našli tam bakterie. Tito malí skalní obyvatelé, nazývaní endoliti, byli předtím pokrytý. Žijí ve skále a jedí. Vědci o nich vědí již řadu let, ale teprve teď se začíná ponořit do kolika endolit může být na Zemi.
Většina Země je pokryta oceánskou kůrou. Toto mořské plato je vyrobeno z čedičové láva, která vybuchuje na hřebenech středních oceánů a poté se od hřebenů odvádí na nějakém geologickém dopravním pásu. Je k dispozici dostatek vody a tepla - obě věci, které jsou nezbytné pro život na Zemi. Dále, vodní život již prosperuje na hřebenech středních oceánů v hydrotermálních větracích otvorech. Proč by se život neměl dělat stejně dobře uvnitř mořského dna?
Teď si představte, že veškerá oceánská kůra je obývána. Vědci, kteří vzali tento obrázek zelených endolitových stonků, věří, že by to opravdu mohlo být skvělým domovem pro takovou životní formu. Jiní dokonce věří, že mořské plato může obsahovat více biomasy než pozemní a mořský život dohromady!