Τι συνέβη κατά την διάρκεια της Σκοτεινής Εποχής της Γης ή Εποχή του Άδη;

Άρθρο, Απρίλιος 2009

Πριν από περίπου 4,53 δισεκατομμύρια χρόνια, καθώς η νεογέννητη Γη έπαιρνε σιγά σιγά την τροχιά της γύρω από τον Ήλιο, συνέβη η καταστροφή. Ο νεαρός πλανήτης μας δέχθηκε ένα τρομακτικό χτύπημα από ένα αντικείμενο στο μέγεθος του Άρη. Τα θραύσματα από την πρόσκρουση μπήκαν στην τροχιά της Γης και σχημάτισαν τη Σελήνη, ενώ η ενέργεια που ελευθερώθηκε από τη σύγκρουση προκάλεσε αρκετή θερμότητα για να λιώσει τα πάνω στρώματα της Γης, σβήνοντας έτσι το προηγούμενο γεωλογικό αρχείο της. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα ένα τεράστιο χάσμα στις γνώσεις που έχουμε σήμερα για τα πρώτα 500 εκατομμύρια χρόνια της ιστορίας του πλανήτη μας, μια περίοδο η οποία είναι γνωστή ως Εποχή του Άδη ή Καταρχαιοζωικός Αιώνας, την πιο σκοτεινή εποχή της Γης. Δυστυχώς δεν γνωρίζουμε σχεδόν τίποτε για αυτήν.

Ο 'χρόνος μηδέν' για το ηλιακό μας σύστημα κατά γενική αποδοχή τοποθετείται πριν από περίπου 4.567 δισ. χρόνια, ενώ πριν από 4,56 δισ. χρόνια είχε σχηματιστεί περίπου το 65% της Γης. Στη συνέχεια, περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια αργότερα, χτύπησε τη Γη το περιπλανώμενο αντικείμενο, στέλνοντας εξαχνωμένο πυρίτιο στην ατμόσφαιρα . Αυτό το πυρίτιο συμπυκνώθηκε και έπεσε σαν βροχή από λάβα, δημιουργώντας μια θάλασσα από λιωμένα πετρώματα σε ένα ρυθμό ίσως και ενός μέτρου την ημέρα. Η Γη έλιωσε ως τον πυρήνα της και η διαδικασία σχηματισμού μιας στερεάς επιφάνειας ξεκίνησε πάλι από την αρχή.

Ο φλοιός της Γης σήμερα αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από πετρώματα που δεν ξεπερνούν σε ηλικία τα 3,6 δισεκατομμύρια χρόνια, επομένως τα ίχνη από το κολασμένο περιβάλλον της εποχής του Άδη που ακολούθησε τη σύγκρουση είναι ένα λεπτό στρώμα στο έδαφος. Από τα παλαιότερα πετρώματα που απέμειναν - τα οποία ανέρχονται περίπου στο ένα εκατομμυριοστό του φλοιού - στο μεγαλύτερο μέρος τους έχουν αλλάξει από τη θερμότητα ή την πίεση. Χάρη όμως σε μερικούς ανθεκτικούς μικροσκοπικούς κρυστάλλους, τα ζιρκόνια, έχουμε κάποιες μικρές ενδείξεις.

Τα ζιρκόνια, τα οποία βρίσκονται στα πετρώματα της περιοχής Jack Hills της Δυτικής Αυστραλίας, είναι τα αρχαιότερα ορυκτά της Γης. Αποτελούνται από εξαιρετικά ανθεκτικούς κρυστάλλους πυριτικού ζιρκονίου και περιέχουν μια υψηλή περιεκτικότητα σε ουράνιο, που επιτρέπει την χρονολόγησή τους με τον προσδιορισμό της ραδιενέργειας που απέμεινε. Αν και βρίσκονται μέσα σε πολύ νεότερα πετρώματα, πολλά ζιρκόνια χρονολογούνται ως ηλικίας μεγαλύτερης των 4 δισ. ετών.

Δεν μπορούν να μας πουν ακριβώς τι συνέβαινε καθώς ψυχραινόταν η λιωμένη Γη, όμως το γεγονός ότι το οξυγόνο τους δείχνει ότι σχηματίστηκαν μέσα σε νερό, υποδηλώνει ότι οι ωκεανοί της Γης είχαν σχηματιστεί πριν από πάνω από 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό ανακινεί νέα ερωτήματα: οι ωκεανοί πρέπει να στηρίζονται σε στερεή επιφάνεια, οπότε πώς ήταν τότε ο φλοιός; Ως τώρα δεν υπάρχουν ξεκάθαρες απαντήσεις. Ίσως η πιο προφανής παρατήρηση για τον φλοιό της Εποχής του Άδη είναι ότι δεν υπάρχει πια. Παρ΄ ότι αυτό είναι απογοητευτικό, αποτελεί από μόνο του μια ένδειξη: ίσως η δράση των τεκτονικών πλακών να ήταν πολύ πιο έντονη εκείνη την εποχή.

Υπάρχουν δύο ακόμη τρόποι με τους οποίους μπορούμε να αυξήσουμε τις γνώσεις μας για την Εποχή του Άδη. Πρώτον, εδώ στη Γη, συντονισμένες έρευνες για τα πιο παλαιά πετρώματα και ορυκτά σε συνδυασμό με όλο και βελτιούμενες μεθόδους μικροανάλυσης, μπορούν να μας δώσουν περισσότερα στοιχεία σχετικά με το πώς έμοιαζε ο πλανήτης μας όταν σχηματιζόταν για δεύτερη φορά.

Δεύτερον, ορυκτολογικές έρευνες στη Σελήνη και στον Άρη μπορούν να μας αποκαλύψουν με τι έμοιαζε η Γη πριν από την καταστροφική σύγκρουση - καθώς τα πετρώδη θραύσματα από την πρόσκρουση σχημάτισαν τη Σελήνη. Αντίθετα με τη Γη, κανένας από αυτούς τους δύο κόσμους (Σελήνη και Άρη) δεν έλιωσε ξανά, επομένως υπάρχουν πολύ μεγαλύτερες πιθανότητες να βρεθούν πραγματικά παλαιά πετρώματα στις επιφάνειές τους. Θα μπορούσαμε ακόμη και να πετύχουμε το γεωλογικό τζακπότ βρίσκοντας εκεί κάποιο κομμάτι της Γης της Εποχής του Άδη, το οποίο εκτοξεύτηκε στο διάστημα από κάποια πρόσκρουση με αστεροειδή και προσεδαφίστηκε στην επιφάνεια του Άρη ή της Σελήνης. Οι ερευνητές της Σκοτεινής Εποχής του πλανήτη μας ίσως είναι κάπως αισιόδοξοι.

Πηγή: New Scientist "Unknown Earth: Our planet's seven biggest mysteries"

Η Εποχή του Άδη ή Καταρχαιοζωικός Αιώνας αρχίζει με το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος και της Γης - που προσδιορίζεται ότι έγινε πριν 4,567 δισεκατομμύρια χρόνια - τον σχηματισμό της πρώτης ατμόσφαιρας και ωκεανών καθώς επίσης και το βομβαρδισμό από τους εναπομείναντες πλανητοειδείς και τα συντρίμμια. Τελείωσε δε πριν 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Το όνομα του το πήρε γιατί ήταν μια καταχθόνια περίοδος, που κράτησε περίπου 760 εκατομμύρια χρόνια, όταν η Γη υπέφερε από συχνό και άγριο βομβαρδισμό από κομήτες, αστεροειδείς και άλλα πλανητικά συντρίμμια. Κάποια στιγμή, στις αρχές αυτής της εποχής σχηματίστηκε το φεγγάρι, όταν έπεσε πάνω στην αρχική Γη ένα αντικείμενο σαν τον Άρη μεγάλο, που κονιορτοποίησε και τα δύο. Μπορεί να ακούγεται απίστευτο, αλλά η πρώτη πρωτόγονη ζωή προέκυψε τότε σε αυτό το αρχικό στάδιο. Ήταν μια εποχή που χαρακτηρίστηκε από μεγάλη ηφαιστειακή δραστηριότητα και το σχηματισμό των πρώτων ηπείρων. Μέχρι το τέλος της Εποχής του Άδη, η Γη είχε μια ατμόσφαιρα (δεν θα μπορούσαν να την αναπνεύσουν οι περισσότεροι σημερινοί οργανισμοί), και οι ωκεανοί γέμισαν με προκαρυωτικές μορφές ζωής.

Η Εποχή του Άδη δεν θεωρείται ότι είναι μία γεωλογική περίοδος με την ακριβή σημασία της λέξης. Δεν υπάρχει κανένας βράχος στη Γη από εκείνη την περίοδο - εκτός από τους μετεωρίτες. Κατά τη διάρκεια της εποχής αυτής, σχηματιζόταν ακόμα το ηλιακό σύστημα, πιθανώς μέσα σε ένα μεγάλο νέφος αερίου και σκόνης γύρω από τον ήλιο, που οι ειδικοί τον αποκαλούν δίσκο προσαύξησης. Η σχετική αφθονία βαρύτερων στοιχείων στο ηλιακό μας σύστημα δείχνει ότι αυτό το αέριο και η σκόνη προήλθαν από μια έκρηξη σουπερνόβα - μια γιγάντια  έκρηξη ενός παλαιού, τεράστιου. Τα βαρύτερα στοιχεία παράγονται μέσα στα αστέρια μέσω της πυρηνικής σύντηξης των στοιχείων. Μπορούμε να δούμε τέτοιες παρόμοιες διαδικασίες σήμερα στα νεφελώματα - όπως το νεφέλωμα M16.

Ο ήλιος σχηματίστηκε μέσα σε ένα τέτοιο νέφος αερίου και σκόνης, που συμπιέστηκε με τη βοήθεια της βαρύτητας έως ότου άρχισε να υποβάλλεται σε πυρηνική τήξη το υδρογόνο και να εκπέμπει φως και θερμότητα. Τα περιβάλλοντα σωματίδια άρχισαν να συγχωνεύονται κάτω από την επίδραση της  βαρύτητας σε μεγαλύτερα κομμάτια, ή τους πλανητοειδείς (planetesimals), οι οποίες συνέχισαν να συσσωρεύονται φτιάχνοντας τους πλανήτες. Όποιο υλικό απέμεινε διαμόρφωσε τους αστεροειδείς και τους κομήτες.

Επειδή οι συγκρούσεις μεταξύ των μεγάλων πλανητοειδών απελευθερώνουν πολλή θερμότητα, η Γη και άλλοι πλανήτες θα ήταν σε κατάσταση τήξης στην αρχή της ιστορίας τους τους. Η στερεοποίηση του λειωμένου υλικού σε βράχους συνέβη όταν η Γη ψύχθηκε. Οι παλαιότεροι μετεωρίτες και οι σεληνιακοί βράχοι είναι περίπου 4,5 δισεκατομμυρίων ετών, αλλά οι παλαιότεροι γνωστοί γήινοι βράχοι αυτήν την περίοδο είναι 3,8 δισεκατομμυρίων ετών. Κάποτε κατά τη διάρκεια των πρώτων 800 εκατομμυρίων από ιστορία της, η επιφάνεια της Γης άλλαξε κι έγινε από υγρή σε στερεή. Μόλις σχηματίστηκε ο στερεός βράχος στη Γη, άρχισε η γεωλογική ιστορία της. Αυτό πιθανότατα έγινε πριν από 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια αλλά λείπουν οι τότε βράχοι για να το επιβεβαιώσουν. Η διάβρωση και η τεκτονική των πλακών έχουν καταστρέψει πιθανώς όλους τους στερεούς βράχους, που ήταν αρχαιότεροι από 3,8 δισ. χρόνια. Η εποχή που βλέπουμε τα πρώτα ίχνη των βράχων στη Γη είναι ο Αρχαιοζωϊκός Αιώνας.