Slaný kúsok zeme význam a pôvod

Naša domovská planéta vznikla z protoplanetárneho disku plynu približne pred 4,6 - 4,5 miliardami rokmi. Prvých niekoľko desiatok miliónov rokov bola Zem žeravou, roztavenou guľou, ktorá sa postupne ochladzovala. Bezprostredne po vzniku sa teploty pravdepodobne hýbali okolo 10 000 °C, čo zodpovedalo teplote Slnka. V období tzv. S pribúdajúcimi miliónmi rokov teplota klesala a v období pred približne 4,4 miliardami rokmi tu panovala teplota okolo 1 000 °C. Tu sa už mohla začať vyskytovať aj voda. Na tento fakt poukazujú nálezy zirkónov z austrálskeho Jack Hills, ktoré sa dajú vidieť napríklad aj vo viedenskom Prírodovednom múzeu. Pochádzala z vnútra planéty a unikala ako para so sopečnou aktivitou. Je však možné, že oba tieto procesy umožnili vode zadržať sa na povrchu. Každopádne je to práve voda, ktorá zohrala kľúčovú úlohu pri vzniku života a aj vedci sa sústreďujú pri hľadaní života inde vo vesmíre na hľadanie vody, ktorá by mohla znamenať zrod života.

Vývojové obdobia sú zhrnuté do množstva období, ktoré majú určitú štruktúru. V rámci vývoja prišlo aj k významnému pohybu kontinentov, ktoré na tektonických, kontinentálnych platniach cestovali, trhali a spájali sa a ponárali a vynárali sa zo svetového oceánu. Pozrite si aj približné rozmiestnenie kontinentov v jednotlivých, prehistorických obdobiach. Svoj názov získalo z gréckeho slova Hades - podsvetie - čo vystihuje extrémne podmienky panujúce na vtedajšej planéte. V tomto období bola Zem žeravou guľou, s extrémne vysokými teplotami a bola značne nestabilná. Vznikla z plynného disku tzv. akréciou - zhlukovaním častíc. Podľa istej teórie je toto aj obdobie, kedy do mladej a žeravej Zeme vrazilo obrovské teleso vo veľkosti dnešného Marsu (nazývame ho Theia). Náraz vymrštil veľké množstvo materiálu na obežnú dráhu, kde sa postupom času sformoval do nášho Mesiaca, ktorý ostal jediným satelitom Zeme. V tomto období prebiehalo tzv. Vyššie spomínané zirkóny zo západnej Austrálie pochádzajúce z tohto obdobia. Vznikali vďaka extrémnym podmienkam, ako boli sopky, dopady asteroidov, žeravý povrch, atmosféra s toxickými plynmi. Riedka atmosféra bola tvorená oxidom uhličitým, dusíkom, amoniakom, metánom, oxidom siričitým a vodnou parou a bola bez voľného kyslíka. Na konci Hadénu sa mohli objaviť prvé náznaky života, i keď o tom nemáme priame dôkazy. Toto obdobie je takmer nemožné priamo študovať, nakoľko sa zachovalo veľmi málo z tejto doby.

Najstaršie horniny a dávne éry

Najstaršia hornina pôvodnej zemekôry z doby pred 4,03 miliardami rokov sa nachádza v Kanade, v zle prístupnej oblasti Acasta Gneiss v Severozápadnom teritóriu. Miesto Isua Greenstone Belt sa nachádza v Grónsku, približne 70 km od mesta Nuuk. Barberton Greenstone Belt je najdostupnejší a BUBO klienti prechádzajú len zopár desiatok kilometrov od tohto miesta na zájazde do Južnej Afriky. Teória o vzniku Mesiaca z odvrhnutého materiálu po zrážke s Theiou ponúka možnosť študovať horniny zo vzdialeného obdobia. Počas prieskumných letov na Mesiac bolo k roku 2025 prinesených na Zem celkovo približne 385 kg materiálu. Názov Mesiaca pochádza z gréckeho archaios, čo znamená starý alebo pôvodný, a tento názov výstižne charakterizuje éru, keď sa začali tvoriť základy dnešného sveta.

Teplota klesá, Zem sa výrazne ochladila a vytvorila sa pevná zemská kôra. Objavili sa prvé oceány a s nimi aj prvý jednoduchý, jednobunkový život - archebaktérie. Stromatolit je vrstvená usadená štruktúra vytvorená činnosťou fotosyntetizujúcich mikroorganizmov, najmä siníc. Stromatolity patria medzi najstaršie dôkazy života na Zemi - najstaršie známe exempláre majú viac ako 3,5 miliardy rokov. Dodnes prežívajú v lagúnach na západe Austrálie v oblasti Žraločej zátoky. Vyzerajú ako nejaké „hríbiky“ rastúce v plytkej, teplej vode.

Toto obdobie bolo prvým, kedy sa začali formovať mikrokontinenty. Nakoľko sa Zem dynamicky pretvárala, je veľmi ťažké nájsť zachované horniny z tohto obdobia a vtedajšie kontinenty sú skôr hypotetické. Nadšenci do geológie si môžu vyraziť na breh Hudsonovho zálivu, kde sa v Kanadskom štíte nachádzajú jadrové útvary z tohto obdobia. Okrem naozaj starej skaly tu môžete stretnúť aj ľadového medveďa. Len 150 km odtiaľto na východ sa nachádza Polar Bear Provincial Park a na severozápad zasa hlavné mesto ľadových medveďov - Churchill v Manitobe. S BUBO sa ľahko dostanete počas zájazdu Ostrovy Škótska aj na ostrov Lewis-Harris, kde sa na mieste zvanom Butt of Lewis nachádza hornina stará až 3 miliardy rokov.

Procesy formujúce Zem a voda ako kľúč

Názov tohto obdobia vystihuje samotné obdobie - znamená „ranný život“. Je jedným z najdôležitejších eónov vo vývoji života na Zemi. Trvalo extrémne dlho, približne 2 miliardy rokov, čo je 80 miliónov ľudských generácií (ak rátame jednu generáciu 25 rokov). Vznikali a zanikali kontinenty (Columbia, Rodinia a Pannotia). Počas tohto obdobia je zaznamenaný prechod od jednobunkových, po mnohobunkové organizmy. Proterozoikum sa ďalej delí na tri éry: paleoproterozoikum (2,5 - 1,6 mld. rokov), mezoproterozoikum (1,6 - 1,0 mld. rokov) a neoproterozoikum (1,0 mld. - 541 mil. Počas prvej éry začali fotosyntetizujúce cyanobaktérie produkovať kyslík, čo spôsobilo tzv. veľkú oxidačnú udalosť. Najprv sa kyslík začal kumulovať v oceánoch a neskôr aj v atmosfére. Toto zásadne zmenilo podmienky a umožnilo rozvoj nových foriem života. Objavili sa tu aj prvé eukaryotické bunky, ktorých genetická informácia je uložená v jadre ohraničenom membránou, a obsahuje množstvo membránových organel, ktoré zabezpečujú špecializované funkcie v bunke. Vďaka týmto bunkám bol umožnený na sklonku eónu vývoj mnohobunkových rias, húb a prvých, ediakarských živočíchov. Ediakarskú faunu na konci tretej éry tvorili prevažne bizarné, často na dne prisaté mnohobunkové organizmy, ktoré nemajú žiadne príbuzenské vzťahy s dnešnými živočíchmi. Zahŕňali organizmy v tvare disku, skôr pripomínajúce riasy, huby, pŕhlivce, červy či členovce, pričom mnohé mali ploché, segmentované alebo „matracovité“ telá. Živiny získavali prostredníctvom osmotrofie, pričom medzi známych zástupcov patria napríklad Dickinsonia a ďalšie vyhynuté kmene. Z geologického hľadiska bolo toto obdobie tiež viac ako zaujímavé. Vznikali rozsiahle ložiská mnohých kovov, najmä kvôli geologickej aktivite, hydrotermálnym procesom a stabilizácii kontinentálnej kôry. Mnohé oblasti kontinentov boli zaplavené plytkými, teplými moriami, kde sa usadzovali rozsiahle sedimentárne vrstvy. Tieto vrstvy uchovávajú dôležité fosílie prvých mnohobunkových organizmov, ako aj množstvo informácií o vtedajšom prostredí a stave atmosféry. Proterozoikum predstavuje zásadný most medzi mikrobiálnou Zemou archaiku a rozmachom explózie života v kambriu.

Kľúčové momenty a kyslík, ktorý zmenil život

Už od detstva nám hovoria, že kyslík je dôležitý pre náš život, bez neho by tu nikdy život nevznikol. Na svete existuje obrovský počet živočíchov, ktoré potrebujú k prežitiu rôzne množstvo kyslíka. Záleží, kde žijú. Suchozemské tvory majú k dispozícii atmosférický kyslík, ktorého je 20,9 % bez ohľadu na to, či ste na brehu mora, alebo na Mount Evereste. V celej spodnej vrstve atmosféry (homosfére), teda do výšky asi 80 - 100 km, kde jeho zastúpenie zostáva relatívne rovnaké. Voda, či už sladká alebo slaná, majú úplne iný systém kyslíka. Sladká voda viaže kyslík o úrovni 0,0007 - 0,0014 %, pričom chladnejšia voda je na kyslík bohatšia. Okrem toho sa voda - H2O - skladá z vodíka a kyslíka, pričom kyslík tvorí 85,84 %. V posledných desaťročiach vedci objavili viacero tvorov, ktoré potrebujú minimálne množstvo kyslíka, dokonca Henneguya salminicola, parazitická „medúza“ žijúca v tkanivách lososov, získava energiu priamo z hostiteľa a nepotrebuje prísun kyslíka vôbec. V Stredozemnom mori objavili mikroskopické mnohobunkovce, ktoré žijú v anaeróbnom prostredí, nemajú mitochondrie a na prežitie v tomto prostredí využívajú iné bunkové organely. Fascinujúce sú pomalky (Tardigrada - vodné medvedíky, želvušky), ktoré dokážu prežiť vďaka anabióze (zastavenie metabolizmu) aj v stave bez kyslíka.

Napriek tomu, že kyslík bol a je kľúčovým faktorom, jeho historický výskyt nebol vždy konštantný. Atmosféra Zeme prešla počas svojho vývoja dramatickými zmenami; výrazné zvyšovanie obsahu kyslíka nastalo až po vzniku fotosyntetizujúcich organizmov, konkrétne siníc, ktoré začali produkovať molekulárny kyslík ako vedľajší produkt photosyntézy. Vďaka vysokému percentu kyslíka v Karbone a Perme bolo možné vznik extrémne veľkým suchozemským živočichom, najmä medzi článkonožcami. Vyšší obsah kyslíka vo vzduchu znamenal, že životne dôležité tkanivá mohli byť dostatočne zásobené aj vo väčších telách. Po poklese hladiny kyslíka pod 21 - 22 % tento fenomén zanikol a hmyz sa opäť zmenšil, keďže difúziou už nebola možná dostatočná výmena plynov vo veľkých telách. Nízke kyslíkové hladiny v určitých периодoch sú spájané so zvýšenou mierou vyhynutia a stagnáciou vo vývoji zložitých organizmov. Kyslík bol a je kľúčovým vývojovým faktorom a esenciálnym motorom biodiverzity.

Geologické éry a vývoj života

Eón vývoja Zeme, ktorý trvá zhruba posledných 541 miliónov rokov a vyznačuje sa výrazným rozvojom života a zložitejšími formami organizmov. Obdobie známe aj pod starším názvom prvohory. Geologicky bolo paleozoikum poznačené intenzívnymi procesmi, ako boli kaledónske a varíske vrásnenie, ktoré viedli k vzniku superkontinentu Pangea v druhohorách. Éra sa končí najväčším hromadným vymieraním v histórii Zeme na konci permu. Kambrium - známe svojim rozmachom života, tzv. kambrickou explóziou. Diverzita mnohobunkových organizmov naberá na obrátkach, objavujú sa najmä bezstavovce so schránkami ako sú trilobity. Ordovik - nastáva rozmach novovzniknutých skupín ako trilobity a rozvoj prvých stavovcov. Moria sú rozľahlé a život sa dohráva vo svetovom oceáne. Silúr - dôležité obdobie po vymieraní, kedy sa život presúva z vody na súš. Objavujú sa prvé suchozemské rastliny a článkonožce. Boli predchodcami neskoršieho hmyzu a pavúkov. Devón - nastal rozmach druhov rýb a ďalších živočíchov. Čeľustnaté ryby nahrádzajú tie bez čeľustí, objavujú sa žraloky a kostnaté ryby. V tomto období sa objavuje aj Eusthenopteron, lalokoplutvá ryba, ktorá je predkom suchozemských stavovcov. Perm - je záverečné obdobie paleozoika, kedy vzniká Pangea spojením Laurázie a Gondwany. Významne sa rozmáhajú morské skupiny živočíchov vrátane koralov, rýb, hlavonožcov, amonitov. Skutočne sú základom pre vznik cicavcov ako takých. Rozmach zaznamenávajú aj nahosemenné rastliny (ihličnany a papradia). Fosílie tohto obdobia sa nachádzajú na mnohých miestach sveta. Koniec Permu je poznačené obrovskou ranou v podobe najväčšieho vymierania na Zemi.

Známe aj ako druhohory, stredovek Zeme, éra plazov či dinosaurov, alebo sekundér, začalo pred približne 252 miliónmi rokov a skončilo pred 66 - 65 miliónmi rokov. Je charakteristické svojím relatívnym horotvorným pokojom. Život sa po Veľkom permskom vymieraní opäť začína rozmáhať. Dinosaury a iné jaštery dosiahli vrchol a obývali suchú zem, vodu aj vzduch. Objavujú sa primitívne vtáky a cicavce. Rastliny taktiež zaznamenali pokrok a na konci obdobia sa objavujú prvé krytosemenné. Koniec éry mezozoika prináša (prekvapivo) K-T vymieranie, známe ako koniec éry dinosaurov.

Krátke prehľady a zaujímavosti o histórii Zeme

Trias - je začiatkom mezozoika. Je obdobím výraznej biologickej obnovy a diverzifikácie po permskej vymieraní. Biologicky sa trias vyznačuje vznikom prvých pravých dinosaurov, ale aj ranných cicavcov a krokodílovitých. Nyasasaurus parrington je živočích, ktorý je mnohými vedcami považovaný za prvého (takmer) skutočného dinosaura. Žil pred 243 miliónmi rokov v oblasti dnešnej Tanzánie. Fosílne nálezy z triasu sa objavujú v nížine v Nemecku, formácii Ischighualasto v Argentíne a Chinle v USA. Jura - s týmto obdobím si vďaka slávnej filmovej ságe spájajú obdobie dinosaurov takmer všetci. V každom prípade je to perióda, kedy nastáva rozmach tejto skupiny. Objavujú sa známe druhy veľkých bylinožravcov ako sú Brachiosaurus, Diplodocus a ďalšie. Krytosemenné rastliny ešte neexistovali.

Krieda - 145-66 mil. Pred 145 mil. rokmi sa objavili a rapídne rozšírili krytosemenné rastliny. Z dinosaurov obdobia kriedy sú známe predovšetkým bylinožravé hadrosaury, rohatý Triceratops alebo dravý Tyrannosaurus rex. Z obdobia vrchnej kriedy pochádzajú aj prvé primitívne primáty (Primates). Na hranici kriedy a paleogénu dopadlo do oblasti Yucatánskeho polostrova masívne teleso (irídium). Následný mrak zatienil zemský povrch, prudko sa ochladilo a skolabovala fotosyntéza.

Kenozoikum je obdobie charakterizované intenzívnym alpínskym vrásnením a vývojom mnohých foriem života blízkych dnešnému svetu. Paleogén prial subtropickým a tropickým spoločenstvám, neogén priniesol evolúciu cicavcov a, nakoniec, človeka. Paleogén zahŕňa vývoj rastlín a fauny, ktoré formujú dnešnú biosféru. Neogén predstavuje kľúčové obdobie pre evolúciu človeka a následné kvartérne zmeny, vrátane pleistocénnych glaciálnych období a vzniku rodu Homo. Holocén je súčasná poľadová doba, trvajúca približne 11 700 rokov, v ktorej dominuje Homo sapiens.

Osvetlenie slnečným svetlom a Zem ako systém

Zem je - po Jupiterovom mesiaci Io - telesom s druhou najväčšou vulkanickou aktivitou v slnečnej sústave. Povrch Zeme obklopuje atmosféra o hrúbke asi 200 kilometrov a hmotnosti 5700 biliónov ton. Tvorí ju z prevažnej časti dusík (78 percent) a kyslík (21 percent). Zvyšné 1 percento tvorí argón, vodné pary a oxid uhličitý. V atmosfére rozlišujeme päť vrstiev: troposféru, stratosféru, mezosféru, termosféru a Ióno­sféru. Troposféra je najhustšia a siahajúca do výšky 10 kilometrov. Atmosféra poskytuje našej planéte ochranu pred podstatnou časťou slnečného žiarenia a reguluje teplotu.

Osvetlenie a pohyb Zeme tiež formujú ročné obdobia vďaka sklonu osi 23,4 stupňa. Denné a ročné cykly vplývajú na počasie a klímu; zemské pohoria a kontinenty ďalej modulujú miestne podmienky. Najvyššie hory sveta sú v oblasti Tibetskej náhornej plošiny a Himalájach; Everest dosahuje 8848 m n.m. Atmosféra a oceány sú tiež významnými zdrojmi kyslíka a energie pre živé organizmy.

Infografika a tabuľky

1. Geologické éry a ich trvanie v zlomkoch miliard rokov.
2. Hustota kyslíka v atmosfére v priebehu času a jeho dopad na život.
3. Rozloženie kontinentálnych dosiek a ich pohyb počas histórie Zeme.

Vplyv na súčasnosť a výskum

Vznik a vývoj Zeme nám pomáhajú pochopiť pôvod života a rozmanitosť života na našej planéte. Všetky tieto procesy ukazujú, ako sa Zeme menila z kúsku žeravej hmoty na komplexný biotop plný rôznych foriem života. Dôležité je tiež uvedomiť si, že voda a kyslík zohrávajú rozhodujúcu úlohu v každom aspekte biologickej evolúcie a klimatických zmenách.

Vedci sa roky snažia zrekonštruovať chemické zloženie Zeme pomocou meteoritov a vzoriek hornín - čoraz častejšie nachádzame priame dôkazy, že časť „pôvodnej Zeme“ mohla prežiť 4,5 miliardy rokov.

Odkazy a ďalšie čítanie

• Jack Hills zirkóny - dôkazy o vode na povrchu Zeme.
• Mesačná sonda a skúmanie vzoriek z Mesiaca.
• Hudsonov záliv a staroveké kontinentálne útvary na Zemi.

tags: #slany #kusok #zeme