Jordens utvikling

Universet oppstår

Den fremherskende teorien om universets opprinnelse, er Big-Bang teorien. Den går ut på at det skjedde en eksplosjon for 15 milliarder år siden, der elementærpartiklene ble dannet (partiklene som atomenes byggestener er bygget opp av). Eksplosjonen førte til at alt fôr fra hverandre  og dermed en gradvis avkjøling. Etter 4 minutter kunne atomkjerner dannes av protoner og nøytroner. Etter 300000 år var temperaturen blitt så lav at atomkjernene kunne holde på elektronene og vi fikk atomer. I starten ble det dannet nesten bare hydrogen (H grunnstoff nummer 1) og helium (He grunnstoff nummer 2). Disse to grunnstoffene utgjør i dag 99,9% av universets atomer. Dette finner man ut ved å analysere lyset fra universet (Når stoffer blir oppvarmet begynner de å sende ut lys. De forskjellige grunnstoffene/atomene sender ut ulikt lys.). Et hydrogenatom har en kjerne som består av ett proton (en positiv elektrisk ladning). To positive elektriske ladninger frastøter hverandre ganske sterkt. De må derfor kollidere med stor fart for at de skal smelte sammen til en tyngre atomkjerne (farten må overvinne den elektriske frastøtingen). Derfor ble det dannet lite helium og enda mindre av tyngre atomkjerner etter den store eksplosjonen.

Atomer og samlinger av atomer, kalles materie. Materieklumper har den egenskapen at de tiltrekkes av hverandre. Dette kalles gravitasjon (tyngdekraft). Når det finnes masse atomer som farer av gårde, vil de  som kommer nær hverandre samles på grunn av gravitasjonen. Etter hvert vil det samles større klumper av materie og gravitasjonen blir sterkere og den presser materien hardere sammen. Når presset øker, øker også temperaturen inne i klumpen. Når klumpen har blitt stor nok og temperaturen høy nok (10 millioner grader), begynner hydrogenatomer å slå seg sammen til heliumatomer (fusjon). Da frigjøres det mye energi og klumpen begynner å gløde og vi har fått en stjerne.

Når brennstoffet (hydrogenet) er brukt opp, vil stjernen avkjøles og trykket avta. Dermed vil gravitasjonen presse stjernen sammen igjen (enda hardere enn før fordi det er dannet tyngre atomer). Dermed vil temperaturen igjen stige og høyere enn før (100 millioner grader) slik at tyngre atomkjerner vil fusjonere. Slik vil prosessen fortsette helt til det er dannet jern-atomer (Fe atom nummer 26).Disse fusjonsprosessene fører også til at stjernen vokser og det slynges materie ut i rommet. Ved jern stopper prosessen fordi det ikke frigjøres noe energi hvis to jern-atomer fusjonerer.

I stjerner med så stor masse at de utvikler seg til røde superkjemper, vil atomene i de ytre lag fange inn nøytroner og tyngre grunnstoffer dannes over milliarder av år (opp til og med uran U med atomnummer 92).

Stjerner som har mer enn 8 ganger solens masse, vil til slutt bryte sammen når kjernen består av jern (ingen fusjon). Da vil gravitasjonen sørge for at temperaturen stiger til flere milliarder grader. Til slutt eksploderer stjernen som en supernova. Da vil også tyngre grunnstoffer dannes spontant.

Tyngre grunnstoffer enn uran er fremstillet i laboratorier.

Jorden oppstår

Tidslinje fra jordens fødsel

Jorden består av mange grunnstoffer, men grunnstoffene er ikke jevnt fordelt:

Vi ser at det er lite jern og magnesium og mye silisium, aluminium og oksygen i jordskorpen.

Jorden har flere lag: den innerste kjernen skulle vært flytende etter temperaturen, men trykket er for høyt. Den ytre kjernen er flytende. Utenfor der har vi magmaen som er delt i flere soner. Øverst flyter jordskorpen.

Den øverste (faste) delen av mantelen og jordskorpen er delt opp i plater som beveger seg i forhold til hverandre (tektoniske plater). Platene er fra 50 til 280 km tykke og det er ca. 15 av dem (avhengig av hvordan du teller). Jordskjelv opptrer gjerne der platene beveger seg i forhold til hverandre. Dette er også områder der det finnes mange vulkaner.

Platene flyter på en masse som beveges av varmestrømmer nedenfra. Landområdene på jordoverflaten er dermed ikke konstante, men har endret seg mye opp gjennom tidene. I perioder har mye av jordens landmasse vært samlet i såkalte superkontinenter: Columbia (Nuna), Rodinia, Pannotia, Gondwana og Pangea m.fl. Alt dette er teorier bygget på utbredelsen av dyr og planter, fjellkjedefoldinger osv. Hvis man viderefører disse bevegelsene, ser det ut som om det vil dannes et nytt superkontinent om 250 millioner års tid.

Tidslinje de siste 1,5 milliarder år

Jorden har også vært gjennom mange ulike klimaperioder. De siste 2,6 millioner år har det vært nesten 50 istider/kuldeperioder. På de siste 740000 år har det vært minst 8 istider. Dette ser man på boringer i isen en rekke steder. Den siste istiden begynte for ca. 115 tusen år siden og endte for ca. 11700 år siden. Istidene kommer i perioder. De eldste sporene er funn av spesielle bergarter som er 2,3 milliarder år gamle. Hvorfor vi får slike istidsperioder, vet ikke  forskerne. Innenfor en periode opptrer det flere istider. Disse ser ut til å ha sammenheng med Milankovic-syklene: Jordas rotasjon rundt sin egen akse og rundt solen påvirkes av gravitasjonskrefter fra andre himmellegemer.

1. Jordens bane rundt solen varierer fra nesten sirkulær til noe elliptisk. Når den er mer elliptisk, vil årstidsvariasjonene bli større. Syklusen er 100000 år.
2. Jordens rotasjonsakse heller noe i forhold til jordens rotasjonsplan rundt solen. Denne hellingsvinkelen varierer. Syklusen er 41000 år.
3. Jorden spinner som en snurrebass. Alle har vel observert at når snurrebassen spinner ganske langsomt, så begynner rotasjonsaksens helling å rotere. Dette kalles presesjon. Det samme skjer med jordens rotasjonsakse. Syklusen er 26000 år.

Det er også mange andre påvirkningsfaktorer og forskerne er svært uenige om hvor stor påvirkning de ulike faktorene har.

Tidslinje de siste 8 hundretusen år

For de tidligere istider er det angitt tidspunkt for den kaldeste perioden. Hver istid har ganske lang utstrekning i tid.

Bildet er fra Wikipedia