Jak powstały oceany?

Jak powstały oceany?

Już w szkole podstawowej na lekcjach geografii uczymy się, że trzy czwarte powierzchni naszej planety stanowią oceany. Stąd właśnie Ziemia nazywana jest często „błękitną planetą”. Uważa się, że oceany – olbrzymie masy wody – odegrały ogromną rolę w historii naszej planety oraz mają niesamowity wpływ na ziemski klimat. Nie istnieją jednak od zawsze – kiedy 4,6 mld lat temu narodziła się Ziemia, najprawdopodobniej na jej powierzchni nie było ani jednej kropli wody!

Młoda planeta Ziemia przez 500 milionów lat była nieustannie ostrzeliwana przez meteoryty oraz komety. Uważa się też, że około 4,5 mld lat temu miało miejsce zderzenie z planetoidą wielkości Marsa, w czasie którego jej jądro uległo połączeniu z jądrem Ziemi, a z jej skalnej otoczki oraz skał ziemskich wyrzuconych na orbitę z olbrzymią prędkością powstał Księżyc, nasz jedyny naturalny satelita. Nie wywoływał jednak pływów morskich, gdyż nie istniały jeszcze oceany.

Początki oceanów

Ziemia w tamtym okresie była niegościnną planetą. W skład jej atmosfery wchodziły liczne gazy, takie jak tlenek i dwutlenek węgla, siarkowodór, dwutlenek siarki czy amoniak, a jej temperatura sięgała ponad 100°C. Do takiej gorącej atmosfery zaczęła się przedostawać para wodna pochodząca z procesów wulkanicznych. Źródłem wody stały się również lodowe jądra komet.

Kiedy kosmiczne bombardowanie zaczęło powoli ustawać, a temperatura powierzchni Ziemi spadła poniżej 100°C, możliwa stała się kondensacja pary wodnej. Najprawdopodobniej wówczas ukształtowały się pierwsze zbiorniki wodne oraz skały osadowe. Działo się to około 4 mld lat temu. W tym czasie na Ziemię mogły spaść też pierwsze krople deszczu, które spowodowały dalsze schładzanie atmosfery i powierzchni skorupy. Skutkowało to z kolei skraplaniem się jeszcze większych ilości pary wodnej. Proces ten był już samonapędzającym się mechanizmem. W pewnym momencie rozszalała się prawdziwa ulewa, która ustała w momencie, gdy cała para wodna uległa kondensacji. Woda wypełniła wszelkie zagłębienia młodej planety, tworząc pierwsze morza i oceany. Rozpuszczone w wodzie składniki gazów wulkanicznych sprawiły, że jej odczyn był początkowo kwaśny.

Ocean zajmował prawie 90% powierzchni, ale był znacznie płytszy niż obecnie (maksymalna głębokość nie przekraczała 2 km) i nie był słony. Jego historia jest bardzo burzliwa. Bywało tak, że znikał całkowicie, ale pojawiał się na nowo. Ten czas niepewności trwał zapewne jakieś 200 milionów lat. Wreszcie, 3,8 mld lat temu, ocean zadomowił się na naszej planecie na dobre i pozostał do dziś.

Hipoteza Ziemi Śnieżki

Możliwe jest także, że pod koniec kambru Ziemia uległa globalnemu zlodowaceniu, w czym bardzo ważną rolę odegrały gazy cieplarniane. W tamtym czasie miał miejsce ogromny ubytek dwutlenku węgla, wiązanego w glebie w procesie erozji krzemianów, a także przez bakterie fotosyntetyzujące. Obniżyły się więc średnie temperatury i powstawało coraz więcej lodu. Zmianie uległo wtedy albedo – białe powierzchnie powodowały odbicie ciepła słonecznego w kierunku kosmosu, co skutkowało dalszymi obniżeniami temperatur, aż Ziemia zamarzła.

Prawdopodobnie temperatura oscylowała wokół minus 50°C. Dużą rolę odegrały w tym momencie wulkany, które bez przerwy emitowały do atmosfery dwutlenek węgla. Lód zaczął topnieć, a uwięziony pod nim dwutlenek węgla (m.in. był rozpuszczony w wodzie i związany przez algi) również przenikał do atmosfery. Wówczas na zasadzie dodatniego sprzężenia zwrotnego cała planeta została uwolniona z lodowych objęć i oceany znów stały się takie jak obecnie.