Free Press

Hvis du satte filmen på hurtig fremad, ville du se masser af action og masser af forandringer! Du ville se, at vores planet har undergået bemærkelsesværdige forandringer i løbet af milliarder af år (figur 12.3). Kæmpe bjerge er blevet dannet, er blevet ødelagt og erstattet af nye bjerge. Havene har åbnet sig og flyttet sig rundt på kloden. Kontinenterne har flyttet sig rundt, delt sig fra hinanden og kollideret med hinanden, indtil de til sidst nåede deres nuværende placering. Livet på Jorden har også ændret sig enormt. I begyndelsen var Jorden ikke engang i stand til at bære liv. Der var ingen ilt i atmosfæren, og Jordens overflade var ekstremt varm. Langsomt, over millioner af år, ændrede Jorden sig, så planter og dyr kunne begynde at vokse. De levende ting ændrede derefter Jorden endnu mere.

Vi nyder ofte at bruge vores fantasi til at tænke på, hvordan Jorden var, da dinosaurerne strejfede omkring (figur 12.4). Hvilke billeder kommer du til at tænke på, når du tænker på dinosaurerne? Forestil dig nu en tid på Jorden før dinosaurerne. Forestil dig tiden, før der var noget levende væsen på Jorden. Hvilke billeder kommer du nu til at tænke på? Hvordan tror du, at Jorden så ud, da den først blev dannet? Denne lektion vil hjælpe dig med at forstå, hvordan Jorden blev dannet, hvordan den så ud i de tidligste år, og hvordan livet først udviklede sig på Jorden.

Evaluering af tidligere viden

De følgende spørgsmål er behandlet i andre kapitler og vil hjælpe dig med at arbejde dig igennem denne lektion. Undersøg disse, før du går videre.

• Hvad er kemiske grundstoffer?
• Hvilke betingelser kræver planter og dyr for at leve?
• Hvad er atmosfæren, og hvad består den af?
• Hvordan påvirker vejrlig og erosion Jorden?

Dejrens og vores solsystems dannelse

Vi kan konstruere vores solsystems dannelseshistorie ved at se på områder, hvor andre stjerner nu dannes. Stjernedannelsen begynder, når en gigantisk sky af gas og støv kollapser under sin egen tyngdekraft. Efterhånden som skyen trækker sig sammen, begynder den at dreje hurtigere og sætter sig fast i en skiveformet struktur. Vi ser disse skiveformede objekter (kaldet proplyder) i Orionnetågen (figur 12.13), hvor de nye stjerner er ved at blive dannet i dag. Det meste af det støvede skivemateriale løber mod centrum, hvor tætheden gradvist stiger, indtil det enorme centrale tryk udløser kernefusionsreaktioner, og stjernen fødes.

En relativt lille del af skivematerialet bliver dog efterladt i form af isbelagte støvkorn. De isede kapper af kornene begynder at klæbe sammen og vokser til sidst til meterstore klippeblokke kaldet planetesimaler. Planetesimalerne kolliderer og akkrediteres til større legemer, der er titusindvis af kilometer i diameter, og som kaldes protoplaneter. Når først protoplaneterne klarer et hul i skiven, bliver de til egentlige planeter, og deres baner begynder at stabilisere sig (figur 12.6).

Processen med planetdannelse er rodet. Det er ikke alle planetesimalerne, der akkrediteres til planeter. Millioner af planetesimalerne bliver tilbage som de tilbageværende rester og er nu asteroider og isbelagte kometer i vores solsystem. I de første hundrede millioner år efter Solens dannelse var kollisioner mellem de tilbageværende planetesimaler og planeterne almindelige. Vi ser tegn på kraftig bombardement fra planetesimaler på Månens og Merkurs overflader (figur 12.7 og figur 12.8).

De samme typer kollisioner ville have fundet sted på Jordens overflade, men erosionsprocesser har dog udraderet alle undtagen de seneste af disse kollisioner. Afbildet i figur 12.9 er et meteorkrater i Arizona.

Omkring 100 millioner år efter Solens dannelse havde tyngdekraften fra planeterne og månerne i vores solsystem fejet det meste af planetesimalerne op. Millioner af disse objekter befinder sig dog stadig i gravitationelt stabile baner i solsystemets asteroidehovedbælte, i det trojanske asteroidebælte eller ude bag Neptun og Pluto i Kuiperbæltet. Illustrationen på skitsen nedenfor viser placeringen af det største reservoir af asteroider i vores solsystem i dag (figur 12.10).

Jorden er det eneste objekt i vores solsystem, der vides at kunne bære liv (figur 12.11). I dag er der over 1 million kendte arter af planter og dyr på Jorden.

De materialer, der blev samlet til Jorden, bestod af flere forskellige kemiske grundstoffer. Hvert grundstof har en forskellig massefylde, defineret som masse pr. volumen. Densitet beskriver, hvor tungt et objekt er i forhold til, hvor meget plads objektet fylder. Efter Jordens tidlige dannelse sank de tættere elementer ned mod midten. De lettere grundstoffer steg op til overfladen. Du har sikkert set noget lignende ske, hvis du nogensinde har blandet olie og vand i en flaske. Vandet er tættere end olien. Hvis du putter begge dele i en flaske, ryster den og derefter lader den stå et stykke tid, sætter vandet sig til bunds, og olien stiger op over vandets top.

I dag består Jorden af lag, der repræsenterer forskellige tætheder (figur 12.12). Jordens centrum kaldes dens kerne. Kernen er lavet af meget tætte metalelementer kaldet jern og nikkel. Det yderste lag af Jorden er dens skorpe. Skorpen består hovedsagelig af lette grundstoffer som silicium, ilt og aluminium. Der gives flere oplysninger om Jordens forskellige lag i lektionen om pladetektonik.

Dannelse af Jordens atmosfære

Den tidlige Jord var meget anderledes end vores Jord i dag. Den tidlige Jord oplevede hyppige nedslag fra asteroider og meteoritter og havde langt hyppigere vulkanudbrud. Der var intet liv på Jorden i de første milliarder år, fordi atmosfæren ikke var egnet til liv. Jordens første atmosfære havde masser af vanddamp, men næsten ingen ilt. Senere bragte hyppige vulkanudbrud flere forskellige gasser ud i luften (figur 12.13). Disse gasser skabte en ny type atmosfære for Jorden. Vulkanudbruddene spyttede gasser som kvælstof, kuldioxid, brint og vanddamp ud i atmosfæren – men ingen fri ilt. Uden ilt var der stadig meget lidt, der kunne leve på Jorden.

Langsomt ændrede to processer Jordens atmosfære til en atmosfære, der er mere iltrig – som den, vi har i dag. For det første fik stråling fra solen vanddampmolekyler til at splitte fra hinanden. Husk, at et vandmolekyle består af grundstofferne hydrogen og oxygen, eller H2O. Stråling fra Solen splittede nogle af vandmolekylerne op i brint og ilt. Brinten undslap tilbage til det ydre rum. Ilten ophobede sig i atmosfæren. Den anden proces, der ændrede Jordens tidlige atmosfære, var fotosyntesen (figur 12.14). For ca. 2,4 milliarder år siden udviklede en type organisme kaldet cyanobakterier sig på den tidlige Jord og begyndte at udføre fotosyntese. Fotosyntesen bruger kuldioxid og energi fra solen til at producere sukker og ilt. Cyanobakterierne var meget simple organismer, men de spillede en vigtig rolle i ændringen af Jordens tidlige atmosfære. De udførte fotosyntese for at producere de materialer, de havde brug for til at vokse. De afgav ilt til atmosfæren, mens de gjorde dette.

Syren i atmosfæren er vigtig for livet af to hovedårsager. For det første udgør ilten ozonlaget. Ozonlaget befinder sig i den øverste del af atmosfæren og består af O3-molekyler – en særlig type iltmolekyle. Det blokerer skadelig stråling fra solen og forhindrer den i at nå Jordens overflade. Uden ozonlaget nåede den intense stråling fra solen frem til den tidlige jordoverflade, hvilket gjorde liv næsten umuligt. For det andet er ilten i atmosfæren nødvendig for, at dyr, herunder mennesker, kan trække vejret. Ingen dyr ville have været i stand til at trække vejret i Jordens tidlige atmosfære. Der var dog sandsynligvis flere typer bakterier, der levede på Jorden i denne tidlige tid. De ville have været anaerobe, hvilket betyder, at de ikke havde brug for ilt for at leve.

Visse simple celler levede på Jorden i de første par milliarder år af Jordens historie. Nogle af de ældste fossiler af mere komplekse organismer er fra for ca. 2 milliarder år siden. De findes i Australien.

Suden ændringer i livet og atmosfæren er der også sket andre ændringer, siden Jorden først blev dannet. Tidlige vulkanske udbrud på Jorden frigjorde store mængder vanddamp i atmosfæren. Vanddampen kondenserede langsomt og vendte tilbage til Jordens overflade i form af nedbør. Dette dannede oceanerne. Vand begyndte at cirkulere på Jorden, og begivenheder som nedbør og storme begyndte derefter at ændre Jordens overflade gennem forvitring og erosion. Kapitlet Jordens ferskvand giver flere detaljer om, hvordan vandets kredsløb på Jorden foregår.

Kontinenterne lå meget anderledes placeret, end de gør nu. Forskerne ved ikke, hvordan Jordens landområder så ud præcis efter planetens første dannelse. De ved dog, at Nordamerika og Grønland dannede én gigantisk landmasse kaldet Laurentia for ca. 1,8 milliarder år siden. For ca. 1 milliard år siden kan Antarktis have ligget tæt på ækvator, selv om det nu ligger på Jordens sydpol. I dag fortsætter Jordens kontinenter med langsomt at flytte sig rundt på kloden.

Lektionsresumé

• Jorden blev dannet for mere end 4 milliarder år siden sammen med de andre planeter i vores solsystem.
• Den tidlige Jord havde intet ozonlag og var sandsynligvis meget varm. Den tidlige Jord havde heller ingen fri ilt.
• Selv uden en iltatmosfære var der meget få ting, der kunne leve på den tidlige Jord. Anaerobe bakterier var sandsynligvis de første levende væsener på Jorden.
• Den tidlige Jord havde ingen oceaner og blev ofte ramt af meteoritter og asteroider. Der var også hyppige vulkanudbrud. Vulkanudbruddene frigjorde vanddamp, som til sidst blev afkølet og dannede havene.
• Atmosfæren blev langsomt mere iltrig, da solstråling splittede vandmolekyler, og cyanobakterier begyndte fotosynteseprocessen. Til sidst blev atmosfæren som den er i dag og rig på ilt.
• De første komplekse organismer på Jorden udviklede sig først for ca. 2 milliarder år siden.

Review Questions

1. Beskriv, hvordan de forskellige lag på Jorden varierer efter densitet. Hvornår blev de materialer, som Jorden består af, adskilt efter densitet?
2. Forklar to grunde til, at det er vigtigt for livet på Jorden at have en iltrig atmosfære.
3. Videnskabsfolk mener, at Jordens ozonlag er ved at skrumpe på grund af menneskelige aktiviteter og luftforurening. Hvilken indvirkning kan dette have på Jordens livsformer?
4. Beskriv cyanobakteriernes rolle i ændringen af Jordens tidlige atmosfære.
5. Oplys tre måder, hvorpå Jorden var anderledes i dag end da den blev dannet.
6. Sæt, at Jorden havde været meget køligere, da den først blev dannet. Hvordan ville Jordens indre være anderledes, end det er i dag?

Vokabularium

atmosfære Den blanding af gasser, der omgiver Jorden og indeholder den luft, vi indånder. kondenseret Afkølet og ændret fra vanddamp til flydende vand. densitet Densitet betyder masse pr. arealenhed. molekyler De mindste mulige mængder af et kemisk stof. stråling Energi afgivet af Solen. arter En gruppe af levende væsener, der har lignende egenskaber. vand Dampvand Vand i gasform.

Punkter at overveje

• Hvordan udviklede livet på Jorden sig fra simple bakterier til mere komplekse organismer?
• Hvornår dukkede komplekse organismer som fisk, krybdyr og pattedyr op på Jorden?
• Hvornår blev de vigtigste træk ved Jorden, som vi kender i dag, først dannet?