Jordens historia Jordens bildande

Relevanta dokument
Läxa till torsdag v. 48

Astronomi. Vetenskapen om himlakropparna och universum

Hur trodde man att universum såg ut förr i tiden?

Min bok om. planeterna. Namn:

FÖR DE NATURVETENSKAPLIGA ÄMNENA BIOLOGI LÄRAN OM LIVET FYSIK DEN MATERIELLA VÄRLDENS VETENSKAP KEMI

Ämnen runt omkring oss åk 6

Svara på följande frågor som träning inför kemiprovet om gaser, luft och vatten.

LUFT, VATTEN, MARK, SYROR OCH BASER

Fotosyntesen. För att växterna ska kunna genomföra fotosyntesen behöver de: Vatten som de tar upp från marken genom sina rötter.

Molekyler och molekylmodeller. En modell av strukturen hos is, fruset vatten

Växthuseffekten och klimatförändringar

Materien. Vad är materia? Atomer. Grundämnen. Molekyler

Koldioxid Vattenånga Metan Dikväveoxid (lustgas) Ozon Freoner. Växthusgaser

Allt börjar... Big Bang. Population III-stjärnor. Supernova-explosioner. Stjärnor bildas

Är luftkvalitén i Lund bättre än i Teckomatorp?

1. Universum är ca 14 miljoner år gammalt. Planeten Jorden är ca 4,6 miljoner år gammal Människan har funnits i ca år

Leia och björndjuren. - en upptäcktsresa i rymden

Livets historia Biologi A på Netkurs

Vad är vatten? Ytspänning

VÄXTHUSEFFEKT OCH GLOBAL UPPVÄRMNING DEN GLOBALA UPPVÄRMNINGEN - NÅGOT SOM BERÖR ALLA MÄNNISKOR PÅ JORDEN

Bergvärme. Biobränsle. Biogas. Biomassa. Effekt. X är värmen i berggrundens grundvatten. med hjälp av värmepump.

Ett undervisningsmaterial för grundskolans högstadium och för gymnasiet, producerat av Åke Johansson, Naturhistoriska riksmuseet, i samarbete med

Exempeluppgift. Förutsättningar för liv

Trots att det är farligt bor många människor nära vulkaner. Det beror på att det är bra att odla i askan, det växer bra.

Kumla Solsystemsmodell. Skalenlig modell av solsystemet

a sorters energ i ' ~~----~~~ Solen är vår energikälla

Miljöfysik. Föreläsning 2. Växthuseffekten Ozonhålet Värmekraftverk Verkningsgrad

Leia och björndjuren. - en upptäcktsresa i rymden

Jino klass 9a Energi&Energianvändning

Diamanter Diamanter är det hårdaste ämnet som finns i naturen. Vad består diamanter av?

Illustration Saga Fortier och Norah Bates

1. Vad är naturkunskap?

Översiktskurs i astronomi Lektion 6: Planetsystem forts. Solsystemet I: Banor. Solsystemet II: Banplanet

Hej alla blivande geografer!

Repetition energi. OBS. repetitionen innehåller inte allt Mer info finns på

ETE331 Framtidens miljöteknik

ETE310 Miljö och Fysik

Biobränsle. Biogas. Effekt. Elektricitet. Energi

Ekologi. Samspelet mellan organismerna och den omgivande miljön

Solsystemet II: Banplanet. Solsystemet I: Banor. Jordens magnetfält I. Solsystemet III: Rotationsaxelns lutning mot banplanet. Solvind 11.

Astronomi. Hästhuvudnebulosan. Neil Armstrong rymdresenär.

Namn: Fysik åk 4 Väder VT Väder Ex. Moln, snö, regn, åska, blåst och temperatur. Meteorologi Läran om vad som händer och sker i luften

Vilken av dessa nivåer i väte har lägst energi?

Dessa bildar i sin tur stärkelse som växten lagrar som näring.

Biobränsle. Effekt. Elektricitet. Energi. Energianvändning

ETE331 Framtidens miljöteknik

Värme och väder. Solen värmer och skapar väder

Kärnenergi. Kärnkraft

KLIMAT. Klimat är inte väder Klimat är väder på lång sikt

Jordens inre krafter


Min bok om Rymden. Börja läsa

Ekosystemets kretslopp och energiflöde

Meteorologi. Läran om vädret

Alla gör frågor om naturkunskap, östersjön och pandemi Dessutom följande:

Min bok om hållbar utveckling

VATTNET ÅKER RUNT. Vattnet åker runt, runt, runt. Text och musik: Richard Kristiansson

ENKEL Geografi 7-9 ~ del 2 25

Förnybara energikällor:

Kraft och rörelse åk 6

Vatten och luft. Åk

Atomens historia. Slutet av 1800-talet trodde man att man hade en fullständig bild av alla fysikaliska fenomen.

Universum en resa genom kosmos. Jämförande planetologi. Uppkomsten av solsystem

Stenar är bitar ur berggrunden som lossnat.

Solsystemet samt planeter och liv i universum

Värme, kyla och väder. Åk

Övning Fyll i. Övning Fundera på. Övning Hitta felen Hitta 7 fel i texten. 1 VAD ÄR NO?

Atmosfär. Ekosystem. Extremväder. Fossil energi. Fotosyntes

Materia Sammanfattning. Materia

Växthuseffekten ger extremt väder i Göteborg Dina val gör skillnad

Inre krafter - Geografi Gleerups

Gissa vilket ämne! Geologins Dags tipsrunda 2012 för ungdomar och vuxna. Mer geologi finns på:

Kort historia På ITV s hemsida berättar de om hur ITV var först i Sverige så började man att använda geotermisk energi i början av 70-talet i form av

Allt kallare ju högre vi kommer

Min bok om Rymden. Börja läsa

4. Förhållandet mellan temperatur och rörelseenergi a. Molekyler och atomer rör sig! b. Snabbare rörelse högre rörelseenergi högre temperatur

Så började det Liv, cellens byggstenar. Biologi 1 kap 2

Biobränsle. Biogas. Biomassa. Effekt. Elektricitet

1. SOCIALA MEDIER 2. PLAST I HAVET 3. KLIPPA GRÄS 2017 KVALTÄVLING

ENKEL Fysik 22. Magnetism. Tengnäs Läromedel. Vad är magnetism? Magneter. EXPERIMENT - Magnetisk kraft

Universum. Stjärnbilder och Världsbilder

Kemiskafferiet modul 3 kemiteori. Atomer och joner

Brandsäker rökkanal. Skorstensfolkets guide till en trygg stålskorsten

ETE310 Miljö och Fysik

Fotosyntes i ljus och mörker

ENKEL Kemi 2. Atomer och molekyler. Art nr 515. Atomer. Grundämnen. Atomens historia

Geologins Dags tipsrunda 2014 för barn och andra nyfikna Mer om geologi finns på

Det finns åtta planeter i vårt solsystem: Merkurius, Venus, jorden, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus.

ämnen omkring oss bildspel ny.notebook October 06, 2014 Ämnen omkring oss

Kärnenergi. Kärnkraft

Bergarter. 1. Lägg stenarna på rätt bild. 2. Om det finns tid: hämta några stenar från skolgården och sortera dem på samma sätt.

Klimat, vad är det egentligen?

Rapport om Solenergikurs Sol 20 Sida 1 av 6. Kurs innehåll SOL 20

Lärare: Jimmy Pettersson. Kol och kolföreningar

Till exempel om vi tar den första kol atomen, så har den: 6 protoner, 12 6=6 neutroner, 6 elektroner; atommassan är också 6 men masstalet är 12!

Vätskors volymökning

Vecka 49. Förklara vad energi är. Några olika energiformer. Hur energi kan omvandlas. Veta vad energiprincipen innebär

Vilket av våra vanliga bilbränslen är mest miljövänligt? Klass 9c

Min bok om Rymden. Börja läsa

Transkript:

Jordens historia Jordens bildande Planetens Jorden bildades tillsammans med övriga planeter och solen för ca 5 miljarder år sedan. Jorden var färdigbildad som planet för åtminstone 4,5 miljarder år sedan. Det var gravitationskraften som bildade Jorden. Gravitationskraften är en universell egenskap hos all materia, och beror av materians massa (vikt) och avståndet till den. Ju större massa och mindre avstånd, desto större är gravitationskraften. Det krävs minst två massor för att gravitationskraften ska kunna verka. Gravitationskraften innebär att de två massorna attraheras till varandra, vilket slutligen medför att de bli en gemensam massa. Gravitationen medför alltså att stenar, grus, klippblock, gaser och alla annan materia dras ihop till ständigt större klumpar. Den typiskt runda formen hos en planet uppkommer av att den är en ganska stor massa sedd på stort avstånd på ytan är det fortfarande tämligen ojämnt jämfört med en människas storlek. Planeter bildas alltså av sig självt genom gravitationen, om det finns tillräckligt med tillgängligt material. Räcker inte materialet till en planet blir det istället en asteroid. Är det väldigt mycket material blir det inte en planet utan en stjärna. Det beror på att rörelseenergin som gravitationen ger upphov till, blir värmeenergi när massorna har åkt ihop. Ju mer massa som åker ihop, desto varmare blir det. För att det ska bli en stjärna krävs att temperaturen kommer upp i åtminstone 5 miljoner grader Celsius. Vid så hög temperatur fusionerar vissa atomer och då frigörs enorma mängder strålningsenergi - stjärnan har tänt! Den största planeten i solsystemet, Jupiter, är så stor att det inte är så långt kvar till att den kan tända till en stjärna. Den sänder faktiskt ut mer strålning än den tar emot från solen, men det är inte synligt ljus. Om en annan planet kolliderar med Jupiters så skulle vi hamna i ett dubbelstjärnesystem och det skulle säkerligen utplåna alla möjligheter till liv på Jorden. För Jordens del steg temperaturen också i takt med att den bildades av materia som drogs ihop av gravitationen. Yt-temperaturen bli inte så hög att ytan smälte helt, men det måste ha varit väldigt nära. Innertemperaturen var naturligtvis mycket högre, och är fortfarande mycket hög. Längst in i Jordens mitt beräknas temperaturen vara ca 5000 grader Celsius. De yttre delarna fungerar som en kraftfull isolering och därför avkyls Jordens inre mycket långsamt. Men en viss avkylning är det, och värme transporteras också upp från Jordens inre genom långsamma rörelser i den annars hårda och mycket tjocka jordmanteln.

Det är dessa långsamma värmerörelser i planetens inre som får kontinenterna att röra på sig och som orsakar vulkanism i jordskorpan. Den lava som kommer ur vulkaner är smält jordskorpa, och den har smälts genom friktionsvärme och trycksänkning. När kontinenterna dras med av rörelserna i manteln blir det jordbävningar, sprickor och en fruktansvärd friktion. Friktionen kan bli så stor att den smälter berggrunden, och blir det en spricka upp i luften så sjunker trycket snabbt och då blir det hela lättflytande och forsar ut. Temperaturen i Jordens inre hålls också uppe av radioaktivt sönderfall där värme frigörs. En mycket liten del av de atomer som bygger upp Jorden, är inte stabila utan faller spontant sönder till mindre atomer. Det kallas radioaktivt sönderfall eftersom det också uppkommer strålning vid sönderfallet. Vi märker det här även på jordytan av att det sipprar upp radon som är en radioaktiv gas som bildas vid sönderfallet. Det är t.o.m. så att vi har gruvor för att ta fram det radioaktiva materialet i jordskorpan, eftersom en del av det går att använda till att göra kärnvapen, kärnkraftverk och diverse strålkanoner i t.ex. medicinskt syfte. Syresättning av Jorden Atmosfären består av gaser som hålls kvar av Jordens gravitationskraft. Den lättaste gasen, vätgas, är så lätt att den inte kan hållas kvar av gravitationen. Det gäller även den näst lättaste gasen, helium. Drygt 99 % av universums massa är väte och helium. Den ursprungliga jordatmosfären bestod i huvudsak av koldioxid, ungefär som atmosfärerna på Venus och Mars gör än idag. Jordatmosfären innehöll också vattenånga, kvävgas och ädelgaser, precis som idag. Eftersom jordytan inledningsvis var mycket het så fanns det inte vatten, utan allt var vattenånga. Det betyder att det fanns mycket vattenånga i atmosfären. Avkylningen är störst längst ut i atmosfären, och det betyder att vattenångan bildade moln. Snart nog blev molnen så stora att det börjar regna. Så länge ytan var het så förångades regnet och den uppvärmda vattenånga steg uppåt igen. Högre upp kyls den av, blir moln, regnar ner, förångas och stiger upp, om och om igen. Effekten blir att jordytan kyls av snabbare genom vattenångans rörelser och regnandet.

För ca 4 miljarder år sedan täcktes Jorden med varma hav, och det mesta av vattenångan hade lämnat atmosfären. I dessa hav uppkom enkla encelliga levande varelser som så småningom blev till det vi idag kallar bakterier. Vissa av dessa bakterierna tar upp ljus, koldioxid och vatten och bildar av det socker och syrgas. Sockret är näring och sådant fanns ursprungligen i vattnet. Men när de levande cellerna tog upp näringen blev det till slut brist, och då blev förmågan att tillverka eget socker från koldioxid värdefull. Den biologiska evolutionen tog fart. Syret var en restprodukt, men en användbar sådan. Syret används av samma celler till att frigöra energi ur socker och annat vid behov. Syret tas också upp av andra celler som använder det på samma sätt, men utan att själva ha förmågan att tillverka egen syrgas. Sen finns det ytterligare andra celler som inte alls behöver eller använder syre, som kan frigöra energi med hjälp av svavel eller vissa andra ämnen. Men det frigörs mer energi om syre används, så det satte också fart på den biologiska evolutionen. Cellerna dog av att antingen bli uppätna, parasiterade, av högenergistrålning, av förgiftning, av näringsbrist eller helt enkelt av ålder. En del av dem hamnade på havsbottnarna och täcktes över av diverse grus, sand och lera. Eller så hamnade de helt enkelt så djupt att inget ljus finns och ingen kontakt med atmosfären finns heller. Det innebär att de kolföreningar som byggts upp delvis lagras upp i bottnar och i djupvatten. Syret som bildades vid framställningen av kolföreningarna är däremot en gas som stiger upp i atmosfären. Men det skulle dröja flera miljarder år innan syreöverskottet från de fotosyntetiserande bakterierna skulle bli fri syrgas i atmosfären. Syret reagerade istället med kemiska föreningar i jordskorpan till fasta oxider. Dagens jordskorpa, i synnerhet kontinentplattorna som är den övre och lättare delen av jordskorpan, består nästan helt av fasta syreföreningar. Kvarts, fältspat och glimmer, som är de vanligaste mineralerna i jordskorpan, är alla syreföreningar (oxider).

Syresättningen av atmosfären påbörjades först för ca 1,5 miljarder år sedan och dagens 20 % nivå nåddes först för ca 0,6 miljarder år sedan. Syresättningen av atmosfären förändrade radikalt förutsättningarna för levande varelser till det bättre. Strålningen från solen är till stor del högenergistrålning (främst UV) som slår sönder proteiner, DNA och andra komplexa ämnen som bygger upp levande celler. Det tidiga livet på Jorden fanns därför ganska djupt ner i vattnet, så djupt att högenergistrålningen inte nådde dit. Det bör inlednings ha varit på ca 20 meters djup. Det är alltså så att vatten absorberar strålningen. Men även syrgas absorberar UV-strålning, och ju mer syrgas det blev i atmosfären desto effektivare och högre upp absorberades UV-strålningen. När syrgas absorberar UV så blir det en serie reaktioner som leder till att ozon bildas. Ozon absorberar också UV, men av andra våglängder. Effekten blir att nästan all UV- och högenergistrålningen utestängs från jordytan, som därmed kan koloniseras av levande varelser. Evolutionen tog ruskig fart, först strax under vattenytan och snart även på land. Minskad växthuseffekt Förändringen av atmosfären gällde inte bara syret, utan också koldioxiden. De fotosyntetiserande bakterierna, och sedan även växterna, tar ju upp koldioxid och binder den i andra kolföreningar som sedan bildar dy, jord, kol, torv, olja, naturgas m.m. Det har medfört att koldioxidhalten i atmosfären för närvarande bara är 0,3 %. Koldioxid är en växthusgas, vilket innebär att den håller kvar värmestrålning från den av ljus uppvärmda jordytan. Ju mer koldioxid, desto varmare klimat. Den sänkta koldioxidhalten, tillsammans med syrets förnämliga förmåga att absorbera UV-strålningen i atmosfärens yttre delar, gör att temperaturen vid jordytan är behaglig för liv på större delen av planetens yta. Även detta bidrar verksamhet till en snabb biologisk utveckling. Den ökade växthuseffekten som idag ses som ett jättelikt miljöproblem, är egentligen en smärre tillbakagång till mer ursprungliga förhållanden på planeten. Kruxet är bara det att vi får mycket stora problem när havsytan stiger, stormarna tilltar, öknarna växer och skyfallen på andra håll blir värre.

Tektonik Värmen i Jordens inre göra att den annars fasta manteln rör sig långsamt. Den del som är varmast, dvs. längst in, är också lättast och stiger därför uppåt. Närmare ytan kyls den av och sjunker igen vid sidan av uppvällningszonerna. Det gör att rörelsen på ytan går sidledes. Jordskorpan och kontinenterna i den, sitter fast i manteln och följer med. Det här gör att jordytan bildar ett pussel av mer eller mindre rörliga plattor. När en platta går emot en annan, så leder det till att plattan antingen tvingas ner under den andra eller så tryckt den ihop uppåt. Den senare varianten blir det om plattan är täckt med en kontinent. Det är vad som sker i Alperna där pressas den afrikanska plattan in i den europeiska plattan. Samma sak i Himalaya där pressas den indiska plattan in i den asiatiska. Om plattan saknar kontinent, dvs. är en havsbotten, så är den tyngre och matas in under den andra vid kollision. Då blir det en långt veck in i jordytan, och det är vad som pågår i Marianergraven och Filippinerdjupet. På andra ställen dras plattorna isär, och bildas det en långsträckt karaktäristisk dal, en s.k. Rift Valley. När plattorna dras isär så fylls sprickan snabbt med hett material underifrån. Det bildas alltså ny jordskorpa här. Detta är vad som inträffar på Island och i Röda havet.

På andra ställen dras plattorna längs med varandra. Vissa plattor är små och verkar närmast snurra runt mellan stora runt om. Andra plattor är jättestora och ligger nästan stilla. Tektonisk verksamhet pågår också på våra grannplaneter Venus och Mars, däremot inte på Månen. Månen är helt enkelt för liten för att den skulle ha blivit tillräcklig varm vid bildandet för att kunna ge upphov till värmerörelser i sitt inre. Jätteplaneter som Jupiter och Saturnus, har däremot inte något fast yta som Jorden. De har så hög gravitation att gaserna successivt övergår i vätskor närmare ytan, och där är det oerhört oroligt. Det är gigantiska stormar och eruptioner hela tiden. Så där kan man inte tala om tektonik. Däremot finns det månar till jätteplaneterna som är tektoniskt aktiva, främst tack vare jätteplanetens kraftiga gravitationsfält. De tektoniska förloppen på Jorden har delvis kunnat kartläggas genom studier av bergarters sammansättning, struktur och ålder. Man har också kunnat räkna framåt utifrån vad vi vet om de nu pågående tektoniska rörelser som avläses direkt av satelliter. Av rekonstruktionerna kan man se att förhållandena för klimatutjämnande havsströmmar, livgivande grundhav och mycket annat, radikalt har förändrats under årmiljonernas lopp. För att sätta in tidsskalan i mer mänskliga mått kan det vara värt att notera att de allra tidigaste människorna fanns för 2,5 miljoner år sedan i Östrafrikas Rift Valley, och de allra tidigaste apmänniskorna fanns i samma område för ca 5 miljoner år sedan. Europa nådde mänskigheten för ca 0,1 miljoner år sedan och Amerika nåddes för ca 0,01 miljoner år sedan. De första civilisationerna dyker upp vid mindre än 0,001 miljoner år sedan.