War alte Erde wie Jupiters Super-vulkanischen Mond Io?

Jemand Fragen, was die Erde vor 4 Milliarden Jahren war einem Auge in Richtung Hypervolcanic Jupitermond Io werfen sollte, schlägt eine neue Studie.

IO ist das am meisten vulkanisch aktives Objekt im Sonnensystem, zerstreuen seine massive Stores von innerer Hitze über intensive Eruptionen, die den gesamten Mond mit etwa 0,4 Zoll (1 Zentimeter) abdecken von Lava jedes Jahr. Erde wahrscheinlich ging durch eine ähnliche Phase in seiner Jugend zurück, bevor der Planet genug für Plattentektonik abgekühlt zu starten, berichten Forscher heute (25 September) in der Zeitschrift Nature.

Erde aus der Fusion von vielen kleinen, felsigen "Planetesimalen" vor etwa 4,5 Milliarden Jahren gebildet. Diese Kollisionen erzeugt viel Wärme, wie auch die spätere Trennung der metallischen Erdkern und den Zerfall radioaktiver Elemente. Infolgedessen die alte Erde hegte weit mehr inneren Hitze, als es heute der Fall ist — vielleicht fünf bis 10 Mal mehr Wissenschaftler denken. [Tolle Fotos von Jupiters Mond Io]

Jedoch den Planeten Lithosphäre – seinen steifen Außenhülle, bestehend aus der Kruste und des oberen Mantels – war relativ dick und kühl in jenen frühen Tagen. Das sollte nicht der Fall sein, wenn Plattentektonik das wichtigste Mittel der damals innere Hitze zerstreut wurden, wie es jetzt ist, sagten die Forscher.

Die frühe Erde kann stattdessen mehr wie Io, gearbeitet haben wo Wärme an die Oberfläche durch vulkanische "Rohre" in großen Mengen fließt. Der Mond ist so hart durch die mächtigen Jupiters Schwerkraft zerrte, dass es derzeit etwa 40 Mal mehr interne Wärme transportiert als Erde tut, obwohl er so breit wie unser Planet nur 30 Prozent.

"Heat-Pipe [Idea] erklärt, dass dadurch, dass Wärme durch die Lithosphäre an bestimmten Orten – Rohre – wodurch den Rest der Lithosphäre dicker und kalt und stark," sagte Studie leitende Autor William Moore, der Hampton University in Virginia. "So können Sie das Paradoxon auflösen durch den Vorschlag dieses anderen Mechanismus des Wärmetransports."

Der Chef Alternative zum Heatpipe Modell von Moore und Studie Co-Autor Alexander Webb der Louisiana State University eine aufgemotzte Version der Plattentektonik, ist in denen der Erde enorme lithosphärischen Platten einfach schneller bewegt und transportiert mehr Wärme vor langer Zeit entwickelt.

Aber eine heißere Interieur wahrscheinlich generiert haben würde mehr geschmolzenes Gestein, Produktion dicker, mehr Auftrieb, die genug, um wieder in den Erdmantel, Tauchen Abkühlen länger gedauert haben würde, sagte Moore.

"Etwas counterintuitively heißer Dinge zu bekommen, es scheint wie die langsameren Plattentektonik sollte laufen, und tatsächlich je schlechter es ist auf den Transport von Wärme," Moore sagte SPACE.com. "So gibt es geophysikalische Probleme mit nur Plattentektonik schneller laufen."

Darüber hinaus erhalten Felsen, die vor 3,5 Milliarden Jahren entstanden Beweise der Perioden der intensiven, kontinuierlichen Vulkanismus auf der Erde mehrere 100 Millionen Jahre. Das ist ein weiterer Schlag gegen die alten Tektonik Argument, hinzugefügt Moore.

"Nicht siehst du das überall heute an der Oberfläche der Erde, weil Plattentektonik nicht alles für 100 Millionen Jahre bevor es beginnt verprügeln drauf sitzen," sagte er.

Das Heatpipe System in Kraft ab dem Zeitpunkt dürfte der Erdoberfläche bis etwa 3,1 Milliarden Jahren verfestigt, wenn der Planet auf Plattentektonik relativ schnell umgestellt, sagte Moore. (Wie Erde gekühlt, die Höhe der Vulkanismus dramatisch abgefallen die Idee geht, die Lithosphäre bekam dann dünner und dünner, bis es schließlich Platten bilden brach,.)

Leben wird gedacht, um auf unserem Planeten vor etwa 3,8 Milliarden Jahren entstanden sind, so dass es ins Dasein auf einem unglaublich vulkanischen Planeten blühte haben kann. Und das durchaus Sinn machen würde, sagte Moore. [7 Theorien über den Ursprung des Lebens]

"Diese Interaktion zwischen heißen Steinen und Wasser ist wirklich gut für das Leben", sagte er. "sie macht frei, thermische Energie und chemische Energie aus den Gesteinen, sowie essentielle Nährstoffe wie Phosphor und Schwefel aus der Rock-Phase ziehen und setzen sie in das Wasser."

Die neue Hypothese könnte Anwendungen weit jenseits der Erde haben. Moore-Verdächtigen, die jedem felsigen Planeten durch eine Heatpipe Phase im Laufe seiner Evolution geht, hängt die Dauer von denen von seiner Größe (weil größere Welten als kleinere Planeten Abkühlen länger dauern).

Wenn dies tatsächlich der Fall ist, kann dann Plattentektonik nicht kaum eine Rolle auf sogenannte "Supererde" Planeten spielen sind etwa 2-bis 10-mal so massiv wie Erde. In den letzten Jahren haben Astronomen eine Reihe von Supererden entdeckt, die möglicherweise in der Lage, Leben zu unterstützen.

Wenn unser Planet wurde in Heatpipe Phase für 1 Milliarde oder 1,5 Milliarden Jahren, eine Supererde "möglicherweise im Heatpipe Modus für 5 Milliarden Jahren oder sogar 10 Milliarden Jahren, vergleichbar mit der Lebensdauer von seinem Stern,", sagte Moore.

"Wir wahrscheinlich nicht diese großen terrestrischen [fremden] Planeten in tektonische Platte Modus zu finden, aber in einem viel langlebiger Heatpipe Modus zu finden erwarten sollte,", fügte er hinzu. "So viel mehr wie Super-e/a-anstatt Supererde wären."

Mike Wall auf Twitter folgen @michaeldwall und Google + . Folgen Sie uns @Spacedotcom, Facebook oder Google +. Ursprünglich veröffentlicht am SPACE.com.