Хадей — геоложки еон на ранната Земя (4,6–4,0 млрд. г.)

Хадеанът е геоложкият еон, който предхожда архея. Започва с формирането на Земята преди около 4,6 милиарда години и завършва преди приблизително 4,0 милиарда години. Името "хадеан" произлиза от "Хадес" (гръцки за "подземен свят"), защото условията на ранната Земя са били много различни и в голяма степен враждебни в сравнение с днешните. Терминът е въведен от геолога Престън Клауд през 1972 г. Основни характеристики на хадея са интензивното метеоритно бомбардиране, мощен вулканизъм и високи средни температури, свързани с наличието на масивен магмен океан и непрекъснато вътрешно топлинно освобождаване.

Кора, циркони и липса на седиментни скали

На практика не са запазени седиментни скали от хадея. Най-старите известни геоложки обекти на Земята са някои циркони, датирани отпреди около 4,40 милиарда години (4 400 милиона години). Тези цирконови кристали (особено открити в района Jack Hills, Австралия) дават ценни сведения за съществуването на първична континентална кора и за условия, при които е била възможна наличие на вода на повърхността. Въпреки това повечето от свидетелствата за ранната кора са фрагментарни — оригиналните скали са били разкалявани, претопявани и разрушавани от последващи процеси и от интензивни сблъсъци.

Магмен океан и диференциация

Счита се, че в ранните фази след образуването на Земята планетата е преминала през стадий на т.нар. магмен океан — широко разпространен слой разтопена материа, резултат от освобождаването на гравитационна и кинетична енергия при акрецията и от големите сблъсъци. По време на този процес е станало и диференциране: тежките елементи (предимно желязо и никел) са потънали и са формирали металното ядро, а по-леките силикатни материали са останали в мантията и във външната кора.

Образуване на Луната — хипотезата за гигантски удар

В началото на земната история Луната вероятно се е формирала в резултат на масивен сблъсък между протоземята и друга голяма протопланета, често наричана Тея. Доказателствата, подкрепящи тази хипотеза за гигантски удар, са:

1. забележителното сходство между състава на земната кора и този на Луната,
2. ниската концентрация на желязо в центъра на Луната и
3. високия ъглов момент на системата Земя-Луна.

Допълнителни подкрепящи данни включват изотопното сходство (например на кислородни изотопи) между земните и лунните материали, което говори за общ произход или за интензивно смесване след удара. Моделите на компютърни симулации показват, че подобен удар може да изхвърли големи количества материал в орбита, които след това да се кондензират в Луната.

Бомбардиране и "късно тежко бомбардиране"

Обяснението за общата липса на хадейски скали (по-стари от ~3,8 милиарда години) включва и периода на интензивно сблъсъчно бомбардиране в ранната Слънчева система. След формирането на планетите голям брой остатъци от протопланети, астероиди и комети са се движили по ексцентрични орбити и са бомбардирнати ранната Земя и другите тела в системата. Тази активност е могла да предотврати установяването и запазването на обширни, непрекъснати масиви от кора, като буквално е раздробила ранните протоконтиненти. Върхов момент в тази бурна епоха често се нарича късно тежко бомбардиране, което според някои интерпретации е концентрирано около 4,1–3,8 милиарда години, но точният мащаб и време остават предмет на научни дискусии.

Атмосфера и океани

Ранната атмосфера на Земята през хадея е била доминирана от вулканично изпарение и от газове, изхвърляни при акрецията и ударите: въглероден диоксид, метан и азот са били основни компоненти, докато свободният кислород е бил почти отсъстващ. Високата температура и наличието на парникови газове вероятно са поддържали горещ парников ефект. Все пак много модели и емпирични данни (включително от циркони) подкрепят идеята, че океани от течна вода са могли да се кондензират и да съществуват още в късния ха­­дей, веднага щом повърхността изстине достатъчно за това.

Възможни следи на живот и научната несигурност

Не са известни безспорни макроскопични форми на живот от този еон. Въпреки това има някои спорни и интерпретирани като потенциални индиректни следи: аномалии в изотопните съотношения на въглерод в древни скални останки, микроструктури в някои древни метаморфни скали и определени сигнали в цирконите, които могат да се тълкуват като свидетелства за биологична активност още преди 4 милиарда години. Тези твърдения обаче са предмет на активни изследвания и дебати и към момента не са общоприети като убедително доказателство за живот през хадея.

Значение за разбирането на Земята и другите планети

Изучаването на хадея е важно за разбирането на формирането на Земята, на динамиката на планетарната диференциация, на произхода на Луната и на ранните условия, които са предшествали възникването на живота. Много от процесите, описани за хадея (интензивни удари, магмени океани, бърза диференциация), имат аналитично значение и за други планети и луни в Слънчевата система и извън нея.

Обобщено: хадеанът е време на силно динамична и често враждебна Земя — период на формиране и реформиране на кората, на големи сблъсъци и на стабилизиране на условията, които по-късно позволяват появата и развитието на живота.

Въпроси и отговори

Въпрос: Какво е хадейският еон?

В: Откъде идва името "хадейски"?

В: Кой пръв е използвал термина "хадейски"?

В: Какви са били условията на ранната Земя?

В: Има ли седиментни скали от този еон?

Въпрос: Какви доказателства подкрепят хипотезата за гигантски удар за начина, по който се е образувала нашата Луна?

Въпрос: Защо има толкова малко скали от тази епоха?

Търсене по буква