”Jorden er enestående ved at være det eneste kendte sted i Solsystemet, hvor der findes liv. Jordens liv er betinget af en kombination af heldige omstændigheder: Jordklodens opbygning og størrelse, afstanden til solsystemets varmekilde, Solen, og placeringen mellem systemets to største tyngdefelter, Solens og Jupiters”.
Jorden blev dannet sammen med det øvrige solsystem ved samling af en roterende sky af gas og støv for omkring 4,5 milliarder år siden. Temperaturen i jordens indre steg hurtigt, bl.a. på grund af varmeudvikling ved radioaktive processer. Opvarmningen resulterede i kraftig vulkansk aktivitet, og jordens overflade af basaltisk,d.v.s. mørk calciumrig lava med et forholdsvis lavt kiselsyreindhold.
Kiselsyre er også en betegnelse for siliciumdioxid – SiO2 metalilte.
Langsomt, ved gentagne opsmeltninger af allerede størknet lava, opstod de første, små kontinenter med kerner af granit og gnejs. Samtidig var overfladen udsat for et kraftigt bombardement af meteoriter. Bortset fra enkelte mineralkorn af det meget robuste mineral, zinkon (indlejret i flere hundrede millioner år yngre sandsten), er intet materiale bevaret fra denne ældste del af jordens historie, der kaldes den “Hadeiske” (efter Hades – grækernes Helvede). Efter den første jordskorpes dannelse, antages jordens overflade at være dækket af vand med spredte, aktive vulkaner, som materialet viser. Vulkanerne havde oprindelig en basaltisk sammensætning, for derefter at ændre sig til mere andesitisk lavasammensætning, d.v.s. med et større kiselsyreindhold på grund af en delvis genopsmeltning af vulkanernes dybeste rødder.
Middelhavet, som vi alle betragter som vor kulturs vugge, har igennem millioner af år gennemgået de voldsomste geologiske forandringer, på dramatisk vis. Jordskorpens bevægelser, som er særdeles aktive i dag og fortsat vil være det fremover, har dannet den smukkeste natur, som et resultat af ekstremt stærke kræfter fra jordens indre.
Af de henimod 1 million jordskælv – rystelser, der forekommer på vores jordklode hvert eneste år, tegner hele Middelhavsområdet sig for de ca. 100.000, hvoraf de godt 200 kan mærkes af mennesker, og nogle få forvolder skade af betydning. Jordskælv og vulkaner er et resultat af de varmebevægelser, der finder sted i jordens kappe, og for at forstå disse processer, er vi nødt til at gå helt tilbage til jordens skabelse sammen med det øvrige solsystem for godt 4,6 milliarder år siden. Jorden, (lat. Tellus), den tredje inderste planet i solsystemet er dannet samtidig med de øvrige planeter.
En roterende sky af gas og støv, påvirket af ydre begivenheder gjorde, at den blev ustabil og faldt sammen under sin egen tyngde. Man ved ikke med sikkerhed, hvad det var for forhold, der forårsagede sammenfaldets start, men det mest sandsynlige er, at en nærliggende stjerne eksploderede som supernova.
Støv – og gasskyen blev hurtigt delt op i koncentriske ringe, af hvilke de enkelte planeter dannedes. Støvet samledes først til mindre klumper på ca.en meters størrelse, som derefter blev tiltrukket af hinandens tyngdekraft; de største opslugte langsomt de mindre, indtil kun én var tilbage inden for hvert bånd i Nebulaen(Nebula betyder teori om solsystemets dannelse af en tågemasse). På denne måde “støvsugede” Jorden nebulaen for materiale. Under samlingen af Jorden blev der frigivet megen energi, der omdannedes til varme. Det meste af denne varme gik først tabt i form af stråling til rummet, men lidt af den blev fanget i den voksende jordklode og bidrog til dens videre opvarmning.
Efterhånden som temperaturen steg i Jorden, var de små metalkorn det første materiale, der smeltede. Det smeltede metal søgte ned mod Jordens centrum på grund af sin høje massefylde, og ved denne proces blev der frigivet ny varmeenergi. Denne gang kunne energien ikke undslippe, men blev igen årsag til yderligere opvarmning. Da processen var forløbet til ende, bestod Jordens kerne af en jern-nikkel-legering, mens silikaterne lå øverst og udgjorde kappen, der havde lagt sig uden om jordens kerne.
Inden for de første få hundrede millioner år dannedes en skorpe ved en delvis smeltning af den øvre jordkappe. Den lagde sig som en slags slagge uden på kappen og bestod formodentlig af basaltlava som før omtalt. Den nydannede skorpe blev dog hele tiden ødelagt ved det voldsomme bombardement af jordoverfladen med asteroide- og kometmateriale fra rummet. Først da dette ophørte senere hen, blev en mere stabil jordskorpe dannet. En egentlig kontinentskorpe blev formentlig dannet ved en delvis smeltning af basaltskorpen på steder, hvor temperaturen var særlig høj.
Med dannelsen af kerne, kappe og skorpe skete der en adskillelse af grundstofferne. Grundstofferne af silikat og oxidmineraler blev koncentreret i kappen og i skorpen, mens de opløselige grundstoffer søgte ind til kernen. De flygtige grundstoffer blev sandsynligvis koncentreret i hydrosfæren(havet)og atmosfæren i løbet af få hundrede millioner år.
På et senere tidspunkt begyndte den indre, faste kerne at dannes ved krystallisation, d.v.s. ændring på grund af temperatur- og trykforhold, en proces, der endnu ikke er afsluttet. Krystallisationsprocessen frigiver energi i form af varme, der sammen med den varme, som frigøres fra henfaldet af de langlivede radioaktive isotoper (atomkerner) i kappe og skorpe gør, at jordens kappe til stadighed bevæger sig i en langsom og sej flytning af varmebevægelse(varmestrømninger), som holder pladetektonikken på Jordens overflade i gang den dag i dag.
Jordens opbygning og størrelse bevirker, at dens øvre del opfører sig som en skorpe, lithosfæren (d.v.s. stive), der bevæger sig oven på et blødere lag, asthenosfæren (d.v.s. bløde), i den øverste del af kappen.
Skorpen og den øverste del af kappen er altså stiv og betegnes lithosfæren. Denne er få km tyk ved midtoceanryggene, men tykkelsen vokser væk fra disse til mere end 150 km under de ældste dele af kontinenterne. Lithosfæren er opdelt i et antal plader, der bevæger sig i forhold til hinanden.
Under lithosfæren ligger asthenosfæren eller det bløde lag. Grænsen markeres af et svagt fald i jordskælvsbølgernes hastighed, hvilket skyldes, at kappen er så varm, at den indeholder dråber af smeltet kappemateriale eller vand, hvilket bremser jordskælvsbølger. Asthenosfæren forandrer form på grund af indholdet af flydende materiale, og konvektionsstrømme menes her i dag at være drivkraften til lithosfærepladernes bevægelser.
Disse såkaldte pladetektoniske bevægelser holdes i gang af konvektionsstrømme i kappen, der igen skyldes varmeafgivelsen fra Jordens kerne, som er udviklet ved nedbrydning af kappens indhold af radioaktive grundstoffer, især uran, thorium og kalium. Jorden er således en geologisk aktiv planet i modsætning til naboplaneterne, Venus og Mars, samt Månen, hvor de geologiske processer er ophørt.
Jorden adskiller sig også fra de andre planeter ved at have overfladevand, hydrosfæren. Tilstedeværelse af frit vand skyldes, at Jordens tyngdefelt er så kraftigt, at det kan tilbageholde det vand, der er frigivet ved indre processer eller tilført af kometer og asteroidemateriale, og at Jorden ligger så langt fra Solen, at vandet ikke fordamper. Jorden har også kunnet fastholde en atmosfære, hvis drivhuseffekt bevirker, at overfladetemperaturen er den, vi kender. Uden atmosfæren ville Jordens gennemsnitstemperatur være helt anderledes.
Konvektionsstrømme i den elektrisk ledende, flydende del af kernen anses for at være årsag til Jordens magnetiske felt.
I grænsen mellem kappen og kernen findes en ca. 200 km tyk zone, hvori der sker kraftige ændringer i jordskælvsbølgernes hastighed. Dette kan evt. repræsentere en zone, som består af materiale med en massefylde, der ligger mellem massefylderne for kernen og kappen. Grænsen mellem kappe og kerne menes at have et uregelmæssigt forløb. Ligesom jernmeteoritter består Jordens kerne sandsynligvis af jern-nikkel-legeringer, som indeholder cobalt, platinmetallerne, svovl og oxygen.
Jorden er omgivet af vand og luft, hydrosfæren og atmosfæren. En del af disses indhold af vand, kuldioxid og nitrogen er frigivet fra Jorden i forbindelse med vulkanske processer. Der foregår til stadighed en sådan frigivelse af gasser, men beregninger viser, at dannelsen af hydro- og atmosfærer kræver en kraftigere tilførsel, end den der nu foregår, hvilket kan have fundet sted i jordklodens allerførste tid, da kappen var smeltet. Man formoder imidlertid også, at vand kan være tilført udefra af kometer og asteroider, som er stødt ind i Jorden i løbet af dens tidligste historie. Temperaturen stiger med dybden i jorden. Det skyldes at der, som før omtalt, frigives varme i Jordens indre ved henfald af radioaktive isotoper og ved krystallisation af den flydende kerne. Denne varme transporteres til overfladen og afgives i sidste ende til Universet ved varmestråling. I den øverste del af Jordens kappe, asthenosfæren, transporteres varmen ved konvektion, altså hvor det varme kappemateriale stiger opad, afgiver det en del af sin varme nær jordoverfladen, hvorefter det atter synker tilbage i dybet. I Jordens centrum anslås temperaturen til 6000-7000 °C. Ved grænsen mellem kerne og kappe er den ca. 4000 °C, ved bunden af lithosfæren ca. 1300 °C og i bunden af skorpen ca. 350-400 °C.
Jordens rotationsakse skærer jordoverfladen i hhv. den geografiske nord- og sydpol.
De magnetiske poler er i modsætning hertil ikke stationære og ligger i dag forskudt i forhold til de geografiske. Nær Sverdrup Island i Nord-Canada ligger den magnetiske nordpol (i geografi kaldes den sådan, selvom den magnetisk set er sydpol), og i havet ved Antarktis findes den magnetiske sydpol. I århundreder er magnetfeltets retning og størrelse blevet registreret af søfarende og på magnetiske observatorier på landjorden. I nyere tid er disse blevet suppleret af målinger fra satellitter. Ifølge disse stammer 95% af Jordens magnetfelt fra Jordens dybe indre og ligner feltet omkring en stangmagnet, et såkaldt dipolfelt. Jordens magnetfelt er kraftigt. Den eneste mulige forklaring på dette er, at det dannes og opretholdes af et system af elektriske strømme i den ydre del af Jordens jern-nikkel-kerne. Et sådant system af elektriske strømme ville imidlertid dø ud i løbet af nogle få tusinde år på grund af den elektriske modstand i kernen, hvis ikke strømmen blev opretholdt af en vedvarende energikilde. Den mest sandsynlige energikilde er konvektion i kernen: Varmt og let materiale ved den indre kerne stiger op og afkøles nær kerneoverfladen, hvor det igen synker ned. Når materialet således tvinges til at bevæge sig i magnetfeltet, opstår der elektriske strømme, og disse strømme producerer det magnetiske felt.
Undersøgelser af magnetiseringen af bjergarter har vist, at jordens magnetfelt har eksisteret i millioner af år, men langtfra været konstant gennem tiderne. Tværtimod viser Jordens historie talrige skift, hvor den magnetiske nordpol og sydpol bytter plads. Disse polskift forekommer med stærkt uregelmæssige mellemrum, som vi endnu ikke har nogen fyldestgørende forklaring på.
Copyright: Henning Andersen
