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10 mikroskopische Ansichten von Ereignissen mit großen Folgen für die Erde
Die Erde ist sehr alt und sehr groß, aber sie enthält viele mikroskopische Details, die sich über die Äonen angesammelt haben. Die heutige Technologie kann uns erstaunliche Ansichten von winzigen Dingen zeigen, die entweder nach massiven menschlichen und natürlichen Ereignissen in der Vergangenheit zurückgelassen wurden oder die den gesamten Planeten heute noch reibungslos funktionieren lassen.
10 Ein Standbild der Entstehung des Sonnensystems
Dies ist ein dünner Abschnitt eines viereinhalb Milliarden Jahre alten Meteoriten. Die runden Flecken, Chondren genannt, sind der Grund, warum diese Meteorite Chondrite genannt werden. Heute zeigen Chondrite den Wissenschaftlern genau, wie sich die Erde und der Rest des Sonnensystems gebildet haben.
Chondrite sind buchstäblich älter als Dreck. Sie bildeten sich, als das Sonnensystem nur eine Wolke aus interstellarem Staub war, von denen einige zu Chondrules verschmolzen. Der Rest begann sich zu größeren und größeren Objekten mit mehr und mehr Schwerkraft zusammenzusetzen. Dies wurde zu einem außer Kontrolle geratenen Prozess, der endete, als das Zentrum der Wolke als Stern - unsere Sonne - beleuchtete. Was von Staub und Chondrules übrig blieb, wurden zu Planeten, Monden, Asteroiden und Kometen.
Danach waren alle Planeten und die meisten Monde groß genug, um sich selbst weiterzuentwickeln. Keines ihrer ursprünglichen Materialien ist heute für Wissenschaftler mehr zu studieren, weshalb Chondrite wie der oben gezeigte so wichtig sind.
Asteroiden und einige andere Objekte waren zu klein, um sich weiterzuentwickeln, und blieben Milliarden von Jahren im Sonnensystem, brachen gelegentlich zusammen und fielen auf die Erde. Nun wissen die Wissenschaftler, dass die oben gezeigten hellen Chondrules in Material aus der ursprünglichen interstellaren Staubwolke eingebettet sind, die im obigen Bild schwarz erscheint und beim Entstehen eines ganzen Sonnensystems hängen bleibt.
9 mögliche Bausteine für das Leben im Weltraum
Dieses verschwommene, scheinbar unscharfe Bild ist das wirkliche Äquivalent dieser chemischen Formeln, die Sie in Lehrbüchern gesehen haben. Es wurde mit einem Instrument mit einem fantastischen Namen aufgenommen - "Nonkontakt-Atomkraftmikroskop" - und zeigt Kohlenstoff- und Wasserstoffatome, die in drei Benzolringen miteinander verbunden sind.
Astrobiologen lieben die sechsseitige Benzolringstruktur, weil sie zu vielen verschiedenen Arten von Molekülen geformt werden kann, die wahrscheinlich im Weltraum vorkommen, insbesondere polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK). Diese und andere auf Kohlenstoff basierende organische Moleküle machen etwa die Hälfte der Staub- und Gaswolken aus, die zwischen den Sternen schweben.
Da das Leben auf der Erde auch auf Kohlenstoff basiert, fragt man sich, ob es ursprünglich aus diesen interstellaren organischen Molekülen stammte. Niemand weiß es genau, aber NASA-Forscher haben während des Studiums von PAHs eine aufregende Entdeckung gemacht. Sie setzten Pyrimidin, ein Material, das PAHs ähnelt, Bedingungen im Labor aus, die die raue Umgebung des Weltraums nachahmen. Das Ergebnis: Bildung von Uracil, Cytosin und Thymin, drei Materialien, die im genetischen Material allen Lebens auf der Erde vorkommen.
Experten werden eines Tages herausfinden, wie das Leben auf der Erde begann. Was wir wissen, ist, dass das Leben, nachdem es angefangen hatte, eine Reihe von Massensterben erlitt. Möglicherweise wurde das schlimmste Aussterben jemals von einer sehr kleinen Kreatur namens… ausgelöst.
8 Cyanobakterien: Die Zellen, die zuerst der Erde Sauerstoff gegeben haben
Dieses Bild ist genau so, wie es aussieht: ein Bündel Bakterienzellen, die durch ein Mikroskop gesehen werden. Diese Kreatur war früher als blaugrüne Alge bekannt, wird jedoch jetzt Cyanobakterien genannt. Das zuerst Das Erstaunliche an diesen Zellen ist, dass sie eine Milliarde Jahre alt sind. Wissenschaftler haben sie aus Milliarden von geologischen Formationen in Australien ausgegraben, wo auch 29 andere Arten gefunden wurden.
Wie können Bakterien Fossilien hinterlassen? Cyanobakterien sind größer als die meisten Bakterien und haben dicke Zellwände. Sie leben in Matten, die sich in Schichtstrukturen aufbauen, die Stromatolithe und Oncolithe genannt werden. Uralte Stromatolithen zeigen, wenn sie in extrem dünne Scheiben geschnitten werden, manchmal versteinerte Cyanobakterien, wie sie in dieser Aufnahme zu sehen sind.
Noch erstaunlicher ist die Tatsache, dass das Leben, wie wir es kennen, ohne diese Cyanobakterien im Bild und viele andere nicht existieren würde. In seiner Jugend ähnelte die Atmosphäre der Erde der smoggischen Luft auf dem Saturnmond Titan. Es war für das moderne Leben giftig, aber einige Mikroben, einschließlich Cyanobakterien, konnten damit umgehen. Vor etwa 2,3 Milliarden Jahren entwickelten Cyanobakterien die Fähigkeit, durch Photosynthese vom Sonnenlicht zu leben. Ein Nebeneffekt der Photosynthese ist Sauerstoff, der für Mikroben, die den Smog bevorzugten, tödlich war. Da es eine große Anzahl von Cyanobakterien gab, veränderte das Great Oxygenation Event die Atmosphäre des Planeten und verursachte wahrscheinlich das größte Massensterben der Erde. Es hat jedoch auch die Bühne für die heutigen Tiere und Pflanzen geschaffen.
Im Moment wird nur vermutet, dass Cyanobakterien die Smogkreaturen getötet haben, aber wir wissen, dass es einmal ein Ereignis namens Great Dying gab, bei dem fast das gesamte Leben der Erde umkam. Eine Ursache für dieses Massensterben war…
7 Die sibirischen Fallen
Geologen nennen das einen dünnen Abschnitt, denn es handelt sich also um ein sehr dünnes Steinstück. Wenn Sie es mit polarisiertem Licht unter einem Mikroskop betrachten, können verschiedene Mineralien durch Farbe identifiziert werden. (Auch dünne Abschnitte machen großartig Rock Kunst!)
Dies ist ein dünner Abschnitt des leukokratischen Gabbro. Der weiße Teil des Bildes ist das Mineralplagioklas, und der blaue Teil ist Amphibol. Beachten Sie, wie die Mineralien alle zusammengeschichtet sind. Sie sind anscheinend in einem Fluss aus schwarzem Material gefangen, von dem wir uns vorstellen können, dass er langsam wie hawaiianische Lava in diesem Bild von links nach rechts rollt.
Diese war eigentlich fließend, im hawaiianischen Stil, und sie floss im heutigen Sibirien vor rund 250 Millionen Jahren aus dem Boden. Die Flut der sibirischen Fallen ereignete sich während der permischen Periode zur gleichen Zeit wie das größte bekannte Massensterben der Erde. Die Basaltflut dauerte eine Million Jahre. Viele Lava-Geologen schätzen, dass Europa bis zu einer Tiefe von über einem Kilometer begraben würde.
Es war keine gute Nachricht für das Leben auf der Erde. Während andere Faktoren wahrscheinlich an den großen Todesfällen beteiligt waren, blockierten Dämpfe und Asche aus diesem Ausbruch das Sonnenlicht, und giftige Gase strömten aus der Lava, um Luft und Meer zu verschmutzen. In dieser Zeit verschwanden geschätzte 93 bis 97 Prozent aller Leben.
Einige sagen, die Flut sei durch eine Mantelfahne verursacht worden; Andere meinen, dass es mit der Plattentektonik zusammenhängt. Die sibirische Lava sagt nicht; Seine einst tödlichen Kristalle sitzen einfach da und schimmern uns an.
Die Erde durchläuft Zyklen von Leben und Tod. Einiges davon ist in Felsen aufgenommen, aber die Atmosphäre hinterlässt keine Aufzeichnung. Oder tut es
6 Erdatmosphäre vor 420.000 Jahren
Diese winzigen Luftblasen steigen nicht im Wasser auf. Sie sind in Eis eingefroren, das Hunderttausende von Jahren alt ist. Die Analyse der Luft erzählt den Wissenschaftlern viel über das uralte Klima der Erde, wie sich dieses im Laufe der Zeit verändert hat und wie es sich in der Zukunft ändern könnte.
Wie kommt die Luft ins Eis und wie kann sie datiert werden? Schneekristalle fangen die Luft ein, wenn sie auf die Erde fallen. Wenn der Schnee nicht schmilzt, wird er mit Luftblasen zu Gletschereis. Alles bleibt in der gleichen vertikalen Position relativ zu allem anderen. Gletscher bewegen sich manchmal horizontal und fließen über das Land, aber ihre Innenräume bleiben stabil. Wissenschaftler können daher feststellen, wie alt die verschiedenen horizontalen Gletscherschichten auch ohne Kohlenstoffdatierung sind - die jüngsten Schichten liegen immer oben. So wissen Fachleute, dass Blasen wie diese, die in Eisbohrkernen aus der Antarktis und aus Grönland zu finden sind, Luft enthalten, die 420.000 Jahre alt ist.
Änderungen der Kohlendioxidmenge in der Luft können das Klima sicherlich beeinflussen. Das ist heute eine große Sorge, aber glücklicherweise hilft uns eine kleine Meeresbewohner, damit umzugehen.
5 Ein bedeutender Kohlenstoff-Recycler
Das ist kein Satellitenbild eines Waldes mit einer Straße. Es ist eine mikroskopische Ansicht von Alteromonas, ein kürzlich entdecktes Bakterium, das eine große Rolle bei der Speicherung von Kohlendioxid (CO2) unter Kontrolle.
Kohlenstoff existiert überall auf der Erde. Es ist in einer zarten Balance in der Luft, die die Meere des Planeten bei der Kontrolle unterstützen. Meerwasser nimmt atmosphärisches CO auf und setzt es frei2. Plankton frisst den Kohlenstoff, der absorbiert wird. Wenn sie sterben, sinken ihre Körper in die tieferen Tiefen des Ozeans, wo Bakterien sie fressen. Diese Bakterien setzen dann CO frei2, die schließlich in die Erdatmosphäre zurückkehrt.
Zumindest glauben Wissenschaftler dies. Der größte Teil des Prozesses findet meilenweit unter dem Ozean statt, wo Forscher ihn nicht beobachten können. Es wurde einmal geglaubt, dass viele verschiedene Bakterien beteiligt sind. Allerdings wurde vor kurzem entdeckt, dass eine einzige Alteromonas Stamm isst so viel wie eine ganze Gemeinschaft anderer Organismen. Die Entdeckung macht es Wissenschaftlern viel einfacher, Modelle für den Kohlenstoffkreislauf des Ozeans zu erstellen. Alles, was sie tun müssen, ist, ihre Berechnungen auf dem Fat Albert des Meeres zu stützen.
4 neun Millionen Jahre alte Pflanzen
Pflanzen halten die Atmosphäre atmungsaktiv. Die oben genannten Teile wurden vor Millionen von Jahren während eines Meteoriteneinschlags blitzversteinert. Die Wissenschaftler hatten keine Ahnung, dass organisches Material so viel Hitze aushalten konnte. Dank dieser Entdeckung wissen wir jetzt, dass es möglich ist, dass das Leben auf dem Mars, wenn es jemals existiert hat, auf dieselbe Weise erhalten wurde.
Folgendes ist passiert: Eine Serie von sieben verschiedenen Weltraumobjekten stürzte in das heutige Argentinien, wobei der letzte Einfluss vor etwa neun Millionen Jahren auftrat. Der Boden dort war von einem pulverförmigen Boden namens Löß bedeckt, der sehr schnell schmolz und zu Glas wurde. Experten führten eine Reihe von Tests durch; Nach vielen knusprigen Ausfällen stellten sie fest, dass bei Temperaturen über 1.480 Grad Celsius das Wasser in den Außenschichten einer Pflanze genug Wärme absorbiert, um die empfindlichen inneren Strukturen zu schützen. Ähnliches passiert beim Frittieren von Speisen.
Der Mars ist auch von Löss bedeckt und hat viele Einschlagskrater. Es hat seit Milliarden von Jahren keine Flüsse und Ozeane mehr, aber es war einmal so. Das Leben hätte dort existieren können, und es ist durchaus möglich, dass das Leben des alten Mars in Impaktglas aufbewahrt wurde, genau wie diese Erdpflanzen.
3 Ein Standbild des größten Vulkanausbruchs der Welt
Dies kann wie eine Nahaufnahme von Van Gogh aussehen Sternenklare Nacht, aber es ist wirklich ein weiterer geologischer dünner Abschnitt aus Vulkangestein. Hier gibt es keine Verschmierungen, dafür viele scharfe Kanten. Dies war ein heftiger Ausbruch, kein fließender Fluss im hawaiianischen Stil.
Diese größeren Brocken sind durch Klasten gebrochene Mineralfragmente. Sie sind in pulverisiertes Gestein eingebettet, das sie umfließt. Wenn Sie genau hinschauen, werden Sie dunkle Hohlräume im pulverisierten Stein sehen, die sich wie ein gezogener, heißer Toffee erstrecken.
Dies ist ein kleines Stück der Toba-Supereruption von vor 75.000 Jahren. Es war der größte bekannte Ausbruch der Erde in der Geschichte der Menschheit, der 2.900 Kubikkilometer Magma und drei Billionen Kilogramm Schwefel in den Himmel sprengte. Mineralkristalle wurden in Kronen zersplittert, als sie aus dem Abzug sprengten. Sekunden später waren sie in heiße, sprudelnde Vulkanasche eingebettet.Das Gas zerstreute sich schnell und hinterließ in den Aschepartikeln Räume, die unter polarisiertem Licht schwarz aussehen. Zehntausende Jahre später sind Geologen, die diese Trümmer untersuchen, immer noch von Tobas Gewalt betroffen. Die Asche des Ausbruchs fiel bis nach 7.000 Kilometer in das östliche Afrika.
2 Menschen zähmen Feuer
Genau so sieht es aus. Das braune Zeug ist Schmutz, die helleren Partikel sind Asche eines Holzfeuers und das dunkelgraue Material ist Pflanzenmaterial, das teilweise verbrannt wurde. Erstaunlich ist, dass die Menschen vor einer Million Jahren ein Feuer unter ihrer Kontrolle hatten - weit früher als erwartet.
Schätzungen darüber, wann Menschen gezähmtes Feuer gezähmt haben, waren immer fragwürdig. Es ist schwer zu sagen, ob alte Aschenschichten durch ein Lauffeuer oder ein Kochfeuer hinterlassen wurden. Vor einigen Jahren verwendeten die Wissenschaftler fortgeschrittene Techniken an der Asche, einschließlich der oben gezeigten. Die Asche stammt von einem Millionen Jahre alten Feuer in einer südafrikanischen Höhle. Es war ungestört und konnte nicht durch natürliche Prozesse verursacht werden. Steinwerkzeuge wurden in der Nähe gefunden.
Was wir hier sehen, sind die aschgrauen Überreste einer Pflanze, die möglicherweise jemand ist Homo erectus, vor einer Million Jahren in diese Höhle getragen. Sie waren wahrscheinlich keine Vegetarier, da auch verbrannte Knochen gefunden wurden.
Die Kontrolle des Feuers war unser größter Schritt, um die Meister der Erde zu werden, die wir heute sind. Aber sind wir wirklich Meister? Wissenschaftler beginnen zu erkennen, dass die größte Masse lebender Organismen auf der Erde tatsächlich in der felsigen Kruste unter den Ozeanen leben kann. Diese winzigen Kreaturen heißen…
1 Endolithen
Es ist am einfachsten, die Wissenschaftler Ihnen sagen zu lassen, was diese hübschen grünen Dinge sind: "Verdrehte Mineralstiele, die durch Eisen oxidierende Bakterien erzeugt wurden, die aus Mineralinkubationsversuchen in Bohrlöchern von Juan de Fuca gewonnen wurden."
Das operative Wort hier ist "Bohrlöcher". Wissenschaftler bohrten sich in den Meeresboden und fanden dort Bakterien. Diese kleinen Steinbewohner, Endolithen genannt, wurden zuvor bedeckt. Sie leben in Fels und essen es. Wissenschaftler wissen seit Jahren von ihnen, aber erst jetzt sinkt die Zahl der Endolithen auf der Erde.
Der größte Teil der Erde ist von ozeanischer Kruste bedeckt. Dieser Meeresboden besteht aus Basaltlava, die an den Kämmen des Mittelmeeres ausbricht und sich dann auf einer Art geologischem Förderband von den Kämmen entfernt. Es gibt viel Wasser und Wärme - beides Dinge, die für das Leben auf der Erde notwendig sind. Darüber hinaus gedeiht das Leben im Wasser bereits auf den Kämmen des Mittelmeers in hydrothermalen Schluchten. Warum sollte das Leben im Meeresboden nicht genauso gut sein?
Nun stellen Sie sich vor, dass die gesamte ozeanische Kruste bewohnt ist. Die Wissenschaftler, die dieses Bild grüner Endolithenhalme aufgenommen haben, glauben, dass es tatsächlich eine großartige Heimat für eine solche Lebensform sein könnte. Andere glauben sogar, dass der Meeresboden möglicherweise mehr Biomasse enthält als Land- und Meeresleben zusammen!