Vědci nedávno objevili na odvrácené straně Měsíce něco překvapivého: horkou skvrnu ve zhroucené, dávno vyhaslé sopečné kaldeře. Zahřívaly ji radioaktivní prvky v žule, která se vytvořila ve ztuhlé magmatické komoře pod ní.
Překvapením nebyla radioaktivita žuly – běžná pultová žula na Zemi je málo radioaktivní. Skutečným šokem byla přítomnost žuly vůbec. Tento typ horniny se na Zemi tvoří v hojném množství jen díky tekuté vodě na naší planetě a aktivní deskové tektonice; Měsíc obojí postrádá.
Ve skutečnosti je naše planeta vzhledem k tomu, co víme o našich sousedech ve sluneční soustavě, geologickou zvláštností. Žula není jedinou horninou, která je na Zemi běžná, ale na jiných světech je vzácná. Tyto chybějící horniny mohou dohromady tvořit celé chybějící krajiny: mimo Zemi byste jen těžko hledali něco jako vápencové sloupy v zátoce Hạ Long Bay, stratovulkán jako hora Fudži nebo dokonce křemenné písečné duny.
Vědci diskutují o běžných horninách vyskytujících se na povrchu Země, které jsou na základě našich současných znalostí zvláštní, vzácné nebo se jinde ve sluneční soustavě nevyskytují. Jestliže Měsíc dokáže geology překvapit i po několika návštěvách, geologie cizích světů, které jsme zatím zkoumali pouze pomocí roverů či sond nebo jsme je zahlédli z oběžné dráhy či dalekohledem, by jistě mohla dokázat totéž.
Žula a další horniny z recyklovaného magmatu
Vyvřelé horniny, které vznikají z magmatu (kterému se při výlevu na povrch říká láva), nejsou v naší sluneční soustavě ničím výjimečným. Povrchy Měsíce, Marsu, Merkuru, Venuše, a dokonce i Jupiterova malého aktivního měsíce Io jsou všechny v drtivé většině vulkanické. Z obyčejného magmatu však obvykle nevzniká žula – musí se nejprve recyklovat.
Čerstvé magma z nitra planety obvykle tvoří černavou horninu zvanou čedič – nikoli žulu, říká planetární geolog Harry McSween z Univerzity v Tennessee. Žula, která obvykle vzniká z magmatu, které se ochladilo a částečně znovu a znovu tavilo – minerály jako křemen v žule snadno tají, takže se zkapalňují a oddělují od zbytků pevné látky, když se horniny začnou tavit. Výsledná recyklovaná magmata tvoří mnoho různých typů žuly a žule podobných hornin, které tvoří většinu zemské kontinentální kůry.
Díky deskové tektonice a vodě mohou na naší planetě snadno vznikat horniny, jako je modrá žula, která tvoří Pedra Azul v brazilském městě Venda Nova.
Na Zemi k tomuto procesu recyklace obvykle dochází v subdukčních zónách, kde se oceánská kůra sesouvá pod kontinentální kůru a při poklesu se zahřívá. A protože vlhká hornina se snáze taví, subdukce, která přináší vodu dolů do Země, pomáhá kůře snadno se roztavit.
„Země má díky deskové tektonice a vodě tento snadný způsob, jak neustále vytvářet žulu,“ říká planetární vědec Matthew Siegler z Planetary Science Institute v arizonském Tucsonu, který pomáhal žulu na Měsíci objevit. „Ale žádná z ostatních planet to nemá.“
Proto mají Merkur, Venuše, Mars a dokonce i Jupiterův vulkanický měsíc spoustu čediče, ale málo žuly. To je také důvod, proč mimoplanetární sopky vypadají spíše jako palačinky než hora Fudži. Roztavený čedič je tekutější než recyklované magma a rozprostírá se do širokých „štítových“ sopek, jako je marsovský Olympus Mons.
Pískovec a další horniny vzniklé ve vodě
Naše modrá planeta je díky velkému množství vody v naší sluneční soustavě jedinečná. A voda nejenže pomáhá tavit horniny na Zemi, ale také je pomáhá slepovat dohromady.
Sedimentární horniny, jako jsou pískovce, vznikají tak, že se již existující horniny rozpadají na kousky, které se hromadí a slepují dohromady, aby vytvořily novou horninu. Tlak tomuto procesu pomáhá, ale sám o sobě nestačí – „potřebujete vodu, aby pomohla stmelit různé částice, které se spojují,“ říká geoložka Marsu Kirsten Siebachová z Rice University.
Turista se kochá pohledem na Antelope Canyon, štěrbinový kaňon v Arizoně, který vznikl bleskovými povodněmi erodujícími navažský pískovec.
Eroze a sedimentární vrstvy v pískovci vytvářejí abstraktní křivku zvanou Wave (Vlna) v Coyote Buttes v divočině Paria Canyon Vermillion Cliffs v Arizoně.
Toto spojení s vodou je důvodem, proč jsou cizí sedimentární horniny vzácné. Ale existují. Některé asteroidy, jako Ryugu a Bennu, jsou hromady suti, v podstatě zvláštní vesmírný konglomerát – typ sedimentární horniny – kde jsou balvany a částice drženy gravitačně, říká planetární vědkyně Bethany Ehlmannová z Caltechu. Mars se také může pochlubit sedimentárními horninami – oslnivým množstvím, které zde zůstaly z jeho teplejší a vlhčí minulosti. Sedimentární horniny rudé planety většinou vznikly tak, že voda pomohla slepit dohromady sedimenty, které se nahromadily v dávných řekách, jezerech a písečných dunách.
Přesto, říká Siebach, „díky žule jsou vlastně sedimentární horniny na Zemi, na které jsme nejvíce zvyklí, stále jedinečné – napříč celou Zemí“.
Vezměme si například pískovec. Zemské písky jsou často bílé a její pískovce jsou obvykle plné křemene, protože tento minerál je běžný v žule a velmi těžko se rozkládá, takže se hromadí v sedimentech. Marsovské pískovce mají úplně jiné složení. Nepočítáme-li zkameněliny, říká McSween, pískovec bohatý na křemen je pravděpodobně jednou z nejspecifičtějších představitelných pozemských hornin – jeho vytvoření by vyžadovalo deskovou tektoniku, erozi a vodu.
Vápence a další horniny vytvořené životem
Desková tektonika a voda samozřejmě nejsou jediné věci, které Zemi odlišují. Naše domovská planeta je jediná, která hostí život – a zdejší horniny to dokazují.
Vezměme si vápenec, křídovou horninu bohatou na minerály zvané uhličitany. Vápenec je na Zemi běžný, protože ho masově produkuje život: hornina vzniká, když se na mořském dně hromadí schránky a kostry oceánských živočichů, zejména korálových útesů, které odumírají. Když se tyto zbytky spojí, vytvoří obrovské bloky vápence.
Krasové útvary, jako je tento v čínské provincii Kuej-čou, vznikají odbouráváním karbonátových hornin - hlavně vápence.
Vápencové věže v zátoce Hạ Long ve Vietnamu.
Život urychluje tvorbu vápence natolik, že „dokonce i mezi geology převládá názor, že vápenec může vzniknout pouze za přítomnosti života,“ říká Siebach. Ale i neživé procesy mohou vytvářet horniny bohaté na uhličitany, jako je vápenec. Klíčovými ingrediencemi jsou trocha mělké teplé vody, která není příliš kyselá, a trochu oxidu uhličitého – obojí na Marsu v minulosti existovalo.
Teplejší a vlhčí minulost Marsu z něj dělá druhé nejlepší místo ve sluneční soustavě pro výskyt uhličitanů. Ale bez života, který by tyto minerály masově produkoval, „je nevidíme ve velkém množství tak, jako kdybychom vysušili pozemské oceány,“ říká Ehlmann.
Malá množství uhličitanových minerálů byla nalezena také na asteroidech, včetně blízkozemní planetky Bennu a trpasličí planety Ceres.
Mramor a další horniny přeměněné teplem a tlakem
Mramor by bylo velmi zvláštní najít ve vesmíru, a to nejen proto, že začíná jako vápenec. Je to metamorfovaná hornina, což znamená, že se pod extrémním teplem a tlakem mění v něco nového, aniž by se roztavila.
Na Zemi probíhá metamorfismus obvykle pomalu a hluboko pod zemí. Teplo a tlak v hloubce přeměňují horniny a minerály, a tak se z grafitu stává diamant a z vápence mramor. Na jiných světech jsou však typičtější metamorfované horniny, které vznikly ve zlomku sekundy při nárazu meteoroidu.
„Horniny jsou vystaveny velmi vysokým tlakům a teplotám, ale jen na chvíli,“ říká McSween.
Itálie je jedním z největších vývozců mramoru na světě, z nichž nejprestižnější pochází z lomů v Carraře, jak je vidět zde.
Itálie je jedním z největších vývozců mramoru na světě, z nichž nejprestižnější pochází z lomů v Carraře, jak je vidět zde. Fotografie PAOLO WOODS A GABRIELE GALIMBERTI, Nat Geo Image Collection.
K nárazovému metamorfismu dochází na Marsu často, ale existují i důkazy o metamorfismu, který je tak trochu chladnější a mírnější verzí toho, co se může dít na Zemi. Ehlmannová a její tým již dříve identifikovali na Marsu metamorfované horniny, které podle ní mohly vzniknout při cirkulaci horké podzemní vody v horninách pohřbených pod zemí, což je proces s relativně nízkou teplotou a nízkým tlakem.
Povrch Venuše je mezitím dost horký na to, aby roztavil olovo – dost horký na to, aby se McSweenová domnívala, že většina jejích povrchových hornin měla metamorfovat. Ale atmosférický tlak, ačkoli je podle lidských měřítek drtivý, se nemůže srovnávat s váhou, byť jen několikakilometrové horniny nad povrchem v hloubi Země.
Nakonec, kdybychom mohli vrtat dostatečně hluboko, skutečně bychom našli metamorfované horniny na každé planetě, říká McSween. Ale Země je zvláštní. Díky deskové tektonice si horniny z hlubokého nitra a povrchu neustále vyměňují místa, což podstatně rozšiřuje neobvyklý geologický repertoár naší planety.
Na Zemi existuje účinný způsob, jak „dostat tyto horniny na povrch a koloběh povrchových hornin dolů, aby byly metamorfovány,“ říká McSween. „A my skutečně nemáme žádný proces, který by to na jiných planetách dělal.“
Sledujte nás v Google Zprávách