Jorden: toppen längst från jordens medelpunkt är inte Everest

Står du på toppen av Mount Everest är du, enligt det vanliga måttet, så högt upp som man kan komma. Men bestiger du istället Chimborazo i Ecuador hamnar du 6 384,4 km från jordens medelpunkt — längre ut än Everest, eftersom jorden själv buktar ut till din fördel. Rotationen plattar till planeten vid polerna och sväller ut den vid ekvatorn, vilket lägger till hela 43 km till jordens diameter där, jämfört med från pol till pol. Även den djupaste havsgraven och det högsta berget syns knappt mot den utbuktningen: Marianergraven minskar planetens genomsnittliga radie med bara 0,17 %, och Everest lägger bara till 0,14 % igen.

På ett fotografi ser jorden statisk ut, men nästan ingenting på den står stilla. Dess jordskorpa spricker, glider och sväljs tillbaka in i manteln enligt ett schema som mäts i tiotals miljoner år. Dess inre är varmt nog att smälta berg och kallt nog att hålla en fast innerkärna. Dess magnetfält, som tystlåtet försvagas medan du läser detta, är det enda som står mellan atmosfären och en himmel full av ofiltrerad solvind. Även planetens slutgiltiga öde är redan uppritat, på en tidslinje som mäts i miljarder år.

Utbuktningen är bara det mest uppenbara sättet som jorden avviker från en perfekt sfär. Rotationen sträcker ut planeten till en ellipsoid, och tyngdkraft plus rotation avgör tillsammans var ‘längst från medelpunkten’ och ‘högst över havsnivån’ slutar vara samma fråga — vilket är just anledningen till att Chimborazo, som inte ligger nära världens högsta berg, ändå vinner en kategori som Everest inte kan mäta sig med.

Under den formen är själva ytan tillfällig. Den äldsta oceaniska jordskorpan på jorden, som finns i västra Stilla havet, är bara omkring 200 miljoner år gammal — ung jämfört med planeten själv. Kontinental jordskorpa åldras mycket bättre: den äldsta daterade kontinentala jordskorpan är 4 030 miljoner år gammal, och zirkonkristaller har bevarats från jordskorpa så gammal som 4 400 miljoner år. Havsbottnen är i praktiken en engångsprodukt, som ständigt skapas vid ryggar och förstörs vid subduktionszoner, medan kontinentrester kan bestå nästan lika länge som planeten själv är gammal.

Jordens yta formades inte bara gradvis till sin nuvarande form — några av planetens mest utmärkande drag går tillbaka till en enda katastrofal händelse. Den ledande hypotesen om månens ursprung är att ett Marsstort objekt kallat Theia, med omkring 10 % av jordens massa, kolliderade med den unga jorden, och att månen bildades av spillrorna som slungades ut vid kollisionen. Ett objekt som är ungefär en tiondel så massivt som jorden själv och som kraschar in i den nybildade planeten är ingen subtil början för en naturlig satellit.

Jorden återhämtade sig anmärkningsvärt snabbt från det våldet, i alla fall på geologiska tidsskalor. Zirkonkorn från Västaustralien, daterade så långt tillbaka som 4,4 miljarder år, visar att kontinental jordskorpa och flytande vatten redan fanns inom bara 140–160 miljoner år efter jordens bildande. En planet som nyligen hade absorberat en Marsstor nedslagskropp höll redan på att bilda fast mark och samla flytande vatten inom en geologisk ögonblink.

Denna omröring sker i ett tempo som är lätt att underskatta. Tektoniska plattor kryper fram i ungefär samma hastighet som naglar växer — 10 till 40 mm per år — vid den mittatlantiska ryggen, och i hårväxthastighet, omkring 160 mm per år, för Nazcaplattan. Bland de snabbaste plattorna någonstans rör sig Cocosplattan 75 mm per år och Stillahavsplattan 52–69 mm per år. Inget av detta låter dramatiskt på en mänsklig tidsskala, men sammanlagt över 200 miljoner år räcker en rörelse i nagelhastighet för att öppna och stänga hela oceaner.

Den tålmodiga rörelsen är också anledningen till att jordens yta ständigt återvinns, samtidigt som de kontinenter den bär på driver nästan oförändrade i miljarder år — två mycket olika klockor som går inuti samma planet.

Plattektonik är inte den enda långsamma processen som formar jordens beboelighet. Planetens magnetfält var etablerat redan för 3,5 miljarder år sedan, vid en tid då solvinden var omkring 100 gånger starkare än den är idag. Fältet tros ha förhindrat att den unga atmosfären blåstes bort helt och hållet — vilket förmodligen är det som hände med Mars atmosfär.

Skölden är inte statisk heller. Jordens magnetiska dipolmoment försvagas för närvarande med nästan 6 % per århundrade, även om det fortfarande är starkare än sitt långsiktiga medelvärde. Polvändningar har hänt förut: den senaste fullständiga omvändningen av de magnetiska polerna skedde för ungefär 700 000 år sedan. Ett fält som kan försvagas med enstaka procenttal per århundrade, och ibland vända polaritet helt och hållet, gör ett betydligt mindre stabilt jobb med att skydda planeten än vad uttrycket ‘osynligt kraftfält’ antyder.

Zoomar man ut från ytan framträder fältets verkliga form: en bubbla runt hela planeten, tillplattad på den sida som är vänd mot solen. Solvindens tryck pressar samman den solvända sidan till omkring 65 000 km, och längre ut ligger bogchocken — chockvågen där solvinden först slår emot fältet — omkring 90 000 km från jorden, och den är bara omkring 17 km tjock.

Jordens magnetosfär känns enorm härifrån marken, men i planetära termer är den blygsam. Jupiters magnetosfär är en storleksordning starkare än jordens, och dess magnetiska moment är ungefär 18 000 gånger större. Bubblan som tyst skyddar varje satellit och astronaut i rymden nära jorden skulle vara en avrundningsfel bredvid Jupiters.

Inget av detta — jordskorpan, fältet, atmosfären — skulle existera utan värmen som driver det från insidan. I jordens mitt kan temperaturen nå upp till 6 000 °C, och trycket kan nå upp till 360 GPa, ungefär 52 miljoner psi. All den värmen måste ta vägen någonstans: jorden avger ständigt energi från sitt inre ut i rymden, totalt 4,42×10^13 watt globalt, eller i genomsnitt 87 milliwatt per kvadratmeter yta.

Det är en blygsam siffra per kvadratmeter — du skulle aldrig känna av den om du stod utomhus — men multiplicerat över hela planeten är det samma motor som driver mantelkonvektionen, håller ytterkärnan flytande och i slutändan driver magnetfältet som skyddar allt ovanför det.

Jorden har inte bara en måne; den har också tystare följeslagare som de flesta människor aldrig hör talas om. En trojansk asteroid, betecknad 2010 TK7, librerar runt Lagrangepunkten L4 — en gravitationellt stabil plats som ligger före jorden i dess bana runt solen.

Det är en påminnelse om att ‘att kretsa runt jorden’ och ‘att kretsa runt solen tillsammans med jorden’ inte är samma kategori, och att grannskapet direkt runt vår planet är mer trångt — och märkligare — än vad den enda, välbekanta månen antyder.

Allt som beskrivits hittills förutsätter en sol som beter sig som den gör idag, och det antagandet har ett bäst-före-datum. Solen blir gradvis ljusstarkare: dess ljusstyrka kommer att öka med 10 % under de kommande 1,1 miljarder åren och med 40 % under de kommande 3,5 miljarder åren. Det är ingen liten justering. När solen blir ljusstarkare kan jordens medeltemperatur nå 100 °C inom 1,5 miljarder år, och allt havsvatten kan komma att avdunsta och gå förlorat ut i rymden inom uppskattningsvis 1,6 till 3 miljarder år.

Den sista akten kommer ännu senare. Om ungefär 5 miljarder år kommer solen att svälla upp till en röd jätte, och expandera till omkring 1 AU — ungefär 250 gånger sin nuvarande radie. Långt innan det händer kommer havsvattnet, som först påvisades i de 4,4 miljarder år gamla australiska zirkonkornen, redan att vara borta. Jordens långsamma processer — jordskorpans återvinning, fältets försvagning, det inres avkylning — kämpar i slutändan alla mot en mycket större, lika långsam klocka.

• Wikipedia: Jorden
• Wikipedia: Plattektonik
• Wikipedia: Magnetosfär
• Wikipedia: Jordens geologiska historia