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地球的形成

2016-10-16 16:36:50来源: 人学研究网 已浏览人数:
受重力作用的影响,较重的铁元素等逐渐下沉,并逐渐向地心集中,形成地核;较轻的元素则逐渐上浮,形成地壳和地幔。

地球的形成
 

地球作为一个行星,远在46亿年以前起源于原始太阳星云。它同其他行星一样,经历了吸积、碰撞这样一些共同的物理演化过程。地球胎形成伊始,温度较低,并无分层结构,只有由于陨石物质的轰击、放射性衰变致热和原始地球的重力收缩,才使地球温度逐渐增加。随着温度的升高,地球内部物质也就具有越来越大的可塑性,且有局部熔融现象。这时,在重力作用下物质分异开始,靠近表面的较重物质逐渐下沉,地球内部较轻的物质逐渐上升,一些重的元素(如液态的铁)沉到地球中心,形成一个密度较大的地核(地震波的观测表明,地球外核是液态的)。物质的对流伴随着大规模的化学分离,最后地球就逐渐形成现今的地壳、地幔和地核等层次,形成圈层结构。大约在38亿年前出现原始地壳,这个时间与多数月球表面的岩石年龄一致。
 

太阳星云中含有不易挥发的固体尘粒,它们相互结合,逐渐形成越来越大的颗粒环状物。因自引力作用,环状物开始吸附周围一些较小的尘粒,体积日渐增大,行星星坯形成,地球星坯也包括在内,地球星坯在一定范围内运动着,靠着自身的引力不断壮大自己,原始地球就逐渐形成。原始地球形成之后,受到星云团块碰撞和引力的作用,出现急剧收缩,加上内部放射性元素的蜕变,原始地球的温度不断提高。在内部温度达到足够高时,内部的铁,镍等物质开始熔解。
 

受重力作用的影响,较重的铁元素等逐渐下沉,并逐渐向地心集中,形成地核;较轻的元素则逐渐上浮,形成地壳和地幔。因处在高温之下,内部的水分开始气化并与气体一起升入空中,但由于它们受到地心的引力,不会逃逸出去,而是被控制在地球周围,成为气水合一的原始大气层。这时,岩浆中夹带的水汽遇冷凝结,地球的表面开始有了水。 在冷却凝结过程中,位于地表的地壳,不断受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压,因此变得褶皱不堪,有的地方还被“挤破”,导致地震与火山喷发,喷出岩浆与热气。最初的时候,地震与火山喷发发生得比较频繁,后来逐渐变少,并慢慢稳定下来。地壳经过冷却、定形之后,整个地球就像一个风干了的苹果,表面褶纹密布,凹凸不平,至此原始地球轻重物质分化、大动荡、大改组的演化过程就完成了,高山、平原、河床、海盆等各种各种的地形一应俱全。稳定的地球在45亿年前完成,也就是说,地球从萌芽到诞生至稳定,共花费了大约5亿年的时间。
 

在较长的一段时间中,天空中水气与大气共存于一体,浓云密布,天昏地暗。随着地壳的逐渐冷却,大气的温度开始慢慢降低,水气以尘埃与火山灰为凝结核,降水的条件逐渐形成,再加上冷却不均,空气对流剧烈,雷电狂风逐渐形成,暴雨倾泻而下。
 

降雨过程中,部分氢、二氧化碳、氨、烷等元素被带入原始的海洋。从陆地上流入海洋的水中,又有许多矿物质和有机物随着进入海洋,这样,广袤的原始海洋就产生了大量的有机物,成为生命的摇篮。 原始海洋与当前海洋是不一样的。原始海洋的水带酸性且缺氧,而不是咸的。海水变咸是有一个过程的,水分蒸发之后,形成降雨,降雨之后又在蒸发,形云致雨的过程不断重复,雨水将陆地和海底岩石中的盐分溶解,并不断地汇聚在海水中,经过一万年的积累和融合,海水才变成了限度均匀的咸水。最初的地球,因为空气中没有氧气,也没有臭氧层,所以紫外线能直接到达地面。受到海水的保护,生物首先诞生在海洋之中。约38亿年前,海洋中产生了有机物,然后出现了低等的单细胞生物。约在6亿年前的古生代,海藻类生物诞生,它们与阳光发生光合作用就产生了氧气,慢慢积累之后,臭氧层逐渐形成。有了这个保护伞,陆地上的生物开始出现。简单来说,随着水量和盐分的逐渐增加,地质史上发生了沧桑巨变。
 

现在,海底扩张和板块运动理论基本上已经可以解释大洋的起源和演化。现在的科学家已经证实,最初的大洋是在大陆内部孕育而成的,开始于大陆岩石圈中的裂谷。大陆从裂谷处相互分离和扩张就产生了现在的新大洋盆地。广阔的大洋盆地并不是生来就是如此,而是地球长期运动与演化的结果。
 

板块构造理论内容的核心就是地球表层是由一些板块合并而成的,这些板块就像是漂浮在海面上的冰山,在熔融的地幔岩浆上漂浮运动。板块构造,说的就是坚硬的岩石板块以及它们运动的体系。

生命从无到有,从简单到复杂,从低级到高级的进化过程。

地球上生物的演化规律是种类由少到多,生物圈的结构由简单到复杂。
 

许多没有到过东非大裂谷的人,凭借自己的想象,可能会认为,那里是一条狭长黑暗、阴森恐怖的巨型山涧,其间只有怪石,渺无人烟,而当你来到裂谷,就会看到完全不同的景象。远处的原始森林繁盛茂密,掩盖了绵延的群峰,山坡上长满了各色的花朵;近处的草原,湖水波光闪闪,草原广阔,有翠绿的灌木丛,野草青青;底部更是坦荡而平整,充满了生机。登上悬崖,放眼望去,能看见裂谷底部层层叠叠的松柏,一座座弹丸似的死火山散落在沟壑中,以及如宝石般闪闪发光的湖泊。
 

地球是一个被一层薄薄的、脆弱的大气笼罩的星球。处在太空之中的地球有漆黑的太空、蓝色的海洋、棕绿色的陆地、白色的云层。
 

地球圈层总体上分为地球外圈和地球内圈。地球外圈又可分为大气圈、水圈、生物圈和岩石圈四个基本圈;地球内圈也可分为地幔圈、外核液体圈和固体内核圈三个基本圈层。此外,地球外圈和地球内圈之间还有一个过渡圈层软流圈,位于地面以下平均深度约150公里处。这样地球就一共分为八个圈层,其中岩石圈、软流圈和地球内圈构成了所谓的固体地球。
 

诞生之初的地球是一个“火球”,表面被灼热的岩浆包围着,当时的地球表面已经被热浆融化得面目全非。

陨石就是我们探索地球时,从天上掉下来的线索,是我们探索原始地球的一扇窗户。
 

元素是早期地球的“化学指纹”。早期的地球只是个“尘球”,没有一系列大规模地撞击,它是远远不会形成的。地球早期的质量较大,有着巨大的引力,将来自太空的大量残骸拉向自己,所以连续不断地遭遇了撞击,于是就在地球表面形成了巨大的热量。同时,地球内部的衰变放射性元素也释放了大量的热,从内部给地球增温。随着温度的上升,地球表面岩石中的铁和镍等金属就开始熔化了。那时的地球完全可以称得上是一个炼炉,地球表面处在熔融状态,是一片“熔岩之海”,深度达成百上千公里。这时,铁等重元素沉入地球中心,而那些较轻的元素和富含碳、水的轻质成分则像海上的藻类一样,漂浮在地球表面。
 

这场铁元素降沉的现象可谓是地球的铁的灾难,说是灾难,实际上却是地球的福音,因为现在看来,这场灾难对地球的未来产生了深远的影响。降沉的铁在地球中心积累,形成了一个有两个月球那么大的熔融状内核。当时下沉的液态铁一直处在转动状态,直到今天运动所产生的电流仍继续将地球变成一块有南、北两极的“巨大磁铁”。如果地球没有这个液态铁核,地球上的生命就很难存活,因为每天都有太阳耀斑发出大量的致命带电粒子轰击地球,它们的时速是160万公里/小时,其实,这就是所谓的太阳风。如果它吹到了地球,地球大气层就会在顷刻间被吹散,但地球内核产生的磁场就像一个巨大而结实的盾牌,将太阳风挡开,从而保护了地球。
 

据探测,目前的地球有三大部分,分别是地壳、地幔、地核。地核又分为两层,上层是液体,内核是固体。地核的主要组成部分是铁、也含有少量的镍。(地壳0—40公里,地幔40—2900公里)……地球形成时,基本是由各种石质物混合而成的。地球最初的平均温度应该不会超过1000℃,所以当时的地球全是固态的。之后,因为长寿命放射性物质的衰变和引力位能的释放,一些铁的氧化物也还原了。因为密度较大,液态铁降沉至地心,形成了地核。液态铁这样的重物质向地心集中的过程中释放的能量让地球的温度升高约2000℃,这促进了化学分异,地壳从地幔中分出。
 

地壳的岩石受大气和水的风化、侵蚀,产生了沉积和沉积岩,而地下排出的气体和溶液,以及温度和压力的作用让沉积和沉积岩形成了变质岩。这些岩石受到以上各种作用的影响,可能经过了多次重复地熔化和固结,逐渐成长为大陆。


人学网·地球生命栏目责编:清衣猿

 

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