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地球是怎樣形成的?
地球的起源
地球上生命的起源
人類的起源
被喻為地球科學的三大難題
地球目前是我們賴以生存的唯一家園,人類對地球的探索也從未停止過,同這個浩瀚的宇宙一樣,她的誕生本身仍是一個謎團。
你是否想過我們居住的地球是如何形成的呢?
人們對於地球的起源,長期以來信奉上帝創造世界的宗教觀念。18世紀愛爾蘭一個大主教公開宣稱:「地球是紀元前4004年10月23日一個星期天的上午9時整被上帝創造出來的。」
還記得我們曾經聽說過的「盤古開天闢地」、「女媧造人」等故事嗎?在中國,也不乏人們探尋地球起源的傳說。
關於浩瀚的宇宙,以地球為宇宙中心的的地心說居於宗教統治的淫威下長期盛行。
直到哥白尼提出的以太陽為中心的日心說,掀起了一場天文學上根本性的革命,引起了人們對地球、宇宙的認識的巨大思想變革。是人類探求客觀真理路上的裡程碑。
哥白尼、伽利略、克卜勒和牛頓等人的發現徹底推翻了神創說,脫離教會束縛的自然科學和哲學開始獲得飛躍的發展,思想解放後開始出現各種關於地球和太陽系起源的假說。
星雲形成說
德國哲學家康德1755年根據牛頓的萬有引力原理,提出一個太陽系形成的假說,認為太陽系中的太陽、行星和衛星等是由星雲(一種稀薄的雲霧狀微粒物質)逐漸演化形成的。這是關於地球起源的第一個假說,儘管今天已失去科學意義。
法國數學家、天文學家拉普拉斯1796年提出行星由圍繞自己的軸旋轉的氣體狀星雲形成說。
「星雲因旋轉而體積縮小,其赤道部分沿半徑方向擴大而成扁平狀,之後從星雲分離出去而成一個環、頗象土星的光環。環的性質是不均一的,物質可聚集成凝雲,發展為行星。按相同的原理和過程,從行星脫離出來的物質形成衛星。拉普拉斯的假說既簡單動人,又解釋了當時所認識的太陽系的許多特點,以至竟統治了整個19世紀。」
以康德和拉普拉斯代表的「星雲形成說」企圖解釋一些天文現象,但並不能解釋所有的觀測事實。
太陽拋出假說
前蘇聯的天文學家費森柯夫認為形成行星的物質全部是從太陽上拋射出來的,由於原來的太陽質量大、含氫量高,自轉速度快而且不穩定,因此拋射出粒子群形成行星和彗星(一部分成了流星和隕星)。
英國天文學家金斯也主張地球是由太陽拋出的,拋出的機制,在於某個恆星從太陽旁邊經過,兩者間的引力在太陽上拉出了雪茄狀的氣流,氣流內部冷卻,塵埃物質集中,凝聚成隕石塊,逐步凝聚成行星。由於被拉出的氣流是中間粗兩頭細(雪茄狀),故大行星在中間,小行星在兩端。
宇宙撞擊和爆炸假說
人類進入宇宙時代以來,發現行星和衛星上有大量的撞擊坑。
1977年,肖梅克提出:固態物體的撞擊是發生在類地行星上所有過程中最基本的。在此基礎上提出了宇宙撞擊和爆炸的假說。
這種撞擊是分等級的,第四級的撞擊形成月亮這樣的衛星。具體過程是:一個撞擊體衝擊原始地球,引起爆炸,圍繞地球形成一個氣體、液體、塵埃和「濺」出來的固態物質組成的帶,最初是碟狀的,因旋轉的向心力作用而成球狀,失去了部分物質的地球也重新成為球狀。
關於地球的起源和演化,還有很多其他形形色色的假說。地球的天文時期,也就是地球的原始形成期,還是一個需要人類不斷探索的階段 。隨科學的發展,地球起源之謎一定會被解開。
地球上生命的起源一直是一個未揭開的迷題,就和地球起源一樣。隨著時間推移科學家很難揭開其中的奧秘,只能根據現有的證據來進行推測它的起源說法。
科學家認為
在地球誕生初期,隕石轟炸地球,給地球帶來的豐富的水資源。水蒸汽與礦物質和氣體產生了化學反應形成了胺基酸和蛋白質,譚老師地理工作室綜合整理然後蛋白質與其他化學物質結合形成了單細胞細菌,這就是地球上最初的生命。我們知道地球上生物是碳基生物,因此都是以蛋白質構成的。
隨著幾億年時間的流逝這些單細胞細菌進化成了複雜的多細胞生物,由低級進化到高級的過程。之後地球上便有了許許多多的生物。
大約46億年前,我誕生了。
在往期《地球的歷史》系列文章裡大家知道了在我的漫長演化歷史中,具有明顯的階段性。
地質學上,為了研究我的地質歷史,從我誕生直到現代劃分了一系列的時間單位,以便於進行對我和生物演化的表述,這就是地質年代。例如,大家都知道「侏羅紀」時期恐龍是地球上的主宰;地球上的生命大爆發出現在「寒武紀」;人類生活在「新生代」,而「第四紀」的冰期卻給人類的生存發展留下了難以磨滅的印記。但是這些名稱的來源是什麼,你,知道嗎?
地質年代的名稱
地質年代單位從大到小分別是宙(Eon)、代(Era)、紀(Period)、世(Epoch)、期(Age)和亞期(Subage)。
其中,最高一級地質年代單位是「宙」(Eon),整個地球演化歷史從老至新可以分為:
隱生宙
Cryptozoic Eon
因為時代太過久遠,加上生物極為微小柔軟所以鮮有留下可見的化石,生命跡象如同隱藏了一般,故稱為「隱生宙」,也被稱為前寒武紀。
1977年,國際地層委員會前寒武紀地層分會在開普敦第四次會議上,將前寒武紀分為太古宙和元古宙,其界線放在25億年前。因此,隱生宙這個地質年代單位,已逐漸棄而不用,被分成了冥古宙、太古宙、元古宙這三個時間段。
冥古宙:距今46-40億年,具有開天闢地之意,是地球發展的初期階段。
太古宙:距今40-25億年,已有大量巖石記錄的最古老的地質年代,這一時期的生物僅有極原始的菌藻類。
元古宙:距今25-5.41億年,這是一個重要的成礦期,這一時期的巖石記錄已十分普遍。這一時期的生物主要為各種原始的菌藻類,還有少量海綿動物、水母及蠕蟲等。
顯生宙
Phanerozoic Eon
指「看得見生物的年代」,距今大約5.4億年前,地球上的生命加速發展,開始出現大量較高等生物,動物已具有外殼和清晰的骨骼結構,故稱顯生宙。大量動植物化石的發現讓我們對這一時期的地球演化歷史了解得更加清楚和細緻,可細分為古生代、中生代和新生代。
古生代(Palaeozoic Era)
意為「古老生物」時代,它標誌著生物已經開始大量發育,主要為原始海生無脊椎動物,原始的魚類、兩棲類,蕨類等孢子植物。分為以下六個紀:
寒武紀:距今5.41億-4.854億年,「寒武」是英國威爾斯地區寒武山的名稱,這裡首先建立了該地質時代的地層。
寒武紀是現代生物的開始階段,是地球上現代生命開始出現、發展的時期。這個時期的地球大陸特徵完全不同於今天,寒武紀常被稱為「三葉蟲的時代」,這是因為寒武紀巖石中保存有比其他類群豐富的礦化的三葉蟲硬殼。
寒武紀的動物化石——三葉蟲化石
奧陶紀:距今4.854-4.438億年,地質學家最早在威爾斯研究了該時代的地層,「奧陶」為威爾斯地區的一個古代民族,被用作命名該地質時代的地層。
志留紀:距今4.438-4.192億年,最早研究該時代的地層出露於威爾斯邊境,這裡生活過一個叫「志留」的不列顛部族,因此被命名。
泥盆紀:距今4.192-3.589億年,譚老師地理工作室綜合整理最早研究該時代的地層出露於英格蘭的泥盆郡,因此被命名。
石炭紀:距今3.589-2.989億年,因為該時代地層中富含煤層,是地質史上一個主要的造煤時代,因此被地質學家命名為石炭紀。
二疊紀:距今2.989-2.522億年,最早研究的該時代地層出露於烏拉爾山西坡彼爾姆城,按音譯應為彼爾姆紀,但因該地層具有明顯的二分性,故意譯為二疊紀。
中生代(Mesozoic Era)
意為「中期生物」的時代,以爬行動物、海生無脊椎動物菊石類和裸子植物的繁盛為特徵。分為以下三個紀:
三疊紀:距今2.522-2.013億年,該紀地層在德國南部研究最早,巖層具有明顯的三分性。
侏羅紀:距今2.013-1.45億年,這一時代地層首先發現於在法國和瑞士交界的侏羅山脈,因此而得名。侏羅紀前期,因為經歷大滅絕,所以各種動植物都非常稀少(屬於休養生息的階段),但其中恐龍總目一枝獨秀,伺機稱霸陸地。侏羅紀中晚期以後,恐龍成為地球上最繁榮昌盛的優勢物種,此後統治地球1億餘年,直到白堊紀-第三紀滅絕事件為止。
巨型山東龍,展於山東省地質博物館
白堊紀:距今1.45億年-6600萬年,在英吉利海峽北岸,這一時代的地層中產有白色細粒的碳酸鈣,拉丁文稱之為Creta,意為白堊,因此而得名。
新生代(Cenozoic)
意為「近代生物」的時代,是地球歷史上最新的一個地質時代。隨著恐龍的滅絕,中生代結束,新生代開始。哺乳動物和被子植物非常繁盛。分為以下三個紀:
古近紀:距今6600-2303萬年,是原來的第三紀前半期,原來的中文名稱為早第三紀,後意譯古近紀。
新近紀:距今2303-258萬年,是原來的第三紀後半期,原來的中文名稱為晚第三紀,後意譯新近紀。
第四紀:距今258萬年到至今,這個名稱最早是義大利地質學家喬萬尼·阿爾杜伊諾(Giovanni Arduino)於1759年研究波河河谷沉積情況時提出的。1829年,法國地質學家儒勒·迪斯努瓦耶(Jules Desnoyers)引用了這個定義。他在研究塞納河低地的沉積層時發現了一層比新近紀更新的巖層。這個巖層一直延伸到地表。
第四紀是新生代最新的一個紀,包括更新世和全新世。第四紀期間生物界已進化到現代面貌。靈長目中完成了從猿到人的進化。