地球簡史:從誕生到現在

2020-12-19 快科技

就我們所知,地球是宇宙中所有生命的共同家園。地球的年齡是宇宙的三分之一,並且無可否認的,她本身就是美的存在。

地球擁有一個稍稍被壓扁的均勻重金屬的核心,以及一個比較輕的地殼,覆蓋有一層薄薄的可呼吸的清新空氣以及廣闊的海洋、肥沃的平原、壯麗高山、清澈的淡水河流、小溪、湖泊和地下水,繞行著一顆給我們溫暖並提供能量的恆星。

但我們的地球是怎麼誕生的呢?地球又是什麼組成的?

一切都要退回到46億年前,原始地球從已死亡恆星遺留下的星雲中形成,聚集成一塊巨大的、髒兮兮的氣體雲。氣體雲在其中心變得密集,並形成一個吸積盤。小顆粒開始撞擊在一起,並且越來越大,直到它們形成今日我們所說的「行星」。

這個過程花了1000至2000萬年,不過我們仍然沒有完整地了解這個過程。

差不多這個時候,太陽系還年輕且混亂,一個名為忒伊亞(Theia)的天體,大約與火星一樣大,和我們的家園相撞。

這個撞擊非常的劇烈,並且,如果當初的撞擊物更巨大,它可能會摧毀地球。地球的物質被撞入軌道中,並聚集形成了月球,它是太陽系中相對於其行星的最大的衛星。

這時,地球仍是一片熾熱地獄,不斷被小行星撞擊,有著熔巖海洋,以及有毒的大氣。

不過,某些事情開始急劇變化,地球冷卻下來了。地球內部的水分竄出地表並雨點般落下,然後再次蒸發,成為浮雲。數以百萬計撞擊而來的小行星帶來了越來越多的水到我們的星球。

地球上所有的水的體積相對於地球大約像下圖這樣:

如今,地球表面的水佔了71%,陸地佔了29%。97.5%是鹹水,而只有2.5%是淡水。淡水的69%是冰和雪,30%是地下水,只有約剩下的1%是地表的水。

但即使是這一小部分的地表水其中的大多都是被冷凍的,我們的水只有一小部分是湖泊和河流,而那僅僅的一小部分和廣大生命息息相關。

那麼,隨著慢慢地地球冷卻下來,表面形成薄薄的地殼。但地球內部,炙熱的巖石持續對流,自地殼下面流動並將其分裂成塊。這個過程被稱為「板塊運動(Plate Tectonics)」,至今仍在持續進行中。

目前,我們只能說,地球的地殼是由四處移動的巨大板塊所組成。當它們相撞時,它們會擠壓並形成崇山峻岭,亦或者猛烈擠入到地球內部,形成深邃的海溝。這種過程形成了地球上最高的地方:珠穆朗瑪峰;以及最深處:馬裡亞納海溝。

從我們的角度來看,地球上的山脈和海溝的確很壯觀,但是當你看到地球的橫截面,你可以看到他們實際上多麼渺小的。我們所站的部分是地殼,它大約50公裡厚,儘管它可以在8-70公裡間變動。順便說一下,人類有史以來鑽出最深的洞,是12.262公裡深。

地殼之下就是地幔,這是一個矽酸鹽巖石殼,大約2900公裡厚。地幔可分為上地幔和下地幔。上地幔還包括不同區域,它的上部,具有高粘性並帶動地殼,被稱為「巖石圈」。在這之後是「軟流圈」,它主要由流動性差的固體材料構成。

下地幔內延伸到地球的外核。地球外核是鐵和鎳的液體層,厚約2266公裡,溫度從4000攝氏度到5700攝氏度之間變動。

而在最中心是「內核」,主要是固體,由鐵鎳合金組成的球體,半徑約1200公裡,有著月亮的大小的70%,和接近太陽的表面的溫度。它會慢慢成長,估計速度大約為1毫米/年。

這個小小一層地幔熔融結晶的產物,就是我們居住的地方。

然後我們來看地球磁場。這是一種看不見的現象,能夠阻擋來自太陽與其他地方的高能粒子,使穩定的地球環境得以存在,相對減少對地球的輻射影響。但為什麼地球有著磁場呢?其實,關於這一點我們真的沒有知道很多。我們知道,它與地球的核心有關。在這個金屬球中,通過外核的電子隨地球自轉的電流效應(近似於電生磁)產生磁場的。

繼續往上說,包圍著我們的氣體又是什麼構成的呢?

依照體積來看,乾燥的空氣大多為氮氣、氧氣、氬氣、二氧化碳,以及含量不穩定的水蒸氣,和少量的其它氣體。

與人類息息相關的是大氣層最底層:對流層,這是天氣現象會發生地地方,它平均為12個公裡厚。

在其上面是平流層,也就是會阻擋太陽射線中最危險的紫外線,臭氧層的所在位置。

再往上的是中間層,這是地球上最寒冷的地方,溫度大約平均只有-85攝氏度。在大約80公裡後開始是增溫層。

但是,這些分界現實中都是連續的,是人類去劃分不同的大氣帶。

在100公裡左右,離開地球而開始進入太空,雖然大氣層還延伸到更遠一些。在這個區域,我們發現了電離層、北極光和國際太空站(ISS)。最外圍稱作外大氣層,向上延伸可達10000千米。它與外太空漸漸交接,那裡根本沒有大氣。在這個區域中的原子和分子是如此遙遠,它們可運動數百公裡而不會相互碰撞。

在目前,人類只出現了20萬年,而這是地球歷史的0.004%。真的是沒多久……而我們現在在這裡,生活在一個又薄又溼潤的一層巖石上,我們稱這塊巖石為:地球。它是宇宙的終極運作的產物,是創建和毀滅的一個持續不斷過程的結果。在

所有的宇宙,所有的時間,偶然的幫助下,遵守宇宙和隨機事件的定律,能有我們的存在,我們真的真的是很幸運……

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