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科普 》 宇宙、地球和生命的进化:时间的1000个瞬间 》
第35节:二、生命之前(1)
林为民 Lin Weimin
二、生命之前
地球最初也是由大大小小的太阳星云团聚集而成的,构成地球的所有质量在距今约47亿年前才基本确定了下来。那个时候地球还只是很多小行星的集合体,它们组成一个环状围绕太阳运行。这时的地球严格地说还不能称为地球,因为它还没有一个确定的核心(地核),所以称它为原地球。
原地球在万有引力收缩条件下不断变热,当原地球内部温度达到足以使铁、镍这样带磁性的元素熔融的时候,这些小行星互相靠近的速度就加快了。因为小行星绕行太阳的速度有快有慢,所以它们最终能结合在一起,包围在同一个核心周围,而不是两个或更多。这些集中的物质很快就聚集在地心附近,形成地核。
原始地核形成是地球历史最重要的事件之一。形成地核之后,整个地球是一个熔融状态的大液态球,要经过将近30亿年的时光变迁,这个大球才慢慢冷却。冷却先是从外部开始的。和炼钢厂刚刚出炉的液态钢水一样,首先冷却的是最靠外部的一层薄薄的壳,就像钢水表面快速凝结的一层钢壳一样,地球表面首先形成的就是薄薄的地壳。这层地壳保护了内部熔融状态的核心,所以内部的冷却开始变慢了,直到今天,地球的内部仍然是熔融的液体状态。
跟月球和类地行星一样,原始地壳也经过了大量陨石的撞击和普通火山作用的改造阶段。那时候的地壳就像现在的月球和火星表面一样,也曾经布满大大小小的环形山和撞击地貌,但唯一不同的是地球表面开始有了两样关键的东西:大气和水。
初始大气和水的来源有两个:一个是火山作用产生的,另一个是陨石带来的。无论是如何来的,大气和水的出现使地球马上处于一个非常特殊的地位,那就是这两样东西有很大可能带来一个奇迹-生命。
1.50亿年前-原地球时代
在地核形成以后,地壳还没硬结之前的地球还是一个混乱的世界,构成地球的各种物质元素仍处在分离过程中。地球如同一个出生不久的婴儿,还没有任何记忆力。一个气态和液态的地球还不能以任何方式给现在的我们留下任何资料和可供推论的痕迹。对那时候地球的情况,我们现在知道得很少。这个大约50亿年前地球发展的阶段(又称地球发展的天文阶段),仅仅是地球历史的"序章",甚至还不是地球历史的开头。
我们只能用现有的知识来推断当时的情况,根据我们现在地球的状态,我们可以想象当年地球的运动和现在相比改变得应该不太多。现在的地球正在侧着身子一刻不停地围着太阳绕圈子(天文学称为公转,公转一圈是地球上的一年),所以童年的地球也一定在侧着身子一刻不停地围着太阳绕圈子,而且现在的地球还同时由西向东进行自身旋转(天文学称为自转,自转一圈是地球上的一天)。我们没有理由认为地球在当年的某个时刻是向着相反方向--由东向西转,所以童年的地球也一定是由西向东自转着。
但是,那时候的地球自转速度比现在快得多。那么它到底有多快呢? 我们知道,宇宙间任何两个天体之间都由于万有引力的作用而互相吸引,地球和太阳之间、地球和月球之间都有一个相互吸引的力。太阳虽然比月球大得多,但月球距地球比太阳距地球近好多。因此,月球对地球的影响更大一些。我们知道,月球也在围绕着地球转动。所以任何时候,地球总有一面向着月球,而有一面背对着月球。别小看这点差异,月球对地球正面和背面的物质,特别是海水的引力是不同的,这种差别形成了引潮力。所以,地球上的海水随着地球自转出现了海面昼夜周期性的涨落现象,这就是潮汐的来源。如果你生活在海边,你会知道每到一定时刻,例如黄昏,海水会涨潮。那么涨潮的时候,你一定可以在天空中看到月亮,月亮吸引了海水,形成涨潮。
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【资料来源】内蒙古人民出版社 |
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