地球的演化历程
46亿年前,地球诞生了。地球演化大致可分为以下三个阶段:第一阶段为地球圈层形成时期,其时限大致距今4600至4200Ma。46亿年前诞生时候的地球与21世纪的大不相同。根据科学家推断,地球形成之初是一个由炽热液体物质(主要为岩浆)组成的炽热的球。随着时间的推移,地表的温度不断下降,固态的地核逐渐形成。密度大的物质向地心移动,密度小的物质(岩石等)浮在地球表面,这就形成了一个表面主要由岩石组成的地球。第二阶段为太古宙、元古宙时期。其时限距今4200-543Ma。地球自不间断地向外释放能量,由高温岩浆不断喷发释放的水蒸气,二氧化碳等气体构成了非常稀薄的早期大气层,即原始大气。随着原始大气中的水蒸气的不断增多,越来越多的水蒸气凝结成小水滴,再汇聚成雨水落入地表。就这样,原始的海洋形成了。第三阶段为显生宙时期,其时限由543Ma至今。显生宙延续的时间相对短暂,但这一时期生物及其繁盛,地质演化十分迅速,地质作用丰富多彩,加之地质体遍布全球各地,广泛保存,可以极好的对其进行观察和研究,为地质科学的主要研究对象,并建立起了地质学的基本理论和基础知识。
地球的演化过程是什么?
地球历史非常久远。根据放射性碳定年法的测量结果,太阳系大约在65±0.08亿年前形成,而原生地球大约形成于65±0.04亿年前。从理论上讲,太阳的形成始于65亿年前一片巨大氢分子云的引力坍缩,坍缩的质量大多集中在中心,形成了太阳。其余部分一边旋转一边摊平,形成了一个原行星盘,继而形成了行星、卫星、小行星、彗星、流星体和其他太阳系小天体。星云假说主张,形成地球的微行星起源于吸积坍缩后剩下的由气体、冰粒、尘埃形成的直径为一至十千米的块状物。这些物质经过1000至2000万年的生长,最终形成原生地球。初生的地球表面是由岩浆组成的“海洋”。月球大约形成于45.3亿年前,关于月球起源的研究还没有定论,最受欢迎的是大碰撞假说。该假说认为,有一颗叫做忒伊亚的天体与地球发生了碰撞,这颗天体的尺寸和火星差不多,其质量为地球的10%,碰撞引发了巨大的爆炸,爆裂出的物质飞到了太空中,经吸积作用形成了月球,而忒伊亚的一部分质量也熔入了地球。在大约41亿至38亿年前这段时间,地月系统进入了后期重轰炸期,无数小行星撞击了月球的表面,使月球表面发生了巨大的改变,可以推测出,当时的地球也遭遇了很多的撞击。从太古宙起地球表面开始冷却凝固,形成坚硬的岩石,火山爆发所释放的气体形成了次生大气。最初的大气可能由水汽、二氧化碳、氮气组成,水汽的蒸发加速了地表的冷却,待到充分冷却后,暴雨连续下了成千上万年,雨水灌满了盆地,形成了海洋。暴雨在减少空气中水汽含量的同时,也洗去了大气中的很多二氧化碳。此外,小行星、原行星和彗星上的水和冰也对是水的来源之一。黯淡太阳悖论指出,虽然早期太阳光照强度大约只有当前的70%,但大气中的温室气体足以使海洋里的液态水免于结冰。约35亿年前,地球磁场出现,有助于阻止大气被太阳风剥离。其外层冷却凝固,并在大气层水汽的作用下形成地壳。陆地的形成有两种模型解释,一种认为陆地持续增长,另一种更可能的模型认为地球历史早期陆地即迅速生成,然后保持到当今。内部的热量不断散失,驱动板块构造运动形成大陆。根据大陆漂移假说,经过数亿年,超大陆经历三次分分合合。大约7.5亿年前,最早可考的超大陆罗迪尼亚大陆开始分裂,又在6至4.5亿年前合并成潘诺西亚大陆,然后合并成盘古大陆,最后于约1.8亿年前分裂。地球处于258万年前开始的更新世大冰期中,高纬度地区经历了数轮冰封与解冻,每40到100万年循环一次。最后一次大陆冰封在约10000年前。未来演变在15至45亿年后,地球的转轴倾角可能出现最多90度的变化。据推测,地球表面的复杂生命发展还算年轻,活动能够继续达到极盛,维持约5到10亿年,不过如果大气中氮气完全消失,这个时间将会延长到23亿年。地球在遥远未来的命运与太阳的进化紧密相连,随着太阳核心的氢持续核聚变生成氦,太阳光度将持续会缓慢增加,在11亿年后增加10%,35亿年后则增加40%之多,太阳释放热量的速度也将持续增长。根据气候模型,地球表面最终将会受到太阳辐射上升会产生严重后果,最初只是热带地区然后到极冠,长久下去,海洋将会汽化并消失。