第2章 地球的形成
- 地球360°衛星影像
- 馮化太主編
- 1283字
- 2021-05-27 15:13:11
地球形成星云說
星云說認為,形成太陽系的是銀河系里的一團密度比較大的星云。該星云繞銀河中心旋轉時,星云被壓縮,由于收縮引起勢能轉化為熱能,星云的溫度增高,在中心逐漸形成一個紅外星,可以稱為原太陽。
原太陽由于收縮,體積縮小,自轉加快,在慣性離心力和磁力的作用下,逐漸在赤道面上形成一個盤形結構。原太陽逐漸演化成太陽,扁盤上的物質逐漸演化成地球、其他行星及衛星,最后形成太陽系。
地球的起源
大約46億年前,太陽星云開始分化出原始地球。原始地球因重力分異和放射性元素蛻變,溫度日漸升高,當內部物質增溫達到熔融狀態時,密度大的親鐵元素加速向地心下沉,成為鐵鎳地核,密度小的親石元素上浮組成地幔和地殼,更輕的液態和氣態成分,通過火山噴發溢出地表,形成原始水圈和大氣圈。
地球圈層的分異
在太陽系演化早期,行星原始氣塵云開始積聚,形成一系列的環,并逐漸形成一些凝聚中心。這些中心開始吸引周邊物質,形成類似小行星的巖石塊體,并互相撞擊。隕石沖擊事件不僅是行星形成的原因,也是地球圈層分異的主要原因之一。
地球外圈的形成
地球圈層結構的形成與太陽系早期隕石沖擊事件有著密切的聯系。對于巖石行星而言,圈層形成的重要原因是需要有很高的溫度使行星處于熔融狀態,在重力的作用下按密度發生分異。
地球形成的早期曾存在一個原始大氣圈,其成分與宇宙中的其他天體一樣,以氫、氦為主。由于行星離太陽的距離比較近,并且行星的質量都比較小,所產生的萬有引力也比較小,加之氫、氦氣體容易向外層空間逃逸,在太陽風的作用下會很快消失。因此,現今地球大氣圈的形成與地球的內部去氣作用是密切相關的。
大氣圈的形成
隕石沖擊事件使得地球表面的溫度不斷增加,地球大部分的巖石和外來的隕石都處于熔融狀態,巖石中的揮發性成分從巖石中分離出來,形成了現在大氣圈的雛形。
早期大氣圈的成分和現在大氣圈的成分有較大的區別,最明顯的是氧和二氧化碳含量的變化,早期二氧化碳的含量相當于現在大氣圈的20萬倍。
水圈的形成
水圈的形成與大氣圈形成的原因和過程相似。在隕石沖擊下,隕石和地球巖石中大量的結晶水由于溫度的升高從礦物的分子結構中分離出來,形成大量的蒸氣。隕石沖擊事件逐漸減少后,地球表面的溫度也開始下降,水蒸汽結成水降至地球表面,并最終形成水圈。
地球的年齡
科學家對地球的年齡多次進行了確認,認為地球的產生要遠遠晚于太陽系的產生,跨度約為1.5億年左右,這遠遠晚于此前認為的4500萬年。此前科學家通過太陽系年齡計算公式算出了太陽系產生的時間為45.68億年前,而地球產生的時間要比太陽系晚4500萬年左右,大約為45億年前。
地球的未來
地球的未來與太陽有著密切的關聯,由于氦的灰燼在太陽的核心穩定地累積,太陽光度將緩慢地增加。在未來的11億年中,太陽的光度將增加10%,之后的35億年又將增加40%。氣候模型顯示抵達地球的輻射增加,可能會有可怕的后果,包括地球的海洋消失等。
拓展閱讀
地球起源探索:在古代,人們就曾探討過包括地球在內的天體萬物的形成問題,關于創世的神話也廣為流傳。自1543年波蘭天文學家哥白尼提出了日心說之后,天體演化的討論才開始步入科學范疇,逐漸形成了俘獲說、災變說、雙星說等學說。