- 給忙碌青少年講地球科學:重新認識生命家園
- (英)《新科學家》雜志編著
- 1077字
- 2025-06-05 14:20:27
神秘的開始
至少大概的過程是這樣的。人們一般認為太陽系誕生的時間零點是45.67億年前,而到了45.5億年前,地球約65%的部分已經組裝完畢。
早期的太陽系是一個充滿活力的地方。在最初的幾億年里,碰撞很常見,地球很受傷。大約45.3億年前,就在幼年的地球乳臭未干時,災難降臨了。它被一個火星大小的物體掃了一腳。撞擊將碎片拋入軌道形成了月球,碰撞產生的能量熔融了地球的表層,抹去了以前所有的地質記錄。那些沒有到達月球的汽化硅凝結為熔巖雨,沉積形成熔巖海。地球最終熔融到地核,形成固體表面的過程再次開始。
正如你稍后將看到的那樣,這并不是月球誕生過程的唯一版本。然而,似乎可以肯定的是,暴力事件仍在繼續,直到41億至38億年前的一次持續猛擊才結束,也就是今天所說的“晚期重轟炸”。至于這一階段究竟有多么激烈,持續了多長時間,目前仍在爭論之中。
這些絕對暴力的事件是我們對地球最初5億年的認識存在偏差的原因之一,這是一個被稱為冥古宙(Hadean)的地質時代,該名稱源自古希臘神話中的冥王哈得斯(Hades)。科學家編造的故事最符合他們所掌握的證據,證據來自我們的物理和化學知識、動手實驗的結果、對其他天體的觀測以及計算機模擬。
目前科學家正在進行研究,并不斷獲得新的發現,建立新的模型,以回答我們的許多問題。那些被我們自以為已經掌握的理論在不斷受到新證據的挑戰,所以科學家的故事也在變化。
在我們尚未回答的問題中,有一個是關于地球上的水來自哪里。地球離太陽很近,在形成之初,它可能太熱了,使得水很難從氣云中簡單地凝結出來。無論如何,在形成月球的大碰撞過程中,地球收集到的水很可能會蒸發掉。一種可能的解釋是,水是后來才獲得的,在后期重轟炸期,來自太陽系外的冰冷彗星和小行星將水送到了地球上。
還有一個問題是地殼是什么時候形成的。今天的地殼幾乎全部由不超過38億年的巖石組成,所以在地面上,冥古宙遺留下的痕跡很少。現存的古老巖石,絕大部分都被熱和壓力改變了。值得慶幸的是,有一種可能已經非常古老,被稱為鋯石的微小晶體,正在向我們傳遞重要信息。再加上不斷改進的微量分析方法,這些發現可能會改寫早期地球的故事。
還有一種方法可以讓我們更多地了解冥古宙,在月球和火星上進行礦產勘探也可以揭示地球在大碰撞之前的樣子。與地球不同的是,這些星球沒有經歷重新熔融,因此在它們的表面上找到真正古老巖石的機會要大得多。我們甚至會有如同中大獎一樣的幸運,找到一塊冥古宙時期被小行星撞擊而進入太空,隨后又降落在月球或火星上的碎片。
有了這些關于對地球誕生之初的知識基礎,接下來讓我們深入探討那些讓地球科學家、天體物理學家和古生物學家夜不能寐的問題。