登陆注册
28490400000001

第1章 地球是如何形成的

地球,我们美丽的家园。尽管它仅仅是太阳系中一颗普通的行星,但有很多方面确是独一无二的。比如,它是太阳系中上唯一一颗表面大部分被水覆盖的行星,也是目前所知唯一一颗有生命存在的星球。而且,地球地质活动的激烈程度,在行星中也是首屈一指的。大约170多万年前,人类在地球上诞生,但人类知道自己生存在一个不大、且极其普通的行星之上,却仅是近几百年的事。数千年来,人类对自己的生存空间产生过各种想象,也编织出了无数美丽的传说,比如盘古开天辟地、女娲补天等。

自古以来,人类也以各种各样的方法探索着宇宙、星星,但至今为止,还没有确切地发现其他星球有生命存在。在太阳系与行星和它们的卫星中,只有地球有生命,地球也奉献出它所有的一切,无私地哺育着我们人类。

地球与它的母亲

在很久以前,太阳系是由一团星云收缩而成的。在收缩过程中,星云的中央部分温度增加,从而形成了最原始时期的太阳。当太阳的中心温度达到700万℃时,它就会发生氢聚变为氦的热核反应。这种剧烈且迸发巨大能量的反应,就产生了我们今天看到的太阳。

然而,由于星云体积不断缩小,其自转速度也逐渐加快,离心力逐渐增大,因此在赤道面附近也逐渐形成了一个星云盘。星云盘上的物质经过不断的聚集,最后又演化为包括地球在内的8颗行星和其他小天体。太阳系是一个宠大的家族,内部包括太阳及围绕太阳旋转的8颗行星、50多颗围绕着不同行星旋转的卫星、数以万计的小行星以及彗星、流星体等。太阳系的空间范围很大。如果以太阳的轨道作为太阳系的边界,那么太阳系所占的空间直径可长达118亿千米。可是,太阳系也仅仅是银河系中极其微小的一部分而已。在庞大的银河系当中,类似太阳这样的恒星大约有1500亿颗,可见银河系的庞大至极!

那么,太阳和地球有多少岁了呢?通常来说,年龄能通过多种不同的途径来确定。比如树木的年龄,我们就能根据树干的年轮纹数来计算,而太阳和地球的年龄,则可通过岩石中的放射性元素来计算。迄今为止,人类所发现的地球上最古老的岩石年龄约为35亿年,月球上岩石的年龄约为46亿年,而陨石的年龄基本都在47亿年之前。根据这种分析,再结合太阳系演化的研究,科学家们推断:太阳系的年龄应该为50亿年左右,而地球则是在距今46亿年前形成的。

地球能给孕育生命,哺育人类,最大的功劳要归功于太阳。太阳比地球要大得多,其直径可达140万千米,约是地球的109倍;质量约为2000亿亿亿吨,相当于地球的33万倍。而且,太阳也是距离地球最近的一颗恒星,是太阳系中唯一能自身发光的恒星。

每分钟,太阳辐射到地球表面的能量每可达8.16焦耳/厘米2,能使地表平均温度保持在14℃左右,适合生物的生存。如果没有太阳光的照射,那么地面温度会很快降到-273℃左右。

太阳这些巨大的能量到底来自何处呢?

研究发现,这些能量都来自于太阳的中心。太阳的中心属于一个高温、高压、高密度的环境。在这里,4个氢原子便可聚变为1个氦原子,同时释放出能量。而这种能量还要经历数千万年才能传到太阳表面,再辐射到周围空间,包括地球上。

每秒钟,太阳会将大约6.3亿吨的氢转变为6.254亿吨的氦。这也就是说,太阳每秒钟就会失去460万吨的质量。而这些物质又会转化为辐射能量,就不再属于太阳了,所以我们可能会担心太阳有一天会因为“燃料”不足而熄灭。但事实上,太阳的质量是相当巨大的,即使在这种惊人的转化速度下,太阳仍有足够多的氢来保证这种燃烧过程持续进行。天文学家估算,从现今算起的50亿年后,太阳将进入一个氦核聚变的全新阶段。那时,地球上将热得难以忍受,海洋也会被烤干,生命将不复存在,甚至地球上也会被烧成灰烬。不过,这一切是要50亿年之后才可能发生的,现在担心还为时过早。

地球的5个发展时期

地球是人类的发源地,也是人类赖以生存和发展的行星,与人类关系密不可分。地球不仅以它无尽的宝藏养育着人类,为人类提供生殖繁衍的条件,甚至可以说就连人类本身也是地球发展到一定阶段的产物。正因为如此,古往今来不知有多少人在辛勤探索着地球的奥秘。

如今,地球已有46亿年的历史,而人类的产生才仅仅300万年左右,人类文明史却只有6000年左右。因此,人类对地球的了解还是很少的。但是,地球也有其本身发展的规律及周期变化,人类根据地球上各种类型的岩石、化石、岩层变形的迹象、岩层或岩体之间关系等,利用各种方法和探测手段,将地球的演变发展分为5个时期。

童年期:地球是太阳系的成员之一,与太阳系的起源密切相关。因此要探索地球的形成和早期演变史,肯定是离不开对太阳的探索了。而太阳系又是众多恒星中的一员,所以我们可根据恒星的演变规律推测太阳系以至地球的起源。

通常来说,恒星演化大致可分为3个阶段:一是引力收缩阶段,即弥漫星云间的相互引力而聚集成一团团星云;二是核反应阶段,即原始星云间相互碰撞发热,内部进行剧烈的核反应;三是衰老阶段,即作为核聚变燃料氢和氮等逐步耗尽。

根据这一规律我们可以推测,在距今50~60亿年以前,一团星云逐渐集中收缩,大部分物质逐渐进入中心,形成最初的太阳,并开始发光。此后,由于内部核反应产生的巨大能量,使得它时刻在发出光和热。

最初时,地球可能就是由这些大小不一的星云团集聚而成的,但这时的地球还只是许多微星的集合体,此后在引力收缩和内部放射性元素衰变产生热的情况下不断受热,当内部温度达到一定程度时,便形成了地核和地幔。

地球的童年应该从距今46亿年形成时期算起,大约延续到距今30亿年左右。

少年期:从距今30亿年到5.7亿年这段时间,地球进入少年期,即前古生代时期。地球进入少年期是以最早出现的小块陆核为标志的,后来的大陆就是陆核扩大形成的。直到25亿年前,各大陆内相继形成稳定的小块陆地。到了距今17亿年左右,地球经历了一次稳定大陆形成事件,稳定大陆的面积才大大增加,大陆才差不多形成了它现在的规模。

古生代期:古生代期的地层分早、晚两个时期,早期可分为寒武、奥陶、志留3个纪,晚期则包括泥盆、石炭、三叠3个纪。地球到了这个时期,已经历了几十亿年的演变,大气圈、水圈、岩石圈等都与今天地球的情况差不多。从石炭纪晚期开始,强烈的构造运动使地槽内的沉积岩和火山岩层发生剧烈褶皱,成为褶皱山系。这种构造运动不断进行,直到晚古生代末期才完成。这个运动也叫做华力西(阿尔卑斯山脉中的华力西山)运动。

华力西运动使海水退去,大陆面积扩大,从而令生物界向大陆进军的进程又向前推进了一步。在古生代时期,植物界也从低等的水生藻类进化为较高等的陆生植物,动物界从低等的海洋无脊椎动物进化为鱼类和陆生爬行类动物,完成了向大陆的转化。

中生代期:中生代期可分为三叠、侏罗、白垩3个纪,从距今2.3亿年起到6700万年前结束,延续时间约为1.6亿年。中生代开始后,地球出现了新的转折,各个陆块逐渐漂移到现代所处的位置,岩石圈也经历了一系列的变动。到了三叠纪末期,北美、南美间和欧亚、非洲间出现了较大的分裂,南部的几个陆块间也出现了分裂,并互相移开。到了侏罗纪晚期,陆块再次分裂,北美和欧亚大陆间,南美和非洲间,产生了一条南北方向的大裂隙,陆块向两边错开,海水浸入,这就是大西洋。到了白垩纪晚期,各大陆有继续移开,南大西洋有了明显的扩张。

新生代期:新生代期是地质历史时期中最年轻的一个时代,包括现代在内的整个新生代大约为6700万年。虽然时间较短,但这个时期地球表面的海陆分布、气候状况及生物界面貌等,都逐渐演变为现代的样子。

新生代期,非洲与欧洲的接近和印巴次大陆与亚洲的相撞,使得一部分岩石圈上层物质相互推挤,形成了南北半球之间绵延几乎达地球半周的雄伟的山系和高原,如阿特拉斯山、阿尔卑斯山、喀尔巴阡山、高加索山、帕米尔高原和山地、喜马拉雅山和青藏高原等等。这就是阿尔卑斯山造山运动和喜马拉雅山造山运动的产物。

此外,在大陆边缘各种作用和岩石圈物质运动的作用下,互相挤压再次出现,从而形成了现在的许多山地、高原、盆地和平原。

在新生代时期,各种动物也陆续出现,生物经过几十亿年的进化,也走过了从无到有、从低级到高级的发展阶段,并最终的新地质历史时期产生了人类。

地球的形状

关于地球的形状,从古到今人类就在不断探索。公元前五六世纪,古希腊哲学家认为地球是球形的。而到了公元前350年前后,古希腊学者亚里士多德根据月球上地影是个圆形,第一次科学地论证了地球是个球体。到了1519年,葡萄牙航海家麦哲伦完成了第一次环绕地球的航行,从而证实了地球是球形的观点。从此,人类就一直将自己所在的世界称为“地球”。

那么地球有多大呢?最早算出地球大小的是希腊地理学家埃拉托斯特尼。他在公元前3世纪用三角测量法测量了阿斯旺和亚历山大城间的子午线长,得出地球的周长约25万希腊里(39600千米),与实际长度只差340千米。

到了1672年,法国天文学家李希通过测定,发现地球赤道的重力比其他地方小,从而认为地球应该是扁球形的。到了17世纪末,英国科学家牛顿也研究了地球自转对地球形态的影响,理论上认为地球并非一个很圆的球形,而是个赤道处略隆起,两极略扁平的椭球体,赤道半径比两极半径长20多千米。到了18世纪中期,法国巴黎科学院又证实地球确实为椭球体。

随着科技的发展,20世纪50年代后,很多种途径都可以测量地球的形状,尤其是人造卫星上天,再加上电子计算机的运用,人们可以更精确地测量地球的大小和形状了。通过实测和分析,确切的数据显示:地球的平均赤道半径为6738.14千米,极半径为6356.76千米,赤道周长和子午线方向的周长分别为40075千米和39941千米。测量还发现,北极地区约高出18.9米,而南极地区则低24~30米。

通过数据我们可以得知,地球的形状类似一个梨:赤道部分鼓起,是“梨身”;北极有点尖,像“梨蒂”;南极有点凹进去,像“梨脐”。整个地球则像个梨形的旋转体,因此人们称它为“梨形地球”。其实更确切地说,地球应该是一个三轴的椭球体。

相关链接——地球的变化与生命的出现

地球大约诞生于46亿年前,刚刚诞生时的地球与今天也大有不同。根据推断,地球刚刚形成时是个由炽热液体物质(主要为岩浆)组成的炽热火球。随着时间的推移,地表温度不断下降,固态地核逐渐形成。同时,密度大的物质会逐渐向地心移动,密度小的物质(岩石等)则浮在地球表面,从而形成了今天这样一个表面主要由岩石组成的地球。

自从诞生以来,地球就不断向外释放能量。由高温岩浆喷发释放的水蒸气、二氧化碳等气体,组成了稀薄的原始大气。后来,随着原始大气中的水蒸气不断增加,越来越多的水蒸气凝结为小水滴,再汇聚成雨水落入地表,这就形成了最初的海洋。

海洋的形成为生命的诞生提供了条件。约38亿年前,最原始的生命体在海洋中诞生。此后,生命就不断向更复杂、更高级的方向进化。1859年,达尔文的《物种起源》解释了生命进化的原因。他认为,任何生命都存在变异和遗传,正因为变异和遗传,拥有差异的生物个体之间才越来越多。在自然条件下,不适应环境的生物种群会逐渐被淘汰,而适应环境的生物种群则得以生存繁衍。生命也是不断变异、繁衍和淘汰,从而令地球上的生命种类发展到今天数百万种。

同类推荐
  • 中学化学课程资源丛书-走近化学新挑战

    中学化学课程资源丛书-走近化学新挑战

    作为科学教育的重要组成部分,新的化学课程倡导从学生素质的培养和社会发展的需要出发,发挥学科自身的优势,将科学探究作为课程改革的突破口,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地去学习,使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。本套丛书集知识性与实用性于一体,是学生在学习化学知识及教师在进行引导的过程中不可或缺的一套实用工具书。
  • 高中英语作文模仿秀

    高中英语作文模仿秀

    本书集纳了若干中学生英语作文的日常习作,按文章体裁分为日记、书信、记叙文、描写文、说明文和议论文几个部分,并在每篇习作后附点评,在每部分后另附相应体裁文章的写作指导,以期对中学生的英语写作提供鼓励和帮助。
  • 带着梦想去成功

    带着梦想去成功

    本书收录了启迪中学生智慧的哲理美文,是引入深思的品格故事典范。其中每一篇故事都会贴近生活的写照,每一篇故事都会拓宽你的文化视野,每一篇故事都会激发你的心灵,每一篇故事都会是一对翅膀,使你勇敢飞翔!从这些故事中你会找到一一成长和成才的启发,也会给你最深刻的认识,慟尔终身受益!这里,有优美而浪漫,让人馨香绕怀久久不忘的心灵独白;这里,有启迪青春、点缀人生、畅想未来的人生感悟;这里,有最具有代表性的或伤感或甜蜜或浪漫或纯情的情感故事;这里,有诗一样的文字,格言一样的论说……
  • 旅游饭店餐饮服务与管理

    旅游饭店餐饮服务与管理

    本书是高等职业教育旅游管理专业“十一五”规划教材之一,全书共十章,分别介绍了饭店餐馆的概况、中餐服务、西餐服务、宴会服务、菜单设计、餐饮营销管理、食品原材料管理、厨房管理、餐饮成本核算与控制和餐厅日常管理等方面的知识和实践。
  • 新课标英语学习资源库-警察与赞美诗

    新课标英语学习资源库-警察与赞美诗

    课标是常新的,经典却是永恒的,走进经典的选择,学习兴趣的提高离你只有一步之遥。本套丛书包括奥林匹斯山众神、白雪公主、百万英镑、包打听、财神与爱神、打火匣、带家具出租的房子、公主与美洲狮、好孩子的故事、荷马墓上的一朵玫瑰、黄缘奇遇、灰姑娘、井边的牧鹅女、警察与赞美诗、两个勇敢的伊洛特人、母亲的故事、牧羊女和扫烟囱的人、女巫的面包、青蛙王子、三万元遗产、沙丘的故事、忒修斯历险记、特洛伊战争、天国花园、小爱达的花、小红帽、幸福的家庭、雪人、一本不说话的书、勇敢的小裁缝。
热门推荐
  • 重生未来之神秘作曲家

    重生未来之神秘作曲家

    为了能在一年内还清父亲欠下的巨额债务,她别无选择的当一个三线的小明星,却因为不愿意被人潜规则而意外出了车祸,没想到因祸得福重生到了未来世界,一个她既陌生又熟悉的国度。上辈子无法实现的梦想,她这次无论如何都要实现!这是一个中二渣女的一生。--------------------------------------------------------求推荐票,求收藏,求评论。
  • 银零落

    银零落

    “钝刀驽马,足我横行江湖。”这话刚说完,她就拿着钝刀砍了驽马饱餐一顿。刚入江湖的持刀女子江水正邪难辨,只因囊中羞涩干起杀手行当,没有职业操守专挑软柿子捏。传闻她是一位医师的徒弟,与武林中铸造兵器的江安叶家有说不清道不明的关系,背着神兵青昙双刀招摇过市,遇事却只抽出自己那对豁口刀。银海倾落乾坤碎,千山不似旧天涯。她懒散不愿意招惹麻烦,自言只为不负她师傅的执念名扬天下,而后不理身后江湖浊浪涛天。只是世事难料,原本只求以己双刀力断横江的愚钝女子误入谋划整个天下的棋局之中,牵一发而动全身,又闻红鸾恶啼险陷情毒,却如何抽刀?此后江湖三秋,青昙断去,两处石碑,各生红萼。
  • 史上最强大魔神

    史上最强大魔神

    在离地球不知道有多少个亿万里之外,有一个奇幻般的世界,在这里、流传着这么一句话;“神……无所不能,”
  • 十方剑主

    十方剑主

    星魂大陆,强者为尊,弱者蝼蚁。独孤求败转世重生,已登峰,再造极!千秋万世,谁属风云!苍茫大地,谁主沉浮!剑魔异界纵横,从此整个世界暴走。
  • 阴阳先生事迹

    阴阳先生事迹

    生来带有一双特殊的眼睛,可以让我看见别人看不见的东西,旅游时,一次意外的遭遇。改变了我一生的道路,恶鬼,僵尸,危机四伏的墓穴,让我的生活中充满了,喜剧,惊悚。阴阳先生事迹。
  • 皇帝之二次穿越

    皇帝之二次穿越

    因为一次意外,冷平淡穿越回到古代,历尽千辛万苦,成为了皇帝!登基大典完毕,竟然穿越回来了!从此纵横天下,美女云集。(不会写简介,看两章再走可好?)
  • 嫡女毒妻

    嫡女毒妻

    她,本是无忧无虑的将军府嫡小姐,年仅五岁便遭逢生母惨死,可怜堂堂嫡出大小姐竟连得势丫鬟都不如。他,继王妃所出王府三爷,自小被隔母兄长暗害已成家常便饭,险度十六载已是奇迹。本欲以病脱身,却得冲喜新娘,这个冷若冰霜的新娘子很有意思,三爷从此找到了人生新目标。腹黑男VS冰霜女,到底谁丢了谁的心?斗斗不息,谁才是笑到最后之人?
  • 冰山被我甜到时

    冰山被我甜到时

    【计算机科学家VS仙女旗袍师】拥有天才头脑并打造了科技帝国的孟子羡,别人给他的标签是:完颜;直男;冰山;厌女症。别人以为他的人生格言是:关你屁事,关我屁事,女人这种生物离我远点。不想有一天生命里闯进了一个来自深山,身份不明的光头少女,北嫣。少女甜甜的笑着,对他道:“孟先生,我观您面相,五行缺甜,命里缺我呢!”后来。他给她系鞋带、做三餐、买衣服,还亲自上唇替少女试口红。有人不解他怎么会喜欢上那样的女生。他也曾无解。再后来。少女设计出一套旗袍,在时尚界引起轰动,至此一切定数因果浮现。——若不相欠,怎会遇见。【本文标签:初恋;甜宠;励志;因果。】
  • 雪夜离魂

    雪夜离魂

    “怎么会是你!”“惊喜吗?”“我一直以为你死了!”“你所认识的我,的确已经死了!”“我宁愿你死了。”“你在怕吗?怕与我为敌?”“我不能输。”“我不会输。”昔日的兄弟,如今因为立场对立,而成为敌人,而他们的结局会是什么?
  • 量子管理者

    量子管理者

    为了穿越时空回到过去,阻止悲剧的发生而一生为科学奋斗的博士,竟然真的制造出全世界第一台时光机!然而一切却并没有那么顺利,在全世界的注视下开启了时空之旅,可是他不但没有成功回到过去,而且还差点丧命于茫茫宇宙。就在千钧一发之际,突然穿越到了一个酷似地球的星球上,或许这就是平行宇宙,而他自己也因一些遭遇获得了一具无敌量子之躯,并开始了他在新的星球上截然不同的生活,这里有他喜欢的人,有他喜欢的事,那么他还会去努力完成最初的梦想而离开这个他喜欢的新世界吗?!