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第4章 2地球的由来

第一章第一节2地球的由来

地球是人类诞生、劳动、生息、繁衍的地方,它是我们共有的家园,那么地球是如何形成的呢?

随着科学技术的发展,人类对太阳系的认识也逐渐深刻。18 世纪以来,相继出现了很多假说。近数十年来,天体物理学等近代科学的发展、天文学的进步、宇航事业的兴起等为地球演化的研究提供了更多的帮助,下面介绍几种假说供参考。

星云说:星云说是由法国数学家和天文学家拉普拉斯 (1749 ~ 1827年)于 1796 年发表的 《天体力学》及后来的 《宇宙的叙述》中提出太阳系成因的。他认为太阳是太阳系中最早存在的星体,最初的太阳是由一团灼热的稀薄物质组成,内部较致密,周围是较稀薄的气体圈,形状是一个中心厚而边缘薄的饼状体,始终不停地缓慢旋转。经过长时间的不断冷却和本身的引力作用,星云愈加致密,体积逐渐缩小,旋转速度加快,故愈来愈扁。因此位于它边缘的物质,特别是赤道部分,当离心加速度超过中心引力加速度时,便离开原始太阳,形成无数同心圆状轮环 (如同现在土星周围的环带),相当于现在各行星的运行轨道位置。由于环带性质不均一,并且带有一些聚集凝结的团块,在引力作用下,环带中残余物质都被凝固吸引,形成大小不一的行星,地球就是其中之一。各轮环中心最大的凝团,便是太阳,其余围绕太阳旋转。由于行星自转,因此也可以产生卫星,例如地球的卫星——月亮,这样地球便随太阳系的产生而产生了。

灾难学派的假说:英国物理学家金斯在1930年提出气体潮生说,他推测原始太阳为一灼热球状体,由非常稀薄的气体物质组成。一颗质量比它大得多的星体,从距离不远处快速掠过,在引力的作用下,原始太阳出现了凸出部分,凸出部分在引力的继续作用下被拉成如同雪茄烟一般的长条。较大星体一去不复返,渐渐地,太阳获得新的平衡,一些长条状稀薄气流从太阳中分离出来,并逐渐冷却凝固而分成许多部分,每一部分再聚集成一个行星。被拉出的气流,中间厚,密度最大,形成较大的木星和土星;两端薄,形成较小的行星,如水星、冥王星、地球等。

陨石论:也称施密特假说。前苏联学者施密特根据银河系的自转和陨石星体的轨道是椭圆的理论,认为太阳系星体轨道是一致的,所以陨星体也应是太阳系成员。因此他于 1944 年提出了新假说:在遥远的古代,原始太阳作为一颗孤寂的恒星存在于太阳系中,在银河系广阔的天际沿自己的轨道运行。约在 60 ~ 70 亿年前,当它穿过巨大的黑暗星云时,与密集的陨石颗粒、尘埃质点相遇,它便开始用引力把大部分物质捕获过来,其中一部分与它结合;而另一些按力学的规律,聚集起来围绕着它运转,直至走出黑暗星云,这时这个旅行者不再是一颗孤星了。它在运行中不断吸收宇宙中的陨体和尘埃团,由于数不清的尘埃和陨石质点相互碰撞,于是便使尘埃和陨石质点相互焊接起来,大的吸小的,体积逐渐增大,最后形成几个庞大行星。行星在发展中又以同样方式捕获物质,形成卫星。

综上所述,一般认为施密特的假说,即陨石论是较为科学和进步的。根据这一学说,地球在天文期大约有两个阶段:

( 1 )行星萌芽阶段:即星际物质 (尘埃、陨体)围绕太阳相互碰撞,开始形成地球的时期。

( 2 )行星逐渐形成阶段:在这一阶段中,地球形体基本形成,重力作用相当显著,地壳外部空间保持着原始大气 ( CHNH4,H2O ,CO2 ,等等)。由于放射性蜕变释热,内部温度产生分异,重的物质向地心集中,又因为地球物质不均匀分布,引起地球外部轮廓及结构发生变化,亦即地壳运动形成,伴随灼热熔浆溢出,形成熔岩侵入活动和火山喷发活动。

知识小链接:地球内部有什么

地球有好多层。最外面的一层叫做地壳,它是由石英和类长石的其他硅酸盐构成的,其平均厚度为35千米。地壳以下到2900千米深处的一层是地幔,地幔的主要构成物质是橄榄石——一种由铁和镁构成的矿物硅酸盐。地幔以下到地球中心的部分是地核,其中心温度可高达7500K,比太阳表面还要热。