地球怎么来的,简单介绍十个字(地球怎么来的?)
但是,当我们了解每一个星球的时候,你会发现这些星球一点都不精彩,至少对于生命来说,它们的环境是非常可怕的。
它们要么太热,要么没有大气层,要么就是巨大的气态巨行星。这里只有地球,一颗太阳系的蓝色行星,一切都是如此温和,生命终于诞生了。
然而,地球的环境并非一直如此温和,曾经非常“暴力”,充满风险。
那么,地球是如何形成的呢?为什么它会在这些星球中“脱颖而出”,成为生命的摇篮?
这幅图很好地描述了早期的太阳系。资料来源:美国国家航空航天局/JPL加州理工学院。
地球是如何形成的?
虽然我们无法亲眼看到太阳系的形成,但有大量的证据和大量的计算机模拟实验表明,地球和太阳系的其他行星一样,是在太阳系早期由尘埃和气体混合形成的。
大约46亿年前,我们的太阳系只是一个被称为太阳星云的尘埃和气体云区域。它可能会受到外力(如附近的超新星)的干扰,也可能会自我演化,最终导致这些尘埃和气体云的旋转。
在引力的作用下,中心开始坍缩,物质凝聚在一起。当它变得越来越大时,强大的压力使核聚变发生,早期的太阳出现了。
太阳已经吸收了太阳系的大部分物质,但是还有一小部分——大约0.2%的物质还在保持旋转,但是这时候它们有一个中心点——太阳。
这些物质在大小和速度上略有不同,不同的速度使得这些早期物质相互碰撞粘在一起。
最终,它们从微小的尘埃颗粒变成石头,变成巨石,然后变成更大的“小行星”。
“小行星”的质量足够大,其引力可以影响周围的尘埃和气体,导致越来越多的物质凝聚在一起,“小行星”越来越大,早期行星开始出现。
在太阳系早期,八大行星的轨道上有许多大小不一的“小行星”,但有一点和现在一样,那就是这些靠近太阳的行星都是岩石行星,而远离太阳的则是拥有岩石内核的气态巨行星。这是因为强烈的太阳风使得靠近太阳的行星无法保持更多的气体。
月球的形成或早期碰撞,美国国家航空航天局/JPL加州
在太阳系早期,行星一点也不“有序”。它们相互碰撞,相互攻击,月球的形成很可能是由一颗现在火星大小的“小行星”和早期的地球碰撞造成的。
当太阳系开始趋于稳定时,地球、太阳系中的其他7颗行星和其他天体都已成形,地球成为这场早期物质“战役”中最大的岩石行星。
那么,为什么现在的科学家会讲这样一个关于太阳系形成的故事呢?
事实上,关键证据是陨石。陨石以各种方式被带到地球,其中一些携带了早期太阳系的信息。
当太阳系稳定下来后,太阳系的故事转向了行星本身的演化。虽然早期所有的行星都经历了相似的过程,但它们自身的进化却不一样,最终导致只有地球有生命。
早期的地球环境非常恶劣。
早期的地球一点也不“温和”。事实上,天气太热了,以至于地球上的一切都被熔化了。几个因素促成了早期地球的高温:
图注:早期地球和现代地球的比较
而地球是太阳系的行星,转速刚刚好,轨道刚刚好,头也刚刚好。终于,这里有了如此丰富多彩的生活和我们。
太阳系有八颗行星。它们像八个音符一样围绕着太阳旋转,它们有序的出现就像在演奏一首美妙的交响乐。
第一部分来自引力收缩。
随着小岩石和金属的吸积,早期的地球变得更大更重,同时变得越来越热。
这是因为地球内部的压力在重力的作用下越来越大,这个过程会产生热量,就像我们现在挤压气体产生热量一样。
第二部分来自放射性衰变。
在地球历史的早期,有许多半衰期很短的放射性元素。这些元素在很久以前就衰变为稳定的物质,但起初它们释放了大量的热量,加热了地球。
第三部分是影响。
我们前面说过,早期的太阳系是一个不稳定的系统,小行星的撞击是很常见的。现在的研究表明,地球在最初的5亿年里遭受了非常猛烈的撞击。
这种撞击产生了“巨大”的热量,它在不断地加热着地球。
在这“三把火”的加持下,早期地球上的一切都被融化了,但这种状态给了地球第一次改变自己的机会。
在熔融状态下,地球上较重的物质沉入地核,较轻的物质“浮”到地表,形成了现在地球的结构:地核、地幔、地壳。
至于这个结构为什么会彻底改变地球,原因是它可以维持大气层。
众所周知,地球今天的大气归功于其阻挡太阳风的磁场,而磁场来自于早期地球收集的材料镍铁的熔化和下沉。
因为早期的地球是被太阳风“摧毁”的,它的大气层是在它自己有了磁场之后才逐渐产生的,这是在地球逐渐冷却下来之后发生的。
火山爆发和彗星的撞击给了地球早期的大气层,主要是水蒸气和二氧化碳。
当地球再次冷却下来——水可以以液态形式存在于地表,地球开始下雨。因为地球非常热,不停地蒸发水分,所以这是一场持续时间很长的雨。
最终海洋形成,地球的命运迎来了彻底的改变,水中出现了生命。
最后:为什么只有地球上有生命?
有科学家提出了宜居带的概念(现在这个概念已经被广泛接受),宜居带内的行星可以有液态水,这是生命所必需的。
地球恰好在太阳系中占据一个绝佳的位置。在它的轨道上,近日点和远日点都处于这样的宜居带,这是它生命的必要条件。
但是为什么处于宜居带的火星却死了呢?
图注:地球和火星在宜居带
原因是火星的大气极其稀薄,而造成这种情况的“罪魁祸首”就是磁场。火星在某个阶段失去了磁场,太阳风使其无法维持足够的大气和液态水。
火星的自转速度和地球差不多,考虑到它们彼此的形成也差不多,火星失去磁场很有意思。一些科学家认为,这可能是因为火星的“头部”太小,使得其核心冷却得更快。