地球的形成

一、雛形

45億年前,一顆離太陽不遠的中等恆星到了最後衰亡時刻,燃料(氫)燒盡,向外輻射壓大幅減小,引力大增,導致外部物質與內鐵核(最後核聚變到鐵)強烈撞擊,恆星化為各種碎片,向太空散去,形成若干星雲。其中一片稍大的,流落到太陽的軌道上,又吸取了其他各種更小的星雲,逐步壯大起來。

在開始的二億年,由於它與星雲殘餘物不斷的激烈碰撞、內部放射性物質的衰變、引力的擠壓帶來的內部壓力不斷增加,使得內部溫度不斷升高,像一個大熔爐。這使得一方面比較重的元素,比如鐵、鎳向下沉澱,形成鐵核;另一方面,又促使質量較輕的熔岩上升到地球表面,然後它們在那裡凝固形成原始地殼。

地球開始階段,就像個火球,離太陽也近(一年120天),火山不斷爆發;加上不斷的隕石、彗星撞擊。火山爆發噴出大量的二氧化碳和氮氣,彗星含有大量水和氣體,它們的蒸發與飄浮,因為地球(與月球不一樣)的質量足以使它們留在大氣中,形成最初的大氣層。

二、大氣層

地球表面大氣層90%處於海拔16千米以下。這層薄薄的氣體毯子為我們提供了呼吸的空氣,保護我們免遭太陽熱量和危險輻射的傷害。

地球在形成的早期階段,是沒有大氣層的。因為當時太小,沒有強大的引力場;任何自由氣體(沒有發生化學結合,比如氫、氮)都無法聚在它的周圍,而是飄散到太空。

後來因火山爆發與慧星撞擊,加上地球質量變大,有了一定的引力,形成早期大氣層;由二氧化碳、甲烷、氮、水蒸氣和硫化氫、氨等具有較大的分子量的氣體構成。

地球成長到10億年左右,一方面內部逐步穩定,另一方面離太陽也漸行漸遠;這顆行星逐步冷卻下來。當地面溫度降到水的沸點以下時,大氣雲層中儲備的水蒸氣得以釋放出來,形成雨水瓢潑而下。這場暴雨持續幾百萬年之久。從天而降的雨水注滿了地球表面低窪之處,最早的海洋就此形成。

在此後的20億年時間裡,海洋中漂浮的單細胞生物緩慢進化,最終獲得光合作用的能力(光合作用是指太陽光、水和二氧化碳轉化為氧氣和富含能量的碳水化合物)。當光合作用發生時,這些活的有機體吸收大氣中大量二氧化碳,將它們轉變為氧氣,這樣,大氣的化學成分被慢慢改變。

光合作用形成了今天的大氣層構成:氮氣78%,氧氣21%,氬氣、二氧化碳和其他氣體佔1%。

三、大陸形成

大陸形成的方式跟恆星形成、太陽系演化的方式一樣,因為引力的作用,導致了地球內部的熱量奇高。地核(一般將地球構成從內而外劃分為地核、地幔、地殼)以液態鐵(重元素)的形態存在。

來自地球核心的熱能不斷熔化2900千米厚地幔的某些部分,促使它通過內部對流活動向上運動,致使一些更冷、密度更大的岩石圈地層(位於海底)下沉到地幔;地幔上面是軟流層;“漂浮”其上,像雞蛋殼一樣,四分五裂的剛性層(岩石圈)就是地殼。

地球的形成

按照“板塊構造理論”(理論也在發展),地殼分七大板塊:南極洲板塊、澳大利亞-印度板塊、亞歐板塊、非洲板塊、太平洋板塊、南美洲板塊和北美洲板塊。還有若干次板塊。

由於岩石圈的各板塊是作為整體在運動,因此,板塊構造引起的大多數活動和變形,都發生在板塊邊界(構造邊緣)。板塊之間的運動分為三種:分離型、聚合型和轉換型

分離型。板塊分離導致地幔的礦物由此處湧出冷卻創造新的海底海底盆地海底擴張

聚合型。如果是高密度大洋地殼滑入較輕的大陸地殼下部會形成俯衝帶,大陸地殼部分會形成山如南美安第斯山脈或火山)。兩個大洋板塊聚合,通常一個板塊通常俯衝到另一個板塊之下,會形成

海溝;如果俯衝持續,就會形成一系列火山島。兩個大陸板塊聚合,每一塊大陸板塊的岩石圈都是漂浮的,這就防止了任何深度的俯衝,因此,兩個板塊的邊緣就會隆起或彎曲,從而形成巨大的山脈(喜馬拉雅、阿爾卑斯等)。

轉換型。指兩板塊發生摩擦同時又沒有創造或毀壞岩石圈地殼的地方。大多數轉換型邊界形成了兩塊地殼之間的斷層,這些地方被稱為斷裂帶

地球的形成

圖為聖安德烈亞斯斷層(加利福尼亞的聖安德烈亞斯斷層,位於向西北移動的太平洋板塊與北美洲板塊邊緣發生摩擦的斷裂帶上,易發地震)。

地殼運動導致地震、火山爆發、造山運動、……。

(注:我們沒有親身經歷的,都僅僅是一種僅供參考的思維邏輯)

190310


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