以生命之名,为地球发声:是什么 让我们的星球如此与众不同?


以生命之名,为地球发声:是什么 让我们的星球如此与众不同?

2020年“地球一小时”海报,来源:地球一小时官网

3月28日,我们将迎来“地球一小时”活动日。这是世界自然基金会(WWF)为应对全球气候变化而提出的一项倡议:每年三月的最后一个星期六,为地球熄灯一小时,以表示对节能环保的支持。

以生命之名,为地球发声:是什么 让我们的星球如此与众不同?

△ 熄灯前后的国家体育场“鸟巢”

一小时,或许改变不了什么。但在所有的全球性活动中,“地球一小时”将看似不可能的事情变成了现实。比如在俄罗斯推动制定保护森林的新法律,动员公众支持在阿根廷设立一块面积为350万公顷的海洋保护区,在哈萨克斯坦种植了1700万棵树,并倡导在厄瓜多尔禁止使用塑料。

在人类现有的认知范围里,只有地球存在着生命,它为我们提供了一切。是什么让地球母亲如此与众不同?答案藏在那个遥远的过去。

让我们坐上时光飞船,穿越到地球诞生之初,了解地球成长的故事。

以生命之名,为地球发声:是什么 让我们的星球如此与众不同?

我们的旅程大约始于50亿年前。这时在银河里的一个角落,只有刚刚诞生的恒星,即被尘埃团团围住的太阳。地球尚未形成,引力把尘埃聚集成小岩石,数百万年来,至少有100颗地球这样的星球,绕着太阳运转。

在约45.4亿年前,地球诞生了。这时,我们的星球更像是地狱,而不像家园。温度超过1200℃,没有空气,只有二氧化碳、氮、水蒸气。新生的地球是一团沸腾的熔岩,没有坚硬的表面。

以生命之名,为地球发声:是什么 让我们的星球如此与众不同?

一颗名为忒伊亚的年轻星球,以每秒15公里的速度直扑而来。它与火星大小接近,速度比射出的子弹快20倍。入侵者的引力,扭曲了地表。冲击波迅速扩散,两颗年轻的星球,仿佛都化为了液态。大量碎片,喷向太空。引力把碎片变成了环绕地球的红色炙热的尘埃和岩石环,此时一颗直径超过3000公里的星球形成,这便是月球。这时,它距离地球只有2.2万公里,而不是现在的40万公里。太阳升起,照耀着冷却中的地球。而碰撞使地球转得极快,一整天只有6小时。

39亿年前,地球上出现了水。地球正遭受太阳系形成而产生的碎片攻击,流星里有奇怪的晶体,它们看起来像盐粒,内部有小水滴,这是生命的关键元素。每颗陨石内含有极少的水分,但它们对地球轰炸了两千多万年,水池纷纷出现。水聚集在坚硬的地表,地核依然是熔岩状态, 使地表温度已经降到了70—80℃,刚好有助于形成地壳。接下来就是水,它们随着流星奔波了数百万公里来到地球。此时的地球,依旧是危险之地。

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38亿年前,陨石的攻击进入猛暴的新阶段,它们不仅带来了水,还带了矿物质、碳,还有氨基酸。海底一片漆黑,阳光照不到300米以下的深海,这里的温度接近冰点,海水从地壳缝隙渗入地下,沿途收集矿物质与汽水,这种混合物又被喷向海洋,水变成了化学溶液。水里满是微生物,这些单细胞细菌,是地球上最初的生命状态。这是地球成长史的重要时刻,微生物出现了。唯一的生物,是单细胞细菌。

要找到更复杂的生命,我们必须到35亿万年前。细菌吸收二氧化碳形成氧气,并生成了葡萄糖。在水底,海水逐渐充满氢气,氢气把水里的铁元素变成铁锈,铁锈落到海床上形成铁石,如今我们使用它筑造轮船、大楼、机械等。海面上,氢气改造着大气, 正在制造地球上最需要的元素——氧气。

氢气、氧气继续增加,地球自转周期变长。这时一天约有16小时,但地球上还没有复杂的生物,火山岛点缀着我们的星球。

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15亿年前,岛屿重新排列组合,藏在海底的地壳裂成巨大的板块,更深处的地核仍在运动。地壳下的岩石因为高温而移动,推拉了地球各处板块,逐渐形成岛屿和山脉。

又过了4亿年,新大陆成形,名为罗迪尼亚大陆。这时,一天约为18小时。但这时的地球,看起来更像现在的火星。地球深处某种力量撕裂了地壳,地球仿佛即将四分五裂,只有一种力量有这本事,那就是热量。大陆被一分为二,剧烈的地质活动,造就了大量火山。火山将二氧化碳排入大气中,到处都是烟雾和气体。二氧化碳与水结合,形成酸雨。岩石吸收酸雨,包括二氧化碳。岩石数量极多,以至于大量二氧化碳被吸收后封印在岩石里。大气中没有足够二氧化碳留住热量,几千年后,地球气温就降到-50℃。

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于是,7.5亿年前,地球开始进入冰川期。这是地球有史以来最长的冰河时期,冰墙有几千米高。冰越多,被反射的阳光就越多,冰扩散的速度就越快。两片冰层从两极往彼此方向运动,在赤道附近汇合。厚达3000米的冰层,包裹着地球,让这颗原本是熔化的火球,变成了冻结的雪球。太阳的光与热,全被反射回太空。地表冻结,但地核依旧比太阳表面还热。当地球开始结冰,火山在爆发。只是,之前火山的热量敌不过冰层。不过此时岩石被冰雪覆盖,无法再吸收大气中的二氧化碳了。后来,冰雪开始融化,地壳出现了裂缝与更多的火山,这些火山释放更多二氧化碳,让冰雪融化更快。冰在制造氧气,地球结冰时,紫外线与水分子起作用,形成了过氧化氢,也就是漂白的化学物质。随着冰的融化,过氧化氢分解并释放大量氧气,地球渐渐变得与众不同。

在6亿年前,地球上一天约22小时,创造生命的完美环节出现了。在饱含氧气的海洋里,原始菌落进化,到处都是植物。这是威瓦西虫,是新一代的复杂多细胞体。地质处于较为活跃的时期,氧气浓度升高,海洋里生机盎然,从微小的细菌,到硕大的奇虾,还有蠕虫、海绵和三叶虫(昆虫、龙虾的远亲)。

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△ 海底古生物画像

海面下已有数万种动植物,满是苔藓和蕨类植物。随风飘扬的种子远离水源数公里,自行携带营养物,在地球上散播着生命。这些植物将释放更多的氧气供生物呼吸、存活。

此时,地球从一团燃烧的岩石灰尘,逐渐成为生机盎然的蓝色星球。而陆地上,板块再度移动,氧气浓度与现在相仿。

以生命之名,为地球发声:是什么 让我们的星球如此与众不同?

水里有种生物——提塔利克鱼。它可以挺起脖子,把鳍当做腿,从水中爬出,踏上陆地。1500万年来,它渐渐进化,花更多时间呆在陆地上,直到3.6亿年前,大地成为了它的家。陆地动物,就是这样逐一从水里上岸进化来的,包括后来的恐龙、鸟,还有你和我。

国家地理《Making of a planet》

科普原理《地球历史的24个转折点》

自然博物馆《地球历史为一天》

(文 / 刘珊珊,审 / 任慧)


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