讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解星球成長的故事


讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解星球成長的故事

2020年“地球一小時”海報,來源:地球一小時官網

3月28日,我們將迎來“地球一小時”活動日。這是世界自然基金會(WWF)為應對全球氣候變化而提出的一項倡議:每年三月的最後一個星期六,為地球熄燈一小時,以表示對節能環保的支持。

讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解星球成長的故事

△ 熄燈前後的國家體育場“鳥巢”

一小時,或許改變不了什麼。但在所有的全球性活動中,“地球一小時”將看似不可能的事情變成了現實。比如在俄羅斯推動制定保護森林的新法律,動員公眾支持在阿根廷設立一塊麵積為350萬公頃的海洋保護區,在哈薩克斯坦種植了1700萬棵樹,並倡導在厄瓜多爾禁止使用塑料。

在人類現有的認知範圍裡,只有地球存在著生命,它為我們提供了一切。是什麼讓地球母親如此與眾不同?答案藏在那個遙遠的過去。

讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解地球成長的故事。

讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解星球成長的故事

我們的旅程大約始於50億年前。這時在銀河裡的一個角落,只有剛剛誕生的恆星,即被塵埃團團圍住的太陽。地球尚未形成,引力把塵埃聚集成小岩石,數百萬年來,至少有100顆地球這樣的星球,繞著太陽運轉。

在約45.4億年前,地球誕生了。這時,我們的星球更像是地獄,而不像家園。溫度超過1200℃,沒有空氣,只有二氧化碳、氮、水蒸氣。新生的地球是一團沸騰的熔岩,沒有堅硬的表面。

讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解星球成長的故事

一顆名為忒伊亞的年輕星球,以每秒15公里的速度直撲而來。它與火星大小接近,速度比射出的子彈快20倍。入侵者的引力,扭曲了地表。衝擊波迅速擴散,兩顆年輕的星球,彷彿都化為了液態。大量碎片,噴向太空。引力把碎片變成了環繞地球的紅色炙熱的塵埃和岩石環,此時一顆直徑超過3000公里的星球形成,這便是月球。這時,它距離地球只有2.2萬公里,而不是現在的40萬公里。太陽昇起,照耀著冷卻中的地球。而碰撞使地球轉得極快,一整天只有6小時。

39億年前,地球上出現了水。地球正遭受太陽系形成而產生的碎片攻擊,流星裡有奇怪的晶體,它們看起來像鹽粒,內部有小水滴,這是生命的關鍵元素。每顆隕石內含有極少的水分,但它們對地球轟炸了兩千多萬年,水池紛紛出現。水聚集在堅硬的地表,地核依然是熔岩狀態, 使地表溫度已經降到了70—80℃,剛好有助於形成地殼。接下來就是水,它們隨著流星奔波了數百萬公里來到地球。此時的地球,依舊是危險之地。

讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解星球成長的故事

38億年前,隕石的攻擊進入猛暴的新階段,它們不僅帶來了水,還帶了礦物質、碳,還有氨基酸。海底一片漆黑,陽光照不到300米以下的深海,這裡的溫度接近冰點,海水從地殼縫隙滲入地下,沿途收集礦物質與汽水,這種混合物又被噴向海洋,水變成了化學溶液。水裡滿是微生物,這些單細胞細菌,是地球上最初的生命狀態。這是地球成長史的重要時刻,微生物出現了。唯一的生物,是單細胞細菌。

要找到更復雜的生命,我們必須到35億萬年前。細菌吸收二氧化碳形成氧氣,並生成了葡萄糖。在水底,海水逐漸充滿氫氣,氫氣把水裡的鐵元素變成鐵鏽,鐵鏽落到海床上形成鐵石,如今我們使用它築造輪船、大樓、機械等。海面上,氫氣改造著大氣, 正在製造地球上最需要的元素——氧氣。

氫氣、氧氣繼續增加,地球自轉週期變長。這時一天約有16小時,但地球上還沒有複雜的生物,火山島點綴著我們的星球。

讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解星球成長的故事

15億年前,島嶼重新排列組合,藏在海底的地殼裂成巨大的板塊,更深處的地核仍在運動。地殼下的岩石因為高溫而移動,推拉了地球各處板塊,逐漸形成島嶼和山脈。

又過了4億年,新大陸成形,名為羅迪尼亞大陸。這時,一天約為18小時。但這時的地球,看起來更像現在的火星。地球深處某種力量撕裂了地殼,地球彷彿即將四分五裂,只有一種力量有這本事,那就是熱量。大陸被一分為二,劇烈的地質活動,造就了大量火山。火山將二氧化碳排入大氣中,到處都是煙霧和氣體。二氧化碳與水結合,形成酸雨。岩石吸收酸雨,包括二氧化碳。岩石數量極多,以至於大量二氧化碳被吸收後封印在岩石裡。大氣中沒有足夠二氧化碳留住熱量,幾千年後,地球氣溫就降到-50℃。

讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解星球成長的故事

於是,7.5億年前,地球開始進入冰川期。這是地球有史以來最長的冰河時期,冰牆有幾千米高。冰越多,被反射的陽光就越多,冰擴散的速度就越快。兩片冰層從兩極往彼此方向運動,在赤道附近匯合。厚達3000米的冰層,包裹著地球,讓這顆原本是熔化的火球,變成了凍結的雪球。太陽的光與熱,全被反射回太空。地表凍結,但地核依舊比太陽表面還熱。當地球開始結冰,火山在爆發。只是,之前火山的熱量敵不過冰層。不過此時岩石被冰雪覆蓋,無法再吸收大氣中的二氧化碳了。後來,冰雪開始融化,地殼出現了裂縫與更多的火山,這些火山釋放更多二氧化碳,讓冰雪融化更快。冰在製造氧氣,地球結冰時,紫外線與水分子起作用,形成了過氧化氫,也就是漂白的化學物質。隨著冰的融化,過氧化氫分解並釋放大量氧氣,地球漸漸變得與眾不同。

在6億年前,地球上一天約22小時,創造生命的完美環節出現了。在飽含氧氣的海洋裡,原始菌落進化,到處都是植物。這是威瓦西蟲,是新一代的複雜多細胞體。地質處於較為活躍的時期,氧氣濃度升高,海洋裡生機盎然,從微小的細菌,到碩大的奇蝦,還有蠕蟲、海綿和三葉蟲(昆蟲、龍蝦的遠親)。

讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解星球成長的故事

△ 海底古生物畫像

海面下已有數萬種動植物,滿是苔蘚和蕨類植物。隨風飄揚的種子遠離水源數公里,自行攜帶營養物,在地球上散播著生命。這些植物將釋放更多的氧氣供生物呼吸、存活。

此時,地球從一團燃燒的岩石灰塵,逐漸成為生機盎然的藍色星球。而陸地上,板塊再度移動,氧氣濃度與現在相仿。

讓我們坐上時光飛船,穿越到地球誕生之初,瞭解星球成長的故事

水裡有種生物——提塔利克魚。它可以挺起脖子,把鰭當做腿,從水中爬出,踏上陸地。1500萬年來,它漸漸進化,花更多時間呆在陸地上,直到3.6億年前,大地成為了它的家。陸地動物,就是這樣逐一從水裡上岸進化來的,包括後來的恐龍、鳥,還有你和我。

國家地理《Making of a planet》

科普原理《地球歷史的24個轉折點》

自然博物館《地球歷史為一天》

(文 / 劉珊珊,審 / 任慧)


分享到:


相關文章: