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地球是怎样形成的

与整个宇宙相比,地球仍然很年轻。大约在46亿年前,气体和尘土在重力的作用下聚集形成了地球。

最初形成的地球与我们现在所知道的地球是完全不一样的,它没有空气也没有水,像月球上那样完全没有生命的存在。但是随着时间的推移,地球的内部开始出现热能,整个星球也开始出现变化。重元素比如铁等开始沉淀到地心部位,而轻的元素漂流到地球表层。随着地表温度的降低,矿物质开始结晶,形成了地球的第一层固体岩石层。热能的流动也引发了火山爆发,同时为生命的出现铺平了道路。

地球形成后,其表面渐渐冷却,这使固体岩层得以形成。地球的核心部位由于压力和自然的放射性而一直保持着高温。需要大约几亿年的时间才能完全消耗掉这些热量。

空气和水

地球的岩石层形成于大约45亿年前,当时的火山比现在要活跃多了,地球表面到处都散布着火山爆发冷却后沉积下来的岩石层。与此同时,火山爆发释放出大量的气体和水蒸气。 较轻的气体比如氢气便上浮到宇宙空间,而较重的空气则由于地球引力作用而留在了近地球的适当位置。这样便形成了早期的大气,其中含有大量的氮气、二氧化碳和水蒸气,但是几乎没有氧气。

在大约40亿年前,地球温度降低,使得部分水蒸气开始聚集起来。最初,水蒸气形成小水滴,整个地球上空覆盖起了云层。但是随着水蒸气聚集到一定程度,便形成了第一次降雨。有些倾盆大雨甚至持续了几千年,大量的降水渐渐形成了大海,随后大洋也开始出现了。而这里正是生命诞生的地方。

频受撞击

年轻的地球常常遭到来自宇宙的碎片的撞击。大部分碎片是由尘土构成的,但是极具破坏力的陨石也会一次次地撞击地表。

在地壳形成后不久,可能曾有另一个星球撞击进入地球之中,使地球的重量增加了一倍,这也几乎把地球撞成两半。

一些科学家认为,月球很有可能是在这次撞击中形成的。根据这种理论,撞击过程中有大量的岩石散到宇宙中,之后又因为地心引力作用而聚集到一起。另一种可能性是,月球是作为一个完整的球体,在靠近地球时被其俘获的。

岩石的循环

在月球上,陨星撞击留下了永恒的环形山,因为没有什么可以将之消磨夷平。然而,地球的表面却长期接受着风、雨和冰雪的洗礼改造。火山爆发则带来更加巨大的变化,其不仅促成了山脉的形成,而且使得大陆板块一直处于移动状态。这些变化从海洋和大气最初出现时就已经开始了,岩石也因此被分解成细小的颗粒,并被冲刷到河流中,最后被带入大海。在这个过程中,岩石颗粒沉积下来,构建起海床。几千年以后,这些沉积物转变成坚固的岩石。如果这些岩石被向上抬升,就可以形成干旱的陆地,则岩石的循环就将再一次进行。

在世界的很多地方,地壳就像一个很大的三明治,由很多几百万年前沉积下来的岩石构成。这些岩石层记录着地球的历史,并显示岩层形成时的状况。

岩层中的化石也可以告诉人们,在那一时期地球上存在着哪些生命。

氧气的形成

地球最初形成的岩石层已经看不到任何痕迹了,因为它们早已经被破坏掉了。迄今为止发现的最早的岩石层大约形成于39亿年前,这些岩石中不存在化石。尽管如此,科学家们还是相信,当这些岩石形成时,生命已经开始起步了。这些原始生命存在于地球上氧气非常稀少的时候。但是在接下来的20亿年中,大气中的氧气含量开始渐渐上升,直到其达到21%的比例——这也正是如今氧气在大气中的含量。神奇的是,这种变化完全是由生命体带来的,负责该项转化工程的生物是微小的细菌:通过阳光、水和二氧化碳,细菌渐渐形成一种生存的方式,即光合作用——细菌从空气中获取二氧化碳,而将氧气作为副产品释放出来。每一个细菌释放的氧气量都很小,但是经过万亿代的努力,大气中开始出现大量的氧气。没有这些早期的细菌,空气根本不适宜呼吸,动物类生命更不可能存在于地球上了。

在美国的“大峡谷”,河水将岩石向下冲刷出1600米的深度,这是地球上可以看到的最大的深度。峡谷底部最古老的岩石大约形成于20亿年前。