從宇宙誕生到地球形成
生命的誕生，生物的起源、進化、繁衍、生活，都在地球之上。要弄清生命如何起源，必須先了解地球如何誕生。
“宇宙大爆炸”理論認為：宇宙起源于高溫高密狀態(tài)下的原始火球。在能量、基本粒子的相互作用下，原始火球發(fā)生了爆炸。宇宙的早期溫度極高，物質的密度也非常大。在大爆炸后，宇宙迅速不斷地膨脹，溫度隨即開始下降。當溫度下降到10億℃左右時，中子開始失去自由存在的條件，它要么發(fā)生衰變，要么與質子結合成氘、氦等元素，化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬℃后，早期形成化學元素的過程結束。當溫度下降到10000℃以下時，輻射開始減退，宇宙間的氣態(tài)物質逐漸凝聚成氣云，再進一步形成各種各樣的恒星體系，這就是我們今天所看到的宇宙。
人類所處的銀河系是一個相當古老的星系，它形成于宇宙大爆炸時期，至今已有約145億歲高齡。它擁有約2000億顆恒星和大量的星團、星云，還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。
大約46億年前，銀河系的某個角落發(fā)生了超新星爆炸。這次爆炸的震波在星際云中傳送，導致銀河系密度的不均勻更為嚴重。因為引力的影響，星際云便朝著密度較濃的部分收縮，開始在收縮中心形成原始太陽。
太陽系的星云就是由氣體、冰質物和石質物所組成的。氣體占星云總質量的98％，以氫氣為主。冰質物主要由碳、氮、氧、硫和氯等的氫化物組成，約占星云總質量的1.5％。石質物主要由鈉、鎂、鋁、鈣、鐵、鎳和銅等的氧化物組成，僅占星云總質量的0.5％。冰質物和石質物的顆粒均很小，一般不超過1mm。星云的范圍非常大，只能用1.y.(光年)衡量。普通星云的直徑可達101.y.，11.y.=9.46×1015m足見星云之大。當太陽系星云中的氫氣由于相互吸引力大于運動產生的離心力時，氫氣就會越聚越多。而且相互不斷壓縮，越壓越緊，越壓越密，它對外的吸引力也就越來越大，越吸引就越多。另外，由于擠壓，致使氫原子發(fā)生聚變而形成氦原子，從而釋放出大量能量，使溫度急速增高，形成了原始的太陽。隨著溫度的增高及氫原子的不斷集中，氫原子發(fā)生的聚變越來越多，溫度也越來越高，終于形成了真正的太陽。
原始太陽周圍的氣體往原始太陽上聚集，距離較遠的氣體則開始繞著原始太陽旋轉，形成了圓盤狀旋轉著的原始太陽系星云。沉積于圓盤赤道面的微塵層后來發(fā)生分裂，形成了無數(shù)顆微行星。這些微行星借著彼此的引力不斷碰撞、合并，逐漸成長。
就在太陽附近星云彌漫、微行星亂撞的環(huán)境里，大大小小的星云團與微行星集聚成了一個個球體，其中一個形成我們地球的原始形態(tài)一原始地球。
原始地球在剛形成時，溫度比較低，并無分層結構，后來由于隕石等物質的轟擊、放射性衰變和原始地球的重力收縮，原始地球的溫度逐漸升高，最后成為黏稠的熔融狀態(tài)。在原始地球旋轉和重力的作用下，地球內部的物質開始分異。較重的物質漸漸地聚集到地球的中心部位，形成地核；較輕的物質則懸浮于地球的表層，形成地殼；介于兩者之間的物質則構成了地幔。這樣原始地球就具備了所謂的層圈結構。原始地殼比較薄弱，而地球內部溫度又很高，因此火山頻繁活動。從火山口噴出的許多氣體構成了原始的大氣層。地球內部溫度的升高，使內部結晶水汽化。隨著地表溫度的逐漸下降，氣態(tài)水凝結、積聚，最終形成洪水一般的降雨，重新落到地面。這種情況持續(xù)了很長一段時間之后，大量的降水終于在地面上形成水圈。
地球內部圈層結構演化
“四方上下日宇，往古來今日宙”，這是我國古代戰(zhàn)國時的思想家尸佼為宇宙所下的定義，與20世紀愛因斯坦提出的宇宙是時間和空間統(tǒng)一體的觀點不謀而合。
作為宇宙中極小一分子的地球，有其空間和時間上的形成和演化過程。在約46億年前，距太陽約1.5億km處就已存在著具有固態(tài)外殼的地球實體。地球形成初期，由于引力收縮產生了能量，這個初生天體變得非常熾熱，當然談不上有大氣、海洋、花草鳥獸以至于人類存在。
由于地球在不停地自轉，且繞太陽公轉，地球的物質就在旋轉中發(fā)生了分異。
一些重的物質沉到了中心形成地核，根據(jù)其物質成分，地核可分為外核和內核。外核是由液態(tài)鐵及一些較輕的元素如硫、硅、氧、鉀、氫等所組成，而內核則由剛性很強、在極高溫和高壓下呈結晶狀的固態(tài)鐵和鐵鎳合金組成。
地核之上為地幔層，可分為三層。下地幔層厚約2230km，它以硅酸鹽、金屬氧化物和金屬硫化物為主，鉻、鐵、鎳等元素含量很高，溫度在1820℃-4400℃，平均密度為5.7g／cm3，大致以固體狀態(tài)存在。中間為過渡層，厚約300km，其成分是密度較大的簡單氧化物。上地幔層厚約640km，溫度在400℃-3000℃之間，平均密度約為3.39／cm3，成分主要是由類似橄欖巖的超基性巖組成。
地幔之上為地殼，地殼的厚度不均，大陸區(qū)地殼分為硅鋁層和硅鎂層，屬雙層結構，洋殼只有硅鎂層。
此外，在地球上還分異出了水圈和大氣圈。水圈包括地球上的海洋、江河、湖泊、冰川、地下水等。包圍在地球最外面的一層氣體就是大氣圈，厚度約為1000km。地球上有了水和空氣，給生物的誕生和發(fā)展提供了條件，于是在地球上又形成了生物圈。整個人類的社會活動幾乎都是在地球表面的生物圈內進行的。
地球各圈層形成之后，也并不是彼此孤立、靜止不變的，而是相互制約、相互滲透、相互影響，不斷發(fā)展和變化的。原始大氣中主要成分可能是氫氣和氦氣，通過聚變反應部分轉化為重元素碳元素、氮元素、氧元素，再通過化學反應生成甲烷、氨氣和水等。后來發(fā)生的各種演化過程(特別是長時期的光合作用)，使大氣圈成分發(fā)生了進一步變化，逐漸形成了今天的地球大氣圈。最初海洋中也沒有這么多鹽分，由于河流的搬運作用，把地面上的可溶性鹽類帶入了海洋。長年累月的貯積，使海水中含鹽量越來越多，最終達到了現(xiàn)在的水平。地殼也是一直不斷地運動著。近代的地質觀測表明，地殼是由“漂浮”在地幔之上的一些板塊組成的。這些板塊的互相推碰、靠攏以及劇烈碰撞，是一切地殼運動現(xiàn)象的根源。例如古大陸的分裂，大陸漂移，火山爆發(fā)和地震活動等，全都是由這些板塊的運動所引起。地殼上連綿不斷的山脈和縱橫交錯的河流也都是地殼運動的產物，它們都各有其發(fā)生和發(fā)展的歷史。
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