地球是怎样起源的

地球是怎样起源的

地球形成于几十亿年以前，初期的痕迹在地面上已很难找到了，以后的历史面貌也极为残缺不全。若想从现在的地球面貌往前一步一步地推出它的原始情况，困难极大。任何地球起源的假说都包含有待证明的假设。正由于此，不同的假说常常分歧很大。200多年来,地球起源的假说曾提出过几十种主要分两大派。一派认为太阳系是由一团旋转的高温气体逐渐冷却凝固而成的，称为渐变派，以康德（I.Kant，1755）和P.S.拉普拉斯(1796)为代表。另一派认为太阳系是由 2个或 3个恒星发生碰撞或近距离吸引而产生的，称为灾变派。这派的代表最早是布丰(G.L.L.Buffon,1745),以后是张伯伦(T.C.Chamberlin)和摩耳顿 (F.R.Moulton,1901)，还有金斯(J.H.Jeans,1916)Sir H.杰弗里斯(1918)等人。早期的地球起源假说主要是企图解释一些天文现象早期的两派假说各有许多变种，但都不能全部满意地解释上述的观测事实。如拉普拉斯的星云假说认为太阳系起源于一团高温、旋转的气体星云，因冷却而收缩，所以越转越快。快到一定程度后，就由它的外缘抛出一个物质环。星云继续收缩，以后又可抛出一个物质环。如此继续，以后这些物质环便都各自聚成行星。有规则的卫星系也是经过类似的过程形成的。这样，太阳系轨道的规律性便得到自然的解释。无论这样形成的物质环能否聚成行星，但由计算表明，即使将所有行星现有的角动量都转移到太阳上，太阳所增加的角动量也不足以使物质从它表面上抛出去。另一方面，如果行星物质来自太阳,它们单位质量的角动量应当和太阳的差不多,但实际它们相差很大。 　　灾变论者将一部分的角动量归因于另外一个恒星，从而绕过了行星角动量过大的困难。在金斯和杰弗里斯的潮引假说中，他们设想有另外一个恒星从太阳旁边掠过或发生边缘碰撞,因而从太阳吸引出一股物质条带,并同时给它一定的角动量。恒星掠过后，这个条带分裂成若干块，以后各自成为行星。因为太阳与恒星起初是互相接近，碰撞后又彼此分离，所以吸引出的条带是两头小，中间大，并且它的物质是来自太阳的不同深处。这样,这个假说似乎可以解释太阳系的前两个特点,不过卫星系的产生就很难再采用同样的办法了。但这个假说其实并未真正克服角动量的困难。计算表明，恒星所能给与物质条带的角动量远不能将它抛到太阳系的边缘。即使这样能产生行星，它们离太阳最远也不超过几个太阳半径。此外，如果带状物质是从太阳内部引出来的，它的温度可能不下于一千万度。它将像大爆炸一样，很快向太空散去，不可能聚成行星。以前的假说都从太阳系的天文观测开始，但对我们自己的地球却未给予足够的注意。其实地球上未尝不能找到地球起源和演化的线索。地球物理观测表明,地球有3大部分：地壳、地幔和地核。地核又分为两层，外层是液体，内核是固体。地核的成分，主要是铁，但含有少量的镍。近年的观测又发现铁镍地核的密度显得太大些，而其中传播的地震波速度又显得太小。这就要求地核的成分还需包括10～20％的轻元素。大多数地球化学家认为这个轻元素是硫(S),也许还有硅(Si)；也有少数人认为是氧(O)。 地球最外层的地壳平均厚度只有30～40公里，其下直到2900公里的深度是地幔。地壳厚度与地幔相比只是一层薄膜。一般认为地壳是由地幔物质经过化学分异而形成的。如果在地球的历史中，地幔是由全部熔融的液体凝固而成的，则这种化学分异作用应当是很充分的。这样，地壳就不应这样薄。这表明地球从未处于完全熔融的状态，只能是发生过局部的熔化。还有一些其他的地球化学论据，都使人对地球由液态凝固而成的观点产生疑问。 　　从40年代中期起，人们逐渐倾向于太阳系起源于低温的观点。他们认为行星不是由高温气体凝固而成的，而是由温度不高（低于1000℃）的固体尘埃物质积聚而成的。积聚的早期温度不高，但成星的后期或成星以后，由于引力能的释放和放射性物质的衰变生热，行星内部增温，甚至可导致局部物质的熔化。