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地球的演化

2010-04-13      来源:天柱山世界地质公园网站     
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    固体地球形成至今,在46亿年的漫长演变史中,经历了地球化学动力演化、大气成分的演化、海陆变迁及生命的演化,形成今日的地球。这些变化,有些是逐渐发生的,有些是突然发生的。 

    (1)地球内部层圈构造的形成 早期地球可能是一个不分大陆和海洋的同质混合体。在高温和重力作用下,发生物质分异。密度大、熔点低,难以挥发的物质,如铁、镍元素沉降到中心,形成地核;密度小、熔点高的硅酸盐类物质,上浮形成地壳;介于两者之间的物质形成地幔。

    (2)地球内部的层圈结构 科学家们根据地震波在地球内部传播速度的变化情况,发现地球内部存在着几个显著的波速不连续界面,从而将地球内部分为几个不同物质组成、不同物理性质的同心圈层,并且综合地球科学、天文学及天文地质学研究成果,结合岩石的高温高压实验、陨石及宇宙化学的研究成果,推断出地球各圈层的密度、压力、温度及化学成分等特征。

    ·地壳:由风化的土层和岩石组成。上部为硅铝层(花岗质岩),下部为硅镁层(玄武质岩)。大洋底部经常缺失硅铝层,地壳平均厚度为33千米。

    ·地幔:上地幔主要由橄榄岩、超基性岩组成,下地幔由富含铁镁的硅酸盐矿物组成。

    ·软流层:又叫软流圈,位于上地幔上部岩石圈之下,深度在50-250千米之间,是一个基本上呈全球性分布的地内圈层。软流层顶底界面不十分确定,与岩石圈之间无明显界面,具有逐渐过渡的特点。软流层物质为高温熔融状态,柔软而富有可塑性。

    ·地核:由铁、镍元素组成。上部(外地核)是地球内唯一的液态圈层,内核是固态的。

    ·莫霍界面(南斯拉夫):地幔与地壳的分界面。

    ·古登堡面:地核和地幔之间的分界面(距地表2800余千米)。

    (3)地球外三圈的形成 大气圈、水圈、生物圈是包裹在地球外面的外三圈。它们自成系统,又互相渗透、互相影响,伴随着地球的成长而成熟。同时,又推动了地球的演化。

    ·地球上水与大气的产生    地球形成之初,大量的小天体,以每秒10千米的速度,不停地撞击地球,使得地球刚刚形成的地壳一次又一次地破裂,构造活动、火山喷发频繁发生,大量的火山喷气进入地球上空,形成次生大气。大气中充满CO2,呈现出黄色的“天空”,而没有氧气。随着地球温度的逐渐下降,地球上空的大气凝结成水滴,在重力作用下,形成了降雨。这地球上的第一次降雨,无休止地下了几千年、几万年、甚至几百万年,原先地球表面的坑洼沟谷成为江河湖海,但那时的水是灼热地球表面近于沸腾的水。

    ·地球生命演化与地球外三圈的形成    有水才有生命。目前发现的地球上最古老的生命,距今38亿年。至距今35亿年,出现了能进行光合作用的蓝藻。原始生命在缺氧、沸腾的水中挣扎了20多亿年,改造着原始海洋,从而影响了原始大气。终于,在大约距今17亿年前后,现代海洋及现代大气圈形成。水圈、大气圈反馈生物,使地球生命迅速由低级向高级进化。到距今4亿年前,出现陆生植物,随之,动物登陆,地球表面被生物覆盖,真正的生物圈形成了。至此,地球外三圈最终形成。

    (4)活着的地球

    ·地球各圈层之间的运动    大气圈、水圈和生物圈,构成了地球的外部系统,地壳、地幔和地核构成地球内部系统。地刻不在活动着。地球内部系统活动引起地壳变动、地震和火山活动;地球外部系统活动,最直观的表现就是与大气运动、地表水流等紧密联系的水循环。同时,生物也一刻不停地对地球表层进行着改造。

地球系统不仅各自进行着物质交流和循环,同时还互相联系、互相制约和互相转化,组成一个活着的地球。

    如果把地球形成以来的46亿年缩短为一年,那么现在的一秒钟就相当于146年。

    从表上我们知道,地球演化史也是地球生命演化史,地质历史实质上是生物与地球表层非生命部分相互作用,协同演化的历史。人类文化系统是地球表层系统内一个特殊的组成部分。尽管自人类出现至今,仅仅占这“一年”的3个半小时。但是,人类活动已经并将继续改变地球生物圈的性质。因此,人类必须约束自己的行为,保护地球46亿年的艰辛演化成果,这也是保护人类自己。否则,“第七次生物大绝灭”的罪魁祸首将是人类自己。

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