介绍地球的历史(从它的形成)
地层就像一本记录地球历史的书,地层里的岩石和化石就像这本书里的文字。通过用现代科学方法测量古代岩石,人们知道地球已经存在了46亿年。
那么人们用什么科学方法计算地球年龄呢?目前在科学上,测量岩石中放射性元素及其蜕变产生的同位素含量的方法,是作为测量地球年龄的“计时器”。
人们利用放射性元素的特性来计算岩石的年龄。放射性元素变质时速度稳定,不受外界条件影响。在一定的时间内,放射性元素有一个确切的数量,分裂多少,产生多少新的物质。例如,一克铀在一年内分裂成铅和氦。因此,我们可以根据现在岩石中铀和铅的含量来计算岩石的年龄。地壳是由岩石构成的,所以我们可以知道地壳的年龄。有人计算大约是30亿年。
地壳的年龄并不等于地球的实际年龄,因为在地壳形成之前,地球一般要经历一段地表处于熔融状态的时期,而在这段时期内,地球的年龄估计在46亿年左右。这是一个大数字。但是在宇宙中,比地球更古老的行星更多。
地质科学家说地球至少有46亿年了。人类有记载的历史只有几千年。那么,我们如何知道地球的年龄呢?
计算地球年龄的方法有几种,如岩石形成法、化石法和放射性元素解体法。根据鉴定,地球上最古老的岩石是在格陵兰西部圣哥达发现的阿米佐克片麻岩,年龄约为38亿年。太阳系的碎片年龄在45亿到47亿年之间。因此,人们认为太阳系的大部分成员,包括地球,都是同时形成的。
按照人类历史上划分朝代的方法,地球从形成到现在也可以分为五代:太古代、元古代、古生代、中生代、新生代。有的世代又进一步分为几个“期”,如古生代由远至近分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪;中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪;新生代分为第三纪和第四纪。这是对地球历史时期最粗略的划分,我们称之为“地质时代”。不同地质年代的人有不同的特点。
在太古代24亿年前,地球表面形成了原始的岩石圈、水圈和大气圈。但当时地壳很不稳定,火山活动频繁,到处都是岩浆,海洋广阔,陆地全是光秃秃的山脉。此时是铁矿形成的重要时代,最低级的原始生命开始出现。
从24亿年前到6亿年前的元古代。此时,地球的大部分仍然被海洋覆盖着。后期,地球上出现了大面积的陆地。“元古代”是指原始生物时代,出现了海藻和海洋无脊椎动物。
6亿-2.5亿年前是古生代。“古生代”是指远古生命的时代。这时,海洋中出现了成千上万的动物,海洋无脊椎动物空前繁荣。后来出现了鱼形动物,鱼大量繁殖。一种用鳍爬行的鱼出现并降落在陆地上,成为陆生脊椎动物的祖先。两栖动物也出现了。北半球的陆地上已经出现了蕨类植物,有些高达30米。这些又高又密的森林后来变成了大煤田。
中生代,从2.5亿年前到7亿年前,历时约65438+8亿年。这是爬行动物的时代,恐龙曾经统治了一段时间,然后出现了原始的哺乳动物和鸟类。蕨类植物正在减少,被裸子植物所取代。中生代茂盛的植物和巨大的动物后来变成了许多巨大的煤田和油田。中生代也形成了许多金属矿床。
新生代是地球历史上最晚的阶段,时间最短,只有7000万年左右。此时,地球的面貌已经和今天的情况基本相似。新一代被子植物大发展,各种食草和食肉哺乳动物空前繁盛。自然界生物的大发展最终导致了人类的出现,古代的类人猿逐渐进化成了现代人。一般认为人类出现在第四纪,距今约240万年。
人类居住的地球一步步进化到现在,逐渐形成了今天的面貌。
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1.太阳系的九大行星都是逆时针绕着太阳转。太阳本身也是同方向自转的,这在太阳系中称为天体运动同方向。
2.上述行星围绕太阳运行的轨道平面非常接近同一平面,该平面与太阳自转赤道面的夹角小于6°。这个特征叫做行星轨道运动的* * *平面性。
除了水星和冥王星,所有其他行星围绕太阳的轨道都非常接近圆形轨道。这个特征被称为行星轨道运动的近圆形。
地球的起源已经讨论了很长时间。在古代,人们已经讨论过天地万物的形成,包括地球。这期间逐渐形成了一种关于天地万物起源的“神创论”。其中《圣经》中的创世论最受欢迎。在人类历史上,神创论长期占据主导地位。
自1543年波兰天文学家哥白尼提出日心说以来,天体演化的讨论突破了宗教神学的束缚,开始了真正意义上的地球和太阳系起源的科学讨论。1644年,R .笛卡尔在《哲学原理》一书中提出了太阳系起源的第一个理论。他认为太阳、行星和卫星是在宇宙物质旋转运动中形成的不同大小的漩涡中形成的。一个世纪后,布丰在1745的《一般和特殊博物学》中提出了第二个理论,认为一个巨大的物体,推测是一颗彗星,与太阳发生了碰撞,导致太阳的物质分裂成碎片,飞入太空,形成了地球和行星。事实上,由于彗星的质量一般都很小,不可能从太阳上敲出大量足以形成地球和行星的物质。在布丰之后的200年里,人们提出了很多理论,基本上都倾向于笛卡尔的“一元论”,即太阳和行星都是由同一个原始气体云凝聚而成的;还有一种二元论观点认为行星物质是从太阳分离出来的。1755年,德国著名古典哲学创始人I .康德提出了“星云假说”。1796年,法国著名数学家、天文学家P. S .拉普拉斯在《论宇宙体系》一书中,独立提出了太阳系起源的另一个星云假说。由于拉普拉斯和康德的理论在基本论点上是一致的,后人称之为“康德-拉普拉斯理论”。整个十九世纪,这一理论在天文学中一直占据主导地位。
本世纪初,由于康德-拉普拉斯理论无法满意地解释太阳系中越来越多的观测事实,“二元论”理论再次流行起来。1900年,美国地质学家张伯伦(T. C. Chamberlain)提出了太阳系起源的理论,被称为“星子理论”。同年,莫尔顿发展了这一理论。他认为,一旦一颗恒星移动到离太阳非常近的距离,就会在太阳的正面和背面引起巨大的潮汐,从而抛出大量的物质,这些物质逐渐凝聚成许多固体团块或粒子,称为星子,并进一步聚合成行星和卫星。
现代研究表明,由于宇宙中恒星相距遥远,相互碰撞的可能性极小,莫顿的理论没有说服力。因为所有的灾变理论都有一个相同的特点,就是把太阳系的起源归结于某种极其偶然的事件,所以缺乏充分的科学依据。我国著名天文学家戴文赛于1979年提出了太阳系起源的新理论。他认为整个太阳系都是由同一个原始星云形成的。这个星云的主要成分是气体和少量固体尘埃。原始星云开始旋转,同时由于自身引力收缩,形成星云盘,中间部分演化为太阳,边缘部分形成星云并进一步吸积演化为行星。
总的来说,关于太阳系的起源有40多种理论。本世纪初迅速流行的突变理论是对康德-拉普拉斯星云理论的挑战。本世纪中叶出现的新星云理论是以康德-拉普拉斯理论为基础的解释太阳系起源的更完善的理论。人们对地球和太阳系起源的认识也是在这个曲折的发展过程中不断深化的。
至此,我们可以给出以下关于原始地球形成的物质和方式的可能结论。形成原始地球的物质主要是上述星云盘的原始物质,其成分主要是氢和氦,约占总质量的98%。此外,还有太阳早期收缩演化阶段抛出的固体尘埃和物质。在地球形成过程中,由于物质的分化,轻物质不断与氢、氦等挥发性物质分离,被太阳光压和太阳抛出的物质带到太阳系外。因此,只有重物质或地球物质被凝聚,才能逐渐形成最初的地球,演变成今天的地球。水星、金星和火星和地球一样,可能也是以类似的方式形成的,因为它们靠近太阳,它们保留了更多的重物质。而木星、土星等外行星,因为远离太阳,仍然保留了较多的轻物质。虽然对于原始地球的形成方式还有很多猜测,但大多数研究者都认同戴文赛先生的结论,即星云盘形成后,由于引力的作用和引力的不稳定性,星云盘中的物质,包括尘埃层,由于碰撞吸积形成了许多原小行星或星子,然后逐渐演化成行星,地球就诞生在其中。据估算,地球形成所需时间约为1亿年至1亿年。离太阳较近的行星(类地行星)形成时间较短,离太阳较远的行星形成时间较长,甚至达到数亿年。
关于原始地球是热还是冷,科学家们有不同的看法。从地球起源的古老理论出发,大多数人一度认为地球起初是一个熔融体。经过几十亿年的地质演化,地球仍然保持着热度。现代研究的结果倾向于地球低温起源的理论。地球早期的状态是高温还是低温,目前还存在争议。但是,无论是高温起源还是低温起源,地球大体上都经历了一个由热变冷的阶段。因为地球内部的热源,这个冷却过程极其缓慢,直到今天地球还处于持续冷却的过程中。