地球,最初是红的
——当我们逛博物馆的时候到底在看什么?()
上篇提到,世界最初是一个无限高温,无限密度的奇点,爆炸产生了宇宙,时间大约是在138亿年(137.87 ± 0.020亿年)以前。
宇宙诞生后,时间再往后捣腾,
在距今约50亿年前的时候,太阳系还没有诞生,如今属于太阳的领地在当时只是一个由氢气和一些尘埃组成的星云。
引力导向的过程 | 图源:中国科学院紫金山天文台
太阳,也曾是尘埃
后来由于某种原因,可能是一颗超新星的爆发扰动了附近的一片分子云。
我们可以简单地理解为在家坐的好好的,隔壁发生了爆炸,是个云都得受惊。
所以这种爆炸就破坏了分子云团的内部平衡,分子云就开始坍缩,跟压面团一样,最后压成了几个小团团。
这几个小团团一合计,面对面建了个群,就变成了一个新的更大的群组,类似于“相亲相爱一家人”。
引力导向的过程 | 图源:中国科学院紫金山天文台
一家人里面的小团儿,在自身引力作用下继续快速压缩,又分裂成几颗恒星的种子,后来这些种子自立门户演化,其中有一颗就成了太阳。
在这个地方可以拓展讲一下从种子演化成太阳的过程。
其实就是种子不断收缩形成了太阳的早期形态,原太阳。
原太阳长什么样子,看下面这张图就明白了,就是图中间的那颗球。
说明:太阳星云的艺术想象图(图片来源:美国国家航空航天局)
球的周围是大量的尘埃和气体,
这些尘埃和气体聚集在一起,形成了许多直径在1到10千米之间的微行星。
图源:中国科学院紫金山天文台
微行星受到引力的影响,围绕着太阳转动,在运动中继续相互碰撞和融合,形成更大更重的天体,而这些天体就是我们现在看到的行星。
事情发展到这一步,原始地球也终于成型了……
地球,最初是红色的
地球最开始是红色的。
那个时候和现在的距离也就过了46亿年吧。
46亿年前,地球就是一个巨大的岩浆球,温度超过1200℃,小脸通红。
所以当时的球,是个红球,大概长成下面这个样子:
图片来源:flickr/Kevin Gill
这个时期的地球历史,被地质学家们称为冥古宙(~46-40亿年)
“冥”是什么意思?地狱、炼狱、被黑暗笼罩的地方。
我们可以很容易地想象到地狱的场景,一片焦土……而冥古宙时期的地球也是这个样子,唯一不同的是,当时还没有生命。
冥古宙地球岩浆海
那么当时的地球发生了什么呢?
火山喷发、熔岩流动、彗星撞地球、整个星球歘欻欻地冒火花…
然后,随着时间的流逝,小脸通红的地球在平均温度-270℃的宇宙中慢慢变凉。
温度的下降,让地球表面发生冷凝现象,
但是地球内部的高温又促使火山频繁活动。
所以火山爆发时所形成的挥发气体,就成为了地球初期的大气。
使地球产生了水,并渐渐出现了海洋的雏形,把地球推进到下一个阶段。
水,生命
冥古宙结束以后,地球进入了太古宙时期。
太古宙持续的时间非常非常非常长
有多长呢?
15亿年,(太古宙:距今约40亿至25亿年前)
太古宙地球面貌艺术复原图(Tim Bertelink, 2017)
原核生物在海底火山热液口形成
太古宙时候的小球主要发生了几件事:
弱弱补充一句:原核生物就是没有细胞核的单细胞生物
所以时间线发展到太古宙,小球上终于出现了生命
大氧化、超大陆、雪球地球
在太古宙与生命大爆发的寒武纪之间,还存在着一个元古宙
元古宙持续的时间非常非常非常非常长,比太古宙还长
它大概持续了20亿年(元古宙:距今约25亿年至5亿4万年前)
地质年代表
你可以将元古宙看成新时代开始的序章
因为在这个时候地球发生了一场巨变,让生命看到了新的曙光。
那么这段时期的小球上发生了什么呢?
看标题就知道了:“大氧化事件”、超大陆和“雪球地球”。
咱们一个个来解释
首先是“大氧化事件”
在太古宙的时候地球的空气里面全部都是二氧化碳这种气体,
这种气体是热的,可以让地球保温,
所以当时地球的温度比现在高了几十摄氏度。
这个时候,我们在太古宙时期诞生的伟大战士
原核生物蓝细菌---又叫蓝藻
蓝藻
扛起了光合作用的大旗,在十亿年的努力下,
把空气里的二氧化碳变成了氧气,
把我们的小球改造成了一个蓝色的
还有臭氧层保护的小球。
这整个过程就叫做“大氧化事件”
“超大陆”的解释就很简单,
就是在元古宙的时候地壳活动比较活跃,
大陆地壳的面积扩大,形成了两次超大陆——Columbia和Rodinia超大陆
元古宙雪球地球事件
最后一个“雪球地球”是指,在7亿年的时候,
地球突然开始疯狂降温,
从两极到赤道上全都结上了厚达几百米的冰盖,
因为那个时候的地球看起来像个雪球,所以叫雪球地球事件。
这个过程持续了1亿年,后来在大量火山活动的作用下,小球解冻了。
解冻以后,地球环境变得特别好,生命也开始了第一轮的大进化。
埃迪卡拉生物群,6.3-5.4亿年被称为埃迪卡拉纪,在中国称为震旦纪
下期内容,将开始寒武纪时期的历史,看一看生命大爆发以后的地球状态究竟是什么样子!下期再见
在哪些馆里能看到这些知识?
天文部分
关于宇宙起源到地球诞生的历史,基本上所有天文馆的展陈信息都会提及,只是以不同的逻辑和方式进行展示。部分自然博物馆也会进行展示。
例如:上海天文馆的展陈结构是从三个角度看地球:
我们在哪?我们从哪儿来?我们往哪里去?
我们在哪?讲家园;我们从哪里来?讲宇宙;我们往哪里?去讲征程(人类对宇宙的探索)
其中宇宙大爆炸的展现形式如下
图源:上海天文馆官网虚拟展厅
地球历史部分
前寒武纪的地球历史,主要在自然博物馆,古生物馆展示的比较多
再就是一些古生物专题类的展览。
例如国家自然博物馆中,前寒武纪地球的历史主要放在无脊椎动物的繁荣展区进行展示
图源:国家自然博物馆官网虚拟展厅