正文 第2章 地球檔案——揭開地球獨特構造的神秘麵紗(1)(2 / 3)

熔岩之海

早期的地球是一顆毫無生機的熔融行星,就像一座恐怖的熔爐。由於地球巨大的引力將來自太空的大量殘骸拉向自己,使地球接連不斷地遭遇撞擊,由此在地球表麵產生了巨大的熱量。同時,地球內部的放射性元素衰變也產生了大量的熱,從內部炙烤地球。這兩大熱量的綜合作用,無疑導致了災難性的後果。當溫度上升至成千上萬度時,地球表麵岩石中的鐵和鎳等金屬開始熔化,地球的外部呈熔融狀態,好像是一片“熔岩之海”,深度達成百上千公裏。

也就是說,當時的地球就像飄浮在太空中的一顆巨大液滴。在這種狀態下,鐵元素等重元素下沉,在地球的中心積累,逐漸形成一個有兩個月球那麼大的熔融狀內核;而那些輕質元素和富含碳和水的輕質成分則像湖麵上的藻類一樣,漂浮在地球表麵。

幸運的大碰撞

誕生之初的地球和今天完全不同——火山噴出大量的有毒氣體,地球被包裹在一個令人窒息的大氣層裏麵,當時地球大氣層的主要成分是二氧化碳、氮和水蒸氣。因為沒有氧氣可供呼吸,也沒有臭氧層來阻擋致命的紫外線輻射,所以當時的地球不是一個適合生物存在的星球,至少對我們所知道的生物來說是這樣的。

直到地球形成5000萬年後,一顆火星大小,質量約為地球十分之一的天體(通常稱為忒伊亞)與地球發生致命性的碰撞。撞擊的能量是如此巨大,以至於地球的外層和那顆星子都徹底熔化,兩者由此聚合成為一顆塊頭更大的新地球;與此同時,這次猛烈的碰撞也將大量熔融的岩漿噴入太空,這些熔岩最終聚合成為月球。

催生月球的那次大碰撞,對地球本身而言也是一次“幸運大撞擊”。正因為那次撞擊的力量是如此巨大,所以地球的轉軸被迫傾向太陽,這樣地球上才有了季節之分。如果喪失了月球的穩定作用,地球就會劇烈搖晃,地球上的氣候就會經常性地走各種極端。如果那樣,一個充滿生機的地球還可能形成嗎?

生命的“天堂”

科學家們相信,至少在月球誕生10億年以後,熾熱、熔融的地球表麵才冷卻、變硬,形成地殼,而釋放出的氣體和火山的活動產生原始的大氣層,小行星、較大的原行星、彗星和海王星外天體等攜帶來的水,使地球的水分增加,冷凝的水產生海洋。

水是生命最關鍵的要素,一切生物體都必須有水才能存活。最終,水將覆蓋四分之三的地球表麵,並且提供了能夠維持生命進化的環境。地球也將成為生命進化的“天堂”。

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·“天降雪山”·

你一定聽說過6500萬年前恐龍因隕星撞地球而滅絕的事,但是你知道嗎?在地球形成之初,這樣的大規模撞擊每個月就有一次,並且如此可怕的“石頭雨”一連下了好幾百萬年。彗星就是這些“石頭雨”中的一員。據估計,彗星有至少一半的質量是水和冰,也就是說,每一顆大彗星都像一座大雪山,它們融化後當然就能填滿地球的海洋。在過去20年中,隻有極少數彗星足夠近距離地經過地球附近,其中的一顆是在1997年經過地球附近的哈雷-波普彗星。像哈雷-波普這麼大的彗星,一顆就能提供一個典型的地球湖泊所需水量的十分之一。當然,海洋要大得多,所需的水量自然也多得多。不過,早期太陽係中有很多大彗星,因此,彗星之水填滿地球海洋應該不成問題。

地球生命的起源與進化——“生命之樹”蓬勃生長

有關地球的發展史及生命的起源問題,曆來是古生物工作者和生命科學研究者重點研究的重要學科領域。長期以來,隨著科學的發展和進步,這方麵的研究工作已經取得了一些重要的突破……

“有機湯”中形成的生命

科學研究則表明,地球誕生在距今四十六億年以前。一開始,地球表麵處於熔融狀態,火山活動特別強烈,逐漸釋放出大量的氣體,主要是水蒸氣、氫氣、一氧化碳、氨氣、甲烷、硫化氫等有機物質,這種狀況一直持續了很長時間,所以地球的早期發展階段一直是缺氧的。大量的這樣的有機質彙集在原始的海洋裏,而火山、閃電和太陽紫外線能釋放出大量的能量,上述各種物質在這些能量的作用下,逐漸形成了乙醇、脂肪、碳氫化合物、氨基酸和類似蛋白質的物質,這些物質混在一起,科學家叫做“有機湯”。在某次聚合中,“有機湯”中形成了一個核酸大分子。這個核酸分子能夠自我複製。複製以後的核酸仍然攜帶著母體核酸的結構密碼。這個密碼可以將許多氨基酸分子聚合成蛋白質大分子,蛋白質在核酸外麵形成了保護膜和附屬結構。這就是最初的細胞和最早的生命。