原始地球

原始地球

一般指約在46億年前剛從太陽星雲形成的地球。初生的地球,在繼續旋轉和凝聚的過程中,由于本身的凝聚收縮和內部放射性物質(如鈾、釷等)的蛻變生熱,溫度不斷增高,其內部甚至達到熾熱的程度,于是重物質就沉向內部,形成地核地幔,較輕的物質則分布在表面,形成地殼。初形成的地殼較薄,而地球內部溫度又很高,因此火山爆發頻繁,從火山噴出的氣體,構成地球的還原性大氣。

《原始地球》同時也是一款遊戲的名稱。

  • 中文名稱
    原始地球
  • 外文名稱
    原始地球
  • 類型
    地質研究
  • 起源
    46億年前

簡介

地質研究表明,地球大約是在46億年前形成的,那時候地球的溫度很高,地面上的環境與現在的完全不同:天空中或赤日炎炎,或電閃雷鳴,地面上火山噴發,熔岩橫流。從火山中噴出的氣體,如水蒸氣、氫氣、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氫等,構成了原始的大氣層(原始的大氣層中沒有氧氣)。

原始大氣的主要成分是氨、氫、甲烷、水蒸氣。水是原始大氣的主要成分,原始地球的地表溫度高于水的沸點,所以當時的水都以水蒸氣的形態存在于原始大氣之中。地表不斷散熱,水蒸汽被冷卻又凝結成水。以後地球內部溫度逐漸降低,地面溫度終于降到沸點以下,于是傾盆大雨從天而降,降落到地球表面低凹的地方,就形成了江河、湖泊和海洋。科學家稱那時的海洋為原始海洋。原始海洋鹽分較低,而有機物質卻異常豐富。當時由于大氣中無遊離氧,因而高空中也沒有臭氧層阻擋,不能吸收太陽輻射的紫外線,所以紫外線能直射到地球表面,成為合成有機物的能源。此外,天空放電、火山爆發所放出的能量、宇宙間的宇宙射線,以及隕星穿過大氣層時所引起的沖擊波等,也都有助于有機物的合成。但其中天空放電可能是最重要的,因為這種能源所提供的能量較多,又在靠近海洋表面的地方釋放,在那裏它作用于還原性大氣,所合成的有機物質,很容易被雨水沖淋到原始海洋之中,使原始海洋富含有機物質,成了"生命的搖籃"。

形成

在太陽系形成初期,99%以上的物質向中心聚合成為太陽,周圍還有一些分散的物質碎片圍繞著太陽旋轉,由于很長一段時間的碰撞和引力作用,分散的碎片逐漸聚合成了八大行星,但那時的地球隻是一團混沌的物質,經過了幾十萬年,物質逐漸冷卻凝固,形成了地球的初始狀態;又經過了幾十萬年,地球內部化學反應所產生的氣體噴出後被儲存在其周圍,形成了原始的大氣層。

氧氣和氫氣化合形成了水,在經過太陽的能量輻射、地球本身的電磁場的影響之後,形成了適宜的環境。 原始的大氣雖然不能形成生命,但能形成構成生命體的有機物。科學家推測,原始大氣在高溫、紫外線以及雷電等自然條件的長期作用下,形成了許多簡單的有機物。後來,地球的溫度逐漸下降,原始大氣中的水蒸氣凝結成雨降落到地面上,這些有機物又隨著雨水進入湖泊和河流,最終匯集到原始的海洋中。

原始的海洋就像一盆稀薄的熱湯,其中所含的有機物,不斷地相互作用,經過極其漫長的歲月,大約在地球形成以後的10億年左右,才逐漸形成了原始的生命。

起源

科學家們過去常認為包括地球、水星、金星、火星在內的石質行星是一塊塵埃雲快速引力坍縮而形成的。這種坍縮產生了致密的球體,但在20世紀60年代,阿波羅太空計畫的有關研究成果改變了這種觀點。對月坑的研究揭示出這些坑是由于在距今約45億年時大量天體的撞擊而形成的。此後,撞擊的次數看來很快減少。這一研究結果使斯米特(Otto Shmidt)提出的吸積理論恢復了活力。這位蘇聯地球物理學家于1944年提出:行星是一步一步地逐漸增大其體積的。根據斯米特的見解,宇宙塵團聚在一起成為顆粒,顆粒變成礫石。礫石變成小球,然後變成大球,再變成微行星(即星子),最後,塵埃終于變成了月球那樣的大小。隨著星體越來越大,它們的數目就減少。結果,星體(即隕石)之間碰撞的機會就減少,能夠用于吸積的東西越來越少,這意味著為了集結成大行星這一作用要進行很長的時間。由華盛頓卡內基研究所的韋瑟裏爾(George .W. Wetherill)進行的計算表明,一個直徑10千米大小的天體變成地球這樣的天體需要經過大約一億年的時間

分離

按照地球是由星際物質相互吸引、聚積而形成的假說,地球是由冷變熱的。地球內部所具有的高溫,是由于星雲物質機械碰撞產生的熱,以及地球內部放射性元素衰變產生的熱。這一時期地球內部蘊藏有豐富的短半衰期的放射性同位素,它們應產生大量熱能。在上述兩種熱能的作用下,原始地球不斷增溫,在其內部某個深度上首先達到物質發生熔融的程度,並開始物質按比重的分異。重者下沉,輕者上浮。

地殼形成

比重大而熔點低的鐵、鎳等元素最先分離出來並向地心集中,導致形成地核。在重力分異過程中,還伴隨著物質的位能向熱能轉化。因而,地內上層的岩石也相繼發生熔融,結果,較輕的鐵鎂矽酸鹽物質向上集中,導致原始地幔形成。原始地幔的表層同時在失熱,變硬,遂形成堅硬外殼,這就是原始地殼。由上述可見,這一時期物質的熱狀態及與之相關的重力分異作用,在形成地球內部的層圈構造中,具有決定性意義。

大氣水圈

形成與演化

大氣圈和太陽相比,氫、氮與惰性氣體(如氬、氖和氙等)已大部分耗盡。當代的地球,氖對矽的比率僅是太陽的1/1010。因此地球的大氣顯然並不完全是來自太陽星雲中的氣體部分。地球早期大氣常被假定由甲烷所組成,並含有少量氫、氨和水。這個假定主要是以木星和其他大行星大氣的推斷組成為依據的。然而,這些行星增大時的溫度可能比地球低得多,因此不能作為地球早期大氣圈的模式。如果地球約在600K時從微星增大,則可構想到大氣圈的出現是在增大之後。普遍認為,大氣圈和水圈(大洋)是由火山活動所釋放的物質形成的。然而,地球也可能在增大時含有少量的水,這是由于水在約350K的溫度下從太陽星雲凝縮,地球的水和大氣的來源可能是小行星帶。碳質球粒隕石含有大量的水和存在于地球大氣中的其他揮發物就是一個明顯的證據。小行星帶原來所含有的物質大大超過現代,而且很多這類物質已因與其他行星的碰憧而丟失。水星、月球、火星和金星上無數隕石坑說明,它們都受到可能主要來自小行星帶的隕石的強烈轟擊。地球早期階段也一定曾受到過這樣強烈的轟擊。碳質球粒隕石中含有10%的水分,而地球上可能有0.5%的物質是由來自小行星帶的碳質球粒隕石組成的。大氣圈和水圈中有一部分可能是這些隕石沖擊時釋放的物質所組成。巨大碳質球粒隕石沖擊時能夠釋放大量水蒸氣。其中一部分儲存在大氣中,但大部分凝縮為水而形成小溪、河流和湖泊,並終于形成原始海洋。氮也可因沖擊時的加熱而被釋放。隕石中的復雜碳氫化合物可以分解而產生甲烷、乙烷之類的簡單碳氫化合物。它們還可以與水反應而形成一氧化碳、氫、乙醇和氨之類的氣體。由于紫外線輻射能和大氣中的放電而發生的水的分解,還會引起氫和氧的增多。一些氨和甲烷也可以在凍結狀態下從隕石或彗星殘屑(彗星在地球歷史的早期階段可能也是很多的),或是從形成于木星或土星附近的微星上來到地球。

大氣來源

地球大氣的一部分源自火山活動,另外還有地殼和地幔形成時的局部熔融,會從地球內部釋放出大量的水和其他氣體。這些氣體可能和隕石沖擊時所釋放的物質相似,也是富含一氧化碳、氫、甲烷和氨。隨著時間的推移,原始火山氣體又演變為更象現代火山的氣體。在夏威夷,這些氣體主要由水(79%)、二氧化碳(12%)、二氧化硫(6%)和氮(1%)組成。

現大氣圈

現代地球的大氣圈主要由氮和氧組成。早期火山氣體中的水和二氧化硫,進入不斷發展中的大洋盆地。二氧化硫最終形成硫酸,它又和地殼中的物質與海底沉積物反應,形成硫酸鹽。在生命出現之後,光合作用使遊離氧從二氧化碳釋放出來。

遊戲

野心勃勃的獨立遊戲<<原始地球>>

這款名叫《原始地球》的獨立遊戲非常有野心,目前我們還沒有得到任何的截圖或者影片,僅僅是一個官方的描述,所以也不知道開發者究竟是誇大其詞還是確有真材實料。

"玩家開始于一個沒有人類居住的地球環境中。每一個玩家都可以選擇在其他玩家的旁邊建立自己的文明,或者遠離喧囂,獨自尋找屬于自己的凈土。如果一些玩家希望能夠開闢新的文明,那麽久必須遷徙到其他的地方去。整個世界幅員遼闊,玩家隻要選定一個想要探索的方向一直走下去就行。探索的玩家可以走很遠,然後回到城鎮裏出售情報。

"在其他的交通工具發明之前,走路是唯一的旅行方式。很多自然資源,例如植物都可以獲得。整個世界包含各種自然資源,包括可食用的植物、可利用的植物和各種礦產等等。"

該遊戲與一款名叫《無限星空》的遊戲有些相似之處。

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