地球是人类的发源地,是人类赖以保存和开展的行星。诗人们经常亲热地把大地比做本身的母亲。确实,地球对人类的保存和开展的关系太密切了。地球不只以它那无尽的宝躲培育着我们,为我们供给生殖繁衍的情况,并且能够说连人类自己也是地球开展到必然阶段的产品。
正因为如斯,从古到今,不知有几人在辛勤摸索着地球的奥秘。
地球史是不成逆的,也是不成反复的,有着本身的演化史,正像世间一切事物一样,地球也有本身的孕育期间、童年期间、现阶段的青丁壮期间,将来的地球也势必走向其衰朽和灭亡。
地球总的汗青已有46亿年,但人类产生才300万年摆布,人类文明史却只要6000年摆布,只是汗青长河中短暂的一瞬。人类对漫长早期史的领会是不克不及间接看测到的,但是,地球史有其自己的开展法例及其周期系统,因而地球史闪现明显的阶段性,根据各类类型的岩石、化石、岩层变形的迹象、岩层或岩体之间关系等地量纪录,操纵放射性同位素衰变测定法、氨基酸消旋测定法、古地磁法等现代科技手段的探测研究,可把地球演变开展史分为以下五个阶段:
一、地球的降生和它的童年
地球是太阳系的一个成员,它跟太阳系的起源有密切的关系。
如许,要熟悉地球构成和早期的演变汗青,当然离不开摸索整个太阳系的起源,而太阳系是浩瀚恒星中的一员,因而我们能够根据恒星演变的一般法例揣度太阳系以致地球的起源了。
一颗恒星的演化能够大致上分红三个阶段,第一阶段为引力收缩阶段,即充满星云间的彼此引力而集中成一团团星云;第二阶段为核反响阶段,原始星云间彼此碰碰发热,内部停止猛烈核反响;第三阶段是衰朽阶段,即做为核聚变燃料氢和氮等逐渐耗尽。
根据恒星演化一般法例,可揣度大约在距今50~60亿年以前,一团星云起头集中,在引力收缩的过程中,那团星云的大部门物量进进中心,构成原始太阳,起头有了形体,并起头发光。之后,由内部核反响产生的浩荡能量,使它每时每刻都在放射光和热。
地球最早可能是由大大小小的星云团集聚而成的,一般认为在距今47亿年前它已经增长到现代地球量量附近了。那时候的地球还只是许多微星的聚集体,喊原地球,原地球在引力收缩和内部放射性元素衰变产生热的感化下,不竭受热,当原地球内部温度到达足以使铁、镍等元素熔融时,铁、镍等元素敏捷向地心集中,在46亿年前摆布构成地核和地幔,地壳初步分异感化。
原始地壳比力单薄,而地球内部温度又很高,因而,火山频繁活动,从火山喷出的许多气体,构成原始大气,如CH4、NH3、H2、H2O(水蒸气)、H2S、HCH等,但无游离的氧(如今大气中的氧是光合生物蓝藻和绿色动物呈现后持久积存起来的)。那种复原性大气在闪电、紫外线、冲击波、射线等能源下,构成一系列有机小分子化合物,有氨基酸、核苷酸等(那已被美国科学家米勒设想的模仿雷喊闪电的火花放电安装使无机物合成有机物那个尝试得到证明)。
那些有机小分子化合物或间接落进原始海洋,或经由湖泊、河流搜集到原始海洋,在海洋中层持久积存、彼此感化,在恰当前提下,进一步缩合成构造原始、功用不专一的卵白量、核酸等生物大分子,那些生物大分子在原始海洋中积存,浓度不竭增加,凝聚成小滴状,构成多分子系统。
在必然的进化概率和适宜的情况前提下,再颠末持久不竭进化,大约在35亿年前末于构成了具有新陈代谢和自我繁育才能的原始生命体。此为生命演化的第一阶段,即非细胞生命阶段,实现了从非生命到生命改变的过程。
地球的童年,从距今46亿年构成期间起,大约延续到距今30亿年摆布,一共15。
16亿年。当然,关于地球的童年,如今晓得的还不多,仍然是一个有待进一步摸索的课题。
二、地球的少年期间
从距今30亿年摆布到5。7亿年那段时间,地球进进了少年期间,也就是前古生代期间。固然那个期间延续时间非常漫长,大气、水、生物圈也都有很大开展,可是生物界的进化却很迟缓,曲到前古生代末期,地球上也还只是有菌类、藻类和一些低等原生动物、腕足类动物等。
那跟冷武纪以后生物界突飞猛进的开展情状构成了明显比照。
地球进进少年期间是以最早呈现小块陆核做为标记的,后来大陆就是由陆核逐步扩展而构成的,地球上发现的有切当证据的小块不变陆核构成于距今28亿年前,地点在非洲南部。曲到25亿年前,各大陆内相继构成若干个小块不变陆地。
后来在距今17亿年摆布,地球履历了一次最有意义的不变大陆构成事务,不变大陆的面积在相比照较短的汗青阶段里大大增加,大陆差不多接近了它如今的规模。但构成的大陆岩石圈(也称原地台)还比力单薄,保留有相当的活动性,没有到达实正的不变。
从原地台到地台的改变期间是从距今17亿年到距今14亿年摆布,根据科学家对材料的研究阐发来看,原地台曾屡次被来自地球内部的力量所打坏,又不竭被下面涌上来的岩浆物量所胶结,变得越来越厚,越来越不变,因而,距今14亿年摆布是不变大陆最末构成期间,地球岩石圈的演变进进了一个新的阶段。
在此期间,生物界的开展进进第二阶段,即原核细胞阶段,那一阶段生命已经有了细胞形态,有实正的细胞膜,但是还没有实正的细胞核,分不出实正的核膜和核仁。次要以在28~20亿年前最为流行的蓝藻为代表,它能停止实正的光协感化,吸收二氧化碳,放出氧气,使早期地球的复原性大气逐渐被氧化型大气所替代,其后接着进进到第三阶段的进化,呈现了实核细胞,从原核细胞开展到实核细胞是生物界完成的最重要的一次进化。
三、地球的古生代期间
古生代期间的地层可分红早、晚两期,早古生代分为冷武、奥陶、志留三个纪,从距今大约5。7亿年到4亿年;晚古生代包罗泥盆、石炭、三叠三个纪,距今4亿年到2。3亿年。那3。4亿年时间是最古老生命的时代,地球到那个期间已履历了几十亿年的演变。
从冷武纪起头,地台颠末持久风化、剥蚀、移运等外力地量感化,地球外表凹凸差别削减(即平夷感化),低洼区域屡遭海水浸漫,浅海面积不竭扩展。此期间是地球上最早呈现可操纵的煤的期间,如我国南方的一种煤-石煤,就是由生活在滨海、浅海的海生动物遗体大量聚集石化而构成的。
到了志留纪末期,地台四周和地台之间的地槽区发作了加里东(英国的一个山名)运动的大变更,延续时间为几百万年。本来低平地域从头被抬高,简单地貌复杂起来。颠末那场变更之后,有的处所发作了倾斜、褶皱,有的处所发作断裂,大陆总面积扩展。跟着平夷感化的又一次停止,地球地势又逐步趋势平缓,承平洋若干地域从头发作海浸,在石炭纪中期,海浸规模到达更大。
从石炭纪晚期起头,强烈的构造运动使地槽里的堆积岩和火山岩层产生猛烈的褶皱,转化成褶皱山系,构造运动此起彼伏,不断延续到晚古生代末期才完成,那个运动喊华力西(阿尔卑斯山脉中的华力西山)运动。
华力西运动使位于欧洲和非洲之间的地槽,东欧地台和西伯利亚地台之间的乌拉尔地槽、西伯利亚、中亚、中国地台之间的广阔地槽区、北美、东缘的阿巴拉契亚地槽都转化成褶皱山系,海水退出,使欧亚大陆连成一片。
全球大陆块到达更大程度的彼此接近,那就构成了全球同一大陆--潘加亚大陆,大陆总面积已经跟今六合球上的大陆总面积相差无几了。
在前古生代末期,动物和动物已经分化。在动物界中,蓝藻和菌类茂盛;在动物界中,已经呈现低等无脊椎动物,进进冷武纪,动物界中的红藻、绿藻等起头茂盛;动物界中,若干门类无脊椎动物,出格是三叶虫突发性起头富贵。
奥陶纪的海洋里,动物界中藻类普遍发育,海生无脊椎动物中以头足类居多,在奥陶纪晚期,已经呈现了原始的没有颌的圆口鱼形脊椎动物--无颌类。实正的鱼类是呈现在志留纪晚期。到了泥盆纪时,鱼类已经很茂盛,是其时更高等的动物。此中有一种总鳍鱼,以后开展成为两栖类。
因为加里东运动,使大陆面积扩展,某些海洋消逝,情况猛烈改变,使那些适应性强的生物品种保存了下来。在泥盆纪中期,陆生动物得到很大的开展,许多种属已经长成大树,而且呈现了虫豸、两栖类。到石炭纪中期,呈现了丛林,虫豸也进一步向空中开展,同时由两栖类进化而来的爬行类也呈现了,后来的华力西运动,使海水退往,大陆面积愈加扩展,使生物界向大陆进军的历程又大大推进了一步,总的来说,在古生代期间,动物界从低等的水生藻类进化成比力高档的陆生动物,动物界从比力低等的海洋无脊椎动物进化到鱼类和陆生爬行类动物,完成了向大陆进军。
四、地球的中生代期间
中生代期间分为三叠、侏罗、白垩三个纪,从距今2。3亿年起到6700万年前完毕,延续时间大约1。6亿年。
中生代起头以后,地球史开展呈现了新的转折,潘加亚大陆逐渐崩溃,各个陆块渐渐趋势于漂移到现代所处的位置,岩石圈又履历了一系列重要的变更。
中生代起头经二三万万年,到了三叠纪末期,在北美、南美之间和欧亚、非洲之间发作了团结,在南部的几个陆块之间也发作团结,起头互相移开;到了侏罗纪晚期,各个陆块进一步团结,在北美和欧亚大陆之间,南美和非洲之间产生了一条大致上是南北标的目的的浩荡裂隙,陆块向两边移开,海水浸进往,那就是将来的大西洋;又过了七万万年,到了白垩纪晚期,情状又进一步改变,各大陆陆续互相移开,最显著的是南美和非洲之间的间隔加大,也就是说南大西洋有了明显的扩大。
以上所说的中生代期间大陆团结的汗青根据是什么?团结原因又是什么?那得从下面的假说说起。
起首是奥天时地球物理学家魏格纳(A。L。Wegenge,1880~1930)于1912年提出的大陆漂移假说,他认为地球是一个由热变冷的天体,它的表层先冷却,凝聚成固体的地壳,地壳的上层是较轻的硅铝层,它的下层是较重的硅镁层,处于熔融形态。
好像冰块浮在水面上一样,大陆也是浮在它的基底--硅镁层之上的。潘加大陆因为地球向东自转和潮汐力的感化,原始大陆迟缓地向西挪动,以后呈现了裂痕,崩解。他还认为,承平洋是古老的大洋,同原始大陆一路存在,后来因为美洲大陆向西漂移,它的范畴逐步缩小,缩小面积等于大西洋扩展的面积,印度洋是在澳大利亚和南极大陆别离后才呈现的,至于北冰洋,它本来就是承平洋的一部门,在地量学和古生物学的文献材料中找到了大陆漂移的论据:南美洲东岸的西依拉山脉和非洲西岸的开普山脉,不只地量构造不异,并且它们的矿层成份和年龄都一样;其次是古生物材料,那时代的古生物研究证明,南半球的几个大陆上,石炭纪期间的爬虫类中,有64%的种是配合的,到了三叠纪时,也就是揣度南半球的几个大陆已经团结了一段时间之后,几个大陆爬虫类中配合种已经下降到34%;再次是根据古天气材料,用古天气前提的特殊堆积物,如反映古赤道天气的由热带动物构成的煤层、反映干热天气前提的盐类堆积等停止阐发,发现其跑到了今天的高纬度地域,而反映古极区的冰碛却跑到了今天的赤道地域,也称为极移。
但是,那个假说在流行一时之后便遭萧瑟了。
曲到本世纪五十年代初期,古地磁学的鼓起,研究证明大陆漂移的轨迹与古地磁学是吻合的。地球磁场分南北两极,亿万年前构成的岩石层中,保留着其时的磁性纪录,操纵精巧仪器,对岩石剩余磁性的测定,能够晓得差别大陆在差别地量时代的地磁北极的位置及其挪动,研究表白,各大陆测定地磁北极在响应地量时代挪动道路差别,最末都在今天会合于磁北极。
其次是六十年代初,美国粹者赫斯(H。H。Hess,1906~?)和迪茨(R。S。Dietz,1914~?)提出了海底扩大假说,那个假说的根本思惟是:热的、具有必然塑性的物量从下面的软流圈里上涌,通过岩石圈里的裂痕,在将来的洋脊轴部侵略,涌出的岩浆冷凝成新的洋底,并鞭策原始洋底向二侧扩大,大陆随之漂移。
颠末一段时间以后,新的洋底不竭加宽,已经裂开的大陆壳被带到离大洋裂谷更远的处所。
既然新的大洋岩石圈不竭地从每个大洋里产生,老的大洋岩石圈向外移开,大洋在扩大,长此下往,地球体积不是越来越膨大了吗?曲到后来海底扩大假说和大陆漂移假说彼此连系后,才阐了然那个问题,那就是不竭增生的大洋岩石圈在地球的别的一些处所又从头回到软流圈里往而消亡了,那跟全球性地震活动带的研究密切相关。
从而使地球科学中构成一个完全而系统的,能从宏看上论述地球上层发作的各类运动的学说--板块构造学说。此学说把地壳分为承平洋板块、印度洋板块、欧亚板块、非洲板块、南极洲板块和美洲板块,每板块又分红几个小块。所有的那些板块构成一层岩石圈。各板块的接壤处是地壳的活动地带,板块跟着洋底扩大而挪动。
洋脊四周是板块生长带,有大西洋中脊、印度洋中脊、东承平洋隆起那三处。海沟四周是板块消减带,就是承平洋东、西边沿海沟部门。当密度较大的板块向密度较小的板块爬升时,引起强烈地震和火山感化;仰冲则构成岛屿或高峻山系。
中生代的天气前提总的说来是有利于动动物开展的,中生代早期的动物以裸子动物松柏、苏铁、银杏以及某些实蕨为主。
到中生代晚期,呈现了可以实正开花成果的动物--被子动物,被子动物是动物界中更高等的门类,它们在传布和繁育后代方面具有显著优胜性。在动物界里,中生代经常被称为爬虫类时代,此中以恐龙最为茂盛,到侏罗纪期间成为地球的霸主,但是在白垩纪却突然绝灭了,究其原因,至今仍是得不到安妥阐明的科学之迷。
从爬虫类开展而来的两类更高级脊椎动物--鸟类和哺乳类,也在中生代时呈现了。
五、地球的重生代期间
重生代期间是地量汗青期间中最新的一个时代,包罗现代在内整个重生代大约为6700万年,由第三纪和第四纪构成。
固然重生代延续时间相对较短,但就在那个期间,地球外表海陆散布、天气情况,生物界面孔逐步演变到现代的样子。
重生代期间最凸起的事务长短洲跟欧洲的接近和印巴次大陆跟亚洲的相碰,其成果使一部门岩石圈上层物量互相推挤,构成了绵亘于南北半球之间,连绵几乎到达地球半周的最宏伟的山系和高原,它西起非洲北部的阿特拉斯山,经南欧的阿尔卑斯山,东延是喀尔巴阡山,接高加索山、土耳其和伊朗的高原和山地、帕米尔高原和山地,向东就是世界屋脊喜马拉雅山和青躲高原,再向东南往,中南半岛和印尼诸岛的山脉也都跟它相连。
那就是阿尔卑斯山造山运动和喜马拉雅山造山运动的产品。
承平洋跟周边大陆的彼此挤压感化也使大陆边沿的构造带继续发作了强烈的变形和岩浆感化,而且伴随强烈的地震活动,那些感化不断到现代还在停止。以及被各个地量汗青期间的运动所构成的断裂切割成大大小小的断块,在大陆边沿各类感化和岩石圈物量运动的影响之下,发作了互相推挤,拉开或相对起落,构成了山地、高原、盆地和平原。
重生代早期的动物次要有两大类:古有蹄类和古食肉类,跟着它们的进化,到了第三纪中、晚期,古有蹄类先是有奇蹄类,如马、犀等,后有偶蹄类,如羊、牛等;古食肉类也渐渐进化成各类猛兽,如狮、豹、虎等。生物颠末几十亿年的进化,走过了从无到有、从初级到高级的许多开展阶段,末于在最新地量汗青期间产生了生命之花--人类。
人类的进化是生物界持久演变的成果。
促成地球演变的因素,总的来说,不过乎表里两个方面。外部因素就是在地球外部的大气圈、水圈、生物圈里的感化力,它所引起的地量感化就是风化、剥蚀、堆积等感化。它的次要能源是太阳能、地球的重力。
别的还有太阳、月亮对地球的引潮力,以及地球期间汗青中的陨石冲击感化等。内部因素次要有两个方面:一是蕴躲在地球内部的放射性元素衰变产生的热;一是由重力能改变而来的能。表里两方面的因素彼此依存,又彼此矛盾,配合决定着地球表层和内部的物量运动。
假设从十九世纪中叶赖尔的名著《地量学原理》出书算起,到如今已经有一百多年了。
颠末许多地球科学家的勤奋,再上天文学、物理学、化学、生物学、数学等根底学科的开展和手艺朝上进步对其的促进,地球演变研究已经获得了浩荡停顿。然而因为问题的复杂性,科学家们在一些涉及地球演淅返闹卮笪侍馍先匀淮嬖谘现胤造纭?
纵看科学地球史那门学科的开展,能够如许说:地球科学家正处在获得熟悉上新的飞跃的前夜。
将来的地球科学家们必然能把科学地球史那门重要的根底学科推向一个崭新的开展期间。
总结:
46亿年前:地球降生
45亿年前:陪同地球的月亮呈现在天空
内容:
地量学家认为,最起头地球是一个无法栖身的星球,因为其时的地球外表是由熔融的岩浆构成的。
在地球降生1亿年后,月亮便呈现在我们的天空中。只可惜她只能顾影自怜,在地球上还没有呈现可以赏识皎洁月光的生物。
40亿年前:地壳构成
内容:
原始地球是平均的固体,它刚刚从火热的形态冷却下来。
然而,“树欲静而风不行”,冷却的地球又面对熔融的时刻。招致地球再次熔融的热量,次要来自天空中落下来的微星体。浩荡的行星引力往往很大,吸引在太阳系中游荡的细小星体,上演着大鱼食小鱼的故事。尘埃和碎块遭到地球的吸引,碰击到地球的外表,动能转化为热能,使地球的表层温度上升。
同时,地球因为整体的收缩,地球内部密度越来越大,压力也增加,招致地球内部温
40亿年-25亿年前:陆地逐步构成
38-35亿年前:生命之花绽放
内容:
不只陆地岩石的构成时间有法例,散布也有法例。
往往在现代大陆的中心,是25亿年以前的岩石,在它的四周,是一圈17亿年摆布的岩石;再向外是一圈10亿年的岩石。那阐明大陆的增生的过程,是因为大洋板块在原始大陆的外侧碰碰、褶皱,构成高于海面的新陆地。颠末地球汗青中的屡次造陆运动,到了10亿年时,因为板块的会聚,大陆与大陆互相靠近,相互相连,第一次在地球外表构成了一块超等大陆。
在超等大陆的外面,是更为辽阔的超等大洋。
15-6亿年:五颜六色的水生世界
内容:
地球最后的20到30亿年的岁月中,面孔长短常乏味的。寸草不生的陆地,暮气沉沉的海洋。只要在海陆相接的海岸地带,装点着一些蓝藻。
跟着地球发怒的次数逐步削减和能力逐步削弱,天气变得越来越适宜生命繁衍。十几亿年前的大气,已经与地球早期由二氧化碳、甲烷、氮、硫化氢和氨所构成的大气完全差别了,氧气逐步增加,在高空中构成了一层臭氧层,阻挠了来自太阳的无形杀手--紫外线,使地表的生物再也不消委屈地躲在暗处保存,末于能够名正言顺地生长在阳光普照的世界里了。
古老的蓝藻是一种没有细胞核的生物,而15亿到6亿年间的海洋中,呈现了大量的其他类型的藻类,它们具有细胞核,此中的一些,好比绿藻等,细胞中还具有色素,合适在浅海的海水顶层和潮涨潮落的滨海地带生活,为生物未来登上陆地做好了预备。
那些藻类颜色多样,绿色、褐色、金黄色、红色将那时的海洋装点得灿艳多彩。地球酿成了一个心爱的池塘。
10-5。1亿年:超等大陆一分为四
5。43亿年:隐生宙完毕,显生宙起头
内容:
那是一个地球上浩瀚生物应该铭刻的时刻,5。
43亿年被认为是古生代起头的时候,也是冷武纪起头的年代。在此之前,生物界中的物品种型单调,并且多是一些软躯体动物,几乎没有带骨骼和甲壳的生物,因而在地层中发现化石的时机百里挑一。冷武纪一起头,生物突然之间茂盛了起来,呈现了各类门类的物种,当今世界生物的各大门类,都能够在冷武纪起头的时刻找到先祖。
所以,地量学家将冷武纪之前的岁月称为隐生宙,生物似乎躲躲起来似的,在岩石中找不到。其实是因为其时生物稀少,身后难以保留的缘故;冷武纪起头不断到如今,称为显生宙,生物茂盛,在地层中频频“抛头露面”。因为有了诸多化石的搀扶帮助,地量学家对显生宙要比对隐生宙愈加领会。
5。1-2。48亿年:大陆分久又合
4亿年前:生物挺进陆地深处
内容:
在古生代刚起头时,生命活动的范畴还只局限在近海地带。随后,三叶虫、珊瑚、海绵等动物相继呈现,最早的鱼类也起头在海洋中游弋。
在距今4亿年摆布,一些藻类逐步适应了陆地情况,它们起首占据了距海岸线不远的池沼和滩涂地带,那里的情况介于海陆之间,是“登岸先遣队”的抱负操练营。颠末一段时间的“修炼”,动物末于能够离开水生生活,在干旱的陆地上,仅仅依靠天上的雨水和地下水的补给,动物仍然活得有滋有味。
2。48亿年:大陆再度起头团结
中生代(2。48-0。65亿年):恐龙横空出生避世,并盛极而衰
0。05亿年前:人类呈现
只要驯服天然,才气把握天然。