地球由什么組成
在地球形成的最初5億年時間里(可能會有出入),地球掃清了其軌道附近的碎片。如果有人站在那時的地球表面,他(她)一定會感覺到周圍巨大星子的猛烈撞擊??茖W家們將這個時期稱為大撞擊時期,發(fā)生于太陽系形成早期。
在這個時期,每一次撞擊都為新形成的行星注入能量,這種能量最終以熱的形式表現(xiàn)。最終,地球的每一部分都熔化成液體或者被加熱變軟到可以自由流動(科學家們仍然對細節(jié)有爭議)。不過,不可否認的一個事實是早期對于行星的加熱完成了行星物質的分化過程。密度大的物質,如鐵,從表面沉入地球的核心,而密度小的物質則浮在上面,形成了地幔和地殼。
就像沙拉醬放置了過長時間會分層一樣,地球上的物質也通過自身的重力分成兩層。地球的分化過程產生了我們賴以生存的磁場。密度較大的鐵、鎳沉入核心,核心的壓力足以將這些原子壓成固體。在核心的上方,其溫度和壓力只能使物質以液態(tài)形式存在。流動的液體金屬核最終產生行星的磁場。
地球有12個主要板塊。由于地幔的緩慢攪動,板塊開始移動,地球內部放射性元素的衰變帶來的能量驅動了這種攪動。如下圖:
地球上為什么有生命、能住人?
地球被天文學家稱為最宜居住行星——不冷不熱、溫度極為精確地落在宜居區(qū)域。在過去的40億年中,太陽的亮度提高了三分之一,在這個過程中,地球總是能夠把氣溫調節(jié)到水的凝固點和沸點之間。這也就意味著液態(tài)水能夠一直在其表面存在。液態(tài)水的存在,被認為是進化出生命的必要前提。假如地球比現(xiàn)在距離太陽更近,或許地球會沿著金星一樣的軌跡發(fā)展,失控的溫室效應會將生命扼殺在搖籃中。假如地球比現(xiàn)在距離太陽更遠,或許地球會凍成一個冰球,生命也將不復存在。
每一個恒星的周圍都有一個窄帶,在這個窄帶內行星表面溫度在水的凝固點和沸點之間。這個窄帶被稱為恒星的宜居帶(ContinuouslyHabitable Zone,縮寫為CHZ)。地球就在宜居帶內,這也就是地球上能夠誕生生命的原因。
生命的存在改變了整個星球。比如在地球上,大氣層內活躍氧氣的增加就是生命新陳代謝的結果,許多生命的衍生過程打破了巖石,創(chuàng)造出泥土。
因此,地球與其他世界有兩個重要的區(qū)別:
第一,地球是最大的巖質行星,而且地球的體積會隨著其表面持續(xù)不斷地移動、變化。
第二,地球的軌道位于一個環(huán)繞太陽被稱為“宜居帶”的狹窄地帶,宜居帶指的是一個液態(tài)水可以長期存在于這個星球表面的地方。
也正因為如此,地球是我們知道太陽系內有生命存在的唯一星球。
地球的年齡有多大,它的壽命還有多長?
我們對地球乃至太陽系的起源知之甚少??梢源_定的是,太陽系如今的運行模式于45.68億年前形成。在此之前,它只是一團充斥著冰冷的氣體和塵埃、沒有固定形態(tài)的塵霧,那時的太陽星云,直徑達數(shù)光年。
地球已到達中年階段。雖然很難想象,但是地球的生命就如同植物及動物的一樣有限,行星、小行星、太陽系和銀河都是如此。
通過對其他恒星的觀測,科學家們推測,在此之后的50億年,我們的太陽會膨脹為一顆紅巨星——一顆進入最后掙扎階段的瀕死之星。太陽膨脹成紅巨星的時候,包括地球在內的所有類地行星都會灰飛煙滅。
宇宙的環(huán)境并不安全,地球隨時處在小行星的威脅之下:每天大約有一百噸的星際塵埃在地球大氣中燃燒殆盡;大約每年一次,會有一顆汽車大小的小行星沖入地球的大氣層;大約每幾百萬年就會出現(xiàn)一次巨型小行星撞擊地球事件,規(guī)模大到足以滅絕地球上的生命。
So,地球上的每一天,都值得好好珍惜。