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追溯地球起源:从星子到行星的聚合之旅(一)

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【本合集,根据时间轴,探索地球的演化之路 左上角关注 持续更新】

地球是怎么形成的,这个问题数千年来一直困扰着我们,以至于古人总是用各种幻想来进行解答,比如世界是神创造的,天地是盘古开辟的等等。直到16世纪末期,得益于科学的进步,人类终于有能力解答这个问题了。

一、认识地球的过程

1、太阳系

16世纪以来,随着天文学的发展,我们能够通过望远镜仔细的观察地球和太阳系之间的关系,从而发现太阳系大致是这样:

(1)所有的天体几乎都在一个轨道平面内。

(2)靠近太阳的几颗恒星都是固态行星,比如水星,金星,地球和火星。

(3)所有的行星几乎都是逆时针围绕太阳转动。

(4)远离太阳的行星,大多数是气态行星,比如木星,土星,天王星和海王星。

2、化学元素

19世纪化学元素的发现,彻底改变了我们对地球的认知,此时我们才发现脚下的地球是由质量元素相互组合形成的固体物质。随后,人类又通过光谱仪,实现了其他行星的模拟考察,得出结论:地球与太阳大气层的金属元素成分是相似的,并且各种金属元素的含量也都是相似的,但其他行星未必这样,地球和太阳属于同一个源头。

这些碎片拼凑在一起,我们几乎可以得到一个自圆其说的回答。

二、解开地球的诞生之谜

目前主流的回答被称之为“星云说”,这是由德国哲学家康德和法国数学家拉普拉斯提出的理论。

“星云说”认为,在50亿年前,太阳系附近被一团巨大的星云物质占据,这团星云物质在万有引力的作用下逐渐收缩,同时在其内部出现了许多湍涡流,巨大的星云物质在湍涡流的影响下,震碎成许多小的星云。我们把一团小星云称之为太阳系的前身,命名为“太阳星云”。

由于“太阳星云”是在一团湍涡流中形成的,所以出生就自带了旋转机制。

在旋转的过程中,受到万有引力的作用,太阳星云开始收缩,并且旋转的越来越快,最终形成了一个扁平的星云盘。

扁平的星云盘,在引力的作用下,幸运物质会不断的收缩和聚集,形成许多许多的“星子”,它们相互的融合,吸引在巨大的压力和温度的作用下,大约在45.67亿年前,核聚变被点燃了,这就是原始的太阳诞生了。

原始太阳模拟图

很快围绕着原始太阳的星子,又继续相互吸引和碰撞,最终聚合形成10千米直径的小行星,那些在碰撞中小的行星被大的行星不断的“吃掉”,这就是太阳系中各个行星形成的过程。

在整个行程的过程中,靠近太阳的地方温度较高,那些耐受高温的硅酸盐物质和金属被留了下来,而气体和冰无法存留,最终就出现了太阳系内的行星都是岩石行星,太阳系外部的行星都是气态行星。

此时的地球还只是一个小宝宝,不仅小而且轻,它还经过了一段非常时期,最终才接近到现在的大小,下期我们继续探讨!

参考文献

[1]黎彤.地球和太阳的元素丰度对比及其对太阳系起源和演化的意义[J].中国科学技术大学学报,1979(02):135-142.

[2]李三忠,张臻,孙文军,戴黎明,张国伟.前寒武纪地球动力学(Ⅰ):从宇宙环境到原始地球[J].地学前缘,2015,22(06):1-9.

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