地球,最初是紅的

——當我們逛博物館的時候到底在看什麼?()

上篇提到,世界最初是一個無限高溫,無限密度的奇點,爆炸產生了宇宙,時間大約是在138億年(137.87 ± 0.020億年)以前。

宇宙誕生後,時間再往後搗騰,

在距今約50億年前的時候,太陽系還沒有誕生,如今屬於太陽的領地在當時只是一個由氫氣和一些塵埃組成的星雲。

引力導向的過程 | 圖源:中國科學院紫金山天文臺

太陽,也曾是塵埃

後來由於某種原因,可能是一顆超新星的爆發擾動了附近的一片分子云。

我們可以簡單地理解爲在家坐的好好的,隔壁發生了爆炸,是個雲都得受驚。

所以這種爆炸就破壞了分子云團的內部平衡,分子云就開始坍縮,跟壓麪糰一樣,最後壓成了幾個小團團。

這幾個小團團一合計,面對面建了個羣,就變成了一個新的更大的羣組,類似於“相親相愛一家人”。

引力導向的過程 | 圖源:中國科學院紫金山天文臺

一家人裡面的小團兒,在自身引力作用下繼續快速壓縮,又分裂成幾顆恆星的種子,後來這些種子自立門戶演化,其中有一顆就成了太陽。

在這個地方可以拓展講一下從種子演化成太陽的過程。

其實就是種子不斷收縮形成了太陽的早期形態,原太陽。

原太陽長什麼樣子,看下面這張圖就明白了,就是圖中間的那顆球。

說明:太陽星雲的藝術想象圖(圖片來源:美國國家航空航天局)

球的周圍是大量的塵埃和氣體,

這些塵埃和氣體聚集在一起,形成了許多直徑在1到10千米之間的微行星。

圖源:中國科學院紫金山天文臺

微行星受到引力的影響,圍繞着太陽轉動,在運動中繼續相互碰撞和融合,形成更大更重的天體,而這些天體就是我們現在看到的行星。

事情發展到這一步,原始地球也終於成型了……

地球,最初是紅色的

地球最開始是紅色的。

那個時候和現在的距離也就過了46億年吧。

46億年前,地球就是一個巨大的岩漿球,溫度超過1200℃,小臉通紅。

所以當時的球,是個紅球,大概長成下面這個樣子:

圖片來源:flickr/Kevin Gill

這個時期的地球歷史,被地質學家們稱爲冥古宙(~46-40億年)

“冥”是什麼意思?地獄、煉獄、被黑暗籠罩的地方。

我們可以很容易地想象到地獄的場景,一片焦土……而冥古宙時期的地球也是這個樣子,唯一不同的是,當時還沒有生命。

冥古宙地球岩漿海

那麼當時的地球發生了什麼呢?

火山噴發、熔岩流動、彗星撞地球、整個星球歘欻欻地冒火花…

然後,隨着時間的流逝,小臉通紅的地球在平均溫度-270℃的宇宙中慢慢變涼。

溫度的下降,讓地球表面發生冷凝現象,

但是地球內部的高溫又促使火山頻繁活動。

所以火山爆發時所形成的揮發氣體,就成爲了地球初期的大氣。

使地球產生了水,並漸漸出現了海洋的雛形,把地球推進到下一個階段。

水,生命

冥古宙結束以後,地球進入了太古宙時期。

太古宙持續的時間非常非常非常長

有多長呢?

15億年,(太古宙:距今約40億至25億年前)

太古宙地球面貌藝術復原圖(Tim Bertelink, 2017)

原核生物在海底火山熱液口形成

太古宙時候的小球主要發生了幾件事:

弱弱補充一句:原核生物就是沒有細胞核的單細胞生物

所以時間線發展到太古宙,小球上終於出現了生命

大氧化、超大陸、雪球地球

在太古宙與生命大爆發的寒武紀之間,還存在着一個元古宙

元古宙持續的時間非常非常非常非常長,比太古宙還長

它大概持續了20億年(元古宙:距今約25億年至5億4萬年前)

地質年代表

你可以將元古宙看成新時代開始的序章

因爲在這個時候地球發生了一場鉅變,讓生命看到了新的曙光。

那麼這段時期的小球上發生了什麼呢?

看標題就知道了:“大氧化事件”、超大陸和“雪球地球”。

咱們一個個來解釋

首先是“大氧化事件”

在太古宙的時候地球的空氣裡面全部都是二氧化碳這種氣體,

這種氣體是熱的,可以讓地球保溫,

所以當時地球的溫度比現在高了幾十攝氏度。

這個時候,我們在太古宙時期誕生的偉大戰士

原核生物藍細菌---又叫藍藻

藍藻

扛起了光合作用的大旗,在十億年的努力下,

把空氣裡的二氧化碳變成了氧氣,

把我們的小球改造成了一個藍色的

還有臭氧層保護的小球。

這整個過程就叫做“大氧化事件”

“超大陸”的解釋就很簡單,

就是在元古宙的時候地殼活動比較活躍,

大陸地殼的面積擴大,形成了兩次超大陸——Columbia和Rodinia超大陸

元古宙雪球地球事件

最後一個“雪球地球”是指,在7億年的時候,

地球突然開始瘋狂降溫,

從兩極到赤道上全都結上了厚達幾百米的冰蓋,

因爲那個時候的地球看起來像個雪球,所以叫雪球地球事件。

這個過程持續了1億年,後來在大量火山活動的作用下,小球解凍了。

解凍以後,地球環境變得特別好,生命也開始了第一輪的大進化。

埃迪卡拉生物羣,6.3-5.4億年被稱爲埃迪卡拉紀,在中國稱爲震旦紀

下期內容,將開始寒武紀時期的歷史,看一看生命大爆發以後的地球狀態究竟是什麼樣子!下期再見

在哪些館裡能看到這些知識?

天文部分

關於宇宙起源到地球誕生的歷史,基本上所有天文館的展陳信息都會提及,只是以不同的邏輯和方式進行展示。部分自然博物館也會進行展示。

例如:上海天文館的展陳結構是從三個角度看地球:

我們在哪?我們從哪兒來?我們往哪裡去?

我們在哪?講家園;我們從哪裡來?講宇宙;我們往哪裡?去講征程(人類對宇宙的探索)

其中宇宙大爆炸的展現形式如下

圖源:上海天文館官網虛擬展廳

地球歷史部分

前寒武紀的地球歷史,主要在自然博物館,古生物館展示的比較多

再就是一些古生物專題類的展覽。

例如國家自然博物館中,前寒武紀地球的歷史主要放在無脊椎動物的繁榮展區進行展示

圖源:國家自然博物館官網虛擬展廳