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地球形成于几十亿年以前,初期的痕迹在地面上已很难找到了,以后的历史面貌也极为残缺不全。若想从现在的地球面貌往前一步一步地推出它的原始情况,困难极大。任何地球起源的假说都包含有待证明的假设。正由于此,不同的假说常常分歧很大来源:https://www.faiemp.cn/xwzx/202412-93.html。200多年来,地球起源的假说曾提出过几十种。到了人造卫星时代,可直接探测的领域已扩展到行星际空间来源:https://faiemp.cn/cshi/202412-112.html。这个问题的探索也进入到一个新的活跃阶段。
地球是目前人类所知道的唯一有生命存在的星球,也是人类赖以生存的唯一家园。人类在自身不断的发展和演化的过程中,对地球的探索从未停止过。她的诞生本身就是个谜团,相对浩瀚的宇宙来说,小小的地球她是怎样形成的呢?
早在远古时代,人类就对地球充满着好奇,那时的人们认为,大自然的一切都是上天创造的,在一段时间里,西方的“上帝创世说”占据着统治地位,而在中国,也不乏“盘古开天辟地”“女娲造人”等等传说。然而,随着人类认识水平的提高和科学技术的发展,远远不满足这些神话故事和传说了。来源:https://www.faiemp.cn/cshi/202412-46.html
有关地球起源的理论中,最早产生而且被人们普遍接受的就是星云说。早在50亿年以前,银河系中存在着一块太阳星云,太阳星云逐渐收缩,形成了以太阳为中心太阳系,随着太阳密度和温度增加,近处的星云都被太阳吸附,远处的在运动过程中逐渐自成一体,并慢慢的按某种轨道向太阳靠近,约4亿年后,地球形成,其后再过了大概15亿年,地球环境才适应早期的生物生存。
紧接着,是法国生物学家布丰在18世纪提出的“彗星碰撞说”。他认为彗星落到太阳上,把太阳打下一块碎片,碎片冷却以后形成了地球。这一学说打破了神学的禁锢,曾一度被人们注意。然而在1920年,英国天文学家阿瑟否定了这一学说,他指出,太阳或者其他恒星上分离下来的物质都很热,以至它们扩散到宇宙空间来不及冷却就消散掉了来源:https://ewtuny.cn/zhishi/202412-28.html。即使在某种未知的过程中凝结成了行星,其运行的轨道也不会像现在的太阳系那么有规律来源:https://faiemp.cn/xwzx/202412-58.html。
随着人类在该领域的不断研究,对地球起源的学说已达到了十余多种,但是,每种学说都是假设,任何关于地球起源的理论都有待于去证明,除以上两种说法外,比较出名的还有:
陨星说,该学说认为太阳系最初是一团由尘和气形成的冷云,并不停地旋转,随着旋转速度的加快,这些尘与气中心形成了太阳,外围的凝聚成了各大行星,地球就是其中的一员。
双星说,此学说认为,原本太阳是一对双星,其中一颗被其他靠近的大星拉走了或者是俘获了,在拉走或俘获的过程中,留下的物质逐渐形成了太阳系的行星。
除此之外还有“灾难说”“行星平面说”“共同形成说”等等,随着人类的进步,特别是到了人造卫星的时代,可直接探测的领域已扩展到行星际空间,关于地球起源这个问题的探索也进入到一个新的活跃阶段,相信揭开谜底并不是遥不可及的事情。来源:https://www.ewtuny.cn/bkjj/202412-88.html
关于地球的起源问题,已有相当长的探讨历史了。在古代,人们就曾探讨了包括地球在内的天地万物的形成问题,在此期间,逐渐形成了关于天地万物起源的"创世说"。其中流传最广的要算是《圣经》中的创世说来源:https://ewtuny.cn/xwzx/202412-141.html。在人类历史上,创世说曾在相当长的一段时期内占据了统治地位。
自1543年波兰天文学家哥白尼提出了日心说以后,天体演化的讨论突破了宗教神学的桎梏,开始了对地球和太阳系起源问题的真正科学探讨。1644年,笛卡儿(R.Descartes)在他的《哲学原理》一书中提出了第一个太阳系起源的学说,他认为太阳、行星和卫星是在宇宙物质涡流式的运动中形成的大小不同的旋涡里形成的。一个世纪之后,布封(G.L.L. de Buffon)于1745年在《一般和特殊的自然史》中提出第二个学说,认为:一个巨量的物体,假定是彗星,曾与太阳碰撞,使太阳的物质分裂为碎块而飞散到太空中,形成了地球和行星。事实上由于彗星的质量一般都很小,不可能从太阳上撞出足以形成地球和行星的大量物质的来源:https://www.faiemp.cn/cshi/202501-180.html。在布封之后的200年间,人们又提出了许多学说,这些学说基本倾向于笛卡尔的"一元论",即太阳和行星由同一原始气体云凝缩而成;也有"二元论"观点,即认为行星物质是从太阳中分离出来的来源:https://www.faiemp.cn/cshi/202412-18.html。1755年,著名德国古典哲学创始人康德(I. Kant)提出"星云假说"。1796年,法国著名数学和天文学家拉普拉斯(P. S. Laplace)在他的《宇宙体系论》一书中,独立地提出了另一种太阳系起源的星云假说。由于拉普拉斯和康德的学说在基本论点上是一致的,所以后人称两者的学说为"康德-拉普拉斯学说"来源:https://faiemp.cn/bkjj/202412-145.html。整个十九世纪,这种学说在天文学中一直占有统治的地位。
到本世纪初,由于康德-拉普拉斯学说不能对太阳系的越来越多的观测事实作出令人满意的解释,致使"二元论"学说再度流行起来。1900年,美国地质学家张伯伦(T. C. Chamberlain)提出了一种太阳系起源的学说,称为"星子学说";同年,摩耳顿(F. R. Moulton)发展了这个学说,他认为曾经有一颗恒星运动到离太阳很近的距离,使太阳的正面和背面产生了巨大的潮汐,从而抛出大量物质,逐渐凝聚成了许多固体团块或质点,称为星子,进一步聚合成为行星和卫星。
现代的研究表明,由于宇宙中恒星之间相距甚远,相互碰撞的可能性极小,因此,摩耳顿的学说不能使人信服。由于所有灾变说的共同特点,就是把太阳系的起源问题归因于某种极其偶然的事件,因此缺少充分的科学依据。著名的中国天文学家戴文赛先生于1979年提出了一种新的太阳系起源学说,他认为整个太阳系是由同一原始星云形成的。这个星云的主要成份是气体及少量固体尘埃。原始星云一开始就有自转,并同时因自引力而收缩,形成星云盘,中间部分演化为太阳,边缘部分形成星云并进一步吸积演化为行星。
总的来说,关于太阳系的起源的学说已有40多种。本世纪初期迅速流行起来的灾变说,是对康德-拉普拉斯星云说的挑战;本世纪中期兴起的新的星云说,是在康德-拉普拉斯学说基础上建立起来的更加完善的解释太阳系起源的学说。人们对地球和太阳系起源的认识也是在这种曲折的发展过程中得以深化的。
至此,我们可以对形成原始地球的物质和方式给出如下可能的结论。形成原始地球的物质主要是上述星云盘的原始物质,其组成主要是氢和氦,它们约占总质量的98%。此外,还有固体尘埃和太阳早期收缩演化阶段抛出的物质来源:https://faiemp.cn/cshi/202501-172.html。在地球的形成过程中,由于物质的分化作用,不断有轻物质随氢和氦等挥发性物质分离出来,并被太阳光压和太阳抛出的物质带到太阳系的外部,因此,只有重物质或土物质凝聚起来逐渐形成了原始的地球,并演化为今天的地球。水星、金星和火星与地球一样,由于距离太阳较近,可能有类似的形成方式,它们保留了较多的重物质;而木星、土星等外行星,由于离太阳较远,至今还保留着较多的轻物质。关于形成原始地球的方式,尽管还存在很大的推测性,但大部分研究者的看法与戴文赛先生的结论一致,即在上述星云盘形成之后,由于引力的作用和引力的不稳定性,星云盘内的物质,包括尘埃层,因碰撞吸积,形成许多原小行星或称为星子,又经过逐渐演化,聚成行星,地球亦就在其中诞生了。根据估计,地球的形成所需时间约为1千万年至1亿年,离太阳较近的行星(类地行星),形成时间较短,离太阳越远的行星,形成时间越长,甚至可达数亿年。
至于原始的地球到底是高温的还是低温的,科学家们也有不同的说法。从古老的地球起源学说出发,大多数人曾相信地球起初是一个熔融体,经过几十亿年的地质演化历程,至今地球仍保持着它的热量。现代研究的结果比较倾向地球低温起源的学说来源:https://ewtuny.cn/zhishi/202412-17.html。地球的早期状态究竟是高温的还是低温的,目前还存在着争论来源:https://faiemp.cn/cshi/202501-151.html。然而无论是高温起源说还是低温起源说,地球总体上经历了一个由热变冷的阶段,由于地球内部又含有热源,因此这种变冷过程是极其缓慢的,直到今天地球仍处于继续变冷的过程中。
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