大約46億年前,你被分散在巨大的太空中。
我也是。你現在拿著的書,穿的衣服,曾看到的、觸摸過的、夢到過的任何東西都是如此。組成你身體的所有原子都是一個巨大的盤狀物的一部分,它有數百億英裏寬,一百萬英裏厚。這個盤狀物基本上是由氫和氦組成的,但其中也分散著一些雜質,包括鋅、鐵、鈣、磷等數十種元素。
這個盤狀物緩慢地轉動著,曆經數百萬年,中心位置的物質不斷積累,引力將更多的物質拉進來。隨著壓力的增加,溫度上升,內核的溫度最終達到27萬度。聚變反應的條件得到滿足,也就是在那個時刻,我們的太陽成為一顆真正的恒星,光線四溢,緊跟著是一波亞原子顆粒——一股初生的太陽風。
與此同時,盤狀物的外層也正忙著積聚物質。起初的一撥“冰晶體”在距離太陽很遠的位置形成,那裏的溫度很低。大塊的矽酸鹽相互撞擊、滲透、粘連。經過一段時間,聚集物的個頭越變越大,質量增加,引力增強。它們開始主動吸收更多的物質——質量繼續增加,引力繼續增強,繼續吸收物質,如此往複——最後,當沒有更多的物質可用時,它們平靜下來。這些新生的行星有的比較小,有的卻很大。一些個頭“不倫不類”的行星在經過更大的行星時被整個逐出係統。
公元前45億年太陽係自畫像。這張圖展示了我們的太陽係年輕時的樣子。一個由岩石、氣體、冰和金屬組成的盤體圍繞在新生的太陽周圍,正開始形成我們今天所知的那些行星。
幸存的行星普遍具有堅硬的內核和較厚的大氣。有些行星的大氣層有數千英裏厚,基本上沒有表麵可言。其它的個頭小些,也有著稠密的大氣層。它們的表麵熾熱,殘留著行星形成過程中的熱度。
沒過多久,處於中心位置的太陽興奮起來,強烈的光線和太陽風觸到這些新生的行星。與此同時,光線和噴射物的壓力“吹走”已變薄的盤狀物中殘留的岩屑,打掃太空。最終留下為數不多的行星、數十億個小行星和數萬億個冰彗星,太陽處在中心,年輕氣盛,活力四射。也有人認為,巨大的行星(如木星和土星)可能形成於盤狀物中物質的直接崩潰(稱作碎裂),而不是產生於物質碰撞。這種觀點在天文學家中有一定的基礎,行星真實的形成機理至今未有定論。
我們的太陽係誕生了。
那時的太陽係和現在有些不同。木星與太陽的距離比現在要遠得多,土星、天王星、海王星離得更近。它們之間的引力最終會把它們轉移到目前的位置上。在太陽係內部,水星、金星、地球和火星都有很厚的、濃密的大氣層。經過一段時間,行星自身也會發生一些變化。由於表麵的高溫和軟弱的引力,距離太陽最近的水星的大氣層被“剝奪”了。同時,這個小個行星因缺少磁場,在太陽風的衝擊下,大氣層會被一點兒一點兒剝去。
金星“守不住”自己的氫和氦,數十億年後,它的表麵會覆蓋上一層厚厚的二氧化碳。這“有利於”吸收來自太陽的熱量,這個行星變成一個嚴禁進入的像窯爐一樣的沙漠。表麵的岩石常年處於接近熔點的溫度。
地球也擁有濃密的大氣,不過和今天完全不同——它當時和木星、土星的大氣很相像,主要成分是氫和氦。以它和太陽的距離,進入的熱量(加之來自地球表麵的熱量)使得厚厚的空氣不斷膨脹,與引力形成一種微妙的平衡。過了數百萬年後,較輕的元素不見了,剩下的是二氧化碳、水蒸氣、一氧化碳、氨、甲烷和其它有毒的氣體(大部分是從地球裏麵滲漏出來的)。
地球表麵最終冷卻下來,形成了一個厚厚的地殼,外麵包裹著由熔化的岩石組成的地幔。鐵、銥和鈾等重元素沉到地心。放射性元素衰變產生的熱量並入地球形成時殘留在內部的熱量中。氣體對流開始,磁場形成,地球抵禦太陽風蹂躪的能力逐漸增強。