1.地球的起始
地球
在宇宙中有一個我們很熟悉又很陌生的星體,那就是我們美麗的家園-地球。
在科學發展的初期,人們長期信奉上帝造世界的觀念,哥白尼、伽利略、牛頓等科學家的發現徹底的推翻了神創論。
1796年,法國的數學家、天文學家拉普拉斯提出行星由圍繞自己的軸旋轉的氣體狀星雲形成說。星雲因旋轉因體積而縮小,其赤道部分沿半徑方向擴大而呈扁平狀,之後從星雲形狀形成了一個像土星一樣的光環。環的性質是不均勻的,物質可以凝聚成凝雲,後來又發展成為行星。拉普拉斯的假學說既簡單又動人,同時又解釋了當時所認為的太陽係的許多特點,他的假學說竟然統治了整個19世紀。
科學家肖梅克在1977年的時候提出:固態物體的撞擊是發生在類地行星上所有過程中最基本的。在此基礎上提出了宇宙撞擊和爆炸的假說。他認為這種撞擊是分等級的,第四級的撞擊形成月亮這樣的衛星。具體過程是:一個撞擊體衝擊原始地球,引起爆炸,圍繞地球形成一個氣體、液體、塵埃和“濺”出來的固態物質組成的帶,最初是碟狀的,因旋轉的向心力作用而成球狀,失去了部分物質的地球也重新成為球狀。相信隨著科學的發展,地球起源之謎,總有一天會被解開。
地球的誕生及其演變
我們隻知道,地球是由水和岩石組成了,它與其他的星體不同的地方就是它可以孕育生命,它是千千萬萬種生物賴以生存的地方,是我們在浩瀚的宇宙中惟一的安全的港灣。但是地球是怎樣的發展的呢?在浩瀚的宇宙中又是哪種力量造就了這顆神秘的行星呢?
地球為人類提供了水、空氣、和食物,地球仿佛就是專門為人類的誕生所打造的。在50億年前,地球還沒有誕生。當時在銀河係中,地球目前所在的位置隻是一團氣體和空氣。科學家們稱其為分子雲,它是由數百顆死亡的恒星的碎片組成的,這團分子雲開始慢慢自轉,在分子雲慢慢縮小後,地球的自轉速度加快,同時又在太空中吸收物質能量,使分子雲中心溫度上升,最後這團縮小後的分子雲就演變成了今天的太陽,剩餘的分子雲由於高速運轉,經過氣體和灰塵擴散成了一個大圓盤,就變成了地球和其他行星。
有的科學家認為,月球的誕生是由於地球的作用。大約在38億年前,某星體突然與地球碰撞,許多的飛散的碎片在地球的吸引下,就變成了的月球。
在地球誕生了5億年之後,地球上有了海洋。在海洋裏,各種物質相互作用,產生了有機物,誕生了最原始的生命。大約在20億年前,海洋中的海藻類大量繁殖,產生的光合作用形成了氧氣供給大氣。
在海洋裏,部分物質下沉,較輕的物質上升,海洋中形成了海嶺的兩側運動,大約在19億年前,生成了超大陸。那個時候的超大陸上還沒有真正的生命物種,由於地球磁場和臭氧層形成,生物避免了宇宙射線和紫外線的輻射。大約在5億年前,生物的種類逐漸增加。
首先是植物,接著是魚類和兩棲動物開始由海洋轉向陸地生活。大約在2億年前,超大陸又進行了一次分裂。由於火山的頻繁爆發和地震,適者生存,許多的低級植物開始滅絕,隻有高級植物才適應了環境,生存了下來,於是就開始出現了爬行類植物。
就這樣,地球上的生物大量的生物滅絕,而後又出現了較高級生物出現。大約在2億800萬年前,恐龍在地球上出現,到了侏羅紀,由於地球氣候變暖,許多的恐龍開始大型化。在6500萬年前,恐龍滅絕。在恐龍滅絕後,哺乳動物占到了主導地位,不斷的進化、繁榮。
有的人認為,大約在500萬前,哺乳動物類的部分靈長類動物在非洲進化成了猿人。在1萬2000年前的第四紀冰川期,人類就開始各地遷徙擴散。
2.我們的地球
雖然我們都生活在“地球村”,都知道地球是屬於宇宙的一顆行星,但是你對地球的認識有多少呢?
地球的質量
計算地球質量的辦法有很多,但是如果我們把地球看成質量均勻,並且忽略其他天體的影響,那麼我們就可以通過如下途徑計算地球的質量:
方法一、在赤道上,地球對質量為m的物體的引力等於物體的重力與隨地球自轉的向心力之和,則為5.9841024kg。
方法二、在北極,如果不考慮地球自轉,結果為5.9541024kg。
方法三、把地球看作質量均勻的球體,忽略自轉影響,半徑取平均值,重力加速度取標準值。則為5.9651024kg。
地球的溫度
通常人們都認為太陽是溫度最高的星體,其實地核的溫度比太陽的表麵的溫度還要高,地核的溫度約為6880℃,太陽表麵的溫度約為6000℃。地球的最高溫度爆發在閃電中,一次閃電能釋放1000億焦耳的能量,達到30000℃,這可是太陽表麵溫度的5倍,但是它的溫度始終不能和太陽內核的溫度相比,太陽內核溫度約為14000000℃。
但是地球也有最冷的地方。在北半球的西伯利亞東部的奧伊米亞康,南半球的南極大陸,都是世界上最冷的地方。
地球的形狀
在我們看來的地球都是圓的,但經過科學家的精密測量,發現地球並不是一個規則的球體,它是一個兩極稍扁、赤道略鼓的不規則球體。
地球上會發生的自然災害
地震、滑坡、台風、海嘯、冰雹、旱災、飆風、洪災、寒潮、雪災、酸雨、沙塵暴、荒漠化、暴風潮、龍卷風、泥石流、水土流失、火山爆發、生物災害、雪崩、暴風雨。
地球的結構
人類對地球的認識特別的晚,直到16世紀哥白尼時代人們才明白地球隻是一顆行星。
簡單的概括,地球就是由地殼、地幔和地核構成的。
地球不是均勻的,地殼的厚度不相同,海洋處較薄,大洲下較厚。內核和地殼是實體,外核與地幔層為流體,不同的層由不連續的麵構成。地球的大部分質量集中在地幔,剩下的大部分在地核。人們居住的環境隻是整個地球的一小部分。主要由一下的幾種成分構成(下列數值10e24千克):
地殼的厚度不同,海洋處較薄,大洲下較厚。內核與地殼為實體;外核與地幔層為流體。不同的層由不連續斷麵分割開,這由地震數據得到;其中最有名的有數地殼與上地幔間的莫霍麵-不連續斷麵了。大氣=0.0000051、海洋=0.0014、地殼=0.026、地幔=4.043、外地核=1.835、內地核=0.09675。
地核雖然可能會有一些較輕的物質,但可能大多是由鐵構成的,地核的溫度是地球上溫度最高的地方。
地幔分為上下地幔,上地幔多是由鐵/鎂矽酸鹽構成,下地幔則可能是由矽,鎂,氧和一些鐵,鈣,鋁構成。地殼則主要是由石英和類長石構成。地球的化學元素組成成為:34.6%鐵、29.5%氧、15.2%矽、12.7%鎂、2.4%鎳、1.9%硫、0.05%鈦。
地球上的六大板塊
地球與其他的類地行星最大的區別就是地球的地殼是由幾個實體板塊構成的,這幾樣板塊在理論上被稱為板塊學說。
美洲板塊-北美洲,西北大西洋及格陵蘭島、南美洲及西南大西洋。
南極洲板塊-南極洲及沿海
亞歐板塊-東北大西洋,歐洲及除印度外的亞洲
非洲板塊-非洲,東南大西洋及西印度洋
印度洋板塊-印度,澳大利亞,新西蘭及大部分印度洋
太平洋板塊-大部分太平洋(及加利福尼亞南岸)
除了這些般、板塊之外,地球上還分布其他的大大小小的板塊。
地球運動
地球的運動分為公轉和自轉。地軸繞著地軸做旋轉運動,叫做地球的自轉。地軸的空間基本是穩定的,它的北端總是指著北極星的附近,呈自西向東的運動;從北極上空看,則是呈逆時針方向旋轉。地球自轉一周的時間,大約是23小時56分。在實際的生活中,我們感受到是24個小時。
由於地球在自轉的同時也是在做公轉運動,這個時候,我們選擇的參照物是太陽,這4分鍾的差距正是地球自轉和公轉疊加的結果。在天文學上這一天的24個小時稱為一個太陽日。地球在公轉時,平均速度為每小時轉動15℃。在赤道上,自轉的線速度是每秒465千米,在生活中我們所能看到日升日落的想現象就是地球自轉的反映。
地球未來
地球在宇宙中存在了大約有50億年之久。在地球漫長的發展過程中,由於由於氦的灰燼在太陽的核心穩定的累積,太陽光度將緩慢地增加,在未來的11億年中,太陽的光度將增加10%,之後的35億年又將增加40%。地球的輻射正在逐步增加,很有可能產生可怕的結果,包括最早發展出來的海洋也可能會消失。
由於人類的破壞,地表溫度的升高會加速無機的二氧化碳的循環,使它的濃度在9億年間還原到植物致死的水平。如果植物缺乏會導致大氣層中的氧氣的流失,那麼動植物也會在數百萬年間絕種。所以保護地球,刻不容緩。
世界地球日
為了解決環境汙染問題,1970年美國人們自發地掀起了一場聲勢浩大的遊行。人們紛紛走上街頭,舉著被汙染的地球模型,呼籲政府采取保護措施,促使美國政府於70年代通過了水汙染控製法和清潔保護大氣法的修正案,並成立了美國環保局。從此,民間組織倡議把4月22日作為世界地球日,得到了世界許多國家的積極響應。
在世界環保日誕生30年之後,世界範圍內的環保工作取得了很大的進展。環境問題受到越來越多的人重視。世界地球日活動旨在喚起人類愛護地球、保護家園的意識,促進資源開發與環境保護的協調發展。我國從20世紀90年代起,每年都舉辦世界地球日。
地球的年齡
當今科學家測定到的地球的年齡是45.5億年,它漫長的似乎超出了人們的想象。不同時期的人們推測到的地球年齡不同,地球的年齡究竟有多大?
亞裏士多德
古希臘的自然哲學家們普遍的認為世界是極其古老的,或者說是他們認為的是世界是永恒存在著,處於循環往複的變化之中。古希臘的哲學家亞裏士多德在《氣象學》一書中有這麼一段話:“地球的相同部分並非總是潮濕或幹燥的,而是隨著河流的出現和幹涸而發生變化。而且,陸地和海洋之間的關係也發生了變化,一個地方並非總是陸地或海洋,以前是陸地的,變成了海洋,而現在是海洋的,有一天將變成陸地……但是地球的整個有機過程是逐漸發生的,與我們的壽命相比,其時間間隔是極其漫長的,因此這些變化沒有被觀察到,在能夠對這個過程從頭到尾加以記錄之前,所有的民族都已衰亡、毀滅了。”
基督教推測
在西方國家,自從基督教占據了統治地位之後,開始了有神論學說,在當時統治了很長的一段時期。基督教《聖經》中詳細的記載了從亞當開始了人類的家譜。他們認為是神創造了世界。但是,《聖經》對家譜的記載有的很含糊甚至是自相矛盾,要想推測出日期就是不可能的。例如在當時,極度教神學史上地位崇高的古羅馬神教學家奧古斯丁曾經推算出世界的曆史為6321年。
德梅耶
在教會統治時期,法國人德梅耶進而十五試圖根據自然現象來推算地球的實際年齡。推算的結果要比《聖經》中早很多。德梅耶明明知道這樣做會受到教會的迫害,但是他仍然堅持。因此他後來將這個觀點寫成了文學作品,虛構了一位法國傳教士與一位印度哲學家的對話,由後者表述出了這個觀點。
德梅耶認為地球是曾經是被海水淹沒的,其證據就是在內陸的高山上發現了海貝化石。他認為地球在被水淹沒之後,就慢慢掉進了太“漩渦”之中,導致了海平麵下降。他根據最高峰的海拔高度推算出世界的年齡大約有20億年。
他的推算當然經不起我們按照今天的辦法進行推敲。首先,地球從來就沒有被完全的覆蓋過,高山上的海貝化石也不是海平麵下降留下來的,是由於高山從海平麵以下隆起帶起來的。他也忽視了一個很重要的問題,同樣的地中海一帶,還有很多的地方的地麵下降反而是陷到了海平麵底下,然後沉入到了海底。