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47亿年地球史的24小时演化

47亿年地球史的24小时演化

作者: 亚里石多三 | 来源:发表于2018-09-21 23:33 被阅读139次

47亿年地球史的24小时演化

地球是一颗行星,伴随着太阳系诞生。

维基百科对地球(及太阳系其他行星)的形成是这样描述的:

太阳系诞生之初,是以巨大并不断旋转的由尘埃与气体组成的云团的形态存在。它是由大爆炸所生成的氢与氦组成,同时亦有着由很久以前的星球内部所合成的其它元素。地球诞生前15至30分钟(等于大约46亿年前),一个邻近的恒星可能形成了超新星爆炸,对太阳星云传送了一个震荡波,并使之收缩。云团在塌缩中,温度上升、自转加速和平坦化。与此同时,因为引力使得物质环绕尘埃粒子紧缩,细少的碎片互相碰撞并组成较大的碎块。当太阳收缩并被加热,核聚变开始,而因此形成的太阳风则清空了在圆碟内大部分没有收缩并组成较大个体的物质,只剩下少量的元素。之后,较重的元素聚集于太阳附近,形成了体积小,密度高的星体(类地行星);较轻的元素则聚集于离太阳较远的地方,形成了体积大,密度低的星体(类木行星),而地球则是距离太阳第三近的行星。

上面这句“地球诞生前15至30分钟(等于大约46亿年前)”,其实就是科学家们为了便于我们理解,把时间刻度换了一种方式来表达。
把整个地球 47 亿年的历史压缩到一天 24 小时之中,我们就可以像观察实验室里烧瓶中的反应一样,就会看到下面非常有趣的现象:

凌晨零时,地球形成。只有黑夜与白天,没有四季。

凌晨零点11分(大约45亿3300万年前) ,另一颗在距离太阳与地球1亿5000万公里处的原始行星, 被不断增加质量的地球所吸引拉扯后,终于与地球发生碰撞,巨大的撞击使大部分地壳被喷出到太空里,在自身重力的影响下,成为一个球状的个体,即是月球。这次撞击使地球的自转轴倾斜了23.5°,地球随之出现四季变化。

上次的撞击,加速了地球的自转速度,并使地球出现了板块构造。随着地球表面慢慢冷凝,凌晨零点47分(44亿5000万年前) ,形成了固体的地壳。

在大约是假设时钟的上午3时至4时(40亿至38亿年前),地球经历了一个重型星体撞击时期。蒸气由地壳里逃出,而更多的气体由火山内释出,从而形成了第二道大气层。这道新的大气层可能包含了氨、甲烷、水蒸气、二氧化碳、氮气与其他含量较少的气体。而氧气则被氢气或地表上的矿物质束缚著。火山活动出现频密,而且因为没有臭氧层防护,紫外线大量照射在地球表面。更多的水分在火流星撞击地球时带来。

此后,地球开始冷却,大气层温度下降,形成了一场持续上百万年之久的滂沱暴雨。所有的水汇集起来形成了海洋 。

凌晨4点,海洋里出现了最早的原始单细胞生物。

过了两个多小时,也就是清晨6点,最早的以硫为基础的微生物出现了。

到了中午11:18,蓝藻开始释放氧气,地球的氧气浓度首次大幅增长,而某种类似真菌的真核生物恰好同时出现。

一直到下午3:45,地球上才开始出现多细胞生物,这种多细胞生物相当原始,他们悠然自得的生活了差不多五个小时。

下午7时56分 ,地球上所有的海洋表面完全被冰封 ,冰河时期开始了。

下午8时2分(冰河时期2亿年后),经由火山爆发释出足够的二氧化碳,造成了温室效应,使得全球变暖。

直到晚上9:08,斯普里格在澳大利亚看到的埃迪卡拉动物群才首次亮相,随后三叶虫登上了历史舞台,布尔吉斯生物群出现了,地球,迎来了寒武纪生命大爆发。

生命的进程明显加快,晚上9:23,陆地上出现了植物。

又过了不久,在这一天距离结束,仅剩下不到两个小时的时候,第一批陆地生物登场了。

此时的地球迎来了20分钟的好天气,到了晚上10:25,地球已经覆盖上了石炭纪大森林,今天所有的煤就是他们的遗产,第一批带翅膀的昆虫也在此时出现。

10:43,恐龙拖着沉重的步伐登上了地球舞台,他们统治了地球长达57分钟的时间。

在这一天即将结束的前21分钟时,一颗陨石砸到了地球上,于是爬行动物恐龙全部消失,属于哺乳动物的时代开启了。

人类出现在大约晚上11:59,在这一天结束前的最后一分钟,那不过是一群刚刚学会直立身体的灵长类动物。

在最后的0.1秒(公元前4000年 ),人类历史上首个文明于在中东的苏美出现,古埃及与古印度文明亦迅速地冒起,人类社会进入青铜时代,发明了文字,于是我们才有机会记录下这段壮阔的生命历程。

上面这惊心动魄的一天,其实就是缩小了时间比例的地球生命产生过程。这一认知形成的依据,就来源于现代天体物理学和地质考古学最近几十年来的研究。

主流的天体物理学认为,我们目前可观测的宇宙,诞生于138亿年前的一次大爆炸中。

而持续给我们地球提供能量的太阳,则形成于宇宙大爆炸之后的100亿年。

在太阳形成的5亿年之后,太阳星云的残留经过分馏、坍缩、凝聚,才形成了原始的地球。

而现代人类——也就是生物分类学概念上的人科人属智人种,只不过是地球190万种已知生物的普通一员,人类这个物种的寿命只有区区二三十万年,在生物大家庭里是不折不扣的迟到者。

相比之下,花园里常见的杨树和柳树在5800万年前就已经形成,海洋中蓝细菌的寿命,更是超过28亿年了。

但就是这么一种生物,在短短五六万年里,居然走出非洲定居全世界,建立了城市、村庄和国家;居然建立了几何学,提出了牛顿三定律和相对论,还发明了互联网和抗生素,把宇航员送往月球。

所有这些事情,除了人类,地球上没有任何一种生物能做到。

如果站在宇宙视角和快进模式俯瞰地球生命,仿佛就在一眨眼间,就在其它生物慢吞吞生老病死的同时,人类文明已经像漫天礼花一样绽放开来。

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