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地球由什么组成 地球上为什么有生命、能住人?

 育则维善余言 2019-01-25

地球由什么组成


    在地球形成的最初5亿年时间里(可能会有出入),地球扫清了其轨道附近的碎片。如果有人站在那时的地球表面,他(她)一定会感觉到周围巨大星子的猛烈撞击。科学家们将这个时期称为大撞击时期,发生于太阳系形成早期。


    在这个时期,每一次撞击都为新形成的行星注入能量,这种能量最终以热的形式表现。最终,地球的每一部分都熔化成液体或者被加热变软到可以自由流动(科学家们仍然对细节有争议)。不过,不可否认的一个事实是早期对于行星的加热完成了行星物质的分化过程。密度大的物质,如铁,从表面沉入地球的核心,而密度小的物质则浮在上面,形成了地幔和地壳。


    就像沙拉酱放置了过长时间会分层一样,地球上的物质也通过自身的重力分成两层。地球的分化过程产生了我们赖以生存的磁场。密度较大的铁、镍沉入核心,核心的压力足以将这些原子压成固体。在核心的上方,其温度和压力只能使物质以液态形式存在。流动的液体金属核最终产生行星的磁场。


    地球有12个主要板块。由于地幔的缓慢搅动,板块开始移动,地球内部放射性元素的衰变带来的能量驱动了这种搅动。如下图:


地球上为什么有生命、能住人?


    地球被天文学家称为最宜居住行星——不冷不热、温度极为精确地落在宜居区域。在过去的40亿年中,太阳的亮度提高了三分之一,在这个过程中,地球总是能够把气温调节到水的凝固点和沸点之间。这也就意味着液态水能够一直在其表面存在。液态水的存在,被认为是进化出生命的必要前提。假如地球比现在距离太阳更近,或许地球会沿着金星一样的轨迹发展,失控的温室效应会将生命扼杀在摇篮中。假如地球比现在距离太阳更远,或许地球会冻成一个冰球,生命也将不复存在。


    每一个恒星的周围都有一个窄带,在这个窄带内行星表面温度在水的凝固点和沸点之间。这个窄带被称为恒星的宜居带(ContinuouslyHabitable Zone,缩写为CHZ)。地球就在宜居带内,这也就是地球上能够诞生生命的原因。


    生命的存在改变了整个星球。比如在地球上,大气层内活跃氧气的增加就是生命新陈代谢的结果,许多生命的衍生过程打破了岩石,创造出泥土。


因此,地球与其他世界有两个重要的区别:


第一,地球是最大的岩质行星,而且地球的体积会随着其表面持续不断地移动、变化。


第二,地球的轨道位于一个环绕太阳被称为“宜居带”的狭窄地带,宜居带指的是一个液态水可以长期存在于这个星球表面的地方。


也正因为如此,地球是我们知道太阳系内有生命存在的唯一星球。


地球的年龄有多大,它的寿命还有多长?


    我们对地球乃至太阳系的起源知之甚少。可以确定的是,太阳系如今的运行模式于45.68亿年前形成。在此之前,它只是一团充斥着冰冷的气体和尘埃、没有固定形态的尘雾,那时的太阳星云,直径达数光年。

    

    地球已到达中年阶段。虽然很难想象,但是地球的生命就如同植物及动物的一样有限,行星、小行星、太阳系和银河都是如此。

    

    通过对其他恒星的观测,科学家们推测,在此之后的50亿年,我们的太阳会膨胀为一颗红巨星——一颗进入最后挣扎阶段的濒死之星。太阳膨胀成红巨星的时候,包括地球在内的所有类地行星都会灰飞烟灭。


    宇宙的环境并不安全,地球随时处在小行星的威胁之下:每天大约有一百吨的星际尘埃在地球大气中燃烧殆尽;大约每年一次,会有一颗汽车大小的小行星冲入地球的大气层;大约每几百万年就会出现一次巨型小行星撞击地球事件,规模大到足以灭绝地球上的生命。


So,地球上的每一天,都值得好好珍惜。

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