自地球降生之初,最活跃的六次大陆漂移,地球从来就没停止过运动

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20世纪80年月末开始,科学家实验着建设起三维的地幔立体形象,发现在非洲与太平洋的下面,有来自地幔底的庞大热羽柱上升流,而在亚洲的下面有沉入的板块物质落入地幔底而发生的庞大冷羽柱下降流。科学家们由此获得启发,原来使板块发生运动的动力,是这种冷热物质的对流。

最新的地球科学讲明,地球与生命的演化精密相连。地幔羽柱的发现,对板块结构学说是重大的增补。重新的理论角度,联合新的生物发现,人们勾画出了新的地球观。让我们用新的视角,来视察地球史上6大划时代的事件,以及它们的来龙去脉。

46亿年前,原始的地球降生

地球约在46亿年前由许多微行星重复冲撞合并降生的。从一开始几千米直径的微行星发展到现在的地球巨细,预计花费了3000年的时间。也有的科学家认为,在地球发展竣事后,或许有一颗火星般巨细的行星撞击了地球,由于这次碰撞,四处飞散的碎片在地球周围合而为一,形成了月球

当微行星以每秒10千米以上的速度冲撞原始地球后,它的能量转化为热,使微行星或原始行星的物质熔化或蒸发。通过物质熔化,密度高的金属铁身分沉入原始地球的中心,形成了地核。另一方面。容易蒸发的物质酿成气体,组成了原始大气。因此,地核和大气陪同着地球的发展基本上是同时生成的。

地球形成历程的最后阶段,是海洋的降生。原始大气含有微行星带来的大量水蒸气,一旦微行星对地球的冲撞次数淘汰,原始大气的温度下降,水蒸气就变为水降落到地表,这个历程形成了原始的海洋。

原始大气或海洋的组成也在逐渐发生变化。原始大气含有大量氢气。可是由于密度很小,因此逐渐逃逸到宇宙空间去,大气身分逐渐进化成以氮气为主,海洋身分进化到以水为主。

40亿年前,生命降生

地球最初的生命约莫在40亿年前降生。这时的地球受微行星的冲撞逐渐淘汰,地球外貌充实冷却并变硬,形成了板块。在地幔上升的地方,海洋板块破裂,.组成地球上延伸最长的山脉——洋中脊。在地幔上升的洋中脊处,形成了玄武岩质的新海洋地壳。板块在洋中脊生成、移动,在海沟处沉入另一个板块之下,自那时起板块开始运动。 在海洋地壳沉入地幔底部时,沉入的洋壳部门熔化,形成制造大陆地壳的花岗岩身分。花岗岩身分的岩浆上升。开始组成作为海洋地域的岛弧状的陆地(类似今天的日本列岛、台湾岛、菲律宾群岛形成的岛弧)。

在洋中脊还形成了称为“热水喷口”的喷出高温热水的地方。海水从地壳的裂口渗入地下。通过岩浆加温,成为热水,热水大量溶解周围的金属身分,一起随岩浆从热水喷口涌出。在这样的地方,某些有机物可能会使用溶解在海水中的营养盐类,发生出繁衍自己的机制,从而进化成最初的生命。

27亿年前,强大的地磁场形成

从地球降生到距今27亿年之前,地球的地表一直遭受来自太阳或宇宙落下的高能粒子的辐射。高能粒子能破坏生物的DNA,让生物死亡。因此,其时的生物只能生存在高能粒子辐射不到的深海里。

27亿年前,地球上逐渐形成了强大的磁场,形成的原因现在还不太清楚。科学家只是推测,由于板块运动,沉入地下的板块在27亿年前通过落入到外地核,引发发生了强大的地磁场。原来从海沟沉入地球内部的板块,在距离地表670千米左右积蓄。由于在这个深度左右,地幔的硬度和矿物的种类差别,形成了分开地幔外层和内层的界限。在这个深度之上的地幔外层,是既坚硬又严寒的岩石圈,在岩石圈的下面,则是软流圈,那里的物质具有塑性,内部温度也很高。所以,与软流圈上部接壤的岩石圈下部,有些局部熔化的岩石致使那里的岩石圈比力容易滑动,这是造成地球陆地变迁的主要因素。

以距今27亿年作为分界线,之前的地幔对流是在地幔外层和内层各自举行的。可是距今27亿年的时候,积蓄的板块物质一下子向下沉入,到达了地球外核,由此形成了贯串整个地幔的全地幔对流。由于以铁为主要身分的金属流体沉入到外地核,其温度比外地核的温度低,这犹如在沸腾的外地核外貌滴入凉的物质,使外地核的流体金属开始了有纪律的强烈对流。通过流体金属流动发生了电流,效果在地球上制造了强大的磁场。

强大的地磁场的形成使来自太阳或宇宙的高能粒子辐射遭到拦截,使浅海对生物不再那么恐怖了,生物开始进入浅滩生活。在浅滩降生了称为裂殖藻的菌丛,通过光互助用向大气中释放氧气。

19亿年前,地球上泛起最早的劳伦古陆

地幔对流越大,载在它上面的板块变更越大。27亿年前的全地幔对流使古大陆的泛起成为可能。在距今19亿年前,地球上泛起了最早的劳伦古陆。

科学家预计,地球早期,地球外貌的小板块(或者叫小岛屿)数量有1000个左右,它们以弧状列岛的形式存在。弧状列岛的重复碰撞和合并,到了距今28亿年在全地幔对流形成之前,泛起了若干小的大陆,可是板块数量仍很是多,相互之间要合并形成一个超级大陆比力难题。到了27亿年前,由于开始泛起全地幔对流,板块通过合并迅速变大,数量淘汰。经由8亿年的整合,到了距今19亿年前,泛起了最早的劳伦古陆,其巨细与现在的北美大陆相当。 为何大陆会集中到一块呢?这是因为海洋板块在海沟沉入另一个板块之下,酿成所谓的冷羽柱,也就是地幔下降漂泊入地幔深处。羽柱具有拉扯上层物质向下的性质。于是载着大陆的板块不停被下沉的冷羽柱拽到一起,运动到冷羽柱合并成为大的下降流四周,部门载着大陆的板块没有沉入地下,而是集中起来形成超级大陆。

6亿年前,冈瓦纳大陆破裂。引起物种大生长

19亿年前形成劳伦古陆后,地球上重复泛起大陆破裂、合并的情况。劳伦古陆破裂后,15亿年前和10亿年前,又划分形成过超级大陆,而在距今6亿年前,形成了冈瓦纳大陆。

冈瓦纳大陆集中了现在北美、南极、澳大利亚、西伯利亚,成为一个整体。在热羽柱的上升作用下,地表的大陆被张裂开来,破裂的板块中间不久生成了太平洋。破裂时,沿着各自大陆之间形成的裂谷带灌入了海水,形成浅海。浅海是富含营养盐的温暖情况。如同称为“寒武纪(约自5.7亿年前起,到5亿年前止)物种大发作”那样,许多大型的多细胞软体动物急剧地进化。在加拿大落基山脉的伯吉斯页岩中,人们发现了奇形怪状的化石,它们正是那时具有代表性的生物。谁人场所其实就是北美与澳大利亚、南极当年破裂的所在。

与那些生物泛起相应的情况是,大气中的氧气的浓度增加了,急速地靠近了现在的数值(约占大气中的20%)。在4.4亿年前,臭氧层形成,对生物来说,有害的紫外线不再大量倾泻到地表,陆地上的生命运动成为可能,最终植物开始深入陆地。

2.5亿年前,泛大陆的破裂引起生物大灭绝

冈瓦纳大陆破裂后,4亿年前酿成9块大陆,疏散到地球各处。到了3亿年前,现在的亚洲大陆下面发生了庞大的冷羽柱落入地幔事件。像是被冷羽柱下落给拽过来似的,8个大陆急速地以亚洲为中心集中,在北半球形成了劳亚古陆,而南半球则是孤零零的冈瓦纳大陆。2.5亿年前,北半球的劳亚古陆与南北球仍然继续破裂的冈瓦纳大陆在地中海四周粘在一起,形成了泛大陆。

和位于亚洲大陆下面的冷羽柱下降对应,在非洲下面有热羽柱正在升起。于是,泛大陆再次开始破裂。这时,由于热羽柱把地幔深处的物质带到地表四周,在泛大陆破裂的地方,引起了猛烈的火山运动,富含气化身分的地幔岩浆喷出地表,化为灰尘散布在大气中。

这种情况的巨变引起浮游生物和珊瑚的人规模灭绝。由于火山喷发遮挡了太阳光,抑制了光互助用,致使素有氧气发生装置之称的浮游生物或珊瑚礁死去。在珊瑚四周有许多共生的藻类,以及栖息在珊瑚礁的其他生物,它们组成了以藻类的光互助用为基础的食物链的生物金字塔结构。由于珊瑚的灭绝,依赖它的许多生物也大量死去,导演了一场生物大灭绝。

这六次地球历史剧变中的每一次对地球的影响都很是深远,影响力可达数亿年。人类回眸这些变迁时,会被自然界的巧夺天工、巧夺天工所赞叹不已。