火山在利于地球上生命长期演化的条件生命的演化过程中扮演的是什么角色?谢谢!

第三方登录:什么力量驱动着地球演化?
《地球大龟裂》探源地球演化原动力
1967年,摩根(Morgan)、麦肯齐(Mekenzie)、勒皮顺(LePichon)等人将海底扩张说与大陆漂移说的基本原理扩大到整个地球岩石圈,并总结提高为对岩石圈运动和演化的总体规律的认识。这种被称为板块构造的学说很快为地球科学界广泛接受,并用来解释雄伟山脉、巨型裂谷和深长海沟等各种地球构造的形成和演化。然而,地壳板块是如何形成的?在形成之前地球经历了怎样的演化过程?地球演化的终极驱动力又是什么?地球为什么时而冷如雪球时而热如炼狱?又是什么造成生物大灭绝?大陆漂移和板块构造假说无法系统地解释这些有关地球演化的重要问题。
《前沿科学》2015年第2期刊登了大连理工大学岩石破裂与失稳研究所所长、长江学者特聘教授唐春安的论文《地球大龟裂》。文章从地球作为一个热力学系统的热能转化和变化出发,从动力学角度重新思考和解释了超大陆形成和裂解、火山喷发与玄武岩溢流、全球变暖变冷以及生物灭绝等地球演化过程中的主要事件。唐春安认为,地球内部的放射性衰变热、相变热等产热是地球演化的主要驱动力。地壳与地幔物质在热平衡条件下的不断相互转化,诱发了一系列以升温与冷却、膨胀与收缩、熔融与凝固为特征的地表变迁史。
五种热量决定地球的温度变化
唐春安认为,如果将地球作为一个系统,地球演化过程主要涉及五种热:地球形成初期的原始热、从太阳辐射获得的入射热、地球对外太空辐射的损失热、地球内部的放射性衰变热、地球物质凝固或熔融过程中产生的相变热。地球的热量变化由除地球原始热外的四种热量变化过程决定。而地球是宇宙空间中的一个发热物体,它的状态受宇宙空间的寒冷与地球的内热相互制约,其中最重要的控制因素就是地壳——这层为地球“保温”的壳。
地壳厚度和性态并非是一成不变的。“尽管在地壳形成的初期,由于地壳的形成阻隔了地球内部的热量释放,地表的热流值大大降低,地表必然趋冷。但‘壳’的保护有利于保持地球内部的热量不容易扩散到外空间,使得地球内部的温度可以缓慢增加,进而造成地球回暖。”唐春安解释说,地球会从地壳形成初期的寒冷走向适宜生物演化的温暖,再走向炎热,直至走向热周期的极端——地壳破裂、地震、火山喷发、熔岩溢流。极端热事件会在极短的时间内消耗掉地球在漫长的时间里积累起来的大量热量,使得地球可能进入一个新的寒冷期。地球的热周期演化再次旋回。“但根据熵增加原理,只要时间足够长,地球上的热终将消失殆尽,最终趋于寒冷,成为一个没有生命活力的死球。”唐春安说。
地壳演化的“锅盖”效应
在地球演化的早期,即太古代的早期,地球处于液态演化阶段。地球的表面只有可以随意流淌的熔岩海。没有陆地,没有海洋,没有生命。“由于熔岩流动性大,易于上下对流,也易于水平流动,有利于地球与大气的热交换,辐射的热损失大。”唐春安说,在地球演化的初期,地球总体处于失热过程。“宇宙寒冷的环境将促使地球由外及里逐渐冷却,地球当初滚滚沸腾的岩熔海洋逐渐变成了呆滞黏稠的半流体,最后渐渐硬化,形成了岩石圈以及下部还未来得及凝固的软流圈。”唐春安说,在这个过程中,零星、分散的大陆可能发生漂移、碰撞、聚合、造山,形成超大陆,并随着地球表面的进一步冷却最终聚合、拼接,形成完整地壳。
地壳的形成使地球的热量变化再度发生变化。“由于固态岩石的绝热作用,完整地壳形成后地球表面的失热速率将大大降低,地球内部开始进入增温期。”唐春安打比方说,这就像给逐渐冷却的火锅盖上了锅盖。
随着地球内部放射性衰变产热的增加,地球内部的热量逐渐积累,温度逐渐增加,导致地壳膨胀、壳—幔边界熔融并扩容,从而诱发地壳破裂。唐春安认为,地球表面熔岩的凝固、裂解使地球内部温度产生周期性变化,驱动着地壳膨胀、收缩,产生裂解、漂移、碰撞和停滞。
唐春安是研究龟裂现象的专家。他认为,龟裂不仅符合能量最小、路径最短的力学原理,而且具有跨尺度特征。他说,人们通常所见的小尺度龟裂现象,完全有可能在地球演化的历史长河中发生。只要地球热膨胀达到一定程度,就有可能发生全球尺度的地球大龟裂事件。唐春安比拟说,就像高压锅达到临界阈值,当地球内部的温度积累达到临界条件,岩石圈尺度的大量裂纹将会集中在某个时段大范围扩展,形成地球大龟裂。
这势必造成全球尺度的地幔降压熔融和玄武岩溢流事件。而降压熔融在物理上是一个吸热过程。因此,这种大尺度的“破裂—降压熔融—吸热”的地幔降温事件,也可能是导致冰河期的根本原因。“如果这一结论正确,就可以很好地解释为什么在低海拔、低纬度的海螺沟会产生如此规模的现代冰川。”唐春安认为,它可能与峨眉山玄武岩溢流事件中的剧烈失热相关。
全球温度周期与生物灭绝
近年来,许多地质学家都将全球变暖的原因归咎于人类活动产生的二氧化碳等温室气体。唐春安并不这样认为。“《科学》杂志发表的全球多个采样点500年来全球温度变化的样品分析数据表明,早在工业革命以前,全球气温就已经从小冰期返回并不断上升。也就是说,全球变暖,除了工业‘温室效应’这个原因之外,更为重要的原因则是自然背景的地球内部的热量积累。”
在地壳形成之初,地球的表面因热流值的减小而逐渐进入寒冷期。“地壳阻隔了地球内外的热量交换,短时间内地表的热流值减小。”唐春安认为,地壳隔热效应和地球温度的周期性变化是全球变冷、全球变暖的主因。“地球内部的热量积累,波及到地表,就是人们所感受到的全球气候变暖。”唐春安举例说,2.5亿年前的地球致命高温导致海洋表面温度高达40摄氏度。它产生的原因不是太阳辐射热量的作用,而是地球内部的温度积累波及到地表。
基于地球热量变化的地球演化温度周期模型还能解释历史上的生物大灭绝。“在生物的演化进程与温度的周期之间应该存在密切的联系。”唐春安解释说,地球温度的高低对不同物种的存在和演化有重要影响。在高温环境中,喜冷生物难以生存。在低温环境中,喜热生物也不可能顺利存活。唐春安强调说:“地球大龟裂则是生物大灭绝的真正罪魁祸首。”
早在2000年,我国学者金玉玕等就在《科学》杂志撰文,认为大规模岩浆喷涌活动是2.5亿年前“二叠纪末大灭绝”的元凶。“不能排除陨石撞击造成生物大灭绝的可能,但即使有,显然它也只能是个案。”唐春安说,“如果根据地球热量变化得到的地球演化温度周期模型正确,那么不仅可以推定生物灭绝事件与大型岩浆活动有关,而且可以推定生物的演化进程与温度的周期之间的联系。”对火山的认识_百度文库
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对火山的认识
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你可能喜欢生命是怎样形成的
地球在宇宙中形成以后,开始是没有生命的。经过了一段漫长的化学演化,就是说大气中的有机元素氢、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各种能源(如闪电、紫外线、宇宙线、火山喷发等等)的作用下,合成有机分子(如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氢、氨、磷酸等等)。这些有机分子进一步合成,变成生物单体(如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等)。这些生物单体进一步聚合作用变成生物聚合物。如蛋白质、多糖、核酸等。这一段过程叫做化学演化。蛋白质出现后,最简单的生命也随着诞生了。这是发生在距今大约36亿多年前的一件大事。从此,地球上就开始有生命了。生命与非生命物质的最基本区别是:它能从环境中吸收自己生活过程中所需要的物质,排放出自己生活过程中不需要的物质。这种过程叫做新陈代谢,这是第一个区别。第二个区别是能繁殖后代。任何有生命的个体,不管他们的繁殖形式有如何的不同,他们都具有繁殖新个体的本领。第三个区别是有遗传的能力。能把上一代生命个体的特性传递给下一代,使下一代的新个体能够与上一代个体具有相同或者大致相同的特性。这个大致相同的现象最有意义,最值得我们注意。因为这说明它多少有一点与上一代不一样的特点,这种与上一代不一样的特点叫变异。这种变异的特性如果能够适应环境而生存,它就会一代又一代地把这种变异的特性加强并成为新个体所固有的特征。生物体不断地变异,不断地遗传,年长月久,周而复始,具有新特征的新个体也就不断地出现,使生物体不断地由简单变复杂,构成了生物体的系统演化。地球上早期生命的形态与特性。地球上最早的生命形态很简单,一个细胞就是一个个体,它没有细胞核,我们叫它为原核生物。它是靠细胞表面直接吸收周围环境中的养料来维持生活的,这种生活方式我们叫做异养。当时它们的生活环境是缺乏氧气的,这种喜欢在缺乏氧气的环境中生活的叫做厌氧。因此最早的原核生物是异养厌氧的。它的形态最初是圆球形,后来变成椭圆形、弧形、江米条状的杆形进而变成螺旋状以及细长的丝状,等等。从形态变化的发展方向来看是增加身体与外界接触的表面积和增大自身的体积。现在生活在地球上的细菌和蓝藻都是属于原核生物。蓝藻的发生与发展,加速了地球上氧气含量的增加,从20多亿年前开始,不仅水中氧气含量已经很多,而且大气中氧气的含量也已经不少。细胞核的出现,是生物界演化过程中的重大事件。原核植物经过15亿多年的演变,原来均匀分散在它的细胞里面的核物质相对地集中以后,外面包裹了一层膜,这层膜叫做核膜。细胞的核膜把膜内的核物质与膜外的细胞质分开。细胞里面的细胞核就是这样形成的。有细胞核的生物我们把它称为真核生物。从此以后细胞在繁殖分裂时不再是简单的细胞质一分为二,而且里面的细胞核也要一分为二。真核生物(那时还没有动物,可以说实际上也只是真核植物)大约出现在20亿年前。性别的出现是在生物界演化过程中的又一个重大的事件,因为性别促进了生物的优生,加速生物向更复杂的方向发展。因此真核的单细胞植物出现以后没有几亿年就出现了真核多细胞植物。真核多细胞的植物出现没有多久就出现了植物体的分工,植物体中有一群细胞主要是起着固定植物体的功能,成了固着的器官,也就是现代藻类植物固着器的由来。从此以后开始出现器官分化,不同功能部分其内部细胞的形态也开始分化。由此可见,细胞核和性别出现以后,大大地加速了生物本身形态和功能的发展。生命的起源关于生命起源的问题,很早就有各种不同的解释。近几十年来,人们根据现代自然科学的新成 就,对于生命起源的问题进行了综合研究,取得了很大的进展。根据科学的推算,地球从诞生到现在,大约有46亿年的历史。早期的地球是炽热的,地球......余下全文>>
我们从“宇宙篇”中已经知道了宇宙最高生命——上帝的起源,从“人类篇”中知道了高层空间生命的起源和地球上人类的起源,现在来看看地球上有形生命的起源。关于地球生命的起源,科学界有许多解说,比如说生命起源于脂类分子;生命起源于RNA;生命起源于原始海洋;生命起源于金星;生命起源于深海烟囱;生命来自地球火山;地球生命来自外太空;带水彗星撞击地球引起生命起源;还有陆相起源说,自然而然发生说等等。以上大部分解说很有道理,因为化生的生命(微生物和菌类)就是自然而然地在陆地、海洋、深海烟囱处、火山地带等处产生的,不仅在这些特殊的地带产生,土壤中、大气中、动植物的尸体中、江河池塘中、垃圾堆中每天在诞生,成兆亿地在诞生,同时每天在成兆亿地死亡。无论在什么气候条件下,只要自然环境的要素发生变化,就会有新物种立即诞生,可以这么说,人口的增长、自然环境的污染、温室效应的加剧、臭氧层空洞的扩大等都会导致新物种的产生,甚至会大规模地爆发新的细菌,这些新的天文数字的新菌种有可能缓解生态的进一步恶化,也有可能导致人类的大灾大难,或许比“黑死病”更厉害,不象萨斯病毒那样互相传染,而是在同一时刻让成万上亿的人同时感染。除化生的生命外,湿生的生命也是随机可以在地球上诞生的,只要有一定的湿度,土壤的分子结构就会发生变化,产生出新生命来,苔藓、地衣、草就是这么来的。我们现在把目光放在昆虫、动物、树木和花卉上,看看这些生命是如何起源的。首先,请大家再读一读《生命禅院》“上帝篇”,如果不读这本书,要理解生命的起源是非常困难的。只有认识了上帝这个最高级生命,摆正了上帝在宇宙中的地位,我们才能清晰地理解生命的起源。宇宙不是从“大爆炸”开始的,银河系、太阳系也不是自古就是现在这个样子的,宇宙中的每一个天体、每一个星系都有各自的来历和功用,从基本的物理知识知道,宇宙中的总能量不会增加,也不会减少,宇宙中没有永动机,那么,月球、地球、其它星球的旋转运动必然要有一个力的推动,那么,这个力最初是从哪而来的呢?有一大堆的砖瓦、水泥、木料,如果没有人设计安排,这些砖瓦、木料、水泥绝对不会自行组建出一所房子来,何况高速运行的天体,它们绝对不可能自行组建出一个太阳系来。太阳系是45亿年前诞生的,太阳系诞生的过程倾注了上帝、神、仙的大量智慧和“心血”,太阳系中首先诞生的是地球,尽管天文学家说太阳的历史比地球长,但这不表示太阳系首先有太阳。我们知道宇宙中有“黑洞”,有科学家说“黑洞”是两个或多个天体相互从“身旁”“飞”过时相互的引力引起的磁场旋涡,就象台风和龙卷风一样。实际情况不是这样,“黑洞”是高能量物质的集合体,能量越大越无形,能量越小越成形,“大象无形”,我们现在把这个“黑洞”比喻为盖着的一堆面团,厨师根据需要,从这堆面团中揪下一块做自己计划要做的食物,“黑洞”就是盖着的面团,地球就是从“黑洞”这堆面团上揪下的一块,而上帝和上帝的助手——神就是揪面团的“厨师”。地球诞生后,从其它地方“运”来了太阳,为了让地球能持续地绕着太阳旋转,就附加了太阳系的其它星体,所以说,整个太阳系就是为地球服务的,地球上有人类,但太阳系的其它星球上绝对不会有人类的存在。太阳系基本定位后,神派遣了上亿天使(天仙)来改造地球,地球上的水、大气层首先设计创造了出来,水、大气、阳光、土壤的结合使地球上诞生了大量的化生的微生物和湿生的草,接着天仙们就开始建造“金字塔”(不是现在埃及的金字塔,而是分布在北纬和南纬30度线上现存在于大西洋和太平洋洋底的金字塔),这些金字塔就是地球生命的实验室......余下全文>>
古生物学家告诉我们,大约在 36 亿年前,第一个有生命的细胞产生.生命的起源和细胞的起源的研究不仅有生物学的意义,而且有科学的宇宙观的意义.细胞的起源包含三个方面;①构成所有真核生物的真核细胞的起源;②与生命的起源相伴随的原核细胞的起源;③最新发展的三界学说,即古核细胞的起源.生命的起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源.因而,生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素谈起.大约在66亿年前,银河系内发生过一次大爆炸,其碎片和散漫物质经过长时间的凝集,大约在46亿年前形成了太阳系.作为太阳系一员的地球也在46 亿年前形成了.接着,冰冷的星云物质释放出大量的引力势能,再转化为动能、热能,致使温度升高,加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用,故初期的地球呈熔融状态.高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异,重的元素下沉到中心凝聚为地核,较轻的物质构成地幔和地壳,逐渐出现了圈层结构.这个过程经过了漫长的时间,大约在38亿年前出现原始地壳,这个时间与多数月球表面的岩石年龄一致.生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的.生命的构成元素如碳、氢、氧、氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化.资料表明前生物阶段的化学演化并不局限于地球,在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物.在星际演化中,某些生物单分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中,接着在行星表面的一定条件下产生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子.通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统,即具有原始细胞结构的生命.至此,生物学的演化开始,直到今天地球上产生了无数复杂的生命形式.38亿年前,地球上形成了稳定的陆块,各种证据表明液态的水圈是热的,甚至是沸腾的.现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式,其代谢方式可能是化学无机自养.澳大利亚西部瓦拉伍那群中35亿年前的微生物可能是地球上最早的生命证据.原始地壳的出现,标志着地球由天文行星时代进入地质发展时代,具有原始细胞结构的生命也开始逐渐形成.但是在很长的时间内尚无较多的生物出现,一直到距今5.4亿年前的寒武纪,带壳的后生动物才大量出现,故把寒武纪以后的地质时代称为显生宙太古宙(Archean)是最古老的地史时期.从生物界看,这是原始生命出现及生物演化的初级阶段,当时只有数量不多的原核生物,他们只留下了极少的化石记录.从非生物界看,太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山—岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期;也是一个硅铝质地壳形成并不断增长的时期,又是一个重要的成矿时期.元古宙(Proterozoic)初期地表已出现了一些范围较广、厚度较大、相对稳定的大陆板块.因此,在岩石圈构造方面元古代比太古代显示了较为稳定的特点.早元古代晚期的大气圈已含有自由氧,而且随着植物的日益繁盛与光合作用的不断加强,大气圈的含氧量继续增加.元古代的中晚期藻类植物已十分繁盛,明显区别于太古代.震旦纪(Sinian period)是元古代最后期一个独特的地史阶段.从生物的进化看,震旦系因含有无硬壳的后生动物化石,而与不含可靠动物化石的元古界有了重要的区别;但与富含具有壳体的动物化石的寒武纪相比,震旦系所含的化石不仅种类单调、数量很少而且分布十分有限.因此,还不能利用其中的动物化石进行有效的生物地层工作.震旦纪生物界最突出的特征是后期出现了种类较多......余下全文>>
多数科学家认为,生命是在地球环境趋于稳定之后才出现的。我们的家园地球的年龄已经有大约45亿年了,在这段漫长历程中的大部分时间里,地球都是各种形态生命的栖居所。多数科学家认为,生命是在地球环境趋于稳定之后才出现的。关于地球出现生命的最早证据是发现于澳大利亚的一团蓝藻的化石,这种被固化为叠层石的古老遗迹可能是存在于距今34亿年前的原始生命。尽管这些微生物已经非常古老,但像今天的蓝藻一样,这些古代蓝藻在生物结构上已经相当复杂——它们已经形成了具有保护作用的细胞膜,使得内部制造蛋白质的DNA不受外界环境的破坏。因此科学家们估计地球上的生命应该形成于更早的时期,他们估计的数字是距今大约38亿年以前。但是即使科学家们能够准确地界定生命在地球上出现的最早时间,我们仍然不能回答地球上的生命是怎样出现的。美国新墨西哥州大学的洞穴生物学家戴安娜·诺萨普说:“到目前为止关于生物起源的理论都是推测出来的,因为缺乏能够证明或是推翻这些理论的证据,世界上仍然没有一种被广泛认可的生物起源理论”。回答这个问题的意义不仅仅在于能够弥补人类科学与自然世界之间最大的空白,对于人类是否有可能在地球以外找到生命也具有重大意义。今天,关于地球生命起源的理论处于百家争鸣的状态,其中的几种理论甚至怀疑生命是否是在地球上诞生的,它们认为生命的种子可能是从遥远的太空而来,或者是夹杂在坠落到地球的陨石或者彗星的内核里,在地球上繁衍开花。有些理论甚至认为地球上的生命先后出现和毁灭过多次,经历了反复的起伏轮回。美国桑塔克鲁兹的加州大学的生化学家大卫·迪莫说:“地球上的生命可能有多种起源,我们通常认为生物起源是多样的,那样生命就不会因为一次大的外界影响(例如小行星撞击)而毁灭殆尽。”大多数科学家都支持在原始生命形成的初期,RNA在生命当中扮演了极其重要的角色。根据这种“RNA世界”的假设理论,RNA曾经是原始生命中的关键性大分子,直到它的地位后来被DNA和蛋白质所取代,DNA和蛋白质可以比RNA更高效地工作。迪莫博士说:“很多最有天赋的科学家们都相信,‘RNA世界’的假设理论不仅是有可能成立,而是具有非常高的存在合理性”。RNA的性质与DNA非常相似,现在在我们身体里的每一个细胞都需要RNA完成一些重要的细胞功能,包括在DNA和蛋白质系统中完成传递功能,并且能帮助某些基因完成“开关功能”。但是“RNA世界”的假设理论并不能解释RNA自己最先是怎样产生的,像DNA一样,RNA是由数以千计的小分子——核苷酸组成的,这些重复的小单元连接成链条,其组织形式特殊而有序。部分科学家认为RNA是地球上自发产生的,而另一些科学家则认为核苷酸是从天外来到地球的。纽约大学的化学家罗伯特·夏皮罗说:“这些大分子所展现出来的功能令人难以置信,也许是宇宙中绝无仅有的,因此如果从这个角度来看,我们能够进化到今天丰富多彩的生物世界真是太幸运了!”与人类息息相关的原理“地球生命来源于天外”的理论就和人类具有重要关系,生物学家理查德·多金斯在他的新书《上帝的骗局》中提到了地球生命起源的另一种可能性,他的灵感来源于多年从事天文学和物理学研究的经历。多金斯博士假设宇宙中存在一百亿亿颗行星(他说这只是保守估计数字),其中只有一颗行星上会诞生生命的几率也不能说很大。但是如果以后的物理学家们说其实存在多个宇宙,每个宇宙又各含有一百亿亿颗行星,那么所有宇宙中的行星产生生命的几率加起来应该是比较可观和确定的。而夏皮罗博士则认为不必引入多个宇宙的概念,或是流星把宇宙生命的种子带到原始地球的理论。他认为......余下全文>>
一男一女有了性关系男的提供精孑,女的提供卵子精子与卵子结合形成了受精卵受精卵再经过细胞分裂逐渐地长大一个受精卵就是一个生命当然现在有了试管婴lL也是一个道理
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的答案中有很好的描述,欢迎大家移步5.地月同源说 对于不熟悉地球科学论证体系的同学,这里要强调一点:学说、假说、理论都是依据一定的事实,进行的推理论证,有争议是非常正常且健康的现象。举个栗子,你妈摸了电视机发现是热的,于是依据此事实建立了“小明偷偷看电视”假说,并且你爸通过遥控器位移的证据间接支持了这个假说,可是他们永远也无法直接观测到你看电视的那个时候,所以即使有再多的证据,也是假说。你的小伙伴可以说,你没有看电视,是猫蹲在电视机上所以很热,这时候就产生了另一种学说。小张说,都不对,是小明有不断摩擦电视机后盖的癖好所以很热。所以每个学说的置信度是不一样的。地月同源便是一个依据事实建立的假说。假说的内容是:月球的形成来自于一次45亿年前地球与火星大小的星体的碰撞,甩出的物质逐渐凝聚成为月球。支持的证据有:地球的自转和月球的轨道的朝向是相似的月岩标本指示月球表面曾经是熔融的月球有一个相对较小的铁镍核心-类似地球组成月球比地球密度小在其他星球观测到类似的碰撞——导致的产生推测的大碰撞和主流的太阳系演变学说有一致性地月的稳定同位素指示向一个共同的起源6 埃迪卡拉(Ediacaran)和寒武纪生物大爆炸(Cambrian Radiation)大约540百万年前,海洋由大量造礁生物占领。彼时的海水氧含量非常低,覆盖海底的是微生物组成的毯。这些微生物多数静止不动,没有壳软软的,少数可以瞎转悠(是真的瞎,没眼睛),以身体表面吸收养分为生。这是种简单的海洋生态,没有捕食者,可以安安静静的做一个美微生物,这便是埃迪卡拉生物群。这种宁静已经维持了数十亿年,却即将在接下来的短短几个百万年中被打破。(Fox,2016 Nature)寒武纪,BOOM。生物种类数量迅速膨胀,演化也变得如火如荼,生物的样貌当然也变得五花八门——咦?这是什么?按住WASD可以移动了!咦?有光!我能看见我老婆长啥样了。我的嘴变得好强力,这是什么可以吃吗?生物迅速演化出了足,眼,颚,腮等重要器官。关于大爆炸的触发因素讨论很激烈,内因可能是关键基因的突变,可能是关键器官的出现(眼);外因可能是氧含量的突然上升,可能是两者的综合。也可能是捕食者的出现导致了生物的“军备竞赛”,激烈的竞争导致了演化的加速。有氧呼吸是一种更加“奢侈”的能源,提供了更强大的动力,也足以支撑能耗较高的神经系统的运转,生存空间也由二维变成了三维(从爬行到游泳)。可是氧含量理论近来受到了挑战。证据表明彼时的氧含量上升比我们预期的尺度要小很多,远不足以产生如此强烈的刺激。大爆炸的起因可能并不是氧含量,因为即使是爆发前的氧含量也已经足够支撑大型生物的消耗了。翻译:大型动物在埃迪卡拉纪开始出现,不过这些生物移动缓慢或者无法移动。埃迪卡拉纪末期大洋氧含量的上升可能是寒武纪大爆炸的导火索。1. 八亿年前,氧含量从少于0.1%上升到大致1%-2%2. 6.35亿年前, 冰川期的结束可能带来了氧含量的峰值,其他的峰值也可能发生在不同的时期3. 8.5亿年前,大型的埃迪卡拉生物出现4. 5.42亿年前,埃迪卡拉生物群绝灭,寒武纪爆炸开始5. 氧含量缓慢,(可能)非均匀地上升,逐步到现代水平埃迪卡拉生物:简单,缺少足,眼和其他解剖学的“发明”寒武纪生物:寒武纪大爆炸产生了很多延续到今的物种。比如节肢动物,脊索动物(一部分发展成为了现在的脊椎动物)7 生物大灭绝生物大灭绝是指在极短的地质时间内,大量物种急剧灭绝的事件。现在的地球一共经历了5次这样的大灭绝。推测的原因分别有可能是冰川引起的海平面降低,全球变冷,小行星撞击/超级火山喷发事件以及其连锁反应(现在的黄石火山就是一座超级火山),大陆熔岩溢流。其中最严重的一次发生在距今251百万年前的二叠纪-三叠纪界线,总共有95%的海陆生物死亡。即使是这样多灾多难,地球生物也从未全军覆没,总会有一小撮最顽强的生物存活下来(比如后文中可爱的肺鱼),在灾难过后迅速繁衍壮大,所谓野火烧不尽,春风吹又生。翻译:第一次大灭绝:冰川期以及冰期结束后的气候反弹第二次大灭绝:海洋缺氧事件,海平面上升和全球变冷第三次大灭绝:极度干燥和炎热,大型火山喷发导致大量二氧化碳喷入大气,导致了温度上升和海洋酸化。此后地球生命经历了一千至两千万年的恢复期。第四次大灭绝:极端的火山喷发,盘古超大陆裂开,全球升温,大洋酸化。原因尚有争论。第五次大灭绝:海平面降低,火山活动导致了百万年尺度的生物数量减少。灾害导致酸雨和气候变冷。大型小行星撞击地球造成进一步的灭绝。第六次:一部分科学家认为第六次大灭绝开始于一万年前人类开始统治地球。原因是捕猎,生态毁灭,污染,气候变化。插播一条——猴子和人类是都是鱼进化而来的人类属于四足动物,属于 肉鳍鱼亚纲的一个分支跟人类最近的现存鱼类是肺鱼:“老子可是躲过了所有的5次大灭绝哦!”8.超大陆旋回——沧海变桑田,桑田又变沧海现代地球的最外层是由数个板块(=地壳+上地幔岩石圈)拼接组成的。这些板块的密度小于上地幔软流圈(Asthenosphere),所以板块浮在地幔软流圈之上,并且可以被地幔对流驱动而漂移。这就是板块运动理论。&&超大陆旋回是指板块聚拢再分散的一个循环。板块分散开来,中间便成了大海,板块聚拢,挤压在一起的两个板块便堆成了山。现在的地球上,数个超大陆旋回正在同时进行,并且我们可以幸运地在不同地方找到该旋回的所有阶段。1.旋回的开始——大陆开裂。东非大裂谷就是刚刚裂开的大陆。2.大陆进一步开裂,海水灌入。——红海就是海水灌入后的裂谷。3.大陆完全分开,成为成熟的大洋盆地。——大西洋4.极盛而衰,大洋盆地由于俯冲运动开始聚拢——太平洋,俯冲运动发生在太平洋西侧。5.逐渐消失的大洋盆地——地中海6.完全消失的大洋,两个板块“缝合”在一起,形成高大的山脉——喜马拉雅山/西藏高原这个过程用天翻地覆来形容也毫不夸张。我们现在能够观察到许多倒转地层,它们都被造山运动掀了个底朝天。9.海洋中的钙镁离子,大洋钻探计划和古气候重建海水的化学成分不是一成不变的。在漫长的地质历史中,海水的成分呈周期性的变化,这种变化自显生宙起就存在。海水的成分变化反应了地表活动根本性的变化,即大陆风化-沉积-火山活动的平衡的改变。要从一种矿物说起:CaCO3,它是贝壳的成分,也是灰岩的化学成分。它能以两种不同的晶体结构存在:文石和方解石。M.H.克拉普罗特发现方解石和文石的组成都是碳酸钙,方解石属于三方晶系 ,是在较低温度下形成的,文石属于正交晶系,是在较高温度下形成的。我们从沉积物中得知,奥陶到泥盆纪主要沉积方解石,而进入石炭纪直至三叠纪海水都沉积文石,之后侏罗至白垩纪又回到文石。控制碳酸盐岩矿物的结晶偏好主要因素之一是钙镁离子的比例,而从钙镁离子比例的变化我们可以得知海水温度的变化,从而得知大气温度的变化——这些变化无一例外都和碳元素的循环密不可分。大洋钻探计划(IODP)是一个国际性的研究项目,规模不亚于欧洲粒子物理的研究。这个计划集结了全世界顶级的地质学家,海洋学家和工程师,在大洋地壳中钻取岩芯,分析其中的化学成分,其中一个部分就是利用钙镁比例变化重建古气候变化史。是不是觉得碳元素超级厉害?碳元素在宇宙中的丰度只有千分之五,在太阳系中丰度只有千分之三,在地壳中更是只有万分之三。这万分之三中的“很小很小很小”的一部分,组成了所有的生命,控制着地球的温度,改变了海洋的成分,提供了人类百分之八十的能源,以及更多。本答案终于结束了。感谢您读到最后。赞同 15K414 条评论分享收藏感谢收起}

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