地球形成的過程

　　太陽爆發(fā)給予生命在早期地球上形成所需的正確材料，那么你知道地球是怎么形成的嗎?學(xué)習(xí)啦小編在此整理了地球形成的過程，供大家參閱，希望大家在閱讀過程中有所收獲!

　　地球形成的過程

　　地球已經(jīng)是一個46億歲的老壽星了，她起源于原始太陽星云。約在30—40億年前，地球已經(jīng)開始出現(xiàn)最原始的單細(xì)胞生命，后來逐漸進(jìn)化，出現(xiàn)了各種不同的生物。地球的平均赤道半徑為6378.14公里，比極半徑長21公里。

　　地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為三層：地殼、地幔和地核。在地球引力的作用下，大量氣體聚集在地球周圍，形成包層，這就是地球大氣層。 地球就像一只陀螺，沿著自轉(zhuǎn)軸自西向東不停地旋轉(zhuǎn)著。她的自轉(zhuǎn)周期為23小時56分4秒，約等于24小時。 同時，地球還圍繞太陽公轉(zhuǎn)，她的公轉(zhuǎn)軌道是橢圓形，軌道的半長徑達(dá)到149,597,870公里。 公轉(zhuǎn)一周要365.25天，為一年。

　　太陽系在大約50億年前誕生后，大約過了5億年，地球開始形成。地球是由原始的太陽星云分餾、坍縮、凝聚而形成的。 首先，星子聚集成行星胎，然后再增生而形成原始地球。

　　原始地球所獲得的星子是比較冷的，但是每個落到原始地球上的星子都有很高的運(yùn)動能量，這種能量因沖擊轉(zhuǎn)化為熱能;另外，由于星子的堆積使地球行星外部重量增加，內(nèi)部受壓縮，消耗在壓縮內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱被保存下來;再加上放射性元素鈾、釷、鉀等的衰變產(chǎn)生的熱積累，地球開始變熱，并最終導(dǎo)致大部分地區(qū)溫度超過鐵的熔點(diǎn)。原始地球中的金屬鐵、鎳及硫化鐵熔化，并因密度大而流向地球的中心部位，從而形成液態(tài)鐵質(zhì)地核。

　　隨后，地球的平均溫度進(jìn)一步上升，引起地球內(nèi)部大部分物質(zhì)熔融，比母質(zhì)輕的熔融物質(zhì)向上浮動，把熱帶到地表，經(jīng)冷卻后又向下沉沒，這種對流作用控制下的物質(zhì) 移動，使原始地球產(chǎn)生全球性的分異，演化成分層的地球，即中心為鐵質(zhì)地核，表層為低熔點(diǎn)的較輕物質(zhì)組成的最原始的陸核，陸核進(jìn)一步增生、擴(kuò)大形成地殼。地核與地殼之間為地幔。分異作用是地球內(nèi)部最重要的作用，它導(dǎo)致了地殼及大陸的形成，并導(dǎo)致大氣和海洋的形成。

　　氫和氧結(jié)合成的水，原先潛藏于一些礦物中。當(dāng)原始地球變熱并部分熔融時，水釋放出來并隨熔巖運(yùn)移到地表，大部分以蒸氣狀態(tài)逸散，其余部分在漫長的地質(zhì)歷史進(jìn)程中逐漸充滿大洋。在原始地球變熱而產(chǎn)生分異作用的過程中，從地球內(nèi)部釋放出來的氣體形成了大氣圈。早期地球的大氣圈成分與現(xiàn)代不同，正是由于紫外輻射的能量促使原始大氣成分之間發(fā)生反應(yīng)，從無機(jī)物質(zhì)生成有機(jī)小分子，然后發(fā)展成有機(jī)高分子物質(zhì)組成的多分子體系，再演變成細(xì)胞，生命得以開始和進(jìn)化。

　　經(jīng)過早期分異階段，地幔固結(jié)，原始地殼和大陸發(fā)育，并形成了大洋和大氣圈。

　　地核和地幔的變化對地球磁場的變化起主導(dǎo)作用。地質(zhì)構(gòu)造演化，板塊的形成與運(yùn)動，以及地震、火山等自然現(xiàn)象說明，地球內(nèi)部處于熱學(xué)和力學(xué)不平衡的狀態(tài)，存在巨大的力源，使運(yùn)動持續(xù)不停。 地核的兩個可測的物理特性是磁場和熱量。地核通過兩個重要的直接途徑對地幔產(chǎn)生影響，一是向地幔底部提供熱量，激勵地幔深處的熱對流，即熱的輸出是通過傳導(dǎo)與對流;二是對地幔施加一種機(jī)械的轉(zhuǎn)矩，這種相互機(jī)械作用和包括大氣運(yùn)動等在內(nèi)的其他地球過程，決定了一天的長短變化和地球轉(zhuǎn)軸在空間的定向。

　　地幔對流是發(fā)生在地幔中的一種熱方式，也是一種地幔物質(zhì)的運(yùn)動過程。地幔中的這種熱對流作用是地球內(nèi)部向地球表面輸送能量、動量和質(zhì)量的有效途徑，很可能就是地球演化的驅(qū)動力。

　　地球的最上層是厚約100公里的堅硬巖石層，稱為巖石圈，它包括地殼和上地幔的頂部。巖石圈下面是上地幔的低速層，其物質(zhì)少部分是熔化的，但固體介質(zhì)長期處在高溫高壓環(huán)境中會具有流變特征，整個低速層便可以發(fā)生流動變形，故稱為軟流圈，其下界深約220公里。巖石圈不是一個整體，而是被構(gòu)造活動帶割裂的、持續(xù)不斷地相對運(yùn)動著的若干剛性板塊。最早曾將全球巖石圈分為6個大板塊:歐亞板塊、美洲板塊、非洲板塊、太平洋板塊、印澳板塊和南極板塊。這些板塊的邊界并非大陸邊緣，而是海嶺、島弧構(gòu)造和水平斷裂。除太平洋板塊完全是水域外，其余都是海陸兼有。絕大部分的地震和火山發(fā)生在板塊邊界處。板塊構(gòu)造對大陸陸塊的聯(lián)結(jié)和分離，對生物物種的遷移和進(jìn)化具有重要意義。

　　板塊大地構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為:地球上層的大地構(gòu)造運(yùn)動和地震活動主要是這些板塊相互作用的結(jié)果。板塊變形主要發(fā)生在它們的邊界部位，板內(nèi)變形主要是大范圍的造山運(yùn)動。地球表面有環(huán)太平洋地震帶、歐亞地震帶以及大西洋中一條很長的弱地震帶，這些地震帶正是板塊的邊界。

　　美洲、非洲、歐洲和格陵蘭在2億年前的很長時間里都是連在一起的，約在2億年前才開始分裂，后來擴(kuò)張形成大西洋，這種過程叫做"離散";而印度板塊還只是"到了距今0·7—0·6億年前才漂移到亞洲附近，隨后與歐亞板塊產(chǎn)生相互碰撞。這種過程叫做"匯聚"。板塊會分離和碰撞，還會沿轉(zhuǎn)換斷層相互滑動，這是板塊構(gòu)造理論的關(guān)鍵。 在板塊碰撞過程中，重的大洋巖石圈向較輕的大陸巖石圈之下的地幔中插進(jìn)去，稱為"俯沖"。正是因為印度板塊的俯沖，使我國青藏高原在新生代隆起成為全球地殼厚度最大的、陸地上海拔高程最高的地區(qū)，對全球環(huán)境產(chǎn)生重大影響。

　　由于板塊的匯聚和離散及其持續(xù)不斷的運(yùn)動，給形成礦產(chǎn)造成了許多有利條件。在匯聚區(qū)，巖石圈俯沖到大陸或島弧下發(fā)生重熔，含礦溶液上涌。世界上許多硫化物礦床都與板塊匯聚有關(guān)。在島弧與大陸之間的邊緣海區(qū)，沉積物中含有大量的有機(jī)物，創(chuàng)造了生油條件，我國東海、黃海和南海就是這類地域。板塊的離散邊界是新海底產(chǎn)生的地方，海水侵入巖石裂隙，溶解地幔上涌的物質(zhì)，產(chǎn)生熱水礦床。

　　地球的大陸起源

　　有關(guān)大陸的起源問題，地質(zhì)和地球物理學(xué)家杜托特(A. L. Du Toit)于1937年在他的《我們漂移的大陸》一書中提出了地球上曾存在兩個原始大陸的模式。如果這個模式成立，那么這兩個原始大陸分別被稱為勞亞古陸(Lanrasia)和岡瓦納古陸(Gondwanaland);這實際上就象以前魏格納等人所主張的那樣，把全球大陸只拼合為一個古大陸。杜托特認(rèn)為，兩個原始大陸原來是在靠近地球兩極處形成的，其中勞亞古陸在北，岡瓦納古陸在南，在它們形成以后，便逐漸發(fā)生破裂，并漂移到今天大陸塊體的位置。

　　早在19世紀(jì)末，地質(zhì)家學(xué)休斯(E. Suess)已認(rèn)識到地球南半球各大陸的地質(zhì)構(gòu)造非常相似，并將其合并成一個古大陸進(jìn)行研究，并稱其為岡瓦納古陸，這個名稱源于印度東中部的一個標(biāo)準(zhǔn)地層區(qū)名稱(Gondwana)。岡瓦納古陸包括現(xiàn)今的南美洲、非洲、馬達(dá)加斯加島、阿拉伯半島、印度半島、斯里蘭卡島、南極洲、澳大利亞和新西蘭。它們均形成于相同的地質(zhì)年代，巖層中都存在同種的植物化石，被稱為岡瓦納巖石。杜托特用以證明勞亞古陸和岡瓦納古陸的存在和漂移的主要證據(jù)，是來自地質(zhì)學(xué)、古生物學(xué)和古氣候?qū)W方面。根據(jù)三十多年中積累起來的資料，有力地證明岡瓦納古陸的理論基本上是正確的。

　　勞亞古陸是歐洲、亞洲和北美洲的結(jié)合體，這些陸塊即使在現(xiàn)在還沒有離散得很遠(yuǎn)。勞亞古陸有著很復(fù)雜的形成和演化歷史，它主要由幾個古老的陸塊合并而成，其中包括古北美陸塊、古歐洲陸塊、古西伯利亞陸塊和古中國陸塊。在晚古生代(距今約3億年前)這些古陸塊逐步靠擾并碰撞，大致在石炭紀(jì)早中期至二疊紀(jì)(即2億至2億7千萬年前)才逐步閉合。古地質(zhì)、古氣候和古生物資料表明，勞亞古陸在石炭～二疊紀(jì)時期位于中、低緯度帶。在中生代以后(即最近的1-2億年間)勞亞大陸又逐步破裂解體，從而導(dǎo)致北大西洋擴(kuò)張形成。研究表明，全球新的造山地帶的形成和分布，都是勞亞古陸和岡瓦納古陸破裂和漂移的構(gòu)造結(jié)果。在這過程中，大陸巖塊的不均勻向西運(yùn)動和離極運(yùn)動的規(guī)律十分明顯?？偟目磥恚瑒趤喒抨懺挥诒卑肭虻闹懈呔暥葞?，岡瓦納古陸則曾一度位于南半球的南極附近;這兩個大陸之間由被稱為古地中海(也稱為特提斯地槽)的區(qū)域所分隔開。

　　在杜托特(1937年)提出勞亞古陸與岡瓦納古陸理論之前，魏格納(A.L.Wegener)早在1912年曾提出了地球上曾只有一個原始大陸存在的理論，稱為聯(lián)合古陸。魏格納認(rèn)為，它是在石炭紀(jì)時期(距今約2.2億-2.7億年前)形成的。魏格納把聯(lián)合古陸作為他描述大陸漂移的出發(fā)點(diǎn)。然而根據(jù)人們現(xiàn)在的認(rèn)識，魏格納所提出的聯(lián)合古陸決不是一個原始的大陸。雖然仍有很大一部分人贊同聯(lián)合古陸觀點(diǎn)，但他們所作出的古大陸復(fù)原圖與魏格納所提出的復(fù)原圖相比，已存在很大的差別，相反倒有些接近杜托特的兩個古大陸分布的理論。

　　最近2億年以來的大陸漂移和板塊運(yùn)動，已得到了確切證明和廣泛的承認(rèn)。然而有人推測，板塊運(yùn)動很可能早在30億年前就已經(jīng)開始了，而且不同地質(zhì)時期的板塊運(yùn)動速度是不同的，大陸之間曾屢次碰撞和拼合，以及反復(fù)破裂和分離。大陸巖塊的多次碰撞形成了褶皺山脈，并連接在一起形成新的大陸，而由大洋底擴(kuò)張形成新的大洋盆地。因此，要準(zhǔn)確復(fù)原出大陸在2億多年前所謂的"漂移前的漂移"是十分困難的。地球的年齡已有46億年歷史，目前已經(jīng)知道地球上最古老的巖石年齡為43.74億年[4] ，并且分布的面積相當(dāng)小。這樣，從46億年到37億年間，約有9億年的間隔完全缺失地質(zhì)資料。此外，地球上25億年前的地質(zhì)記錄也非常有限，這對研究地球早期的歷史狀況帶來不少困難。