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你所不知道的地球:地球七大未解之谜

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时间:2016-07-19 点击量:

导读:虽然我们称之为我们的家园,但是我们依然对它知之甚少。它是怎么在一团尘雾中形成的?它是怎样驾驭自然界生命的?深入它的内核,那里又是怎么运转的?关于这个美丽而又迷幻的世界,科学家会对这些基本问题做出解答。

  很显然,我们需要对行星的形成有一些新的认识。欧洲航天局的“赫谢尔(Herschel)”太空望远镜今年晚一些时间就会升空,它可能会给我们一些新的答案。利用它那几乎相当于半个“哈勃”太空望远镜的巨大镜头,“赫谢尔(Herschel)”可以窥探到更遥远的宇宙;而它的红外探测仪则可以让我们首次看见那些正在形成中的行星,而这些可能正是很多年前我们的地球所经历的。

  2. 在地球的未知年代里究竟发生了什么?(by Stuart Clark)

  大概在45.3亿年以前,还处于婴儿期的地球刚刚稳定在它的轨道上,灾难却发生了。一个相当于火星大小的天体擦过地球,碰撞产生的碎片被甩入地球的轨道形成了月球;同时,碰撞产生巨大的热量融化了地球的表面,这样一来此前关于早期地球的地质记录就被完全抹掉。这就给我们地球最早的5亿年留下了巨大的空白,我们几乎了解不到当时的任何情况。

  通常认为太阳系的形成时间是45.67亿年前,而到了45.5亿年前,65%的地球已经汇聚成型。又过了2000万年,上面所说的那次肆意妄为的大碰撞就发生了。这次碰撞同时向地球的大气输送了大量气态的硅。这些硅凝聚并且以岩浆雨的形式落下,以每天一米的速度沉积成一片岩浆海;而地球也因此整个被熔融,包括地核。等这一切结束后,地球再慢慢冷却,重新形成了固体的表面。

  这次碰撞使冥古代的地球环境犹如炼狱般恶劣,我们今天所见到地壳中的岩石基本上都年轻于36亿年,所以对于当时的环境记录非常少。还有极少的更古的老岩石,它们大概只占地壳的百万分之一,也在长久的地质历史中因为温度压力的作用下发生变质而无法记录当时的信息。幸运的是,还有一种叫做锆石的晶体,为我们留下了一些地球早期的线索。

  在西澳大利亚的杰克山(Jack Hills)的岩石中,科学家发现了一些锆石,这是已知的地球上最古老的矿物。这些锆石由一些异常稳定的硅酸锆晶体组成,并且含有高浓度的铀,放射性的铀可以用来测定锆石的年龄。虽然发现这些锆石的岩石都很年轻,但是这些锆石却显示出它们有超过40亿年的历史。(译者注:根据放射性元素的半衰期原理,根据放射性元素衰变前后的浓度变化,可以计算出衰变时间,进而获得矿物的年龄)

  虽然这些锆石不能确切地告诉我们当熔融的地球冷却下来的时候究竟发生了什么,但是它们的氧元素含量却显示出它们是在水中形成的。这就暗示我们早在40亿年前,地球上的海洋就已经存在了。这也带来了新的问题:海洋的存在需要一个固体的表面,那么这个地壳是什么样的呢?这个问题直到现在也没有很好的答案。而关于冥古代地壳最显著的观察结果是,当时地壳并不存在。这样矛盾的结果无疑叫人很失望,但是它为我们指出了另一种可能:当时的板块运动异常剧烈,导致地壳的更新换代极为频繁。