地球的起源和演化(一)
地球的起源
地球的起源与太阳系的起源密切相关,因此在讨论地球的起源之前,有必要了解太阳系的三个主要特征。总之,它们是:
1.太阳系的九大行星围绕太阳逆时针旋转。太阳本身以相同的方向旋转,这被称为太阳系天体的各向同性。
2.上述围绕太阳运行的行星的轨道平面非常接近同一平面,并且该平面与太阳自转的赤道平面之间的夹角小于6°,这称为行星轨道运动的共面性。
3.除了水星和冥王星,所有其他行星围绕太阳的轨道都非常接近圆形轨道。这个特征被称为行星轨道运动的近圆性。
地球的起源已经讨论了很长时间。在古代,人们讨论过包括地球在内的宇宙的形成。在这一时期,关于宇宙起源的“创造论”逐渐形成。流传最广的是圣经中的创造理论。在人类历史上,神创论曾长期占据主导地位。
自从波兰天文学家哥白尼在1543年提出日心说以来,关于天体演化的讨论突破了宗教神学的束缚,开始了一场关于地球和太阳系起源的真正的科学讨论。1644年,笛卡尔在其著作《哲学原理》中提出了太阳系起源的第一个理论。他认为,太阳、行星和卫星是在宇宙物质旋转运动中形成的不同大小的旋涡中形成的。一个世纪后,布冯(德国哲学家)于1745年在《普通与特殊自然史》中提出了第二种理论。他认为大量的物体,大概是彗星,与太阳相撞,将太阳的物质分裂成碎片并飞入太空,形成了地球和行星。事实上,因为彗星通常质量很小,所以不可能从太阳中挤出足够的物质来形成地球和行星。在布冯之后的200年里,人们提出了许多理论。这些理论基本上倾向于笛卡尔的一元论,即太阳和行星是由同一原始气体云凝聚而成的。还有一种“二元论”观点认为行星物质与太阳分离。1755年,德国著名古典哲学的创始人康德提出了星云假说。1796年,著名的法国数学和天文学家拉普拉斯在他的著作《宇宙系统理论》中独立地提出了另一个关于太阳系起源的星云假说。由于拉普拉斯和康德的理论在基本论点上是一致的,后者称他们的理论为“康德-拉普拉斯理论”。整个19世纪,这一理论在天文学中占据了主导地位。
本世纪初,“二元论”再次流行,因为康德-拉普拉斯理论不能对越来越多的太阳系观测事实给出令人满意的解释。1900年,美国地质学家张伯伦提出了一个关于太阳系起源的理论,称为“星子理论”;同年,莫尔顿发展了这一理论。他认为,一旦一颗恒星靠近太阳,就会在太阳的前后产生巨大的潮汐,从而抛出大量物质,并逐渐凝聚成许多固体物质或粒子,称为星子,它们进一步融合成行星和卫星。
现代研究表明,莫尔顿的理论并不令人信服,因为宇宙中的恒星相距遥远,碰撞的可能性极小。由于所有灾变论的共同特征,太阳系的起源被认为是某种