书城科普读物科学伴你行——生命的摇篮
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第1章 地球的身世

美丽的地球,我们的家园。它是太阳系的骄子,人类的摇篮。

地球是我们人类的家园。尽管地球是太阳系中一颗普通的行星,但它有许多方面都是独一无二的。例如,它是太阳系中惟一一颗表面大部分被水覆盖的行星,也是目前所知惟一一颗有生命存在的星球。它的地质活动的激烈程度在九大行星中也是首屈一指的。人类大约在170万年前就诞生了,但人类知道自己生存在一个不大、而且极普通的行星之上,却只是近几百年的事。

数千年来,人类对自己生存的空间产生过各种遐想,编织成美丽的传说。在中国古代就有盘古开天辟地、女娲补天的故事。古希腊神话讲开天辟地时,也是说宇宙是从混沌之中诞生的,最先出现的神是大地之神——该亚。天空、陆地、海洋都是由她而生,她是最有资格、最有权势的神之一,所以人们尊称她为“地母”。

自古以来,人类就用各种各样的方法去探索宇宙、探索星星,寻找宇宙中的伙伴。但到目前为止,还没有确切地发现其他星球上有生命存在。太阳系九大行星及它们的卫星中,只有地球有生命,它奉献出所有的一切无私地哺育着人类。

地球的诞生

在很久很久以前,太阳系是由一团星云收缩形成的。在收缩过程中,星云中央部分增温,形成原始太阳。当原始太阳中心温度达到700万摄氏度时,就会发生氢聚变为氦的热核反应。这种反应非常剧烈,发出很大的能量,于是光芒四射的太阳便诞生了。由于星云体积不断缩小,因而自转加快,离心力增大,逐渐在赤道面附近形成一个星云盘。星云盘上的物质不断聚集,最后演化为包括地球在内的九大行星和其他小天体。太阳系是一个宠大的家庭,包括太阳及围绕太阳旋转的九大行星、50多颗围绕不同行星运转的卫星、数以万计的小行星、彗星和流星体等。太阳系的空间范围很大,冥王星是离太阳最远的行星,如果以它的轨道作为太阳系的边界,那么太阳系所占的空间直径就长达118亿千米。然而,太阳系只是银河系中极其微小的一部分,在整个银河系中,像太阳这样的恒星大约有1500亿颗。

太阳和地球的年龄有多大呢?通常,年龄可以通过多种不同的途径来确定。如树木的年龄可根据树干的年轮纹数来确定,骡马的年龄可根据牙齿的发育情况来判定,太阳和地球的年龄则可以利用岩石中放射性元素来探讨。

到目前为止,人们发现地球上最古老的岩石年龄为35亿年左右,月球岩石的年龄为46亿年,而陨石的年龄都在47亿年之前。根据以上分析,并综合太阳系演化的研究,科学家们推断,太阳系的年龄为50多亿年,而地球是在距今46亿年前形成的。

经过漫长岁月的缓慢演化,地球上诞生了生命。直到200万~300万年前,地球的骄子——人类才出现。

地球的母亲

万物生长靠太阳。地球能孕育生命,哺育人类,首先要归功于太阳。太阳是太阳系的中心天体,地球和其他行星围绕着它旋转。太阳比地球大,它的直径约140万千米,是地球的109倍;它的质量约2000亿吨,相当于地球的33万倍,太阳是离地球最近的一颗恒星,也是太阳系中惟一自身发光的恒星。

太阳每分钟辐射到地球表面的能量,每平方厘米约有8.16焦耳,可使地表平均温度保持在14℃左右。如果没有太阳光的照射,地面温度会很快降到-273℃左右。太阳这么大的能量是从哪里来的呢?

如此巨大的能量来自太阳中心。太阳中心是个高温、高压、高密度的环境,在这里4个氢原子可以聚变为1个氦原子,同时释放出能量。这种能量要经历千万年才能传到太阳表面,再辐射到周围空间。太阳就像一个巨大的“原子炉”,以氢为燃料,一直不停地燃烧着。

太阳每秒钟会把大约6.3亿吨氢转变成为6.254亿吨氦。这就是说,它每秒钟会失去460万吨质量。这些物质转化为辐射能量,永远不属于太阳了。

人们或许要担心这个“原子炉”会因燃料供应不足而很快熄灭。其实太阳的质量非常大,即使在这种惊人的转化速度下,太阳仍然有足够多的氢,可以保证这种燃烧过程持续不断地进行。据天文学家估计,从现在算起,50亿年后,太阳将进入一个氦核聚变的全新阶段。那时地球上将热得无法忍受,海洋会被烤干,生命将不复存在,甚至地球上也可能被烧成灰烬。然而,这一切是在50亿年之后。那时的人类,该是何等的文明!相信他们会有能力来避免灾难的发生。