地球是怎么形成或起源的？ 第1页

根据大爆炸理论，宇宙在137.7亿年前剧烈地眨眼而形成。大爆炸经常被描述为一次爆炸，但把它想象成一个巨大的火球是不准确的。大爆炸涉及物质、能量和空间从一个点突然膨胀。人们可能会想到好莱坞式的爆炸，它涉及到空间内物质和能量的膨胀，但在大爆炸期间，空间本身就被创造出来了。

大爆炸之初，宇宙太热，密度太大，只有比原子还小的粒子发出的嘶嘶声，但随着膨胀，它也冷却了。最终，一些粒子相撞并粘在一起。这些碰撞产生了宇宙中最常见的元素氢和氦，以及少量的锂。引力使这些早期元素的云团合并成恒星，而较重的元素正是在这些恒星内部形成的。

我们的太阳系大约在50亿年前开始形成，大约是大爆炸87亿年后。太阳系由一系列围绕一个或多个中心恒星运行的物体组成。所有恒星系的起源都是一样的。它们开始于由气体和尘埃组成的星云中。星云是在太空中被拍摄到的最美丽的天体之一，它们所含的气体和尘埃呈现出鲜明的色彩，在它们内部形成的众多恒星闪烁着灿烂的光芒。气体主要由氢和氦组成，尘埃由微小的矿物颗粒、冰晶和有机颗粒组成。

在可见光(左)和近红外光(右)中看到的鹰状星云内的创造之柱。近红外光能捕获恒星的热量，使我们能够看到那些被尘埃遮盖的恒星。这就是为什么右边的图片看起来比左边的图片有更多的星星。

当星云(以宇宙的标准来说是很小的)中的一小块开始向自身坍塌时，太阳系开始形成。这种现象是如何开始的尚不清楚，尽管它可能是由附近恒星在其生命周期中发展过程中的暴力行为所触发的。这些恒星释放的能量和物质可能会压缩星云附近的气体和尘埃。一旦它被触发，该区域内的气体和尘埃会继续坍塌，原因有二。其中一个原因是引力将气体分子和尘埃颗粒拉在一起。但在这个过程的早期，这些粒子非常小，所以它们之间的引力并不强。那么它们是如何结合在一起的呢?答案是，尘埃首先以松散的团块的形式聚集，原因与床下灰尘形成的原因相同:静电。随着星云中的小块区域的凝结，一颗恒星开始由被吸进该区域中心的物质形成，剩下的尘埃和气体形成一个围绕恒星旋转的圆盘。这个圆盘是行星最终形成的地方，所以它被称为原行星盘。

在图中，左上方的图像显示的原行星盘，而右上方的图像显示的是一个围绕着金牛座L星的真实的原行星盘。注意原行星盘上的暗环。这些空隙是行星开始形成的地方。这些环之所以存在，是因为早期的行星开始在其轨道上收集尘埃和气体。在我们的太阳系中也有类似的情况，因为暗环类似于土星环中的缺口，在土星环中可以找到卫星。

一般来说，行星可以根据其组成成分分为三类。类地行星是像地球、水星、金星和火星这样的行星，它们的核心是金属，周围是岩石。类木行星(也称为气态巨行星)是像木星和土星一样主要由氢和氦组成的行星。冰巨星是像天王星和海王星这样的行星，主要由水冰、甲烷冰(CH4)和氨冰(NH3)组成，并有岩石内核。通常，天王星和海王星与木星和土星被归为气态巨行星;然而，天王星和海王星与木星和土星非常不同。

三种行星类型像木星这样的类木行星(或气态巨行星)主要由氢和氦组成。它们是三种类型中最大的。像天王星这样的冰态巨行星是第二大的。它们含有水，氨和甲烷冰。像地球这样的类地行星是最小的，它们的金属内核被岩石地幔覆盖着。

这三种类型的行星在我们的太阳系中并不是随机混合在一起的。相反，它们是以一种系统的方式出现的，有最接近太阳的类地行星，其次是类木行星，然后是冰巨行星。这种安排的部分原因是霜线(也称为雪线)。霜线分离内行星盘接近太阳的一部分,它太热,允许硅酸盐矿物和金属结晶,外盘远离太阳,它很冷足以让冰形成。因此，原恒星盘内部的物体主要由岩石和金属组成，而在原恒星盘外部的物体主要由气体和冰组成。年轻的太阳还用猛烈的太阳风(由高能粒子组成的风)冲击了太阳系，这有助于将较轻的分子推向原恒星盘的外部。

我们太阳系中的物体是由吸积作用形成的。在这一过程的早期，由于静电，矿物和岩石颗粒聚集成蓬松的团块。随着团块质量的增加，引力变得越来越重要，它从更远的地方拉动物质，使这些固体质量变成越来越大的物体。最终，这些物体的质量变得足够大，以至于它们的引力足够强，能够吸附气体分子。

我们的地球是在46亿年前通过这个吸积过程形成的。早期的地球非常热，具有熔融的流体成分，地表充满了地质和火山活动。地球的热量来自于各种过程:

热量来自地球内部放射性元素的衰变，特别是U235、U238、K40和Th232的衰变，这些元素主要存在于地幔中。通过这种方式产生的总热量随着时间的推移一直在减少(因为这些同位素正在被消耗)，现在大约是地球形成时的25%。这意味着地球内部正在慢慢变冷。

热量来自于碰撞。当物体撞击地球时，运动产生的一部分能量会使地球变形，而另一部分则转化为热量。(地球经历过的最严重的一次碰撞是与一颗名叫忒伊亚的行星相撞，它大约有火星那么大。地球形成后不久，忒伊亚撞击了地球。当忒伊亚撞击地球时，忒伊亚的金属核与地核合并，外层硅酸盐层的碎片被抛入太空，在地球周围形成了一圈碎石。环内的物质在环绕地球的轨道上聚合成一个新的天体，从而形成了月球。值得注意的是，这些碎片可能在10年或更少的时间内就聚集在一起了! 这种月球形成的假设被称为“巨大撞击假说”。

随着地球变得越来越大，它的引力也越来越强。这增加了地球吸引物体的能力，但也导致了使地球压缩自身，压缩使物质升温。

加热对地球的结构产生了非常重要的影响。随着地球的增长，它收集了硅酸盐矿物颗粒以及铁和镍的混合物。这些物质分散在地球的各个角落。当地球开始升温时，这种情况发生了改变:它变得如此之热，硅酸盐矿物和金属都融化了。金属熔体比硅酸盐矿物熔体密度大得多，因此金属熔体下沉到地球的中心成为地球的核心，而硅酸盐熔体上升成为地壳和地幔。换句话说，地球把自己分解了。硅酸盐矿物和金属分别分离成岩石外层和金属核，这叫做分异作用。自那以后，重力将地球拉成一个半径为6371公里、周长约为4万公里的近乎球形的形状。然而，它并不是一个完美的球体，因为地球的自转会导致赤道隆起，所以地球赤道的周长比两极宽21千米(0.3%)。因此，严格来说，它是一个“扁球体”。

如果我们把组成地球的元素列个清单，我们会发现地球95%的质量仅来自四种元素:氧、镁、硅和铁。