150億年前宇宙的誕生奠定了地球產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。地球作為一個行星起源于46億年以前的原始太陽星云。
此后,地球系統(tǒng)由簡單到復(fù)雜,各個組成部分既相互聯(lián)系又相互影響。地球系統(tǒng)的運動及運動帶來的形貌變遷、生命現(xiàn)象和生命活動共同構(gòu)成了地球的歷史。
太陽系的形成
關(guān)于太陽系的形成,一類認為太陽系是一次激烈的偶然突變而產(chǎn)生的,即災(zāi)變說觀點;另一類則認為太陽系是有條不紊地逐漸演變成的,即演化說觀點。
星云說所解釋的太陽系的形成
1755年,德國哲學(xué)家康德根據(jù)牛頓的萬有引力原理,提出一個太陽系形成的假說,認為太陽系中的太陽、行星和衛(wèi)星等是由星云——一種稀薄的云霧狀微粒物質(zhì)逐漸演化形成的。1796年,法國天文學(xué)家拉普拉斯也提出了與康德類似的星云說,后人常把兩者合起來,統(tǒng)稱“康德一拉普拉斯星云說”。這個假說在19世紀的大部分時間內(nèi)占統(tǒng)治地位。
星云說認為:恒星的形成是銀河彌漫的原始星云的某一個球狀碎片,在自身引力的作用下不斷收縮,產(chǎn)生旋渦,旋渦使星云碎裂成大量碎片,每個碎片又逐漸轉(zhuǎn)化為恒星。太陽就是其中之一,它也不斷收縮、旋轉(zhuǎn),在長期的運動中形成原始太陽。周圍的物體不斷聚合、碰撞,越轉(zhuǎn)越大,就形成了今天的八大行星。行星周圍的物質(zhì),也是這樣漸漸形成了衛(wèi)星。這就是太陽系形成的一個主要假說。
唯心主義認為,地球和整個宇宙都是依神或上帝的意思創(chuàng)造出來的。18世紀愛爾蘭一個大主教公開宣稱:“地球是紀元前4004年10月23日一個星期天的上午9時整被上帝創(chuàng)造出來的?!痹谥袊糯藗冋J為遠古的時候還沒有天地,宇宙間只有一團氣,在一萬八千年前,有位盤古氏開天辟地,才有了日月星辰和大地。
康德和拉普拉斯他們認為太陽系是由一個龐大的旋轉(zhuǎn)著的原始星云形成的。原始星云是由氣體和固體微粒組成,它在自身引力作用下不斷收縮。星云體中的大部分物質(zhì)聚集成質(zhì)量很大的原始太陽。
與此同時,環(huán)繞在原始太陽周圍的稀疏物質(zhì)微粒旋轉(zhuǎn)的加快,便向原始太陽的赤道面集中,密度逐漸增大,在物質(zhì)微粒間相互碰撞和吸引的作用下漸漸形成團快,大團快再吸引小團快就形成了行星。行星周圍的物質(zhì)按同樣的過程形成了衛(wèi)星。這就是康德——拉普拉斯星云說。
關(guān)于地球和太陽系起源還有許多假說,如碰撞說、潮汐說、大爆炸宇宙說等等。自20世紀50年代以來,這些假說受到越來越多的人質(zhì)疑,星云說又躍居統(tǒng)治地位。國內(nèi)外的許多天文學(xué)家對地球和太陽系的起源不僅進行了一般理論上的定性分析,還定量地、較詳細論述了行星的形成過程,他們都認為地球和太陽系的起源是原始星云演化的結(jié)果。
中國天文學(xué)家戴文賽認為,在50億年之前,宇宙中有一個比太陽大幾倍的大星云。這個大星云一方面在萬有引力作用下逐漸收縮,另外在星云內(nèi)部出現(xiàn)許多湍渦流。于是大星云逐漸碎裂為許多小星云,其中之一就是太陽系前身,稱之為“原始星云”,也叫“太陽星云”。由于原始星云是在湍渦流中形成的,因此它一開始就不停地旋轉(zhuǎn)。
原始星云在萬有引力作用下繼續(xù)收縮,同時旋轉(zhuǎn)加快,形狀變得越來越扁,逐漸在赤道面上形成一個“星云盤”。組成星云盤的物質(zhì)可分為“土物質(zhì)”、“水物質(zhì)”、“氣物質(zhì)”。這些物質(zhì)在萬有引力作用下,又不斷收縮和聚集,形成許多“星子”。星子又不斷吸積、吞并,中心部分形成原始太陽,在原始太陽周圍形成了“行星胎”。原始太陽和行星胎進一步演化,而形成太陽和九大行星,進而形成整個太陽系。