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+得天獨厚的生命搖籃_ 中國地球物理學(xué)會

 百眼通 2015-02-23

      浩瀚宇宙,茫茫太空,到底有多少星球在運轉(zhuǎn)?這是一個很難回答的問題,因為宇宙實在是太廣袤無際了。但就銀河系來說,僅恒星就有2000多億顆;而且天文學(xué)的研究表明,在宇宙中,類似銀河系的星系是數(shù)以千億計的。那么,在浩瀚宇宙不計其數(shù)的星球中,有多少星球擁有生命呢?這同樣是一個很難回答的問題,因為人類的觸角畢竟有限。我們只能說,至少在目前人類所掌握的現(xiàn)代觀測技術(shù)所能企及的視野范圍內(nèi),除了地球之外,目前我們還沒有發(fā)現(xiàn)第二顆星球有生命存在或適合生命生存。地球是已知所有生命的唯一居所。

銀河系

      一、太陽系大家族
      宇宙起源的大爆炸理論認為,宇宙誕生于約150-200億年錢的大爆炸,在經(jīng)過急劇膨脹后演化為現(xiàn)在的宇宙。
      太陽系的形成是從約50~60億年前飄蕩于銀河系內(nèi)的云團的收縮開始的,在大約經(jīng)歷了數(shù)千萬年之后,云團中心形成了一個高溫、高壓、高密度的其踢球,即太陽。
      在原始太陽引力和旋轉(zhuǎn)離心力的作用下,在外圍旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)被甩到一定距離,但仍圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)。被甩開的星云物質(zhì)之間相互碰撞、吸引而聚合起來,逐漸形成了地球、火星、土星等圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的行星。
      太陽是一個有熾熱的氣體組成的大火球,它是太陽系中最重要的成員,不僅集中了太陽系總質(zhì)量的99.8%,控制了太陽系里所有的天體,使它們時刻圍繞著自己公轉(zhuǎn),而且還與行星時候能誕生生命直接相關(guān),離太陽太近了,行星將成為一個熾熱的熔爐,生命無法生存,如水星;離太陽太遠了,行星將成為一座寒冷的冰窖,生命同樣無法生存,如木星、土星、天王星、海王星和冥王星。

       二、 不孕的兄弟姐妹
        距太陽未知比較適中的只有金星、地球和火星。那么,為什么金星和火星并沒有像地球一樣孕育出生命呢?
        金星是離地球最近的行星,大小、質(zhì)量和平均密度與地球相近??茖W(xué)家們認為,在形成的最初階段,金星和地球的經(jīng)歷大致相同,甚至和地球一樣產(chǎn)生過原始海洋。但由于金星比地球更靠近太陽,所以隨著太陽亮度的增加,金星地表溫度迅速上升,使海水蒸發(fā)殆盡。而濃厚的二氧化碳大氣所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)使金星地表溫度居高不下,持續(xù)的高溫終于迫使它走上了與地球截然不同的演化之路。

左圖:火星;中圖:地球;右圖:金星;

      火星是距地球次近的行星,也是九大行星中物理特征與地球最為接近的,但火星的大小只有地球的1/7,這意味這火星在形成期所釋放出的重力要比地球小得多,無法形成像地球和金星一樣的巖漿海。即便形成,也能是“池”,達不到“?!钡某潭龋虻乇頊囟容^低,也無法形成像地球一樣的原始水蒸氣大氣。
      盡管和地球相比,火星擁有種種先天不足名單人類還是對火星生命存在幻想,自1960年以來想火星發(fā)射了數(shù)十枚探測器,但并沒有發(fā)現(xiàn)火星生命的痕跡瞞不過,據(jù)目前仍在火星工作的“勇氣”、“機遇”號火星車和在火星軌道工作的“火星快車”等探測器的最新探測結(jié)果表明火星曾有一個水世界。
       三、地球——生命之星(上)
      地球是茫茫宇宙中無數(shù)天體中的一個,是太陽系九大行星之一,按距太陽由近至遠的順序排名第三,按赤道半徑排名第5,按密度排名第1.地球的公轉(zhuǎn)周期為365日,自傳周期為24小時,自傳軸傾斜度為23.44°,有明顯的四季之分,擁有月球1顆衛(wèi)星。
      地球表面積的71%被海洋覆蓋,是太陽系中唯一擁有大量水資源的行星,從太空回望我們的地球,地球是一顆非常美麗的“藍色之星”,地球也是太陽系中唯一有生命的行星,是名副其實的“生命之星”。

美麗的“生命之星”
 

       四、地球——生命之星(下)
      科學(xué)家認為:地球的年齡大約為46億年,最在的生命大約在40億年錢誕生于原始海洋,各種有機物通過雨水的作用在這里徽記,不斷地發(fā)生化學(xué)反應(yīng),逐漸由簡單的有機物聚合成有機大分子蛋白質(zhì)和核酸等。
      原始地球的大氣中沒有氧氣,最在的原始生命是非細胞形態(tài)的厭氧異養(yǎng)生物,隨著有機物在原始海洋中逐漸消耗殆盡,地球上出現(xiàn)了能進行光合作用的自養(yǎng)生物,是早去的生物界具備了自養(yǎng)和異樣、合成與分解兩個環(huán)節(jié),形成了一個完整的生態(tài)系統(tǒng),并且,自養(yǎng)生物進行的光合作用,給原始大氣帶來了氧氣,生命進化由此邁上了一個嶄新的臺階。如果沒有氧,包括人類在內(nèi)的絕大多數(shù)地球生命將無法生存,生命將只能永遠停留于最原始的厭氧生命狀態(tài)。
      單細胞的原核生物經(jīng)過十幾億年的分化、增值,在距今12億年前進化為多細胞生物,生命由簡單向復(fù)雜多樣邁出了重要的一步。6億年前時,大氣臭氧層形成,生物開始極具多樣化。在距今4億年前事,由于強烈的造山運動,海洋面積縮小,陸地面積擴大,生物開始由海洋向陸地進發(fā)。最在登上陸地的是由綠藻進化的裸蕨植物,隨后又有多種動植物完成了登陸的壯舉,地球開始以嶄新的面貌出現(xiàn)在茫茫宇宙。
      然而,欣欣向榮的古代生物群卻在2.5億年前時突然結(jié)束。據(jù)統(tǒng)計,當時棲息于海洋的無脊椎物種有96%遭到了滅絕,有人認為大滅絕與引發(fā)聯(lián)合古陸分離的地幔內(nèi)部的巨大上升流有關(guān)。
      在地球40億年的生命演化史上出現(xiàn)過不計其數(shù)的物種,但他們中的大多數(shù)已經(jīng)滅絕了。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計分析表明,生命演化過程中每百萬年就會有5個科或180~300個物種消失。除了這樣的常規(guī)滅絕外,還發(fā)生過23次非正常的生物大滅絕,并且周期性可循,每過約2600萬年,就會有越20個科或1200個種在很短的時間內(nèi)從地球上消失。但每次大滅絕后,總會有新的生物群登場,使生物圈的物種得到大規(guī)模的替換,地球的生命之火就這樣生生不息的傳遞了下來。
      最近300萬年,地史上叫第四季,是人類時代,人類是哺乳動物靈長類的一員,目前棲息在地球上的靈長類約有200中,迄今已知最早的人類是700萬年前的沙赫猿人,但因化石材料很少,所以它們是否就是最早的人類,還有待進一步研究。有較大量化石為依據(jù)的最早期人類是300多萬年前的南方古猿阿法種。
      現(xiàn)代人的歷史大約只有15萬年,并在大約3.5萬年前發(fā)明了交流思想的語言,接著在1萬年前后發(fā)明了畜牧和種植,在5000年前由于發(fā)明了文字而進入文明時代,締造了獨一無二的地球文明。
      與茫茫宇宙中億萬顆星球相比,地球可謂是集萬千寵愛于一身正是在它得天獨厚的搖籃里,孕育了燦爛的人類文明。

左圖:沙赫猿人化石,可能是人類的祖先
中圖:恐龍滅絕
右圖:小型哺乳動物以恐龍的滅絕作為拓展生活圈的起點

      中生代(2.5億年前到6500萬年前,包括三疊紀、侏羅紀和白堊紀)時的地球是爬行動物的天下,海、陸、空幾乎全被爬行動物占領(lǐng):飛龍、翼手龍在空中盤旋,蛇頸龍、玉龍在海中游弋,梁龍、雷龍、劍龍在陸地上巡行。但在6500萬年前,地球生命再次遭受大滅絕的厄運,恐龍及其它一些爬行動物遭到滅頂之災(zāi)。
      恐龍曾經(jīng)稱霸地球近1.5億年之久,但無論他們有多么的強大,有多么的繁榮,在生命進化的長河中都成為了永遠的過去式。相反,在中生代時一直過著隱秘生活的一些小型哺乳動物卻以恐龍的滅絕作為拓展生活圈的七點,迅速輻射進化,成為新生代第三季(距今7000萬年前到300萬年前)時地球的統(tǒng)治者。

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