普通天文学/地球的早期
大约在 39 亿到 46 亿年前,我们太阳系形成的初始阶段开始启动。在接下来的 1 亿年里,我们太阳系中所有已知的行星和卫星,包括我们的地球和围绕地球运行的月球,都诞生了。地球的早期被称为“前寒武纪”,一直持续到大约 5 亿年前。这个时代包括冥古宙、太古宙和元古宙。
地球经历的第一个时期是冥古宙,它大约从 46 亿年前持续到 38 亿年前。当时的地球与今天的地球截然不同——几乎没有氧气,水充满海洋,太阳系形成过程产生的热量以及内部重力能加热,再加上与剩余行星体的碰撞,使地球变得难以居住。事实上,地球最初主要处于熔融状态,这种物质产生的热量以及行星地壳沉降释放的极度热量,使得任何大气层都无法形成。地球的大气层与我们今天看到的大气层截然不同——它主要由来自太阳星云的剩余尘埃以及氢和氦等轻元素组成,后来还出现了水蒸气和气体。在太古宙,地球上的火山活动开始形成一个实质性的大气层。
在太古宙,从 25 亿年前开始,冥古宙中的许多模式仍然存在——即由于太阳系形成导致的大量热量辐射、地质活动和地壳隆起和循环的增加,以及缺乏任何显著的大气层。
然而,尽管呈现给我们的图像显得异常,但生命的先驱已经就位。首先,到太古宙结束时,大陆已经开始形成,以及冷却的沉积岩产生的水沉积物。此外,从火山喷发的气体以及从行星核心释放的气体形成了某种大气层,由二氧化碳、氮气和水组成。人们认为生命是在那个时期发展起来的,有大量的化石证据证明了它的存在。细菌和古细菌家族的成员在来自那个时期的化石中被发现保存了下来。还应该注意的是,太古宙时期的岩石是地球上发现的最古老的岩石。
元古宙是前寒武纪的最后一个宙,也是地球上复杂生命形式变得普遍之前的最后一个时期。它从 25 亿年前持续到大约 5 亿年前,由三个地质时代组成:古元古代、中元古代和新元古代。元古宙的一个更为显著的变化是我们环境中氧气的积累。由于光合作用的生物过程,氧气在整个太古宙都一直在产生,但被环境中的自然“汇”所重新吸收。这种汇是未氧化的硫和铁,直到这个时代才吸收了大部分产生的氧气。在这个宙,原核生物生命的扩张仍在继续,但出现了一个新的发展——真核生物生命。这两种生命形式继续繁荣发展,为即将进化的更高级的生命形式奠定了基础。
Cattermole,Peter. Building Planet Earth. London:Cambridge UP,2000。
"Earth (Planet)." Microsoft Encarta. 3 Mar. 2007. 1 Mar. 2007 <http://encarta.msn.com/encyclopedia_761569459_5/Earth_(planet).html>.