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今天是4月22日,也是一年一度的地球日。每年我们都被告知要保护地球环境,热爱家乡,但是你知道地球的历史吗?地球的历史有46亿年,这太长了,但人类文明与之相比只是一眨眼的功夫。然而,46亿年的历程中,地球从来没有无聊过,我们的家乡地球也发生过无数有趣的故事,比如——块大陆的聚合与分离、生物物种的爆发与灭绝等等。
制作:科普中国
制作:关西科学技术大学
出品单位:中国科学院计算机网络信息中心
春节期间,电影《流浪地球》热映,引发了人们对科幻和天文学的兴趣,也引起了人们对地球生态和环境问题的关注。
每年的4月22日是地球日,是为了保护世界环境而专门设立的节日,旨在提高人们对现有环境问题的认识,鼓励参与环保运动。延长碳寿命,改善全球环境。地球日由盖洛德·尼尔森和丹尼斯·海耶斯于1970 年创立。如今,地球日庆祝活动已扩展到全球192个国家,使其成为世界上最大的种族环保节日,每年有超过10亿人参加。
谈到地球的历史,它可能是复杂而有趣的。我们感到困惑,因为地球的历史长达46亿年,而人类文明与之相比只是一眨眼的功夫。然而,46亿年来,地球从未感到无聊,经历了一个又一个重大事件,比如大陆的聚合与分离、生物物种的爆发与灭绝。这些事件的过程和结果引人入胜,令人难忘。
在我们纪念地球母亲的这一天,让我们回顾一下过去46亿年来地球上发生的一切。
1. 大陆板块如果长时间结合在一起就会分离,如果长时间结合在一起就会结合在一起。
请把撕碎的报纸给我。我认为你总是可以根据报纸边缘的文字和每个片段的摘要将其重新组合起来。
您是否曾在看过世界地图后,有过将一望无际的蓝色海洋中分散的陆地连接起来,形成一个无缝整体的冲动?
人类历史上确实存在这样的人。他以自由的思维,将地图上的各个大陆“撕碎”,并以巨大的动作将它们连接在一起。他就是著名的阿尔弗雷德·韦格纳。漂移理论创始人。
经过韦格纳和后来的地质学家的逐步论证和研究,最终形成了现在的板块构造理论。也就是说,地球表面覆盖着坚固的、不变形的板块(岩石圈),并且这些板块以恒定的速度移动。它以每年1厘米至1厘米至10厘米的速度移动。
随着板块的移动和演化,地球的大陆在历史上多次分裂和重新聚合,古代大陆也多次统一。
大陆的不断聚集导致了超级大陆(古大陆的统一)的出现,它统一了形成于约2500Ma、约1900Ma、约1400Ma、约850Ma和约250Ma的五块古大陆,在地质史上,它是存在的。
注1:Ma是时间单位,代表一百万年。
岩石圈演化图(356 Ma-未来150 Ma,苏格兰,1997) 图片提供:http://www.imdaike.com/article-402-1.html
2.5亿年前形成的古代统一大陆距离我们最近,具有典型的经向半球空间分布,形成了我们今天看到的海洋和陆地,其分布格局就是在此基础上经过破碎和漂移而形成的。
大量地球科学数据表明,伴随这片古老大陆形成的其他重大历史事件包括陆地面积显着增加、浅海水域迅速减少、气候变冷、海平面下降和氧气枯竭等。表明存在大规模沉积。火山爆发、浅海、大规模灭绝等。
因此,板块运动是地球上一系列重大事件的关键要素。
2、生物质灭绝事件
地球在太阳系乃至银河系中都是独一无二的,因为它是多种生命形式的家园。
在地球漫长的历史中生命一直存在吗?
法国科学家利布以生动的例证为我们提供了答案。
如果我们将地球的46 亿年压缩为一天,我们会得到:
一天的前六个小时,地球完全寂静无声。
最低层的藻类在早上6 点开始出现在海中,并且持续很长时间。
直到20点左右,海洋、湖泊和沼泽中的软体动物才开始活动。
23点30分,恐龙登场,但上台仅10分钟就匆匆离场。
在一天的最后20 分钟,哺乳动物出现并开始分化。
23点50分,我们的祖先慢慢出现了。
在最后的两分钟里,他们的大脑扩大了,变成了人类。在里夫的描述中,地球就像一个舞台,有人上来,有人下下。
科学家将生物体在不同时期的灭绝称为“灭绝”。当多种类别的生物在地质历史上大约同时灭绝时,这种类型的灭绝被称为大规模灭绝。其主要特征是主要生物类别或大量生物在短时间内或同时突然消失,生物多样性和生物量突然减少。
据统计,地球历史上曾发生过15次生物大灭绝,其中有5次大灭绝。
海洋动物重大灭绝事件和多样性变化(据Raup和Seokoski,1982)(图片:http://www.imdaike.com/article-402-1.html)
(1)第一次大灭绝事件:450至4.4亿年前,非洲北部和中部以及南美洲部分地区约3公里的冰覆盖地球,洋流和大气环流引起变化。地球进入大冰河时代,85%的物种灭绝,约27%的科和57%的属灭绝。
从灭绝次数来看,它在五次大灭绝事件中排名第三。
(2)第二次大灭绝事件:到了375年至3.6亿年前,气候再次变冷,海洋生物再次面临巨大破坏,而陆地生物受到的影响较小。大约82%的海洋物种灭绝,几乎所有浅海珊瑚和部分深海珊瑚也灭绝,在五次大规模灭绝事件中排名第五。
图片来源:https://new.qq.com/omn/20190408/20190408A0DHJB00
(3)第三次大灭绝事件:2.51亿年前(2.51亿年前),海平面下降,生态系统遭到严重破坏,地球上发生了另一次物种大灭绝。这也是地球上最严重的大规模灭绝事件。总共约57%的科、83%的属、96%的海洋物种和70%的陆地物种灭绝。
完全灭绝的动物包括三叶虫、海蝎子、重要的珊瑚群、陆生单足类动物和许多爬行动物群。
(图片:http://www.360doc.com/content/14/0619/09/1930525_387959629.shtml)
(4)第四次大灭绝:2亿年前,除鱼龙外的所有海洋爬行动物都灭绝了,一半的海洋物种消失了。所有陆生有丝分裂龙类和大多数单孔类动物都消失了。动物灭绝了,唯一幸存的植物是针叶树和苏铁树。这次灭绝事件给了恐龙广阔的生存空间,它们一度成为地球的统治者。
这次灭绝的历史很短,不到一万年,灭绝的原因至今仍不得而知。火山爆发、陨石撞击和寒冷天气都可能导致谋杀。
(5)第五次生物大灭绝事件:6500万年前(65Ma),地球上发生了第五次生物大灭绝事件,恐龙在此期间灭绝。大气中的颗粒物阻挡了阳光,导致依赖光合作用的植物衰退,对草食性恐龙造成严重损害,并导致肉食性恐龙因缺乏食物而灭绝。颗石植物和软体动物遭受了极大的损失。杂食动物、食虫动物以及鳄鱼和哺乳动物等食腐动物幸存下来,河流生物群落也得以保留。
这次灭绝事件最终消灭了约17%的科、50%的属和75%的物种,其规模在五次大规模灭绝事件中排名第二。
(图片:http://www.360doc.com/content/14/0619/09/1930525_387959629.shtml)
作为人类,我们会见证第六次大规模灭绝吗?
在期刊《科学》 上发表的一项新研究中,一个国际科学家小组警告说,动物的死亡和衰退是地球上第六次生命大规模灭绝的前兆。自1500年以来,超过320种陆地脊椎动物已经灭绝。其余物种也呈现出平均25%的下降,这与无脊椎动物中的情况非常相似。
虽然以前的大规模灭绝是由地球自然变化或灾难性小行星撞击引起的,但今天的灭绝与人类行为密切相关。所以我们来这里是为了保护动物和地球上的朋友。
3. 地球磁极使寻找北极变得困难
旅行者在旅行时总是随身携带指南针,当他们在大山深处迷路时,他们就依靠指南针来寻求帮助。指南针是利用地球磁极来校准的,而今天地球的磁北恰好与地理北极大致相同,因此指南针有助于区分南北。
(图片提供:dy.163.com)
大家都知道地球有南北磁场,很多人认为它们是固定的。然而科学家发现,地球磁场的磁极并不是静止的,而是在过去的几千万年里发生了数次反转。换句话说,地磁北极变成了地磁南极,地磁南极变成了地磁北极,即所谓的“磁极反转”。
地球磁场磁极的这种变化在整个地球历史中一直存在。如果我们把地球的历史缩短到一天,我们就会发现,在这段时间里,我们手中的指南针疯狂地旋转,时而指向北方,时而指向北方。然而,磁极反转在地质时间尺度上仍然缓慢,通常以数千或数万年为周期。
(图片来源:www.cc362.com)
上面的照片(来自NASA)展示了地球磁场的超级计算机模型,左边是有两个磁极的地球磁场,这是典型的两个磁极之间的长周期,右边显示的是地磁场,在磁极反转过程中经历快速变化。
我们如何知道磁极正在变化?
不同地质时期的岩石往往具有特定的磁性,这些岩石可以记录其形成时磁极的方向。下图是过去1.6亿年地球磁场方向变化的地质记录,黑色表示磁场方向与现在状态一致,白色表示磁场方向相反到当前状态。意味着从照片中可以看出,地球磁极的反转并没有固定的周期。
(图片来源:作者本人作品)
为什么会发生磁极变化?地球磁场的反复变化有什么规律吗?
科学家们对此尚未达成统一意见。大多数科学家认为,当地球内部的液态铁流绕着地核中心流动时,会发生突然的变化,使流动方向发生逆转,从而导致磁极反转。
4.冰河世纪
我们都知道全球变冷的现象,但得益于《后天》、《冰河时代》等系列电影的热播,让我们接触到了全球气候变冷的壮观场景和自然场景。力量的强度。我在这里要告诉你们的是,地球上实际上经历过多个冰河时代。
(图片来源:果壳网)
在地质史上,曾发生过3次著名的全球跨区域气候变冷事件:前寒武纪晚期冰河期(约500 Ma)、二叠纪冰河期(约350-250 Ma)和大冰河期(约500 Ma)。 500马)。 ).10Ma).
冰河时代最重要的标志是全球气温大规模下降以及中高纬度地区(包括极地地区)和高寒地区大范围冰盖和山地冰川的形成。水从海洋向冰盖区域的运动导致大陆冰盖继续膨胀和增厚,导致海平面大幅下降。因此,冰河时期的气候干燥寒冷。与此同时,冰盖的存在以及陆地和海洋条件的变化,以及大气环流和洋流的变化,直接影响动植物的生长、进化和分布。
气候变化的原因和冰河时代的形成仍然是科学界的一个“谜”。
科学家目前对冰河时代的成因有七种假设。
1.由于太阳系在太空中的位置变化而引起。
当太阳系随着银河系旋转穿过太空寒冷区域,或进入宇宙尘埃密集区域时,部分太阳辐射会被宇宙尘埃吸收。地球温度降低,温暖度降低,地球上出现冰河时代。
2.地球轨道偏心率每93,000年改变一次,要么通过增加地球与太阳之间的距离,要么通过将地球拉近木星,导致地球轨道变得更圆(大约每100,000年一次)。地球与太阳之间的距离变大,地球的温度降低,冰河时代形成。
3、地球自转速度的变化引起地壳变形和两极大气的变化,例如,当地球自转速度加快时,两极寒冷的大气向赤道推进,导致气候变冷。
4、剧烈的构造运动导致火山活动频繁,喷出大量煤渣块,遮盖了天空和太阳,削弱了太阳的辐射热。剧烈的构造运动也会导致大陆上升,将大量新岩石暴露在大气中。岩石的风化会减少大气中的二氧化碳含量,从而保护地球的热量输出、降低温度并导致冰川移动。冰河时代发生。
5. 大陆漂移导致每个大陆相对于两极的位置随着时间的推移而变化。越接近两极,气候越冷,出现石炭纪——二叠纪冰河期等冰河期。非洲、澳大利亚、南美洲、南极洲、印度本来都是完整的古代大陆,当时的非洲就是南极洲。北极位于太平洋。也就是说,当时南半球的古老大陆上就存在冰川。
6、地球南北磁极反转的过渡期,地球磁场很弱,大气中充满了携带电子的粒子和宇宙尘埃,阳光被遮挡,气温下降,雨雪飘落.马苏。这种情况间歇性地发生,持续数百年,直到冰河时代到来。
7. 当北冰洋寒冷的海水通过海峡与温暖的太平洋和大西洋相连时,潮湿的气候会导致北冰洋降大雪,并形成反射大部分太阳辐射的冰盖,从而使气候恶化。天气会变得更冷,冰河时代将会到来。
哪种假设更现实?还有其他原因吗?下一个冰河时代何时到来?一切都还没有被人类讨论。
5. 缺氧事件
众所周知,氧气是支撑和维持生命的重要元素,但如果生命繁盛的地球上氧气含量突然减少,会造成什么样的灾难呢?
地质史上,大规模缺氧现象主要沉积于早寒武世(约5亿年)、奥陶纪之志留纪(约4.4亿年)和晚泥盆世(约3.6亿年)发育于晚石炭世至早二叠世(约3.6亿年)。 300Ma)、二叠纪向三叠纪之交(约250Ma)、三叠纪向侏罗纪之交(约200Ma)。
除去寒武纪早期和晚石炭世至早二叠世的缺氧事件外,其余四次事件与上述四次生物大灭绝大致重合。
海洋缺氧可能是由多种因素引起的,包括气候条件、海洋环流、海平面升降以及大陆位置。例如,有人认为,在温暖的天气时期,海洋经向温差减小,全球洋流停滞,水体形成停滞期,海洋缺氧层增厚。造成大陆缺氧的最直接因素可能是二氧化碳浓度增加。
过去40万年来,大气中二氧化碳的浓度约为180至280 ppm(代表每百万空气分子中二氧化碳分子的数量),但自工业革命以来,二氧化碳浓度持续上升,到2004 年达到前所未有的379 ppm。这一浓度相当于侏罗纪严重温室效应期间二氧化碳浓度的四分之一。
专家表示,如果人类继续任由二氧化碳浓度上升,100年甚至更短的时间内可能会出现侏罗纪时期规模的温室效应。到那时,极地冰层将融化,陆地面积将减少,气温将急剧上升,许多物种将灭绝。安东尼·科恩说:“虽然这种情况是极端天气事件,但并不排除它的可能性。”这个问题的关键在于人类限制碳排放的努力。 \'
6. 外星访客
地球的成长过程并非一帆风顺,除了自身的板块活动、岩浆活动、缺氧期、全球变冷等因素外,有时还会受到外部影响,如——颗小行星的撞击。科学家的模型显示,早期的地球看起来就像一个射击场,其表面在40 亿至45 亿年前曾多次受到小行星的轰炸。
(图片提供:newguideline.com)
过去30年来,科学家们一直在争论哪些因素导致了6500万年前恐龙的灭绝,包括气候变化、火山活动和小行星撞击。
研究人员证实,恐龙的灭绝恰逢一颗10公里长的小行星撞击地球,最新的灾难预测模型显示,小行星的撞击导致汽化的岩石颗粒进入地球大气层,显示天空发生了转变。红色的。它可以导致高达1,500 摄氏度的温度。
环境科学研究所(CIRES)研究员道格拉斯·罗伯逊(Douglas Robertson)表示:“红外热量大概相当于每绕地球6.4公里引爆一百万吨氢弹,相当于”他说。爆炸威力相当于80颗原子弹。 \'
(图片提供:QQ新网)
我们生活的地球在漫长的发展演化过程中经历了许多重大事件,经历了板块运动、火山爆发、全球变冷、生物灭绝、小行星碰撞等,这就是今天的地球展现出它的伟大之处。还有丰富多彩的生命,所以我们不需要为地球过去的灾难而感叹,但我们必须时刻警惕,避免随着人类的发展给地球带来下一次灾难。从今天开始,让我们一起来爱护我们共同的美丽家园——地球!
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