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地球极简史,好心痛这颗美丽的星球



把地球近50亿岁的生命宇一篇文章里,很不容易,只能去繁就简,让朋友们了解一下,她的主要生命历程。


宇宙生成论在2700多年前的《老子》中已有出现:


“有物混成,先天地生。寂兮寥兮!独立不改,周行不殆,可以为天下母。”


近年来,大爆炸理论在宇宙形成的理论当中,成为共识与主流理论。


地球生成演化亦是如此



46亿年前

银河系某个角落

发生了超新星爆炸


震波在星际云中传播

由于万有引力的作用


星际云中心

形成原始太阳


星际云外围

形成八大行星和卫星


(较重的元素聚集于太阳附近,形成了体积小,密度高的星体:类地行星;较轻的元素则聚集于离太阳较远的地方,形成了体积大,密度低的星体(类木行星),而地球则是距离太阳第三近的行星。)


地球

开启了神奇的星际之旅

迄今走过46亿年




据说,地球先后经历数次气候冷热交替

5次生物大灭绝



许多学者认为大灭绝事件的发生具有周期性,大约是每2600万至3000万年之间,或者大约每6200万年就有一些波动变化。



陆地

开启超大陆旋回

从“板块裂解”

东非大裂谷



到“大洋盆地”

大西洋


开启“板块汇聚”

地中海


最终“碰撞造山”

喜马拉雅山脉


生命

经历了百度高温

遭受了全球冰封

一直坚持了40多亿年

孕育出今天的多彩世界

 ▼




在地球形成之初

那是一番地狱模样:


“陨石雨”轰击地球


没有海洋

没有生命

没有氧气

只是一个大火球

岩浆覆盖、苍苍凉凉




45亿年前

“新月初生”

一颗火星大小的行星

撞击地球、形成月球

 ▼


大撞击之后

地球自转轴倾斜了23.5

进而导致地球出现四季


地球自转较快

每年有1434

每天时长仅有7小时

地球自月球诞生之后,月球稳定了地球自转轴,由于潮汐摩擦力的作用,地球转动慢慢降了下来,地球每年的天数慢慢降低,每天时长慢慢变长了。


火山持续喷发


地表是一片岩浆


岩浆冷凝结晶

含水矿物中的水分

开始慢慢析出

欧泊宝石蛋白石)



 40-44亿年前

原始地壳开始形成

原始大气层开始出现

HHe气体组成

氧气还要等十多亿年后出现




42亿年前

“雨一直下”

地球开始冷却

大气层温度下降

水蒸气凝结开始下雨


大雨持续上百万年

于是在凹地形成原始海洋


与此同时

地球磁场生成

为地球生命诞生开启保护伞

地球磁场形成时间至少在42亿年前,抵挡着强劲的太阳风和从太阳滚滚而来的带电粒子流,否则地球大气和水分恐怕都会逸散无踪。


40亿年前

生命诞生

最早的生命

是有机生物大分子

如蛋白质和核酸等



由简单到复杂

由低级到高级

由卵生到胎生

由自我繁殖到双性生殖

开启神奇的进化之旅

地球因为生命的加入

给宇宙演化带来独有的进程


◤地球历史年代简图

地球最早的生命出现时间还有争议。目前地球最早的生物化石发现于38亿年前的燧石中。

38-41亿年前

“行星大轰炸”

宇宙行星和彗星

轮番轰击地球和月球


地球火山遍布

岩浆四处溢流


月球形成较大的陨坑

◤国际空间站经过月球环形坑@NASA

注释:科学家将38亿-46亿年前的地球时代定义为冥古宙(Hadean),这是一段非常极端的时期,大量小行星和彗星轰击着地球。



38亿年前

“共同祖先”诞生

(Last universal ancestor)

地球开始形成稳定的陆块



海洋中的水是沸腾的

原始生命深知适者生存

开始出现极端嗜热细菌

球状和杆状单细胞生物

形成所有生命的共同祖先



35亿年前

生命开启“光合作用”

蓝藻摄取二氧化碳

开始产生少量氧气

◤波罗的海蓝藻菌爆发@Daily overview


由于整个地球处于还原环境

此时氧气并不能进入大气

而是与海洋中铁离子结合

生成氧化铁、形成铁矿石

这一过程持续了10亿年

形成的铁矿石造福于现代工业

◤澳大利亚鲸背山铁矿@Daily Overview



与此同时

硫细菌吸收太阳光谱中黄绿光

个体表现为紫红色

将大海渲染成紫色汪洋

 ◤西班牙托雷维耶哈




 25亿年前

大气层出现“氧气”

此时地球每年714

每天时长约12小时

地球大气层密度极大

充满二氧化碳和甲烷

太阳亮度被大气层削弱

地表一片昏黄

气温高达数百度

@wikipedia


大气层开始出现氧气

习惯缺氧环境下的生命

此时氧气有毒的

一些“聪明”的细胞

为了摆脱氧气毒害

开始“钻”到其他细胞内


这些“复合细胞”

开始漫漫适应有氧环境

把氧气加入新陈代谢过程

渐渐地改变生命的进程

科学家将25亿-38亿年前的地球时代定义为太古宙(Archean)。


21亿-24亿年前

“大氧化事件”

地球发生大氧化事件

大气中游离氧突然增加

温室气体甲烷被大量消耗

地球温度开始慢慢降低

开始出现第一次大冰期

史称休伦冰河时期

◤地球冰封想象图@wikipedia



18亿年前

“超级大陆”形成

地表只一个大陆存在

哥伦比亚大陆

一直持续了5亿年


 

16亿年前

“真核生物”

那些“复合细胞”

经过数年的演化

终于适应了有氧环境

进化为带有细胞核的真核细胞

地球出现更复杂的生命

真核生物开始诞生

注释:有学者认为包括有细胞核的真核生物最早出现在21亿年前。


12亿年前

“有性生殖”产生



引发生命向更高级的方向演化


生命一直生活在海洋和湖泊中


 11.5亿年前

地球板块一直漂移

再次拼接为一体

“罗吉尼亚大陆”形成

7亿年前左右

再次解体为一系列板块

@wikipedia


9亿年前

地球的自转及公转

因潮汐力逐渐变慢

每年共有481天、每天18小时


6.3-8.5亿年前

第二次大冰期

海洋全部被冻结

整个地球被冰雪包裹

发生雪球地球事件

史称“震旦纪大冰期”



7.5-8亿年前

“淮南动物群”

随着生存环境的变迁

单细胞生物意识到自己太单薄

不能很好适应当时的生存环境

一部分“强壮的”单细胞生物

开始发展为多细胞生物

◤多细胞生物立体图@wikipedia


形成地球早期的后生动物

爆发为“淮南动物群”

早期的后生动物是裸体的

生物普遍没有硬壳

 

◤ 淮南虫遗迹化石

后生动物:是动物界除原生动物门以外的所有多细胞动物门类的总称


6-6.8亿年前

“埃迪卡拉物群”


随着生存环境向好

多细胞生物爆发巨大生命力

演化为软体的无脊椎动物

生活方式多种多样

“埃迪卡拉物群”诞生了

◤代表生物之一狄更逊水母化石

◤埃迪卡拉动物群复原图@252MYA


6亿年前

臭氧层诞生

大气出现足够多的氧气后

臭氧才得以大量聚集

臭氧含量约为现在的90%

地球的保护伞臭氧层开始形成

直到4亿年前

臭氧含量达到现在的水平

臭氧层的出现为生命登陆

带来一层厚厚的保护伞

◤37年来南极臭氧层监测变化@NASA



“澄江动物群”


原始生命

再次展示地球霸主的威力

不同物种

展开了新一轮“军备竞赛”

三叶虫为了更好地捕食

率先“装备”属于自己的眼睛


而其猎物亦感觉到威胁加剧

纷纷进化出属于自己的眼睛

终于在剧烈竞争的压力下

繁衍出门类众多的子孙后代

产生了现今大部分动物的门类



这时海洋里生活着

节肢动物的代表

三叶虫

两米长的捕食者

奇虾


最古老的脊椎动物

丰娇昆明鱼

 ◤昆明鱼复原图@spinops



与此同时

月球距地球36万公里

潮汐现象频繁且剧烈

类似于超级海啸

月球前正以每年3.8厘米的速度远离地球。


4.4亿年前

第一次生物大灭绝

大片陆地位于南半球及极地

地表分布大量冰川

全球气温迅速变冷

海平面迅速下降

沿海生态系统被破坏

生命遇到了第一次大挫折

导致大约85%的物种绝灭

史称“奥陶纪-志留纪大灭绝”

◤三叶虫化石


鱼类躲过一劫

迅速发展壮大



4.2亿年前

植物登陆

大灭绝之后

地球环境逐渐向好

生命在水中繁殖出各种门类

水中生活越来越拥挤

部分植物也过腻了水中生活

开始悄悄走向陆地


通过2000万年的扩张

终于在4亿年前出现森林

茁壮成长在每天22小时的日子

 ◤牙形石复原图@Earth Pics


4亿年前

动物登陆

随着植物率先登陆

大地生机盎然、一片苍翠

陆地展示出巨大的诱惑

动物们终于耐不住水中的寂寞

节肢动物开启陆地探险之旅

 节肢动物广翅鲎复原图

 

3.6-3.85亿年前

第二次生物大灭绝

由于地表大片森林覆盖

大量消耗二氧化碳气体

导致地球气温骤降

海洋极度缺氧

海洋生物遭到重创

导致大约70%的海洋物种绝灭

亦称“泥盆纪大灭绝”

◤现代珊瑚



3.1亿年前

地球诞生了爬行动物“林蜥”

身长约2030公分

生活在沼泽森林中


同时排出带有硬壳的蛋

硬壳蛋的出现

爬行动物进一步向内陆探险

2.9亿-3.6亿年前

这是蕨类植物的时代

石松纲植物高达40

植物遗体掩埋变质

经过沉积压实和固结

在全球范围形成煤炭

地质年代故名“石炭纪”

 ▼

◤德国汉巴赫煤矿@ Bernhard Lang


2.5亿年前

第三次生物大灭绝

地球发生超级火山事件

四川峨眉山和俄罗斯西伯利亚

超级火山喷溢出大量岩浆


火山喷发持续100万年

如峨眉山的玄武岩

覆盖33万平方公里

厚度可达1000-2000

火山喷发产生大量二氧化碳


诱发温度上升和海洋酸化

地球极度干燥和炎热

导致超过90%的物种灭绝

是已知最大的生物灭绝事件

又称为“二叠纪-三叠纪大灭绝”

此后生命经历2000万年的恢复期

◤印度尼西亚棘皮动物海百合化石



与此同时

恐龙的祖先祖龙诞生


2.3亿年前

祖龙分化为鳄鱼、恐龙及翼龙目

最古老的恐龙始盗龙出现了

恐龙开始统治地球


2.08亿年前

第四次生物大灭绝

板块运动加剧

中大西洋开始打开

大规模的火山爆发了

◤哥斯达黎加图里亚尔瓦火山喷发


形成700万平方公里的玄武岩

全球升温和大洋酸化

诱发了这次生物大灭绝事件

史称“三叠纪-侏罗纪灭绝事件”



1.55亿年前

“始祖鸟”

恐龙统治地球

不同种类的恐龙

展开残酷的弱肉强食竞争

一部分弱小的翼龙

开始仰望天空

思考它这一生

出于对天空的向往

长出了羽毛状翅膀

终身一跃

地球诞生能飞行的始祖鸟


1.3亿年前

地球板块运动持续加剧

南美洲和非洲开始分离


大规模的火山

沿着中间裂谷开始喷发

裂谷进一步加剧

形成南大西洋

与此同时

地球终于开出了第一朵花

被子植物开始出现


6500万年前

第五次生物大灭绝

一颗直径10公里的陨石

撞击墨西哥尤卡坦半岛

释放了巨大的能量

相当于100万亿吨黄色炸药

大量高热灰尘进入大气层

造成全球性的火风暴

引发了大规模海啸事件

地表形成了希克苏鲁伯陨石坑

造成了昔日霸主恐龙灭绝 


与此同时

印度板块开始向北漂移

冈底斯板块初始碰撞

青藏高原开始隆起


印度板块的德干高原

发生大规模火山喷发


释放大量含硫气体

进一步加快大灭绝事件 

6300万年前

地球诞生胎生哺乳动物

由于没有恐龙的威胁

哺乳动物开始多样性

体型迅速增长


5600万年前

“极热事件”

海洋温度上升

海底可燃冰释放大量甲烷

导致地表进一步升温

地球两极普遍高于20

对冷血类爬行动物极为有利

诞生了重达一吨的泰坦巨蟒


爱尔兰和苏格兰开始分离

火山熔岩溢流

形成规模巨大柱状玄武岩


与此同时

始祖马开始出现

4300万年前

始祖象“踏入”地球

@deviatart



3100万年前

由于超级地幔柱的作用

非洲大裂谷开始裂开

造就地表最壮观的裂谷带


1500万年前

地球开始形成现今格局

南极大部分被冰雪覆盖

中国形成现今的地貌格局

喜马拉雅山脉君临天下

太行山俯瞰华北平原


 1400万年前

猩猩属从人猿总科分化出来

猩猩属与猴子最大不同

就是没有尾巴

能用手或脚拿东西

与人类基因相似度达96.4%。

平均寿命40

平均身高170-180厘米

◤从共同祖先到人类@NTamura


1000万年前

气候开始变得干燥

大草原及草原代替了森林

人族和黑猩猩亚族

从猩猩属的祖先中分化出来。



500万年前

由于海平面上升

海水从北部入侵

死海地区葬身海底

直至100万年前

海平面下降

死海开始变成一个湖泊

1.5万年前

开始分为南、北两个部分

 ▼ 

◤死海卫星影像@NASA


1-7万年前

地球末次冰期来临



2.5万年前

由于地球仍处于冰期

台湾海峡是一片陆地

英吉利海峡还是一条河流

◤玻利维亚北部的贝尼河@NASA


5000年前

撒哈拉沙漠还是一片草原

气候变化导致沙漠形成

 


地球

宇宙的奇迹

生命的摇篮

人类的家园

遨游太空46亿年

38万公里遥望

◤地生@NASA,2015/10/12


160万公里遥望

◤地球和月球背面@NASA,2015/07/16


500万公里遥望

◤OSIRIS卫星拍摄地球和月球@NASA




民国杂谈,谈尽百味人生
投稿信箱:mgrwssl@163.com

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