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冥古宙

折叠 编辑本段 简介

冥古宙(Padean Eon)是地质年代中的一个,开始于同位素年龄4567.17±0.7百万年(Ma),结束于3800Ma。

冥古宙是最早的一个地质年代,开始时间定义为地球形成时。冥古宙属于前寒武纪,下一个宙是太古宙

因为这个时期的岩石数据很少还存在于地球上,所以并没有正式的细分。但月球的地质时代的某些主要区分是落在冥古宙这个时期的,所以有时会将这些区分用在指地球同一时间的时期上。

在20世纪的最后一个年代,地质学家从格陵兰西部、加拿大西北部和西澳大利亚州里确认到了某些冥古宙的岩石。现已知最早岩石的结构(依苏阿绿岩带)是由格凌兰有着约38亿年历史的沉积层,混着一点贯穿了岩石的火山岩脉所组成。零散的锆石结晶沉积在西加拿大和西澳的杰克山中的沉积物里,最早的约有四十四亿年之久的历史,非常接近地球形成的推测时间。

格陵兰的沉积层中含有带状铁矿的地层。里面可能含有有机碳,且这意味着那时很有可能已经出现可行光合作用的生命了。但已知最古老的化石(于澳洲)是在那时的数亿年之后了。

大撞击后期发生于冥古宙中,且对地球和月亮产生了影响。

折叠 编辑本段 历史

前寒武纪

冥古宙是太古宙之前的一个宙,开始于地球形成之初,结束于38亿年前,但依据不同的文献可能有不同的定义。冥古宙一词最初是由普雷斯顿·克罗德(Preston Cloud)于1972年所提出的,原本是用来指已知最早岩石之前的时期。

因为这个时期的岩石资料很少还存在于地球上,所以并没有正式的细分。但月球的地质时代的某些主要区分是落在冥古宙这个时期的,所以有时会将这些区分用在指地球同一时间的时期上。

折叠 冥古宙的岩石

在20世纪的最后一个年代,地质学家从格陵兰西部、加拿大西北部和西澳大利亚州里确认到了某些冥古宙的岩石。现已知最早岩石的结构(依苏阿绿岩带)是由格凌兰有着约38亿年历史的沉积层,混著一点贯穿了岩石的火山岩脉所组成。零散的锆石结晶沉积在西加拿大和西澳的杰克山中的沉积物里,最早的约有四十四亿年之久的历史-非常接近地球形成的推测时间。

格陵兰的沉积层中含有带状铁矿的地层。里面可能含有有机碳,且这意味着那时很有可能已经出现可行光合作用的生命了。但已知最古老的化石(于澳大利亚)是在那时的数亿年之后了。

大撞击后期发生于冥古宙中,且对地球和月亮产生了影响。

折叠 大气层和海洋

在形成地球的物质当中,曾经存在过大量的水。在地球的形成时期,其质量比现在的小,水分子也就更容易挣脱重力。据推测,当时氢气和氦气在大气层中持续不断地逸散,然而,现时大气中高密度的稀有气体却相对缺乏,这表明,在早期大气层中可能发生过什么剧变。

有理论认为,在地球的年轻时期,它的一部分曾受过撞击而分裂,分裂出去的部分后来形成了月球。然而在这种说法下,撞击应该会令一到两个大区域融化,现时的组成成份却与完全融化的假设并不相符,事实上也很难将巨大的岩石完全融化并混在一起。不过相当一部分的物质仍被此次撞击所蒸发,在这颗年轻的行星周围形成了一个由岩石蒸汽组成的大气层。岩石蒸汽在两千年间逐渐凝固,留下了高温的易挥发物,之后有可能形成了一个混有氢气和水蒸气的高密度二氧化碳大气层。另外尽管当时表面温度有230℃,但液态的海洋依然能够存在,这得益于CO2大气层带来的高气压。随着冷凝过程继续进行,海水通过溶解作用除去了大气中的大部分CO2,不过其含量水平在新地层和地幔循环出现时产生了激烈的震荡。

对锆石的研究发现,液态水必然已存在了有四十四亿年之久,非常接近地球形成的时刻。这需要有大气层的存在。

折叠 编辑本段 命名

哈迪斯“统治”冥古宙

冥王哈迪斯虽然被清理出了“太阳系大行星”的队伍,但依然统治着地球历史最早的那段“冥古宙”。

地球的最早一个阶段“冥古宙”(PadeanEon)就是以希腊大神哈迪斯(Hades)命名的。哈迪斯是掌管地狱的神,一直不招喜欢,在《波西·杰克逊》和《诸神之战》中都是大反派。冥古宙一词最初是由普雷斯顿·克罗德于1972年所提出的,原本是用来指已知最早岩石之前的时期。因为时间太久远,所以没法确定冥古世开始的时间,科学家们“认为”它开始于约45亿年前,结束于38亿年前。20世纪末,地质学家从格陵兰西部、加拿大西北部等地确认到了某些冥古宙的岩石。现已知最早岩石的结构(依苏阿绿岩带)是由格陵兰有着约38亿年历史的沉积层,混着一点贯穿了岩石的火山岩脉所组成。零散的锆石结晶沉积在加拿大西部的沉积物里,最早的约有44亿年之久的历史,非常接近地球形成的推测时间。科学家们推测,刚开始时,地球是一个大火球,后来地壳冷却,海洋开始形成。我们可能永远不会知道冥古宙的太多细节,但可以肯定的是,所以用地狱老怪哈迪斯去命名它准没错!

折叠 编辑本段 地理形成

(图)冥古宙

曾经有大量的水存在于形成地球的物质里面。 水分子在直到半径到达现今尺度的百分之四十之前,都一直持续地逃离地球的重力。直到达至那一尺度后,水(和其他挥发性物质)才停留在地球上。 氢气和氦气被认为会持续地从大气层中外露出去,但在现今大气层中的其他较重的惰性气体却亦极度稀少,故而猜测在早期的大气层中可能有某些可怕的事情发生。 有理论假设,年青行星的部份曾被形成月球的撞击撞裂,而应该会形成一个或两个大区域的融化。现今的组成和完全的融化并不符,且要完全融化掉并混合大量的岩石也是很难的事情。但是,有一定量的物质则应该要因为此次撞击而蒸发,并形成一个围绕着年青行星的岩石蒸气大气层。岩石蒸气在两千年间逐渐凝固下来,而只留下火热的挥发物,这可能产生了一个带着氢气和水蒸气的庞大二氧化碳大气层。液态的海洋亦会出现,尽管表面温度还有两百三十度之高,但二氧化碳大气层巨大的大气压让液态水得以存在。当大气层持续地冷却之后,散去及溶解于海洋之中使得大部份的二氧化碳从大气层中消失掉,但只要新的地层和地函周期出现后,就会有巨大的变动。

对锆石的研究发现,液态水必然已存在了有四十四亿年之久,极接近地球形成的时候 。

地球刚形成时的第一个地质年代为冥古宙 (Hadean Eon ),它的地质年代开始于地球的地壳形成时期并持续到大约38-35 亿年前。在冥古宙早期,地球上大气冷却和水分凝聚而形成海洋,在冥古宙后期,地球上开始了生命的起源,此生命迹象可从沈积在最古老的沉积岩(大约37-39 亿年前) 中特殊的碳同位素研究所发现。在Pilbara Supergroup (位于澳洲西北) 发现有蓝藻沈积的顶燧石 (Apex cherts),据推测此化石应有34亿7000 万年的历史,属于地球上最早有生命记录的古老化石。在冥古宙期间大气层里只有含量少许的氧气( 因此只有非常少或者甚至没有臭氧层( ozone layer )的保护),所以紫外线辐射密集的击中地球表面。

折叠 编辑本段 历史演化

(图)地球

冥古宙是地球的天文演化阶段,其间地球经历了无数次的陨石撞击,火山活动频繁。这个阶段地球上没有任何岩石,到处都是奔腾的岩浆。冥古宙的开始标志着地球的形成。

地球的演化历史可以分为四个巨大的发展阶段:冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。其中冥古宙(距今4600Ma年—3800Ma年前)和太古宙(距今3800Ma年前—2500Ma年前)与地球演化过程中生命化学进化的关系最为密切。冥古宙时期,大的天体碰撞事件使得有机分子都无法稳定存在,更谈不上生命的诞生,但是这为以后生命的起源提供了强大的物质基础。冥古宙后期(大约在40亿年前左右),这种碰撞事件开始大幅减少,地球也慢慢冷却下来,有机分子的大量合成也使得生命起源成为可能。地球上最古老的沉积岩大约有40多亿年的历史,也就是说,地球凝聚几亿年后才形成硬的地壳, 生命才有了立足之地。位于加拿大北部的一组变质岩——Acasta片麻岩是已知最古老的、保存完好的地球表面一部分,放射性年代测定表明Acasta片麻岩有40亿年的历史。W.H. Peck等通过分析澳大利亚西部的地质断层处的Jack Hills锆石,更是认为世界上最古老的岩石大约形成于44亿年前。

折叠 编辑本段 历史特征

(图)冥古宙

在冥古宙末期可能已经出现了小规模的水圈。更有甚者,S.A. Wilde和S.J. Mojzsis通过研究由岩屑形成的锆石中18O同位素的组成,结合其形成原因的分析,认为早在43-44亿年前地球上就已经形成了陆地地壳和海洋。这些地球上早期的水可能来自45-38亿年间彗星和小行星撞击地球。水圈的存在,为生命的早期演化提供了条件,因此在冥古宙结束之前,生命演化很可能就已经开始了。

从地球诞生的45亿年前到40亿年前属于地质学上的“冥古宙”,即所谓的“黑暗时代”。根据许多地质学家的传统认识,地球表面在这段时期覆盖着大量熔化的熔岩。但是,这批古老钻石的发现向这一观点发出了挑战,它们的存在暗示地球冷却的时间可能比之前想像的还要早。这项发现将有助于科学家进一步探测地球地壳的早期进化过程。研究小组成员澳大利亚哥廷理工大学化学家亚历山大·尼莫钦称,杰克-希尔地区是地球上唯一可以向我们提供地球形成信息的地区。

折叠 编辑本段 自然环境

那时的地球就象一个巨大的岩浆球,火山爆发频繁,表面覆盖着熔化的岩浆海洋。随着聚合在内部的水气受热上升,在高空冷却成云致雨。这场大雨连续不断地下了足有几百万年,其中夹杂着一次次的闪电,岩石中的氮氢等元素被不断的催化,逐渐的形成了氨基这种低级生命所必须的有机分子。随着不间断的雨水的侵入,地表渐渐地冷却,氨基酸等大分子形成,原始大气圈和海洋随之诞生。

折叠 编辑本段 地球起源

起源

地球起源于46亿年以前的原始太阳星云。经过微星的集聚、碰撞和挤压使其内部变热,以后则是放射性物质的衰变使地球内部进一步升温,约在距今45-40亿年前,当温度上升到铁的熔点时,大量融化的铁向地心沉降,并以热的方式释放重力能,其能量相当于一千多次百万吨级的核爆炸。大量的热使地球内部广泛融化和发生改变,逐步形成了分层结构,其中心是致密的铁核,熔点低的较轻物质则浮在表面,经冷却形成地壳。

起源环境

当时地表的温度、大气和水体的组分和性质可能还不具备生命产生的条件,因而也不会出

现风化侵蚀等地质作用及其产物。那时地球岩浆活动剧烈,火山爆发频繁,表面覆盖着熔化的岩浆海洋。以后,随着地球温度的缓慢下降和冷却,同时由于上述的分异作用,一开始就可能使气体逸出,蒸发的气体不断上升,在空中又凝聚成雨落回地面,随着不间断的雨水的侵入,原始大气圈和海洋诞生了。这时大气圈中含有大量的二氧化碳,地球也被厚厚的云层封锁着,太阳光几乎穿不透地球橘红色的天空,海洋的温度高于150 摄氏度。在这沸腾的海洋里,孕育生命的各种元素在不断积累。

折叠 编辑本段 设想证实

冥古宙一词最初是由普雷斯顿·克罗德于1972年所提出的,原本是用来指已知最早岩石之前的时期。

因为这个时期的岩石数据很少还存在于地球上,所以并没有正式的细分。但月球的地质时代的某些主要区分是落在冥古宙这个时期的,所以有时会将这些区分用在指地球同一时间的时期上。

证实

在20世纪的最后一个年代,地质学家从格陵兰西部、加拿大西北部和西澳大利亚州里确认到了某些冥古宙的岩石。现已知最早岩石的结构(依苏阿绿岩带)是由格凌兰有着约38亿年历史的沉积层,混着一点贯穿了岩石的火山岩脉所组成。零散的锆石结晶沉积在西加拿大和西澳的杰克山中的沉积物里,最早的约有四十四亿年之久的历史,非常接近地球形成的推测时间。

折叠 编辑本段 时期划分

CrypticEra(直译是神秘时代)——4567.17 ±0.7百万年前

BasinGroups(直译是盆地群)——4150 -—4567.17百万年前

Nectarian(酒神代)——3975 - 4000百万年前

神秘时代

(黑暗时期)

冥古代的第一个阶段,存在于距今大约456717万年前(由于同位素测试的精度,这个值有正负70万年的误差)。关于这个时代人类如今几乎一无所知,它的地质证据,如果曾经存在的话,也已经在整个冥古代持续

不断的天体轰炸中被摧毁了。地球是在这个阶段成型的,地球的内部开始塌陷(就是密度较大的物质向球心集合,如果地球足够大就会通过这个过程变成一颗恒星)而熔液表面则开始凝固。这一形成过程约长5000万到一亿年。目前已知的地球上最古老的物质产生于这个年代(距今44亿年)。

盆地群

冥古代的第二个阶段,这个阶段持续到距今40亿年前。这个阶段可能因为地球表面的大量盆地得名。目前已知地球上最古老的岩石就形成于这个阶段(39亿6000万年前,发现于加拿大西北部/36亿5000万到37亿年前,发现于格陵兰岛西部)。

酒神群

Nectarian——3975 - 4000万年前

冥古代的第三个阶段,这个阶段只有短短的2500万年,在这一阶段发生了席卷太阳系内圈的天文轰炸,大量的天体撞击地球,所以在这个阶段,地球上应该还在不断地产生新的盆地。

Nectarian 期间运行从3920百万年前到3850百万年前。这是期间的期间在 Nectaris 盆地由大形成。Ejecta从Nectaris 形成上部的密集地cratered 地形被发现在月球高地。

从所有证据消失了,它被使用了作为一个非官方的期间的。疑义相似的事件未发生在地球上因为它比可观地更大和巨型的。Swazian Early Imbrian ——3900 - 3975年前。

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