地球的誕生
150億年前，一個超高密度（火柴盒大小的物質可重達2.5億噸）和超高溫（約1000億度）的超新星發生爆炸，質子、中子、電子等粒子隨著熱浪向外四射。與此同時，爆炸的新星體比光速還快地膨脹，這就是宇宙大爆炸。時間和物質就從這一刻開始。
在這150億年中先后誕生了星系團、星系、我們的銀河系、恒星、太陽系、行星、衛星等，地球就是在這一宇宙演變中誕生。地球科學的研究成果告訴我們，我們賴以生存的地球已有46億年的歷史。
地球從哪里來，即地球如何誕生，這真是個復雜的問題。長期以來，人類孜孜不倦的探索，尋求它的答案，提出了許多關于地球和太陽系起源的假說。尤其是近幾百年來，人們不斷地為各種假說尋找證據。人類探索地球形成的奧秘遠沒有止境，隨著科學技術的發展，人們對地球起源的認識將會不斷提升，揭開地球起源之謎。
地球形成初期，小行星以每秒10公里的驚人速度撞擊地球，導致地球物質大規模融化，形成灼熱的巖漿海。隨著地表和大氣逐漸冷卻，巖漿海表層凝固形成原始地殼。科學家發現的最古老巖石形成于38億年前。大氣中的水蒸氣冷凝成傾盆大雨，無休止的大雨形成地球上最原始的海洋。最初的陸地連在一起，被海水包圍。早期地球的自轉比現在快很多，18億年前地球的每晝夜只有9小時，一年有800多天。距今6億年前，每晝夜延長到20小時，地球公轉一圈為440天。6500萬年前恐龍滅絕的時期，一年有376天，現在一年是365天。地球經歷了如此漫長的發展歷史，地球上的生物也經歷了一個漫長、復雜、多變的發展過程。
地球原始生命的誕生
地球上最早的生命到底是從哪里來的呢？科學家為了揭示地球生命的起源進行了不懈的努力。伴隨著自然科學的進步，直到20世紀，對這個問題的探討才逐漸有了比較清晰的脈絡。
原始大氣是產生生命的最初原料。在太陽的紫外線、放射線、火山活動、隕石沖擊、雷電等自然能源的長期作用下，大氣中的甲烷、氨、二氧化碳、氫、水等生成了氨基酸、嘌呤、嘧啶、核糖等有機小分子。這些有機小分子是形成原始生命的基本粒子。經過長時間的演變，產生了生物大分子蛋白質和核酸。然后隨著地球上自然條件的演變，生物大分子進一步演變成能進行自我復制、可以新陳代謝的原始生命。
1953年，美國芝加哥大學研究生米勒（S.Miller）在導師尤利（H.C.Urey）的指導下，完成了一個震驚世界的實驗。他把地球原始大氣的主要成分甲烷、氨氣、氫氣和水蒸氣按比例注入一個密閉裝置，以加熱、放電模擬原始地球的環境條件，通過連續一周的循環處理，發現生成了多種氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸）、有機酸（如乙酸、乳酸）以及尿素等生命物質。
這是生命起源研究的一次重大突破。人們通過實驗證實地球生命起源的一個假說：在早期地球環境中，原始大氣中的無機物可以形成有機物，有機物可以發展為生物大分子。
圖： 米勒的實驗
生物化學家米勒模擬原始地球條件，把甲烷、氨、氫和水蒸氣混合并進行放電實驗，結果產生了氨基酸、糖、脂肪酸、嘌呤、嘧啶等簡單有機分子。
后來，科學家們仿效米勒的模擬實驗，合成出大量與生命有關的有機分子。如嘌呤、嘧啶、核糖核苷酸、脫氧核糖核苷酸、脂肪酸等多種重要的生物大分子。越來越多的實驗證據支持化學進化論：地球上的生命是由非生命物質經過長期演化而來。
上個世紀60年代的這些發現震動了當時整個生物學界和科學界，人們開始意識到，生命物質完全可能在原始大氣環境中通過簡單的化學反應而形成，地球上的原始生命物質起源于地球。
來源：北京自然博物館
本站編輯：劉玞珪
