既然已經(jīng)認(rèn)識(shí)了大地的本來(lái)面貌，下一個(gè)問(wèn)題自然就是：地球是怎樣形成的？要想知道問(wèn)題的答案，首先要搞清楚太陽(yáng)和它的家族是怎樣誕生的。這是認(rèn)識(shí)地球的起源的重要關(guān)口。
世界上幾乎所有的民族都有自己的開(kāi)天劈地的神話，它們有一個(gè)共同的特征，認(rèn)為宇宙是在一片混沌中被創(chuàng)造出來(lái)的。在今天看來(lái)，開(kāi)天劈地的神話已經(jīng)不再可信。
現(xiàn)代天文學(xué)告訴我們，地球是由太陽(yáng)星云的云盤(pán)上的塵埃凝聚而成的，而我們的太陽(yáng)則是在大約50億年前從一團(tuán)氫云演化過(guò)來(lái)的。原始太陽(yáng)星云通過(guò)引力收縮釋放出引力能，其中一部分引力能轉(zhuǎn)化為內(nèi)部物質(zhì)的熱能而使星云升溫。當(dāng)星云的核心部分的溫度達(dá)到氫核聚變的點(diǎn)火溫度時(shí)，氫核聚變反應(yīng)啟動(dòng)，原始星云轉(zhuǎn)變成一顆生機(jī)勃勃的恒星，踏上了自身發(fā)光發(fā)熱的生命旅程。
由于太陽(yáng)星云的自轉(zhuǎn)，在星云的外圍，處于赤道面附近的塵埃具有較快的轉(zhuǎn)速，受到離心力的作用而有幸脫離了收縮，而處于兩極附近的塵埃轉(zhuǎn)速較慢，受引力的作用而收縮。這樣，太陽(yáng)星云外圍的塵埃就形成一個(gè)盤(pán)狀的結(jié)構(gòu)，叫做云盤(pán)。如果太陽(yáng)星云中有足夠多的重原子，云盤(pán)中的塵埃就可以通過(guò)引力作用凝聚、收縮形成行星。在形成行星的過(guò)程中，重元素是被優(yōu)先選用的，因?yàn)樵谛行切纬傻某跗冢囊Σ蛔阋粤糇√幱跉鈶B(tài)的輕元素。
在宇宙演化的早期，只產(chǎn)生出氫和氦這兩種元素的原子核。因此，在宇宙演化的較早時(shí)期誕生的第一代恒星只含有氫和氦這兩種元素。第一代恒星在演化的過(guò)程中通過(guò)聚變反應(yīng)將生成元素周期表中比氦重、比鐵(包括鐵)輕的元素。比鐵更重的元素則要在超新星爆發(fā)的過(guò)程中生成。這些重原子核經(jīng)由超新星爆發(fā)散落在太空中，與周?chē)碾娮咏Y(jié)合而形成中性的重原子。如果這些重原子混進(jìn)了還未形成恒星的星云中，由這些星云就有可能產(chǎn)生第二代恒星。我們的太陽(yáng)就是由一團(tuán)受到超新星爆發(fā)污染的氫云形成的第二代恒星，其中的重元素曾經(jīng)屬于另一個(gè)已經(jīng)毀滅了的恒星。
當(dāng)太陽(yáng)星云通過(guò)收縮、加熱和點(diǎn)火開(kāi)始了它燦爛的生涯之后，留在云盤(pán)上的塵埃逐漸冷卻、成團(tuán)，形成了一團(tuán)一團(tuán)的小云團(tuán)。這些小云團(tuán)的出現(xiàn)對(duì)我們來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，因?yàn)槲覀兙蜕钤谄渲械囊恍F(tuán)上。最初形成的這些小云團(tuán)基本上由氫和氦組成，其中混進(jìn)了微量的重元素。當(dāng)這些小云團(tuán)冷卻后，受萬(wàn)有引力的作用開(kāi)始聚集起來(lái)，這時(shí)，重元素和輕元素開(kāi)始分離。較重的元素沉降到內(nèi)部，而較輕的元素則附著在外圍。由于物質(zhì)的數(shù)量較少，行星形成的過(guò)程不象恒星形成那樣會(huì)產(chǎn)生高溫，因此，在重元素沉降的過(guò)程中，原子相互接觸而結(jié)合成分子，分子又聚集成液體和固體。較輕的元素則只能以氣體分子的形式存在，隨著時(shí)間的流逝，大部分氣體分子慢慢地逸散掉了，除非它們與別的原子分子結(jié)合而形成液體或者固體的分子。
我們的地球以及其他的行星就是這樣形成的。于是，地球上的一切物質(zhì)——你現(xiàn)在正拿著的手機(jī)中的元件、用來(lái)建造房子的大部分材料、你使用的交通工具、你的電腦和電器設(shè)備，以及生活中許多必不可少的東西，甚至組成你的身體的大部分元素，都來(lái)自一顆已經(jīng)毀滅了的恒星的核心，它們?cè)径贾徊贿^(guò)是氫原子，由于壓力和高溫，才造就出了這些千差萬(wàn)別的東西。無(wú)論是街頭乞丐手中的討飯盆，還是億萬(wàn)富豪身上的金銀首飾，無(wú)一例外，都是這場(chǎng)輝煌的葬禮的余燼。
需要多少氫原子才能創(chuàng)造出我們所擁有的一切呢？做一個(gè)簡(jiǎn)單的粗略的估算是很有意義的。在太陽(yáng)系中，太陽(yáng)的質(zhì)量占總質(zhì)量的99.86%，其中幾乎全部是氫和氦；類(lèi)木行星的總質(zhì)量占行星總質(zhì)量的99%，基本上也是由氫和氦組成；這樣算來(lái)，其他天體的質(zhì)量所占的比例大約是太陽(yáng)系總質(zhì)量的0.001%，幾乎全部是重元素。這十萬(wàn)分之一的重元素必須從至少一顆超新星爆發(fā)中獲得。要使恒星以超新星爆發(fā)而告終，原始星云的質(zhì)量至少是太陽(yáng)質(zhì)量的3倍，取一個(gè)常規(guī)的數(shù)字10倍來(lái)做估算好了。一顆10倍太陽(yáng)質(zhì)量的原始星云，在經(jīng)歷了近100億年的演化之后，提供給我們大約十萬(wàn)分之一太陽(yáng)質(zhì)量的重元素，或者說(shuō)，一顆恒星通過(guò)超新星爆發(fā)散落到太空中并進(jìn)入到原始太陽(yáng)星云中的重原子至多只有它的原始質(zhì)量的一百萬(wàn)分之一左右。我們看到，為了生成極少量的形成行星所必需的重元素，要耗費(fèi)巨額的氫，并且消磨掉足夠長(zhǎng)的時(shí)間。生活也是這樣的，要造就一個(gè)顯貴，必須以成千上萬(wàn)庶民的血汗為代價(jià)。
聯(lián)系客服
