当前位置:查字典地理网 >地理学习 >学习资料 >早期地球像个大土豆?
从国际空间站上可以看到,月球正处于地球上方。
大约45亿年前,一颗巨大的行星与尚未成形的地球发生碰撞,并创造出了月球。当时,地球是一个相当单调的地方,许多地球科学家都认为,熔岩偶尔会从地壳渗出,而地球更复杂的地质特征才刚开始形成。
不过,根据一项新的模型,当时年轻的月球近距离绕着地球飞速旋转,对我们尚处于胚胎期的家园产生了非常奇特的影响。
那时的月地距离是现在的1/30。新的计算发现,二者的近距离打破了地球和月球的轨道平衡。最终,这导致地球的旋转速度加快,将地球拉伸成一个介于橄榄球和双面飞盘之间的形状。
彼时形状怪异的地球经历着复杂的造山活动和剧烈的火山活动,这些地质活动有可能产生各种复杂的岩石和矿物,甚至包括构成地球大陆块的岩石雏形。
加州理工学院的行星科学家、新研究的合作者之一Simon Lock称:“在地球形成初期的几千万年间,地球是一个充满活力的地方。那是一个与人们想象完全不同的世界。”
虽然新模型尚未经过同行评审,但数个专家认为它有很多可取之处。地球曾在短时间内形似土豆的观点可能让人觉得很奇怪,伦敦自然历史博物馆的行星科学教授Sara Russell说。不过,早期月球可能是塑造地球的最早地质工程师之一。
“我以前从没听说过这样的观点,真是难以置信。”她说。
一段漫长的时间
地球形成过程的历史记录在岩石上。不过,流动的空气、冰和水会侵蚀古老的岩石,而深深的海沟则会破坏古老的地壳。所有这些地质活动意味着地球的大部分地质历史都已被清除。我们对地球形成后不久的那段时期知之甚少,但地质学家们常常认为,在相当长的一段时间里,地球比较沉闷:在雾蒙蒙的天空下,是一片死气沉沉的岩石表面。
令人不解的是,在澳大利亚,科学家通过测量锆石的放射性衰变,发现了一些几乎坚不可摧的锆石晶体,距今已有44亿年历史。这类矿物质通常存在于化学构成复杂的岩石中,比如花岗岩,对于当时地质贫乏的地球如何创造出如此高级的矿物,科学家们从未达成过一致意见。
Lock认为,这或许月球有关。
月球出现于在地球形成后不久。一个行星大小的物体撞向地球,由此形成了一个近乎球形的天然卫星。数据模拟表明,这个新伙伴离地球的距离比如今更近。这可能会对地球的自转产生影响,但之前的研究没有考虑更广泛的后果。出于好奇,Lock进行了模拟实验,以观察月球对地球自转的具体影响。
研究结果本应在3月举行的第51届月球与行星科学会议上公布,但新冠疫情大流行导致原本计划在德州召开的会议取消。研究结果表明,地球的这个伙伴是一个了不起的建筑师。
共同旋转
地球和月球被引力锁定在一起,根据物理定律,如果一个物体改变了行为,另一个物体也必须改变行为以保持平衡。角动量守恒定律意味着,当月球离地球很近时,地球的自转速度更快,而当月球离地球较远时,地球的自转速度也会减慢。
在地球的熔岩海洋形成地壳雏形后不久,月球可能距离地球只有12800多公里,而如今的月球距离地球384000多公里。当时地球自转速度非常快,一天可能只有2.5小时。原本是球形的地球变成了近乎椭圆的形状。
“我从没想过早期地球可能会如此平坦的可能性,”德州大学达拉斯分校的板块结构学专家 Robert Stern说,他没有参与这项研究。这听起来可能很疯狂,“但的确有道理,”他说。
今天,遥远的月球牵引着地球上的海洋,形成了潮汐。那时候,月球的引力要大得多。根据新的模型,月球的引力产生了一大片岩石凸起,在地球被月球追逐的过程中绕着地球运转。不过,这导致月球加速,打乱了月球与地球的“共舞”。为了恢复平衡,月亮开始偏离其旋转的舞伴。
于是地球减缓了快速的旋转。在这个过程中,地球在挤压下不断收缩,就像一个受到轻微挤压的足球。地球赤道附近的岩石相互碰撞,开启了一场“造山运动秀”。
在两极附近,地壳被撕裂。地壳下面过热的地幔从裂缝中涌出,随着时间的推移不断减压和熔化,导致大量岩浆产生。Lock说,这“与今天地球大洋中脊发生的情况类似,只是速度更快”,也就意味着比通常非常慢的新地壳形成要快得多。
在这场混乱的地质活动中,一些巨大的岩石可能被压入地幔中。如果是这样,这些岩石将为地球提供原料以“烹饪”高级矿物,比如地质学家发现的44亿年前的锆石。如果这些锆石确实属于花岗岩,那么它们就代表着地球的首次尝试:创造构成我们今天生活的大部分陆地的大陆岩石。
一个陌生的世界
Stern说,有关地球早期历史的讨论主要由地质学家主导,而不是行星科学家。不过,他补充说,“当新团体做出贡献的时候,往往会获得有趣的发现。”这种新方法 “绝对不是老一套”。
月球在塑造早期地球的过程中发挥了作用,这是完全有可能的,北卡罗莱纳州立大学的行星地质学家Paul Byrne说,他没有参与新研究。不过,他补充说,月球可能不是对地球产生影响的唯一建筑师。早期的地球内部温度是现在的三倍,不管有没有月亮的帮助,这些热量都能推动地表产生各种变化。
由于地球早已将其遥远的地质历史掩埋了起来,月球对地球早期的巨大影响将很难被证明。Russell说,无论这个模型是对是错,如果我们把年轻的地球看作是一个陌生的世界,而不是我们今天所认识的家园,那么就一定会帮助我们更好地理解地球的早期历史。
地球和地球仪学案3
新疆维吾尔自治区的地理概况与区域开发导学案1
黄土高原的区域发展与居民生活训练题2
气温的变化与分布教学案
西亚教案1
香港和澳门教案3
香港和澳门教案4
黄土高原训练题1
人口的空间变化教案1
人口的数量变化教案4
人口的数量变化教案5
地球的运动学案
地球的圈层结构教案
黄土高原训练题2
香港和澳门教案2
长江三角洲的内外联系训练题4
长江三角洲的内外联系训练题3
黄土高原的区域发展与居民生活训练题1
撒哈拉以南的非洲学案
地形图的判读学案2
新疆维吾尔自治区的地理概况与区域开发导学案2
西亚、欧洲西部和两极地区教案
地球和地球仪学案2
香港特别行政区的国际枢纽功能导学案2
长江三角洲的内外联系训练题1
地球的运动导学案2
地形图的判读学案1
气温的变化与分布学案
三江源地区课时检测
人口的空间变化教案4
不限 |
地理教案 |
地理课件 |
地理试题 |
不限 |
不限 |
上册 |
下册 |
不限 |
发布时间 |
下载量 |