2 冥古宙的地球演化

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1、第二章冥古宙的地球演化一、 天文演化阶段与地质演化阶段的划分46亿年（45-50）；天文演化阶段（冥古宙）；地球形成到形成固体岩石圈外壳阶段38亿年，地质演化阶段（太古宙以来）；岩石圈形成以后阶段，能发生大规模地质作用根据：地球陨石测定，46亿年前的陨石，K-Ar，40-50；Rh-Sr，43-47，U-Ph，45亿年，源于火-木之间的小行星带；月面玄武质陨硫铁，46亿年。假设：太阳系有共同的起源地球年龄的最低值=地表上最古老岩石年龄:38亿年格陵兰西部海岸表壳岩38.2；南极，片麻岩38.7亿年；我国辽宁鞍山花岗质岩石38；

2、河北迁安片麻岩38亿年。30-35亿年的岩石非常普遍。地球有46亿年的历史。地球上最古老岩石的年龄为38亿年。地球上缺失最初8亿年的历史记录。长期以来，冥古宙的地球演化历史是地球科学的一个空白,也是仅靠地球科学本身难以解决的一个问题。20世纪60年代以来，随着登月和行星探测的成功，在地球科学和空间科学之间形成了新的边缘学科—行星地质学和比较行星学。比较行星学认为，类地行星(包括月球和地球)都经历了相似的演化过程，月球和其他类地行星的研究结果为探讨地球早期演化提供了最好的借鉴。地球早期演化研究是地球科学与天体化学、月球地质学、

3、行星地质学和比较行星学等相关学科相结合，解决地球科学问题的研究过程。二、地球的起源：现代星云说有关地球起源的学说有40余种，可分为两类：星云说和灾变说星云说==共同形成说==一元论：太阳系是从一团弥漫星云物质在万有引力作用下逐渐聚集形成的（20多种）。灾变说==二元论：起源归于某种灾变事件，如：分出说，布封(1745)：巨大物体（如彗星）经过太阳，拉出一些物质形成行星（彗星为气体，质量很小，可能性小）；俘获说（陨星环学说），施密特(1944)，太阳经过10亿光年的星际云，俘获了部分星云物质形成行星；等等。1、大多数星云说都主张太阳

4、系中的太阳和行星是由同一星云形成的，星云的中心部分形成太阳，外部物质形成行星和卫星，这就是共同形成说。太阳系行星的轨道几乎都在同一个平面上，这就是行星运动的“共面性”。行星的公转方向相同，并与太阳自转方向一致，这称为行星运动的“同向性”。所有行星的轨道偏心率都小，这称为行星运动的“近圆性”。行星运动的这三个性质表明它们是在同一个转动着的、薄的盘状体(称为太阳星云盘)中形成的。太阳系行星可根据其大小、密度和质量分为三类，它们依与太阳距离的由近至远顺序排列：类地行星体积小，质量小，密度大巨行星体积大，质量大而密度小；远日行星体

5、积、质量和密度都居中等。这一分布特征表明这些行星的形成条件与太阳距离有关已经获得的太阳系岩石样品——地球岩石、月岩、火星样品和陨石的稀土元素丰度模式的对比发现，其元素丰度模式接近一致（尽管其稀土含量并不相同）。此外，这些样品中绝大多数元素的同位素组成也与太阳是一致的。2、星际云一原始太阳星云一太阳星云盘星云：星云在银河系及其它星系中普遍存在，大小在5-2太阳，光度在1/几十到几百太阳，中心有球状物—原恒星，氢、氦气体占98%，尘埃（水、甲烷、铁镁、三氧化铝等）2%。恒星是在星际云中形成的。星际云的密度比恒星小得多，因此在形成恒星

6、的过程中星际云须首先收缩变密。星际云的总质量比恒星大得多，所以星际云收缩的过程还应发生碎裂，瓦解为许多恒星质量的小云，太阳系的小云称为原始太阳星云。考虑太阳系形成过程中挥发、逃逸掉的气体的质量，估算出原始太阳星云的质量范围在太阳质量的两倍以内。原始太阳星云一开始就应具有角动量，处于自转状态。当自转角速度超过某一临界自转角速度时，原始太阳星云开始出现自转不稳定，形变为扁的旋转体(估算其极半径为赤道半径的2／3)。原始太阳星云连续收缩，中心部分形成太阳，而外部物质因惯性离心力超过了中心的引力而保留下来形成太阳星云盘，行星和卫星就在

7、太阳星云盘中形成的3、太阳星云凝聚作用发生时间和条件但是对于星云盘中物质的汽化和气体凝聚作用的原因目前还没有统一的认识。一种可能是星云收缩本身使星云盘中物质汽化，然后自然冷却，发生太阳星云凝聚作用，这是许多星云凝聚模型所采用的；另一种途径是星云盘物质受到原太阳的加热发生汽化和分馏，然后作为热源的太阳辐射降低，使星云温度下降，凝聚作用得以发生。金牛座T星阶段之前(原太阳阶段)太阳内部不发生核合成反应，一般温度较低。随气体继续收缩，引力势能转变为热能，使原太阳内部温度升高。从A点沿曲线向B点演化，太阳的温度升高，当太阳中心温度升高至

8、107K时，氢燃烧的核合成开始，太阳就进入了主序星阶段(C点)。使星云盘物质，特别是靠近太阳部分的物质受到加热而汽化分馏。太阳温度有一个小的下降。由于太阳温度下降造成辐射强度降低，如果引起星云盘温度下降一个数量级，就能满足星云凝聚作用发生的需要。4