根据达尔文的进化论,人类最初由古猿进化而来,大约在3300万年-2400万年前,最早的猿类就已经活动在地球上了。
人类进化示意图
相比地球诞生的时间,人类文明的历史要短很多,其中用来探索地球的时间更加短暂。
随着技术的进步,我们对地球的探索更加深入,但是我们真的已经完全了解地球了吗?答案当然是没有!
生命起源于什么?地球的氧气从何而来?为什么地球有孕育生命的水?
为什么寒武纪时期地球生物进化速度加快了?地球的核心存在着什么?究竟如何才能准确预测地震?
地球上的氧气从何而来?
这六个关于地球的问题,至今都没有答案。由此可见,我们只是接触到了地球的皮毛而已,接下来我们就逐个探索这几个问题。
生命起源于什么?
关于地球生命从何而来,如何诞生的问题,一直困扰着人类,并因此出现了多种假说。
我们目前普遍接受的其实是化学起源说,米勒通过实验从无机物中得到了能够构成生命的氨基酸。
在实验中,米勒假设生命起源最初的大气层中,包含氢气、氨气和水蒸气等,证明了无机物在一定条件下可以生成小分子的有机物。
生命的演义过程
也就是说最初的生命可以从非生命物质演化出来,这样来看的话,孙悟空能从石头里蹦出来也变得合情合理了。
但实际上,米勒的实验并不能证明生命起源是从单细胞进化而来的。
在实验中,他认为如果早期地球大气层没有氧气存在,那么就无法形成生命,但事实上,现代科学即便在火星上发现了氧气,却也没有发现任何生命痕迹。
而且这些有机物最终如何形成第一个生命?在哪里形成?我们仍然没有确切的答案。
氧气是生命延续的必要条件
地球的氧气从何而来?
既然我们无从得知生命起源,那么问题就转到下一个,大部分生命生存都不可获取的充足氧气从何而来?
要知道,解决氧气来源可能是移民外星问题的重大突破口。
我们知道,现今地球上能够有充足和稳定的氧气,最重要的就是植物自阳光的作用下,孜孜不倦地进行光合作用。
而在没有生命迹象的地球早期,显然还没有氧气的存在,只有少部分稳定的基态氧分子。
植物的光合作用示意图
所以地球上的氧气,还有一部分是来源于非生物参与水的光解后,分解得来的。
但是要持续提供氧气,肯定还是需要植物,经过研究,科学家目前猜测,在早期地球形成时,逐渐演化出了一种神奇的植物——蓝藻。
但光靠它的力量,在短时间内根本无法改变地球的环境和大气层,所以大概过了30亿年的时间,地球的氧气才逐渐稳定下来。
根据地球海洋和大气的历史,科学家将氧气上升到今天这个水平分为了3步。
蓝藻释放氧气示意图
第一步发生在大约24亿年前,科学家将其称之为“大氧化事件”,第二步发生在大约8亿年前,被称为“新元古代氧合事件”,而第三步则发生在大约4亿年前的“古生代氧合事件”,当时的氧气含量已经达到了21%。
但是关于蓝藻究竟是如何形成的,蓝藻是否在氧气上升阶段起到关键作用,我们却无法得知。
地球上为何有水?
从前面两个问题来看,地球生物能够持续生存,更是离不开水源,很多化学反应都需要水或氧气的参与,那么地球上的水又从何而来呢?
现在科学家们普遍认为,地球这类岩石行星是在太阳附近形成,所以温度很高,即便早期大量的氢气能够和氧原子形成水,但只能被蒸发。
地球上的水从何而来?
我们知道地球上的液态水大部分都是海洋,但是实际上还有1-10倍的水存在于地幔中。
在2020年的一项研究中,研究人员发现至少组成水的氢和氧可能存在于最初形成的地球岩石中,但事实证明早期由于温度过高,水根本无法以冰的形式融合到岩石中。
而另一种猜测便是,地球上的水可能来自太空中的彗星或小行星,它们在撞击地球时,将水从太空中带来地球。
科学家发现,地球表面的水在紫外线的照射下,会分解成氢和氧原子,然后脱离大气层消失在太空中。
外星撞击地球概念图
然而对于此,我们却很少找到确切的证据,因为那一时期留下来的岩石或陨石很少。
所以地球上的水到底是来自地球内部,还是来自太空,目前都没有得到正确的答案。
寒武纪是怎么回事?
达尔文确实向我们证明了地球生物,是经过漫长的进化而来,但是在地球生物史上,却有一个最大的悬案:寒武纪的生物大爆发。
寒武纪时期大约开始于5.7亿年前,科学家在这期间的地层中,发现了种类繁多的无脊椎动物化石,其中包括了现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物。
寒武纪生物大爆发想象图
然而离谱的是,在这段时期之前的地层中,科学家愣是没有找到这些生物的祖先化石。
但达尔文仍旧认为,这些生物是经过长时间的进化,没有找到证据知识因为老底层已经被淹没到海洋中了。
不过科学家对此还是提出了一些假设,我们在前面提到,地球的氧气上升也经历了大约3个时期,其中作为植物的蓝藻起到了很大的作用。
而在这一时期,生物大爆发,可能就是因为蓝藻为大气提供了比之前更富足的氧气,为生物的形成提供了条件。
河面上绿油油的蓝藻
但事实究竟如何,我们目前尚不好做定论,等到有一天科学家找到寒武纪之前的化石,或许这个问题可以迎刃而解也不一定。
地球的核心有什么?
除了地球上的存在的物质以外,人们还对地球的形成以及地球内部十分好奇。
人类为了探索其中的秘密,甚至往地上钻洞,试图洞悉其中的奥秘。
目前我们知道地球的地壳之下,还要经过一层地幔才能到达地核部分,根据计算,地核的半径达到3470千米。
地球结构
但是地核的成分究竟有什么,科学家却难做判断,他们认为地核分为内核与外核,内核是一个巨大的固态结构,而外层则是流动的液态铁。
但是这个固态结构却让科学家很疑惑,因为地球的温度和压力,越往里走就越大,在这样的情况下,要保持固态内核就势必有某种特殊的成分,但其究竟是什么,也是一个谜题。
地球内部的温度
究竟如何才能准确预测地震?
这最后一个未解之谜,则是关于地震。
在自然面前,人类的力量显得十分渺小,但是现在我们已经可以预测很多自然灾害,比如狂风暴雨类的天气,但是我们却始终难以预测给我们带来巨大灾害的地震。
地球发生后的景象
目前的地震预测,我们受到了地壳厚度的阻碍,地壳的平均厚度达到了33千米,但是人类现在的钻探也只能达到10多千米。
所以我们根本不能像利用卫星来观测大气变化一样,来观测地震的发生。
目前在地震来到之前,我们虽然能够收到短暂的预警,并且也观测到在地震前,地震仪会出现异常。
但是对于这种前兆究竟如何确定,或者它与地震的直接关系,科学家却无法进行综合判定和分析。
地震引发海啸淹没沿海地区
目前科学家采用了一种地球物理勘探的方法,给地壳做“CT”,但由于地震发生的复杂原因,光靠研究地壳也没有办法准确预测。
所以现在对于一些特大地震带来的灾难,我们几乎只能无条件接受,也只能通过一些技术来降低地震带来的破坏。
人类在自然灾害面前的力量很小
这些关于地球的六大未解之谜,几乎环环相扣,每一个疑问之间都有十分密切的关系,或许在未来有一天,我们对其中一个有了确定的答案,其他几大疑问也能够逐一击破了。
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