运用放射性元素测定法来检测地球,地球大约有46亿年的历史,这几乎成了科学家们普遍的看法。在这几十亿年的时间里,地球经过周而复始的运动,才形成今天的面貌。那么,几十亿年以前的地球是个什么样子呢?它又是怎样形成的呢?
第一个比较科学的太阳系起源学说是由德国哲学家康德于1755年提出来的,被称为“星云假说”。这个学说认为,地球是太阳系中的一颗行星,同太阳系一起形成。几十亿年前,太阳系还没有形成时,它只是一团充满气体和尘埃的星云,后来经过不断运动转化,它的中心先形成了一个质量巨大的发光体,这就是最初的太阳。接着又在太阳周围分离出绕其赤道旋转的星云盘。盘中的物质微粒不断发生碰撞,在碰撞过程中,固体微粒吸附了气体微粒并形成了大团块,大团块又吸附了小团块而形成更大的团块。少数大团块就是在这样不断吸附小团块的过程中壮大起来的,最后形成了行星的胚胎。地球也是这样的行星之一,它和太阳以及其他行星组成了太阳系。
在地球形成的最初阶段里,由于温度很低,物体大多处于固态阶段,各种物质也不分轻重地混杂在一起。随着地球体积的不断增大,由于内部放射性元素在蜕变过程中释放出来的热能逐渐积累,从而使温度不断升高。这样,处于固体状态的物质逐步变成塑性状态,直到最后熔融。同时,地球内部的物质在重力的作用下发生分异,就像米中淘沙一般,最重的物质沉到地球深处,叫作“地核”;较轻的物质在地核上部,叫作“地幔”;更轻的物质在最上层也就是地球的表面,叫作“地壳”。地核、地幔和地壳,就是地质学家经常说到的地球内部圈层。
除了内部圈层,地球还有外部圈层。地球的内外圈层形成之后,随着地球的不断运动,经过几十亿年的时光,才使地球具有了今天的面目。现在的地球也不是一成不变的,科学家们经过研究证明,随着地球的不断运动,它的内部和外部也在发生变化。地质学家把一个巨大的变化过程称为一个地质时代,这个时间长达几亿年,而人生不过百年,所以,人们一般很难感觉到地球这种巨大的变化。
“星云假说”较为全面地解释了地球的演变过程,但是关于地球的形成还是有不同的观点,有科学家认为另外一颗恒星碰到太阳时碰出了某种物质,地球就是由这些碰出的物质形成的。另外一种说法就是“俘获说”,这一学派的共同看法认为太阳是先形成的。太阳形成后俘获了周围的或宇宙空间里的其他星际物质,地球是由这些物质形成的。
那么,关于地球的形成到底哪一种说法更准确呢?这还要科学家们进一步去证实。
在地球形成的同时,它不断将太阳星云中的一部分气体吸引在自己的周围。当时气温很低,大气圈部分与现在的不同。后来,由于地球内部物质在发生分离的过程中,大量气体从其内部高温物质中分化出来,上升到地球外部,使地球上的大气成分发生变化,形成了成分接近现在的次生大气;而其中的水汽则由于受一定条件的影响,变成了液态水,停留在地球表面的低温处和地层表层的空隙中,形成了水圈;水、空气和适宜的温度为生命的诞生创造了条件,后来又经过漫长的发展过程,生物在水中诞生,先是藻类,后来又出现了其他动物和植物,最后人类出现,形成了生物圈;经过生物对大气的改造,次生大气才逐渐变成现在的大气。水圈、大气圈和生物圈被地质学家称为地球的外部圈层。