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冥古宙

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冥古宙(英语:Hadean),又称冥古代,是太古宙前的一个时期,可分为隐生代盆地群代酒神代雨海代。开始于地球形成之初,结束于38亿年前,但依据不同的文献可能有不同的定义。冥古宙最初是由普雷斯顿·克罗德英语Preston Cloud于1972年所提出的,原本是用来指比已知最早岩石还要之前的时期。冥古宙的最后一个代对应为月球地质年代中的早雨海世,以月球东海撞击事件为结束时间(约为38.4亿年前),这也是内太阳系后期重轰击期的结束标志。

地球从46亿年前形成,在整个冥古宙中从一个炽热的岩浆球逐渐冷却固化(计算表明仅需1亿年),并出现原始的海洋大气陆地,但仍然是地质活动剧烈、火山喷发遍布、熔岩四处流动,在41亿年前到38亿年前地球持续遭到了大量小行星彗星的轰击,根据同时期月球撞击坑推算(月球面对地球的那一面的大部分大型盆地如危海宁静海晴朗海肥沃海风暴海也都是于此一时期撞击形成的),地球于当时形成了:

  • 22000个或者更多的直径大于20千米的撞击坑
  • 约40个直径约1000千米的撞击盆地
  • 几个直径约5000千米的撞击盆地

且平均约每100年便造成严重的环境破坏。

冥古宙在38亿年前结束后,内太阳系不再有大规模撞击事件,而目前已知的地球最古老的岩石(位于北美克拉通盖层艾加斯塔片麻岩西澳那瑞尔片麻岩层的杰克希尔斯部分)也定年在38亿年前。

事件划分

后期重轰击期发生于冥古宙中,且对地球和月亮产生影响。因为这个时期的岩石几乎没有保存到现在的,所以并没有正式的细分。但月岩从40多亿年前就比较好的保存下来,因此月球地质年代的某些主要划分可参照用于地球的冥古宙划代。

岩石

在20世纪90年代,地质学家从格陵兰西部、加拿大西北部和西澳大利亚州里确认到了某些冥古宙末期的岩石。现已知最早岩石的结构依苏阿绿岩带英语Isua Greenstone Belt是于格陵兰发现,有着约38亿年历史的沉积层并混合贯穿岩石的火山岩脉所组成。零散的锆石结晶沉积在西加拿大和西澳的杰克山中的沉积物里,其中最早的约有四十四亿年之久的历史[1]-非常接近地球形成的推测时间。

格陵兰的沉积层中含有带状铁矿的地层,里面可能含有有机,这意味着那时很有可能已经出现可行光合作用生命体。对此也有很大的争议,有的研究者认为比较可靠的定年应是36亿年前,但已知最古老的化石(于澳洲发现)是在那时的数亿年之后。

大气层和海洋

在形成地球的物质当中,曾经存在过大量的[2] 在地球的形成时期,其质量比现在的小,水分子也就更容易挣脱重力。[3]据推测,当时气和气在大气层中持续不断地逸散,然而,现时大气中高密度的稀有气体却相对缺乏,这表明,在早期大气层中可能发生过什么剧变。

大碰撞说认为,在地球的年轻时期,它的一部分曾受过撞击而分裂,分裂出去的部分后来形成了月球。然而在这种说法下,撞击应该会令一到两个大区域融化,现时的组成成分却与完全融化的假设并不相符,事实上也很难将巨大的岩石完全融化并混在一起。[4] 不过相当一部分的物质仍被此次撞击所蒸发,在这颗年轻的行星周围形成了一个由岩石蒸汽组成的大气层。岩石蒸汽在两千年间逐渐凝固,留下了高温的易挥发物,之后有可能形成了一个混有氢气和水蒸气的高密度二氧化碳大气层。另外尽管当时表面温度有230℃,但液态的海洋依然能够存在,这得益于CO2大气层带来的高气压。随着冷凝过程继续进行,海水通过溶解作用除去了大气中的大部分CO2,不过其含量水平在新地层和地幔循环出现时产生了激烈的震荡。[5]

锆石的研究发现,液态水必然已存在四十四亿年之久,非常接近地球形成的时刻。[6][7][8] 这需要有大气层的存在。

参见

参考文献

  1. ^ Wilde, S. A.; Valley, J.W.; Peck, W.H. and Graham, C.M. (2001) "Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago" Nature 409: pp. 175-178页面存档备份,存于互联网档案馆) Abstract
  2. ^ 存档副本. [2007-08-13]. (原始内容存档于2007-10-01). 
  3. ^ chapter 26. [2007-08-13]. (原始内容存档于2011-01-04). 
  4. ^ Solar System Exploration: Science & Technology: Science Features: Origin of the Earth and Moon. [2007-08-13]. (原始内容存档于2012-08-08). 
  5. ^ Initiation of clement surface conditions on the earliest Earth. [2007-08-13]. (原始内容存档于2008-05-11). 
  6. ^ 存档副本. [2009-08-20]. (原始内容存档于2007-03-14). 
  7. ^ About ANU - ANU. [2007-08-13]. (原始内容存档于2008-08-20). 
  8. ^ A Cool Early Earth (created 2002) › UW-Geoscience. [2007-08-13]. (原始内容存档于2013-06-16). 
  • Valley, John W., William H. Peck, Elizabeth M. King (1999) Zircons Are Forever, The Outcrop for 1999, University of Wisconsin-Madison Wgeology.wisc.edu页面存档备份,存于互联网档案馆) – Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago Accessed Jan. 10, 2006
  • Wilde S.A., Valley J.W., Peck W.H. and Graham C.M. (2001) Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature, v. 409, pp. 175-178.
  • Wyche, S., D. R. Nelson and A. Riganti (2004) 4350–3130 Ma detrital zircons in the Southern Cross Granite–Greenstone Terrane, Western Australia: implications for the early evolution of the Yilgarn Craton, Australian Journal of Earth Sciences Volume 51 Zircon ages from W. Australia - Absract Accessed Jan. 10, 2006