地球与行星科学

地球与行星科学

——地球的起源地球的起源自古以来一直是人们关心的问题。在古代，人们就曾探讨过包括地球在内的天体万物的形成问题，关于创世的各种神话也广为流传。自1543年，波兰天文学家哥白尼提出了日心说之后，天体演化的讨论才开始步入科学范畴，逐渐形成了诸如星云说，遭遇说等学说。但事实上，任何关于地球起源的假说都有待证明。

150亿年前宇宙的诞生奠定了地球产生的物质基础。地球作为一个行星起源于46亿年以前的原始太阳星云。

1755年，德国哲学家康德根据牛顿的万有引力原理，提出一个太阳系形成的假说，认为太阳系中的太阳、行星和卫星等是由星云——一种稀薄的云雾状微粒物质逐渐演化形成的。1796年，法国天文学家拉普拉斯也提出了与康德类似的星云说，后人常把两者合起来，统称“康德一拉普拉斯星云说”。这个假说在19世纪的大部分时间内占统治地位。[2]星云说认为：恒星的形成是银河弥漫的原始星云的某一个球状碎片，在自身引力的作用下不断收缩，产生旋涡，旋涡使星云碎裂成大量碎片，每个碎片又逐渐转化为恒星。太阳就是其中之一，它也不断收缩、旋转，在长期的运动中形成原始太阳。周围的物体不断聚合、碰撞，越转越大，就形成了今天的八大行星。行星周围的物质，也是这样渐渐形成了卫星。这就是太阳系形成的一个主要假说。[2]

关于地球和太阳系起源还有许多假说，如碰撞说、潮汐说、大爆炸宇宙说等等。自20世纪50年代以来，这些假说受到越来越多的人质疑，星云说又跃居统治地位。国内外的许多天文学家对地球和太阳系的起源不仅进行了一般理论上的定性分析，还定量地、较详细论述了行星的形成过程，他们都认为地球和太阳系的起源是原始星云演化的结果。[2]中国天文学家戴文赛认为，在50亿年之前，宇宙中有一个比太阳大几倍的大星云。这个大星云一方面在万有引力作用下逐渐收缩，另外在星云内部出现许多湍涡流。于是大星云逐渐碎裂为许多小星云，其中之一就是太阳系前身，称之为“原始星云”，也叫“太阳星云”。由于原始星云是在湍涡流中形成的，因此它一开始就不停地旋转。[2]

原始星云在万有引力作用下继续收缩，同时旋转加快，形状变得越来越扁，逐渐在赤道面上形成一个“星云盘”。组成星云盘的物质可分为“土物质”、“水物质”、“气物质”。这些物质在万有引力作用下，又不断收缩和聚集，形成许多“星子”。星子又不断吸积、吞并，中心部分形成原始太阳，在原始太阳周围形成了“行星胎”。原始太阳和行星胎进一步演化，而形成太阳和九大行星，进而形成整个太阳系。

地球是太阳系的一员，它的起源和太阳系的起源基本是一个问题。由于人类定居在地球上，对它的了解比对其他星体的了解要详细得多，因此研究地球起源问题，资料也最丰富。研究地球的起源不仅由于它的哲学意义，也由于地学中许多重要现象的根本原因都要到地球的形成过程中去寻求答案。