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原标题:地球早期的“原始海洋”是什么样子的,它和现在的海洋一样吗? 1 U0 g: \' y' A/ r7 b
地球曾经被海洋覆盖,地球上的生命起源于海洋。然而,科学研究发现,早期地球上的海洋与现在的海洋完全不同。原来的海洋是什么样的?
. I Y# {% ^2 w/ a0 O* d: j 原始海洋是酸性热海
( @; D7 g8 ?+ {0 G 海洋是怎样形成的?在地球演化的早期,最初的地球是由星云凝聚形成的,气体和固体粒子逐渐分离,形成了最初的大气层。原始大气不断逃逸到星际空间,因此原始大气对地球水圈的形成没有任何贡献。在原始大气层逃逸过程中,地球内部的挥发性物质不断取代原始大气层,逐渐演化为次生大气层。
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% L6 M" ?9 w4 \5 s2 u 水圈的形成首先取决于这种次级大气。二次大气的发育主要来源于火山喷发等气体释放过程。
8 W- G, R& A2 W. j6 X- C, S5 [ 当时,它是还原而不是氧化(氧化是现代大气的一个特征)。次级大气层形成之初,地球的温度还很高,包括H2O在内的几乎所有挥发性气体都在大气层中。但当地表温度降至沸点以下时,水就会凝结成水,形成原始海洋。由于大气中含有HCl、CO2等气体,早期的凝结水一定呈酸性,温度很高。 3 \. z! d6 j% U# B
原始海洋的酸性热水与火成岩中的矿物质发生强烈的相互作用,溶解二氧化硅和一些阳离子,形成以含铝粘土矿物为主的原始海洋沉积物。
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根据在地球上发现的古代沉积岩的年代,推测地球水圈的出现可以追溯到早期的地质历史。今天发现的最古老的岩石位于格陵兰岛西南部,大约有38亿年的历史。岩石虽已变质,但仍保留沉积痕迹,说明当时曾有水出现。因此,推测地球水圈形成于38亿年前。
1 P+ u t$ m A8 @. J$ l5 y. H8 S* _ 原始海洋不太咸
: o! C/ _* q, C. }" B1 K) w 海洋刚形成时,海水清澈如江河湖水。 3 m" C/ @0 ^" u6 j v" P& t, O
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后来,雨水不断冲刷岩石和泥土,将岩石和泥土中的含盐物质冲入河流,而河流的水流入大海又增加了海水的含盐量。与此同时,海水中的水分不断蒸发(盐分几乎没有蒸发),使得盐分的浓度越来越高。当然,这个过程很漫长。水在不停地蒸发,雨水在不断地被云雾笼罩。它回落到地表,溶解陆地和海底岩石中的盐分,并在海水中积累。经过亿万年的积累融合,成为了大容量的咸水。 % V, a" y, s9 O4 \0 @& k$ [0 q5 G
原始海洋有毒 : o% ~6 S' K1 y7 p
科学家研究发现,地球早期的海洋就像毒液一样,所有生物都无法生存。
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这是南丹麦大学的研究人员发现的。他们说地球早期有大片海洋,那时候海洋里有很多硫化物。这一发现是在考察大峡谷时发现的,他们在那里检测岩石中的微量元素,发现古代海洋中含有大量的硫酸盐。当时海水中的钼含量远高于今天的海水,这些岩石在含氧水中更容易熔化。 7 j% s- b, G9 D" T
负责这项研究的马修博士说:“这是一个了不起的发现。当时的海水与现在的海水有很大的差距,但我们仍然不知道它们是如何变成现在这样的。
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2 R% k8 M* l8 k9 @4 E4 p* d1 j7 k4 U j ”据科学家称,当时的海洋富含硫化物,尤其是浅海,覆盖范围比现在大400到800倍。
3 B/ Y+ \0 H! B3 O. ^ 原始海洋缺氧 ! Q3 E7 w% }8 |
由于当时大气中没有氧气和臭氧层,紫外线可以直接到达地面。依靠海水的保护,生物最早在海洋中诞生。大约30亿年前,也就是海洋中产生了有机物。首先,单细胞生物的水平很低。6亿年前的古生代就有藻类,在阳光下进行光合作用,产生氧气。结果,形成了臭氧层。
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至此,生命开始坠落。
/ |( k) E" h" h2 c% z 综上所述,随着水量和盐度的逐渐增加,以及地质历史的剧烈变化,原始海洋逐渐演变成今天的海洋。 1 v3 ~ D' s2 N. ^) Z3 S6 y5 E
最早的生命起源于海洋
+ `1 h: z8 o- j8 t8 C8 o4 j0 _ 1871年,达尔文在一封信中写道:“生命很可能起源于一个小热水池。”后来,这个“温泉池”就被称为“元汤”。但由于当时条件所限,“元汤”的研究一直没有进展。直到100多年后的1977年,美国科学家才在加拉帕戈斯群岛底部发现了它。
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; K1 o' [( l! j0 }7 A8 Z' V- H- Y 1977年,“阿尔文”号潜水器潜入加拉帕戈斯群岛深海,测得深海海水温度高达8℃。与此同时,巨大的白蛤出现在海底。这一异常引起了专家的注意。1979年,阿尔文再次来到这里,带来了很多生物学家。正是这项研究揭开了“深海热液生物群”的神秘面纱。
, e1 J/ I# z& [! H% P" Q 科学家发现,海底热液携带大量硫化物,经水冷却后形成巨大的“黑色烟囱”。直径约15cm的烟囱喷出约350℃的含矿热液。泥沙与周围海水混合后,迅速化为“黑烟”。
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5 Q" n$ X/ |$ `( z7 G5 ~7 r, ] 沉积物主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿和铜铁硫化物组成。这些海底硫化物沉积物形成了被称为“黑烟囱”的垂直圆柱形土堆。
! ?% o* s* T4 R6 O1 o 近30年来,科学家在包括龟山岛在内的世界各地的海底发现了热液和“黑烟囱”。在“黑烟囱”附近发现了许多生物,形成了与人们常识完全不同的生物群和食物链。最具代表性的生物是3米长的管状蠕虫,它没有嘴巴和肛门,依靠体内的硫磺细菌进行营养。个体的体型有利于一次进食大量的食物,也有利于快速移动到达食物源,并能长期忍受饥饿。 - `2 J [% T' W4 p
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“黑烟囱”附近生物链的生存环境与太古代生命相似。古代没有绿色植物,没有光合作用产生大量氧气。此外,光合作用也可能起源于热液的“黑烟囱”。美国科学家在5000米深度关掉潜水器的灯5分钟,发现热液喷口有亮光。这种光显然被最早的生物利用,并显示出光合效率高的优势,推动了生物的进化。因此,我们说生命的起源很可能是从海底的“黑烟囱”开始的。
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