数一数地球的“过去”,宇宙是从一个奇点诞生的吗?

你能想象我们的宇宙是从一个被科学家称为“奇点”的状态诞生的吗?物理学家提出宇宙大爆炸理论无疑是20世纪一件开天辟地的大事,星系光谱的红移、宇宙的膨胀等等,这几乎成为了主流观点。

2024年2月12日,NASA的Terra对地观测卫星捕捉到了冰岛火山喷发的景象,从705km的高空俯瞰白色的火山灰缓缓飘过大西洋,蔚为壮观。2月28日又捕捉到了位于墨西哥的北美第二高的波波卡特佩特尔火山喷发景象,喷出的灰羽流就像鲸鱼吐出的水柱。从太空遥望地球,这个蔚蓝的星球宛如一块巨大的蓝色大理石,让人充满无限遐想。

图:NASA网站地球真彩图像(左图:东半球,右图:西半球)

得益于科技的进步,我们每个人都能很便捷地通过互联网获取信息,比如俯瞰我们的星球,找到你喜欢的山川河流。而古人恐怕只能遥想一下嫦娥奔月,想象一下吴刚伐桂。

你能想象我们的宇宙是从一个被科学家称为“奇点”的状态诞生的吗?物理学家提出宇宙大爆炸理论无疑是20世纪一件开天辟地的大事,星系光谱的红移、宇宙的膨胀等等,这几乎成为了主流观点。

假定理论成立的话,地球就是那次100亿年前的大爆炸产生的物质和能量在漫长的岁月中经过复杂的反应形成的围绕太阳公转的炽热的球体。在时间的长河中它慢慢冷却了下来,气体慢慢从球体中溢出,形成了大气层。当然,最初的大气并不包含氧气,更多的是如硫化氢那样像臭鸡蛋味难闻的气体。

图:宇宙大爆炸模型(霍金《时间简史》)

在地球最原始的环境中,原子可能是最初繁衍生命的形式,经过结合形成宏观分子大结构,不断的复制、变异,形成了更为复杂的组织。第一种原始生命消化了包括硫化氢在内的不同物质,释放出了氧气,这是诸如爬行动物、哺乳动物乃至人类等生物向更高形式进化的先决条件。生命组织的出现可能是个偶然事件,但是当集齐诸如空气、水分、温度、能量等要素时,生命的诞生几乎是必然了。

地球就如同一部包罗万象的“书”,叙写了46亿年的沧海桑田。虽然地层、地貌、构造、沉积环境、气候等一直在变迁,但至少有文字记载以来的地表和地层地貌形态没有显著变化,这就为我们从地缘的视角解读历史提供了可能。

古人类学家在青藏高原地层中发现了热带和亚热带鱼类和植物化石,说明该地区曾经为温暖湿润的低地,进一步的考古也表明该地区在早中新世就已经脱离了热带和亚热带环境,进而转为温带气候,并在上新世孕育了适应寒冷的哺乳动物。

历史其实并未消亡,它只不过是以各种形式隐藏了起来,交错在各种时空中,等待着被发现,而考古学家就是其中的发现者之一。

如果你去过美国西南部的科罗拉多大峡谷,观察崖壁上裸露的岩层,会发现从古生代至新生代各个时期的地层奇观,堪称“活的地质教科书”。

图:科罗拉多大峡谷及其地质剖面

就地层演化的规律来看,年老的沉积岩总是在年轻的沉积岩的下面,一层层堆积,生物化石就是散布其中的特殊标志。看到这你也许已经发现了解构地球历史的密码,不管地层岩性怎么变化,化石叠在地层中的顺序是不变的。在漫长的地史期,地球上出现的各种各样的生物经过了长期而又复杂的演化过程。

地质学家们根据地壳岩石的年龄及形成时间,进行了地质年代分类,并建立了一个全球标准年代地层表(地质年代表),也就是地史学上所称的五大阶段,即太古界(代)、元古界(代)、古生界(代)、中生界(代)和新生界(代)。每个界(代)分为若干系(纪),若干系(纪)又分为若干统(世),再细分是阶(期)。

图:国际年代地层表

假如有一天科学家们制造出了时间机器,我们通过虫洞旅行到了过去,比如来到了遥远的太古代(40亿-25亿年前)和元古代(25亿-5.39亿年前)。可以肯定的是,那几乎是一片混沌初开的状态,就像盘古开天辟地时那样,这时地壳正在形成过程中,地质构造运动十分强烈。晚期的地球表面藻类已开始繁殖,海陆已开始分化。这时我国范围北方的鄂尔多斯和冀鲁古陆先后变迁为华北古陆和华北淮平原,秦岭还埋藏在海槽中,其他区域被大片的海洋所覆盖。

当来到古生代(5.39亿-2.52亿年前),地球环境开始发生巨大的变化,生物界变得空前的活跃,大量古代生物在地球上出现。早古生代时,我国范围内基本上浅海广布,华北古陆先是变迁为陆表海,奥陶世后再次上升为陆。泥盆世时我国大部被古陆覆盖。这时动物界的无脊椎动物繁衍进化,陆地上出现了植物,晚期形成茂密的森林,到处是高大的乔木和低矮的灌木。

而到了中生代(2.52亿-6600万年前),大约从三叠纪开始,地球环境变得适宜,脊椎动物大量涌现,特别是爬行动物空前繁盛。我国大部分区域由海变陆,东部形成高地平原,西部形成盆地山地,古秦岭开始形成。这个时代大部分地区陆上植物繁衍,森林广布。

侏罗纪时代出现了恐龙的高潮,各种“龙”称霸陆地、天空。“恐龙”原是日本学者用的译名,愿意为巨大的爬行动物,我们就一直沿用至今。侏罗纪的名字来自于德国、法国、瑞士三国边界的侏罗山(Jura Mountain,今译为汝拉山),据说在那里最先发现了恐龙化石。如果你去参观自然博物馆,想必恐龙化石绝不会缺席,经常能听到一个孩子把什么霸王龙、翼龙等给你讲的头头是道。说起关于恐龙的电影,侏罗纪系列火遍了全球,以至于侏罗纪成为了大家最为熟知的纪元。

图:中国中侏罗世古地理图

当我们旅行到新生代(6600万年前以来),特别是在中生代末期,地球的环境突然发生了变化,比如彗星撞上了地球,动植物大量灭绝,可惜的是,在这场“灭绝行动”中恐龙也未曾幸免。

我们说上天总会留一线生机,中生代出现的一支弱小的哺乳类动物存活了下来,得到了生存和发展的机会,慢慢进化出很多支系,地球也因此进入一个更加繁荣的新时代。彼时,我国西部塔里木盆地在早第三纪时还是古地中海最东的一个海湾,喜马拉雅仍为海槽,晚第三纪时喜马拉雅山脉开始形成。

到了新生代第四纪更新世,也即258万年前开始,陆表形态基本稳定,大致就如我们现在看到的样子,作为灵长类之首的人类终于迎来了自己的时代。

来源:知乎 作者:一介

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