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什么是冥古宙?
2014-02-24 12:07:27
冥古宙(Hadean)是太古宙之前的一个宙,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(Preston Cloud)于1972年所提出的,原本是用来指已知最早岩石之前的时期。冥古宙的最后一个代对应为月球地质年代中的早雨海世,以月球的东海撞击事件为结束时间(约为38.4亿年),这也是内太阳系的后期重轰击期的结束标志。在整个冥古宙,地球从46亿年前形成,从一个炽热的岩浆球逐渐冷却固化(计算表明仅需1亿年),出现原始的海洋、大气与陆地,但仍然是地质活动剧烈、火山喷发遍布、熔岩四处流淌,在41亿年前到38亿年前地球持续遭到了大量小行星与彗星的轰击,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份大型盆地如危海、宁静海、晴朗海、肥沃海和风暴海也都是于此一时期撞击形成的),地球遭遇了:
•形成22000个或者更多的直径大于20公里的撞击坑;
•形成约40个直径约1000公里的撞击盆地;
•形成几个直径约5000公里的撞击盆地;
•约每100年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,已知的地球最古老的岩石(位于北美克拉通盖层的艾加斯塔片麻岩及西澳洲那瑞尔片麻岩层的杰克希尔斯部份)也定年在38亿年前。

细分
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。

冥古宙的岩石
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)是由格陵兰有着约38亿年历史的沉积层,混著一点贯穿了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,最早的约有四十四亿年之久的历史-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。里面可能含有有机碳,且这意味着那时很有可能已经出现可行光合作用的生命了。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)是在那时的数亿年之后了。
大撞击后期发生于冥古宙中,且对地球和月亮产生了影响。

大气层和海洋
在形成地球的物质当中,曾经存在过大量的水。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。据推测,当时氢气和氦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。
有理论认为,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,现时的组成成份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。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。
对锆石的研究发现,液态水必然已存在了有四十四亿年之久,非常接近地球形成的时刻。这需要有大气层的存在。
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