地球起源假说

关于地球的起源,18世纪以来,相继出现了很多假说。近几十年来,天体物理学等近代科学的发展、天文学的进步、宇航事业的兴起等为地球演化的研究提供了更多的帮助。现介绍其中较为有代表性的几种假说。

(一)星云说

法国数学家和天文学家拉普拉斯(1749～1827)于1796年发表的《天体力学》及后来的《宇宙的叙述》中提出太阳系成因的假说——星云说。他认为太阳是太阳系中最早存在的星体,这个原始太阳比现在大得多,由一团灼热的稀薄物质组成,内部较致密,周围是较稀薄的气体圈,形状是一个中心厚而边缘薄的饼状体,在不断缓慢的旋转。经过长期不断冷却和本身的引力作用,星云逐渐变致密,体积逐渐缩小,旋转加快。这样位于它边缘的物质,特别是赤道部分,当离心加速度超过中心引力加速度时,便离开原始太阳,形成无数同心圆状轮环(如同现在土星周围的环带),相当于现在各行星的运行轨道位置。由于环带性质不均匀,并且带有一些聚集凝结的团块,在引力作用下,环带中残余物质,都被凝固吸引,形成大小不一的行星,地球即是其中一个。行星自转因此也可以产生卫星,例如地球的卫星——月亮,这样地球便随太阳系的产生而产生了。

(二)灾难学派的假说

1930年,英国物理学家金斯提出气体潮生说,他推测原始太阳为一灼热球状体,由非常稀薄的气体物质组成。一颗质量比它大得多的星体,从距离不远处瞬间掠过,由于引力,原始太阳出现了凸出部分,引力继续作用,凸出部分被拉成如同雪茄烟一般的长条,作用在很短时间内进行。较大星体一去不复返,慢慢地太阳获得新的平衡,从太阳中分离出长条状稀薄气流,逐渐冷却凝固而分成许多部分,每一部分再聚集成一个行星。被拉出的气流,中间部分最宽,密度最大,形成较大的木星和土星。两端气流稀薄些,形成较小的行星,如水星、地球、冥王星等。

(三)陨石论(施密特假说)

前两种假说都提出由一个原始太阳分出炽热熔融气体状态的物质。施密特根据银河系的自转和陨石星体的轨道是椭圆的理论,认为太阳系星体轨道是一致的,因此陨星体也应是太阳系成员。因此他于1944年提出了新假说:在遥远的古代,太阳系中只存在一个孤独的恒星——原始太阳,在银河系广阔的天际沿自己的轨道运行。约在60亿～70亿年前,当它穿过巨大的黑暗星云时,便和密集的陨石颗粒、尘埃质点相遇,便开始用引力把大部分物质捕获过来,其中一部分与它结合;而另一些按力学的规律,聚集起来围绕着它运转,直至走出黑暗星云,这个旅行者不再是一个孤星了,它在运行中不断吸收宇宙中陨石和尘埃团。尘埃和陨石质点相互碰撞,相互焊接,大的吸引小的,体积逐渐增大,最后形成几个庞大行星。行星在发展中又以同样的方式捕获物质,形成卫星。

以上介绍的三种关于地球起源的学说,一般认为施密特的假说(陨石论)是较为进步的,也较为符合太阳系的发展。