本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛 。
如果有一天你可以乘坐时光机器来到40亿年前的地球 , 那对你来说 , 这绝对是炼狱级的存在 , 此时的地球不仅没有漫山遍野的植物 , 就连低等生物都没有 , 而是一团由岩浆组成的星球 , 炙热的高温烘烤着你 , 让你难以在这里生存哪怕一秒 。
持续1000万年的大雨
地球形成于大约46亿年前 , 在此之前在如今的太阳系位置曾经生活过两代恒星 , 只是这两代恒星的质量都非常大 , 导致核聚变反应非常剧烈 , 以至于恒星的寿命非常短 , 在恒星走向生命末期之时 , 它们会发生超新星爆炸 , 将自身的物质抛洒到宇宙之中 。
在之后的岁月里 , 在引力坍塌作用下 , 这些物质又重新汇聚成了太阳 , 而组成太阳的边角碎料则形成了太阳系内的八大行星以及其他星体 。
大约在46亿年前 , 地球60%的物质已经形成 , 虽然和现如今的地球有很大的差异 , 但此时真正的地球也就形成了 。
刚形成之初的地球温度异常地高 , 地球表面呈熔融状的岩浆状态 , 山石都无法存在 , 只能在岩浆中翻滚 。 在如此高温之下 , 水无法以液态的形式存在 , 而是化为水蒸气跑到了大气层中 。
我们知道 , 大气层中的水会和空气中的凝结核结合在一起 , 形成小水珠 , 当小水珠聚集在一起时 , 就会形成云层 。
当小水珠的直径足够大时 , 这些小水珠的密度就会大于空气密度 , 以至于坠落到地面上 , 形成雨 。 但是在远古时期 , 地球温度非常高 , 高达几百摄氏度 , 这就导致空气中的雨还没有降落到地面上 , 就会在高温的作用下重新蒸发 , 形成水蒸气 , 然后再形成云层 , 就这样循环往复 。
大约在40亿年前后 , 地球的温度开始慢慢下降 , 降落到了只有70℃左右 , 虽然温度依旧不适合生命生长 , 但是此时的水蒸气能够形成小雨滴落到地面上 , 这就形成了雨 。
但是我们知道 , 地球此时依旧保持着较高的温度 , 这些雨水流到地面上之后 , 又很容易在高温作用下被蒸发 , 重新凝结成小雨滴降落到地面上 。
就这样 , 原始地球下了一场持续上千万年的雨 , 这些雨水和小行星撞击地球时所携带的水 , 共同组成了地球原始海洋 , 只是原始海洋的面积 , 海洋的成分等都和现如今的有了很大的区别 。
生命起源
虽然原始海洋的成分和如今有很大的区别 , 但是在原始海洋底部的海底热泉口附近 , 却孕育了地球最原始的生命 。
在当时 , 地球表面还没有臭氧层 , 紫外线可以直接到达地球表面 , 使得地球表面根本无法生存 , 原始生命只能在海洋中出现 。
在地球刚形成之初时 , 地球上的雷电天气频繁出现 , 米勒曾经通过米勒实验装置 , 模拟地球早期的环境 , 发现在频繁的雷电之下 , 海洋之中会形成各种有机物 。
如果我们把生命看做是一个大厦的话 , 那么有机物就是砖头瓦块 , 这些砖头瓦块无法自发地修建成一座大厦 , 但是在海底热泉口附近 , 海底热泉持续喷发的物质 , 和周围的海水使得氢离子定向移动 。
氢离子的定向移动 , 可以带动ATP转动 , 从而产生能量 , 早期生命可以凭借这些能量 , 生存和繁衍 。
就这样 , 在海底热泉口附近 , 有机质在氢离子的定向移动作用下 , 开始慢慢地组建成了生命 , 虽然这些生命非常简陋 , 但你我就是从这里发源而来 。
未来还会有这样大的雨吗?
【科学|地球曾经下过一场1000多万年的雨,这样的天气在未来还会出现吗?】从雨的形成原因来看 , 全球变暖会加快液态水的蒸发 , 而蒸发之后的水蒸气又会和空气中的灰尘结合在一起 , 形成雨落到地面 , 所以只要地球温度足够高 , 就会导致一场持续上千万年的大雨 。
但其实 , 现如今的地球很难再下一场持续上千年的大雨了 , 原因是因为现如今的地球有了植物和动物 。 当地球温度高到一定程度时 , 虽然会导致雨水增多 , 但是雨水也会融化一定的二氧化碳气体 , 导致空气中的二氧化碳气体减少 , 如此一来就会导致地球温度下降 。
雨水和高温可以催生植物的生长 , 比如:热带雨林 , 而植物的增多又会消耗空气中的二氧化碳 , 释放氧气 , 从而使得地球温度慢慢下降 。 在其他条件不变的情况下 , 温度越低 , 水的蒸发速度越慢 , 所以降水就越少 。
当然 , 这一切都是在没有人类干预的情况下 , 如果我们不注重保护环境 , 随意排放二氧化碳 , 将会导致未来有可能会下一场持续上千万年的大雨 , 只是到哪时 , 人类还能不能在地球上生存都是一个未知数 。
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