Miles de millones de años de historia
La historia total de la Tierra es de 4.600 millones de años, pero la historia de la civilización humana es sólo de unos 6.000 años, lo que es sólo un breve momento en la larga historia. La comprensión de la humanidad de la larga historia temprana no se puede observar directamente, pero la historia de la Tierra tiene sus propias leyes de desarrollo y sistemas cíclicos, por lo que muestra etapas obvias. Basándonos en registros geológicos como varios tipos de rocas, fósiles, signos de deformación de rocas y relaciones entre capas de rocas o macizos de rocas, podemos utilizar medios científicos y tecnológicos modernos, como la medición de la desintegración de radioisótopos, la medición de la racemización de aminoácidos y el paleomagnetismo para mapear la evolución y desarrollo de la tierra su historia se divide en las siguientes cinco etapas.
En primer lugar, el nacimiento de la Tierra y su infancia
La Tierra es un miembro del sistema solar y está estrechamente relacionada con el origen del sistema solar. De esta manera, comprender la formación y la historia evolutiva temprana de la Tierra es, por supuesto, inseparable de explorar el origen de todo el sistema solar. El sistema solar es una de muchas estrellas, por lo que podemos inferir el origen del sistema solar e incluso del. Tierra basada en las leyes generales de la evolución estelar.
La evolución de las estrellas se puede dividir a grandes rasgos en tres etapas. La primera etapa es la etapa de contracción gravitacional, es decir, la atracción mutua entre nebulosas difusas se condensa en nubes; la segunda etapa es la etapa de reacción nuclear, donde las nebulosas originales chocan entre sí para generar calor y se producen reacciones nucleares violentas en su interior; la tercera etapa es la etapa de envejecimiento, es decir, a medida que el combustible central de Fusion se va agotando gradualmente de hidrógeno y nitrógeno.
Según las leyes generales de la evolución estelar, se puede inferir que una nebulosa comenzó a formarse hace unos 5.000 o 6.000 millones de años. Durante el proceso de contracción gravitacional, la mayor parte del material de esta nebulosa ingresó al centro, formándose el sol primitivo, que comenzó a tomar forma y a brillar. Después de eso, la enorme energía generada por la reacción nuclear interna hizo que emitiera luz y calor todo el tiempo.
La Tierra pudo haberse formado por primera vez mediante la acumulación de nebulosas grandes y pequeñas. En general, se cree que alcanzó una masa similar a la de la Tierra moderna hace 4.700 millones de años. En ese momento, la Tierra era solo una colección de muchos microsatélites, llamados protoTierra. La protoTierra se calentaba continuamente por contracción gravitacional y calor generado por la desintegración de elementos radiactivos internos. Cuando la temperatura dentro de la Tierra original alcanzó lo suficiente como para fundir el hierro, el níquel y otros elementos, el hierro, el níquel y otros elementos se concentraron rápidamente hacia el centro de la Tierra, formando el núcleo y el manto hace unos 4.600 millones de años, y la corteza terrestre inicialmente se diferenciaba. . La corteza original era relativamente débil y la temperatura dentro de la Tierra era muy alta. Por tanto, las actividades volcánicas son frecuentes, y muchos gases expulsados por los volcanes constituyen la atmósfera original, como CH4, NH3, H2, H2O (vapor de agua), H2S, HCH, etc. , pero no hay oxígeno libre (el oxígeno en la atmósfera se acumuló durante un largo período de tiempo después de la aparición de cianobacterias fotosintéticas y plantas verdes). Esta atmósfera reductora forma una serie de pequeños compuestos orgánicos, entre ellos aminoácidos y nucleótidos, bajo la energía del rayo, los rayos ultravioleta, las ondas de choque y los rayos (así lo ha demostrado el dispositivo de descarga de chispas diseñado por el científico americano Miller para simular el rayo para producir compuestos inorgánicos Confirmado por experimentos sobre la síntesis de compuestos orgánicos). Estos compuestos orgánicos de moléculas pequeñas cayeron directamente en el océano primitivo o se acumularon en el océano primitivo a través de lagos y ríos, acumulándose e interactuando en la capa media del océano durante mucho tiempo. En condiciones adecuadas, se condensan aún más en macromoléculas biológicas como proteínas y ácidos nucleicos, que tienen estructuras primitivas y funciones no específicas. Estas macromoléculas biológicas se acumularon en el océano primitivo, su concentración siguió aumentando y se condensaron en gotas para formar un sistema multimolecular. Bajo cierta probabilidad evolutiva y condiciones ambientales adecuadas, después de un largo período de evolución continua, finalmente se formó vida primitiva con capacidades metabólicas y de autorreproducción hace unos 3.500 millones de años. Esta es la primera etapa de la evolución de la vida, la etapa de vida libre de células, que realiza la transición de lo inanimado a lo vivo.
La infancia de la Tierra comenzó en el período de formación hace 4.600 millones de años y duró unos 3.000 millones de años, un total de 65.438+0.5438+0.600 millones de años. Por supuesto, ahora no sabemos mucho sobre la infancia de la Tierra y sigue siendo un tema que necesita mayor exploración.
En segundo lugar, la juventud de la Tierra
Desde hace unos 3 mil millones de años hasta hace 570 millones de años, la Tierra entró en un período juvenil, que es la era prepaleozoica. Aunque este período duró mucho tiempo y la atmósfera, el agua y la biosfera también se desarrollaron mucho, la evolución del mundo biológico fue muy lenta. Hasta el final de la Era Prepaleozoica, en la Tierra sólo había hongos, algas, algunos protozoos inferiores y braquiópodos. Esto contrasta marcadamente con el rápido desarrollo de la biología después del Cámbrico.
La primera aparición de un pequeño núcleo continental marcó la entrada de la Tierra en la adolescencia. Posteriormente, los continentes se fueron formando por la paulatina expansión del núcleo continental. Hay pruebas concluyentes de un pequeño núcleo continental estable encontrado en la Tierra, formado en el sur de África hace 2.800 millones de años. Hasta hace 2.500 millones de años, cada continente estaba formado por unas pocas pequeñas zonas de tierra estable. Más tarde, hace alrededor de 654,38+70 millones de años, la Tierra experimentó el evento de formación de continentes estables más significativo. El área de los continentes estables aumentó significativamente en un período histórico relativamente corto, y los continentes estaban casi cerca de su tamaño actual. Sin embargo, la litosfera continental (también conocida como plataforma primitiva) que se ha formado es todavía relativamente débil, muy móvil y no tiene una estabilidad real.
El período de transición de una plataforma primitiva a otra es desde hace 65.438+0.700 millones de años hasta hace aproximadamente 65.438+0.400 millones de años. Según la investigación y el análisis de datos de los científicos, la plataforma original se ha roto muchas veces por fuerzas del interior de la Tierra y ha sido cementada por el magma que se eleva desde abajo, haciéndola más espesa y estable. Por lo tanto, hace unos 65,438+0,4 mil millones de años fue el período final de formación de continentes estables.
Durante este período, el desarrollo del mundo biológico entró en la segunda etapa, la etapa de las células procarióticas. En esta etapa, la vida tiene una forma celular y una verdadera membrana celular, pero no un verdadero núcleo, y es imposible distinguir entre una verdadera membrana nuclear y un nucléolo. Representadas principalmente por cianobacterias, fueron más prósperas hace entre 2.800 y 2.000 millones de años. Podían realizar la fotosíntesis real, absorber dióxido de carbono y liberar oxígeno. La atmósfera reductora de la Tierra primitiva fue reemplazada gradualmente por una atmósfera oxidante y luego entró en la tercera. etapa de evolución, aparecen las células eucariotas. El desarrollo de células procarióticas a células eucariotas es la evolución más importante completada en el mundo biológico.
En tercer lugar, la Era Paleozoica de la Tierra
Los estratos de la Era Paleozoica se pueden dividir en fases temprana y tardía. La Era Paleozoica Temprana se puede dividir en Cámbrica, Ordovícica y. Períodos silúricos hace unos 570 a 400 millones de años. El Paleozoico tardío incluye los períodos Devónico, Carbonífero y Triásico, que van desde hace 400 millones a 230 millones de años. Estos 340 millones de años son la edad más antigua de la vida. Hasta entonces, la Tierra ha experimentado miles de millones de años de evolución. La composición material y la estructura de la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera son peores que las de la Tierra actual. ¿Nos perdonas? ⑸? ¿Qué es lo primero? ¿Qué pasó? ¿Qué pasó? ¿Es incómodo Mechanical South? ¿Triste? ¿Bip? Disculpe. ¿Por qué? Pluma de oxima Zengamine [6] Li Zhongjun [13] ¿Rango Howl Zeng Dark Gua? ¿Qué significa acoso? ¿Se está luciendo el maestro de la maza y la pala?
Desde el Cámbrico, la plataforma ha sufrido desgaste, erosión y transporte a largo plazo, y la diferencia de altura de la superficie ha disminuido (es decir, se ha aplanado). Las zonas bajas han sido inundadas muchas veces por el agua del mar y la zona del mar poco profundo continúa expandiéndose. Este período fue el más temprano en el que apareció carbón disponible en la tierra. Por ejemplo, el carbón de piedra, un tipo de carbón del sur de China, se forma a partir de restos fosilizados de grandes cantidades de plantas marinas que vivían a lo largo de la costa y en mares poco profundos. Al final del período Silúrico, el geosinclinal alrededor y entre las plataformas había sufrido cambios dramáticos que duraron millones de años. Las áreas originales de bajo nivel se elevaron nuevamente y la forma simple del relieve se volvió compleja. Después de este cambio, algunos lugares se inclinaron y plegaron, otros se fracturaron y el área total del continente se expandió. Con un mayor aplanamiento, la topografía de la Tierra se niveló gradualmente y algunas áreas del Pacífico quedaron sumergidas. En el período Carbonífero medio, la escala de inmersión en agua de mar alcanzó su mayor extensión. A partir del Carbonífero Superior, fuertes movimientos tectónicos provocaron que las rocas sedimentarias y volcánicas del geosinclinal se plegaran fuertemente y se transformaran en sistemas montañosos plegados. Los movimientos tectónicos continuaron uno tras otro hasta el final del Paleozoico Superior. Este movimiento se llama movimiento varisco.
El movimiento varisco transformó el geosinclinal entre Europa y África, el geosinclinal de los Urales entre Europa del este y Siberia, el vasto geosinclinal entre Siberia, Asia central y China, y el geosinclinal de Aba en el borde oriental de América del Norte. El geosinclinal de Lacia se convirtió en un sistema montañoso plegado y el agua de mar se retiró, conectando así el continente euroasiático. Los continentes del mundo son los más cercanos entre sí, formando un continente global unificado: Pangaya. La superficie total de este continente era casi tan grande como la superficie total de la Tierra actual.
Al final de la Era Pre-Paleozoica, las plantas y los animales habían divergido. En el reino vegetal florecen las cianobacterias y los hongos; en el reino animal, han aparecido los invertebrados inferiores; en el reino vegetal comenzaron a florecer las algas rojas y verdes, de repente comenzaron a florecer varios invertebrados, especialmente los trilobites; . En los mares del Ordovícico, las algas se desarrollaron ampliamente en el reino vegetal y la mayoría de los invertebrados marinos eran cefalópodos. A finales del Ordovícico apareció un vertebrado primitivo con forma de pez, sin mandíbula y con estoma redonda. Los verdaderos peces aparecieron a finales del período Silúrico.
En el período Devónico, los peces ya eran muy prósperos y eran los animales más altos en ese momento. Entre ellos se encontraba una especie de pez con aletas compartidas que luego se convirtió en anfibios.
Debido al Movimiento de Caledonia, el área continental se expandió, parte del océano desapareció y el medio ambiente sufrió enormes cambios, permitiendo sobrevivir a aquellas especies biológicas con fuerte adaptabilidad. En el Devónico medio, las plantas terrestres se desarrollaron enormemente, muchas especies se convirtieron en árboles y aparecieron insectos y anfibios. A mediados del período Carbonífero, aparecieron los bosques, los insectos se desarrollaron aún más en el aire y también aparecieron los reptiles que evolucionaron a partir de los anfibios. Posteriormente, el movimiento varisco provocó que el agua del mar retrocediera y el área continental se expandiera, lo que impulsó en gran medida el proceso de marcha de los organismos hacia el continente. En términos generales, en la Era Paleozoica, el reino vegetal evolucionó desde algas acuáticas inferiores hasta plantas terrestres superiores, y el reino animal evolucionó desde invertebrados marinos inferiores hasta peces y reptiles terrestres.
Cuarto, la Era Mesozoica de la Tierra
La Era Mesozoica se divide en los períodos Triásico, Jurásico y Cretácico, con una duración desde hace 230 millones de años hasta hace 67 millones de años, con una duración de aproximadamente 654,38+ 06 millones de años.
Desde el comienzo de la Era Mesozoica, se ha producido un nuevo punto de inflexión en el desarrollo de la historia de la Tierra. Pangea se desintegró gradualmente, varias masas de tierra fueron derivando gradualmente hacia posiciones modernas y la litosfera sufrió una serie de cambios importantes. cambios. Desde principios del Mesozoico hasta finales del Triásico, se dividió entre América del Norte y del Sur y entre Europa, Asia y África, y también se dividió entre varias masas de tierra en el sur y comenzaron a alejarse unas de otras. A finales del Jurásico, varias masas de tierra se dividieron aún más, lo que dio lugar a enormes divisiones norte-sur entre América del Norte y Eurasia, y América del Sur y África. Las masas de tierra se movieron hacia ambos lados y el agua de mar se sumergió en él. Este era el futuro Océano Atlántico. Pasaron otros 70 millones de años y, a finales del Cretácico, la situación cambió aún más y los continentes continuaron alejándose unos de otros; . En particular, la distancia entre América del Sur y África ha aumentado, lo que significa que el Océano Atlántico Sur se ha expandido significativamente.
¿Cuál es la base histórica de las divisiones continentales antes mencionadas en la Era Mesozoica? ¿Cuál fue el motivo de la separación? Esto comienza con la siguiente suposición.
En primer lugar, el geofísico austriaco Wegener (1880 ~ 1930) propuso en 1912 la hipótesis de la deriva continental. Creía que la Tierra era un cuerpo celeste que cambiaba de caliente a frío. Su superficie primero se enfriaba y luego se condensaba en una corteza sólida. La capa superior de la corteza era una capa más ligera de silicio y aluminio. Así como el hielo flota sobre el agua, los continentes flotan sobre su base, una capa de silicio y magnesio. Debido a la rotación de la Tierra hacia el este y las fuerzas de marea, el continente Panga original se movió lentamente hacia el oeste, luego se agrietó y se desintegró. También creía que el Océano Pacífico era un océano antiguo que coexistía con los continentes primitivos. Más tarde, a medida que el continente americano se desplazaba hacia el oeste, su extensión se fue reduciendo gradualmente, y la reducción del área fue igual a la expansión del Océano Atlántico. El Océano Índico surgió tras la separación de Australia y la Antártida. En cuanto al Océano Ártico, originalmente forma parte del Océano Pacífico. En la literatura de geología y paleontología se encuentra el argumento a favor de la deriva continental: las montañas de la Sierra en la costa este de América del Sur y las Montañas del Cabo en la costa occidental de África no sólo tienen la misma estructura geológica, sino también sus depósitos minerales. En segundo lugar, datos paleontológicos. Las investigaciones paleontológicas de aquella época demostraron que el 64% de los reptiles del período Carbonífero eran comunes en varios continentes del hemisferio sur. En el Triásico, se especuló que varios continentes en el hemisferio sur se habían dividido durante un período de tiempo, y el número de congéneres reptiles en varios continentes se redujo al 34%. En tercer lugar, basándonos en datos paleoclimáticos, analizamos los sedimentos especiales de condiciones paleoclimáticas, como vetas de carbón y depósitos de sal formados por plantas tropicales que reflejan condiciones climáticas secas y cálidas, y descubrimos que todos se han trasladado a las altas latitudes actuales y reflejan el clima antiguo. condiciones. Las morrenas polares se trasladaron a la actual región ecuatorial, lo que supone el llamado desplazamiento polar. Sin embargo, esta hipótesis fue ignorada después de ser popular durante algún tiempo.
Hasta principios de la década de 1950, con el auge del paleomagnetismo, las investigaciones demostraron que la trayectoria de la deriva continental era consistente con el paleomagnetismo. El campo magnético de la Tierra se divide en el Polo Norte y el Polo Sur. Los registros magnéticos de esa época se conservan en formaciones rocosas formadas hace cientos de millones de años. Midiendo el magnetismo remanente de las rocas con instrumentos de precisión, podemos conocer la posición y el movimiento del Polo Norte magnético en diferentes continentes en diferentes edades geológicas. Las investigaciones muestran que el polo norte magnético de diferentes continentes se ha movido de manera diferente en las eras geológicas correspondientes y finalmente se encuentra con el polo norte magnético actual.
En segundo lugar, a principios de la década de 1960, los académicos estadounidenses H.H. Hess (1906 ~?) y R.S. Dietz (1914 ~?) propusieron la hipótesis de la expansión del fondo marino. La idea básica de esta hipótesis es la siguiente: el material termoplástico se eleva desde la astenosfera inferior, invade el eje de la futura dorsal oceánica a través de grietas en la litosfera y el magma que sale se condensa en un nuevo fondo oceánico, empujando el fondo oceánico original hacia expandirse a ambos lados, el continente se fue a la deriva.
Con el tiempo, el nuevo fondo del océano se ensanchó y la corteza continental agrietada se alejó cada vez más de la grieta oceánica.
A medida que la nueva litosfera oceánica continúa emergiendo de cada océano, la antigua litosfera oceánica se mueve hacia afuera y los océanos se expanden. Si esto continúa, ¿no se expandirá cada vez más el tamaño de la Tierra? No fue hasta la combinación de la hipótesis de la expansión del fondo marino y la hipótesis de la deriva continental que se explicó el problema, es decir, la litosfera oceánica en constante crecimiento regresó a la astenosfera en otras partes de la Tierra y murió, lo que estaba estrechamente relacionado con el estudio de Zonas globales de actividad sísmica. Esto formará un sistema completo de teoría de la tectónica de placas en las ciencias de la Tierra, explicando varios movimientos de las capas superiores de la Tierra desde una perspectiva macro. Esta teoría divide la corteza terrestre en Placa del Pacífico, Placa del Océano Índico, Placa Euroasiática, Placa Africana, Placa Antártica y Placa Americana, y cada placa se divide en varios pedazos más pequeños. Todas estas placas forman una litosfera. Los límites de las placas son zonas activas en la corteza terrestre y las placas se mueven a medida que se expande el fondo marino. Cerca de las dorsales oceánicas se encuentran zonas de crecimiento de placas, incluidas la Dorsal del Atlántico Medio, la Dorsal del Índico Medio y la Dorsal del Pacífico Oriental. Cerca de la fosa se encuentra la zona de subducción de placas, que es la parte de la fosa ubicada en los bordes este y oeste del Océano Pacífico. Cuando las placas más densas se subducen sobre placas más densas, se producen fuertes terremotos y actividad volcánica; el empuje hacia arriba crea sistemas de islas o montañas.
En general, las condiciones climáticas de la Era Mesozoica fueron propicias para el desarrollo de animales y plantas. A principios de la era Mesozoica dominaban las coníferas, las cícadas, el ginkgo y otras gimnospermas y algunos helechos verdaderos. A finales de la Era Mesozoica, aparecieron las angiospermas que realmente podían florecer y dar frutos. Las angiospermas son el nivel más alto del reino vegetal y tienen ventajas obvias en la propagación y reproducción de la descendencia. En el reino animal, la Era Mesozoica a menudo se llama la Era de los Reptiles. Los dinosaurios fueron más prósperos durante esta era y se convirtieron en los señores de la tierra durante el Período Jurásico, pero repentinamente se extinguieron durante el Período Cretácico. La causa sigue siendo un misterio científico y no se ha explicado adecuadamente. En la Era Mesozoica también aparecieron dos vertebrados superiores, las aves y los mamíferos, que evolucionaron a partir de los reptiles.
5. La Era Cenozoica de la Tierra
La Era Cenozoica es la última era de la historia geológica. Toda la Era Cenozoica, incluidos los tiempos modernos, tiene aproximadamente 67 millones de años. Comprende los periodos Terciario y Cuaternario.
Aunque la Era Cenozoica duró un período relativamente corto, fue durante este período que la distribución de la tierra y los océanos en la superficie de la Tierra, las condiciones climáticas y la apariencia del mundo biológico evolucionaron gradualmente hacia su forma moderna. apariencia.
Los acontecimientos más destacados de la Era Cenozoica fueron el acercamiento de África a Europa y la colisión de los subcontinentes indio y paquistaní con Asia. Como resultado, algunos materiales de la litosfera superior se empujaron entre sí, formando los sistemas montañosos y mesetas más magníficos que abarcan los hemisferios norte y sur y se extienden por casi la mitad de la Tierra. Se extiende desde las montañas del Atlas en el norte de África al oeste, a través de los Alpes en el sur de Europa, hasta los Cárpatos al este y al este las mesetas y montañas del Cáucaso, Turquía e Irán, y la meseta y las montañas del Pamir. Este es el producto de la orogenia alpina y la orogenia del Himalaya.
La extrusión mutua del Océano Pacífico y los continentes circundantes también provocó una fuerte deformación y magmatismo en las zonas tectónicas del margen continental, acompañado de una fuerte actividad sísmica, que se prolongó hasta los tiempos modernos. Cortar las fallas formadas por movimientos en varios períodos históricos geológicos en bloques de fallas grandes y pequeños. Bajo la influencia de diversos movimientos de los márgenes continentales y los materiales litosféricos, se empujan, separan o suben y bajan entre sí para formar montañas, mesetas, cuencas y llanuras.
Había dos tipos principales de animales a principios de la Era Cenozoica: los antiguos ungulados y los antiguos carnívoros. A medida que evolucionaron, a mediados y finales del Período Terciario, los ungulados antiguos aparecieron primero como ungulados extraños, como caballos y rinocerontes, y luego incluso ungulados, como ovejas y vacas. Los antiguos carnívoros evolucionaron gradualmente hasta convertirse en diversas bestias, como leones, leopardos, tigres, etc. Después de miles de millones de años de evolución, los seres vivos han pasado por múltiples etapas de desarrollo desde cero, desde el nivel bajo hasta el nivel alto, y finalmente dieron a luz a la flor de la vida, los seres humanos, en la historia geológica más reciente. La evolución humana es el resultado de una evolución a largo plazo en el mundo biológico.
Por lo general, los factores que contribuyen a la evolución de la tierra no son más que aspectos internos y externos. Los factores externos son las fuerzas de la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera fuera de la tierra. Los efectos geológicos que causan son la erosión, la erosión y la sedimentación. Sus principales fuentes de energía son la energía solar y la gravedad terrestre. Además, están las fuerzas de marea del sol y la luna sobre la Tierra, y los impactos de meteoritos en la historia de la Tierra. Hay dos causas internas principales: una es el calor generado por la desintegración de los elementos radiactivos contenidos en la tierra; la otra es la energía convertida a partir de energía gravitacional; Los factores internos y externos son interdependientes y contradictorios, y determinan conjuntamente el movimiento de materiales en la superficie y el interior de la tierra.
Han pasado más de 100 años desde la publicación de la obra maestra de Ryle "Principios de Geología" a mediados del siglo XIX. Con el esfuerzo de muchos científicos de la tierra e impulsados por el desarrollo de disciplinas básicas como la astronomía, la física, la química, la biología, las matemáticas, etc., se han logrado grandes avances en el estudio de la evolución de la Tierra. Sin embargo, debido a la complejidad del problema, los científicos están trabajando en una serie de proyectos relacionados con la Tierra. ¿Por qué no vuelves al problema y pides consejo primero?
Al observar el desarrollo de la historia científica de la Tierra, se puede decir que los científicos de la Tierra están en vísperas de un nuevo salto en la comprensión. Los futuros científicos de la Tierra seguramente impulsarán la importante disciplina básica de la historia científica de la Tierra hacia un nuevo período de desarrollo.