¿El origen y la historia del desarrollo de la tierra?
Desde que el astrónomo polaco Copérnico propuso la teoría heliocéntrica en 1543, la discusión sobre la evolución de los cuerpos celestes ha roto las cadenas de la teología religiosa y ha comenzado una verdadera discusión científica sobre el origen de la Tierra y el Sol. sistema. En 1644, R. Descartes propuso la primera teoría del origen del sistema solar en su libro "Principios de Filosofía". Creía que el sol, los planetas y los satélites se formaban en vórtices de diferentes tamaños formados por el movimiento giratorio de la materia en el universo. Un siglo después, Buffon propuso una segunda teoría en su "Historia natural general y particular" de 1745, que sugería que un objeto enorme, presumiblemente un cometa, colisionó con el sol, provocando que el material solar se rompiera en pedazos, volando hacia el espacio. se formaron la tierra y los planetas. De hecho, como los cometas son generalmente tan pequeños, habría sido imposible extraer suficiente material del Sol para formar la Tierra y los planetas. En los 200 años posteriores a Buffon, se propusieron muchas teorías, tendiendo básicamente al "monismo" de Descartes, es decir, que el sol y los planetas estaban condensados a partir de la misma nube de gas original; también existe una visión dualista de que el material planetario está separado; del sol. En 1755, I. Kant, el famoso fundador de la filosofía clásica alemana, propuso la "hipótesis de la nebulosa". En 1796, el famoso matemático y astrónomo francés P. S. Laplace propuso de forma independiente otra hipótesis de la nebulosa para el origen del sistema solar en su libro "Sobre el sistema del universo". Dado que las teorías de Laplace y Kant eran consistentes en sus argumentos básicos, las generaciones posteriores la llamaron "teoría de Kant-Laplace". Esta teoría siguió siendo dominante en la astronomía durante todo el siglo XIX.
A principios de este siglo, debido a que la teoría de Kant-Laplace no podía explicar satisfactoriamente cada vez más hechos observados en el sistema solar, la teoría del "dualismo" volvió a hacerse popular. En 1900, el geólogo estadounidense T. C. Chamberlain propuso una teoría sobre el origen del sistema solar, que se denominó "teoría planetaria". Ese mismo año, Moulton desarrolló esta teoría. Creía que una vez que una estrella se movía muy cerca del Sol, causaba enormes mareas en la parte delantera y trasera del Sol, arrojando grandes cantidades de material que gradualmente se condensaba en muchos grupos o partículas sólidas llamadas planetesimales, y luego se agregaban en planetas. y satélites.
La investigación moderna muestra que debido a que las estrellas en el universo están muy separadas y la posibilidad de colisión entre sí es extremadamente pequeña, la teoría de Morton no es convincente. Porque el rasgo común de todas las teorías catastróficas es que atribuyen el origen del sistema solar a algún acontecimiento extremadamente accidental, que carece de base científica suficiente. El famoso astrónomo chino Devin Sai propuso en 1979 una nueva teoría sobre el origen del sistema solar. Creía que todo el sistema solar se formó a partir de la misma nebulosa primordial. Los componentes principales de esta nebulosa son gas y una pequeña cantidad de polvo sólido. La nebulosa original comenzó a girar y al mismo tiempo se contrajo debido a su propia gravedad, formando un disco de nebulosa. La parte media evolucionó hasta convertirse en el sol y la parte del borde formó nebulosas y luego se acumuló y evolucionó hasta convertirse en planetas.
En total, existen más de 40 teorías sobre el origen del sistema solar. La teoría de la mutación, que rápidamente se hizo popular a principios de este siglo, fue un desafío a la teoría de la nebulosa de Kant-Laplace. La nueva teoría de la nebulosa que surgió a mediados de este siglo es una teoría más completa basada en la teoría de Kant-Laplace para explicar el origen del sistema solar. La comprensión de la gente sobre el origen de la Tierra y del sistema solar también ha seguido profundizándose durante este tortuoso proceso de desarrollo.
Llegados a este punto, podemos dar las siguientes posibles conclusiones sobre los materiales y métodos de formación de la tierra primitiva. El material que formó la Tierra primitiva fue principalmente el material original del disco nebulosa antes mencionado. Sus componentes principales fueron el hidrógeno y el helio, que representan aproximadamente el 98% de la masa total. Además, hay polvo sólido y materiales expulsados durante las primeras etapas de la contracción y evolución del sol. Durante la formación de la Tierra, debido a la diferenciación de la materia, la materia ligera se separó continuamente de la materia volátil como el hidrógeno y el helio, y fue transportada fuera del sistema solar por la presión de la luz solar y la materia expulsada por el sol. Por lo tanto, sólo la materia pesada o la materia terrestre se puede condensar para formar gradualmente la tierra original y evolucionar hasta convertirse en la tierra actual. Mercurio, Venus y Marte, al igual que la Tierra, pueden haberse formado de manera similar porque retuvieron más material pesado debido a su proximidad al sol. Los planetas exteriores como Júpiter y Saturno aún retienen más materia ligera porque están lejos del sol.
Aunque todavía hay muchas especulaciones sobre cómo se formó la Tierra primitiva, la mayoría de los investigadores están de acuerdo con la conclusión del Sr. Davensey de que después de que se formó el disco de la nebulosa, debido al efecto de la gravedad y la inestabilidad de la gravedad, el material en el disco de la nebulosa, incluido La capa de polvo formó muchos protoasteroides o planetesimales debido a colisiones y acreciones, y luego gradualmente evolucionó hasta convertirse en planetas, en los que nació la Tierra. Se estima que el tiempo que tardó la Tierra en formarse es de unos 100 a 100 millones de años. Los planetas más cercanos al sol (planetas terrestres) tardan menos en formarse, mientras que los planetas más alejados del sol tardan más en formarse, incluso cientos de millones de años.
Los científicos tienen diferentes puntos de vista sobre si la Tierra original era caliente o fría. A partir de antiguas teorías sobre el origen de la Tierra, la mayoría de la gente alguna vez creyó que la Tierra comenzó como un cuerpo fundido. Después de miles de millones de años de evolución geológica, la Tierra sigue estando caliente. Los resultados de la investigación moderna apuntan a la teoría del origen de las bajas temperaturas en la Tierra. Todavía es controvertido si el estado primitivo de la Tierra era alto o bajo. Sin embargo, ya sea que se haya originado por altas o bajas temperaturas, la Tierra generalmente ha experimentado una etapa de cambio de calor a frío. Debido a la fuente de calor dentro de la Tierra, este proceso de enfriamiento es extremadamente lento y la Tierra todavía está en proceso de enfriamiento continuo hasta el día de hoy.
En segundo lugar, la evolución de la Tierra
El contorno básico de la superficie de la Tierra se puede dividir claramente en dos partes, a saber, continentes y cuencas oceánicas. Los continentes son tierras altas en la superficie terrestre y las cuencas oceánicas son áreas relativamente bajas llenas de enormes cantidades de agua de mar. Las cuencas continentales y las cuencas oceánicas juntas forman los componentes básicos de la litosfera de la Tierra. De ahí la evolución de la litosfera, es decir, la evolución tectónica de continentes y cuencas oceánicas. Para obtener información sobre la estructura del interior de la Tierra, consulte la sección sobre Estructura esférica de la Tierra.
En la actualidad, la mayoría de los geocientíficos han confirmado el fenómeno de la deriva continental y coinciden en que la distribución estructural y los cambios de la tierra, los océanos y el suelo están directamente relacionados con el movimiento de la deriva continental. La placa litosférica, relativamente dura, se mueve en su conjunto sobre la astenosfera situada debajo; debido al movimiento relativo de las placas litosféricas se produce la deriva continental, que forma la distribución actual de los océanos y la tierra en la Tierra. La litosfera de la Tierra se puede dividir en litosfera oceánica y litosfera continental. En general, el espesor de la primera es la mitad del de la segunda. El espesor de la litosfera oceánica es muy desigual, alcanzando el lugar más grueso los 80 kilómetros.
La mayoría de las grandes placas de la Tierra están compuestas por litosfera continental y oceánica, pero la gigante Placa del Pacífico está compuesta por una única litosfera oceánica. La superficie terrestre representa aproximadamente el 30% de toda la superficie terrestre, de la cual aproximadamente el 70% se distribuye en el hemisferio norte, cerca del ecuador y en las latitudes medias del hemisferio norte. Esto probablemente esté relacionado con el movimiento de despolarización de la Tierra. Rocas continentales causadas por la rotación de la Tierra.
A nivel mundial, casi todas las islas de la corteza continental distribuidas cerca de los continentes están ubicadas en el lado de la costa este del continente. Algunos de los bordes orientales del continente están rodeados por una serie de coloridos grupos de islas compuestos por islas de la corteza continental. Rodeada por ella se forma un importante arco insular que sobresale hacia el este. Las características de distribución de las islas en la corteza continental global pueden explicarse por el movimiento general hacia el oeste de las placas litosféricas y la expansión del fondo marino marginal. Desde hace tiempo se ha observado que algunas estructuras continentales en la superficie pueden ensamblarse como piezas de un rompecabezas, particularmente entre la costa occidental de África y la costa este de América del Sur. Este fenómeno puede explicarse por la ruptura directa de la litosfera continental y la deriva prolongada de bloques de rocas continentales. Esto es lo que presentaremos más adelante, con respecto a la propuesta de Dutto de que el continente actual se formó por la desintegración y deriva de Laos en el hemisferio norte y Gondwana cerca de la Antártida.
En 1966, H. W. Menard y otros recopilaron todos los datos sobre la profundidad del océano en ese momento y recrearon las estadísticas mundiales de profundidad del océano. Llegaron a la conclusión de que la altitud terrestre promedio global es de 0,875 km y la profundidad promedio del océano. es de 3,729 kilometros. Existe una zona marginal de decenas de kilómetros de ancho y sumergida en agua de mar entre el continente y el océano. Incluye la plataforma continental y el talud continental, que en conjunto representan el 10,9% de la superficie terrestre. La diferencia entre corteza continental y corteza oceánica es muy obvia. La composición química de la corteza continental es principalmente granito, mientras que las rocas debajo de las cuencas oceánicas son principalmente basalto o gabro. Por tanto, toda la corteza terrestre se puede dividir en dos tipos: corteza continental de sílice-alúmina y corteza oceánica de sílice-magnesio.
En cuanto al origen de los continentes, el geólogo y geofísico A. L. Du Toit propuso un modelo en su libro "Nuestro continente a la deriva de 1937", creía que existían dos continentes primitivos.
Si este modelo es cierto, entonces los dos continentes originales se habrían llamado Lanrasia y Gondwanalandia, respectivamente; de hecho, como Wegener y otros han argumentado anteriormente, los continentes globales simplemente se unieron en un continente antiguo; Du Tot cree que originalmente se formaron dos continentes primitivos cerca de los polos de la Tierra, con Laurasia en el norte y Gondwana en el sur. Después de formarse, se desintegraron gradualmente y derivaron hasta donde se encuentran los bloques continentales actuales.
Ya a finales del siglo XIX, el geólogo E. Suess se dio cuenta de que las estructuras geológicas de los continentes del hemisferio sur de la Tierra eran muy similares y las fusionó en un antiguo continente para su estudio. , llamándolo Continente Gondwana, derivado del nombre (Gondwana) de un área estratigráfica estándar en el este y centro de la India. Gondwana incluye América del Sur, África, Madagascar, Arabia, India, Sri Lanka, la Antártida, Australia y Nueva Zelanda. Ambos se formaron durante la misma era geológica y contienen los mismos fósiles de plantas en las formaciones rocosas, llamadas rocas Gondwana. La principal evidencia en la que se basa Du Tot para demostrar la existencia y deriva de Old Crow y Gondwana proviene de la geología, la paleontología y la paleoclimatología. Sobre la base de los datos acumulados durante más de 30 años, se ha demostrado firmemente que la teoría de Gondwana es básicamente correcta.
Laoazhou es una combinación de Europa, Asia y América del Norte. Incluso ahora, estos continentes no están muy separados. El antiguo continente de Laoya tiene una compleja historia de formación y evolución. Se formó principalmente por la fusión de varios bloques continentales antiguos, incluido el antiguo continente norteamericano, el antiguo continente europeo, el antiguo continente siberiano y el antiguo continente chino. A finales del Paleozoico (hace unos 300 millones de años), estos antiguos bloques continentales fueron perturbados y colisionados gradualmente, y se cerraron gradualmente durante el Carbonífero Temprano y Medio hasta el Pérmico (es decir, hace 200 millones a 270 millones de años). Los datos paleogeológicos, paleoclimáticos y paleontológicos muestran que el antiguo continente de Laoya estuvo en latitudes medias y bajas durante el Carbonífero-Pérmico. Después de la Era Mesozoica (es decir, los últimos 100 a 200 millones de años), Laurasia se dividió y desintegró gradualmente, lo que llevó a la expansión del Océano Atlántico Norte. Las investigaciones muestran que la formación y distribución de los nuevos cinturones orogénicos del mundo son el resultado tectónico de la deriva de las fallas de Laoya y Gondwana. En este proceso, las leyes del movimiento desigual de las rocas continentales hacia el oeste y hacia los polos son muy obvias. En general, Laurasia alguna vez estuvo ubicada en las latitudes medias a altas del hemisferio norte, y Gondwana alguna vez estuvo ubicada cerca de la Antártida en el hemisferio sur. Los dos continentes están separados por una región llamada Mediterráneo Antiguo (también conocida como geosinclinal de Tetis).
Antes de que Dutt (1937) propusiera la teoría de Laoya y Gondwana, ya en 1912, Wegener propuso la teoría de que sólo existía un continente primitivo en la tierra, llamado Antiguo Continente Unido. Wegener creía que se formó durante el Período Carbonífero (hace entre 220 y 270 millones de años). Wegener utilizó el Paleocontinente Unido como punto de partida para su descripción de la deriva continental. Sin embargo, según la comprensión actual de la gente, el antiguo continente unificado propuesto por Wegener no era de ninguna manera un continente primitivo. Aunque todavía hay un gran número de personas que apoyan la idea de unir tierras antiguas, su imagen de la restauración de tierras antiguas es muy diferente a la propuesta por Wegener. Por el contrario, se acerca un poco a la teoría de Dutt sobre las dos distribuciones antiguas de la tierra.
La deriva continental y el movimiento de placas durante los últimos 200 millones de años han sido confirmados y ampliamente reconocidos. Sin embargo, algunas personas especulan que el movimiento de las placas puede haber comenzado hace 3 mil millones de años, y que las velocidades de movimiento de las placas son diferentes en diferentes períodos geológicos. Los continentes chocan y se empalman constantemente, además de romperse y separarse. Múltiples colisiones de rocas continentales formaron montañas plegadas que se unieron para formar nuevos continentes, y la expansión del fondo marino creó nuevas cuencas oceánicas. Por lo tanto, es muy difícil restaurar con precisión la llamada "deriva antes de la deriva" en China continental hace más de 200 millones de años. La Tierra tiene 4.600 millones de años. Actualmente se sabe que las rocas más antiguas de la Tierra tienen 3.700 millones de años y se distribuyen en un área bastante pequeña. De esta manera, desde 4.600 millones de años hasta 3.700 millones de años, faltan por completo datos geológicos en unos 900 millones de años. Además, el registro geológico de hace 2.500 millones de años de la Tierra también es muy limitado, lo que plantea muchas dificultades para el estudio de la historia temprana de la Tierra. Entonces, hasta ahora, no teníamos una teoría unificada de la historia temprana de la Tierra.
El origen de la tierra también se remonta al origen de elementos y moléculas químicas relacionadas con la vida. Por tanto, el origen de la vida debe comenzar desde el inicio de la formación del universo. El llamado "Big Bang" produjo carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y otros elementos principales que constituyen la vida. Hace unos 6.600 millones de años se produjo una gran explosión en la Vía Láctea. Después de un largo período de unión, sus fragmentos y material suelto formaron el sistema solar hace unos 4.600 millones de años. La Tierra, como miembro del sistema solar, también se formó hace 4.600 millones de años.
Luego, el material frío de la nebulosa liberó una gran cantidad de energía potencial gravitacional, que se convirtió en energía cinética y energía térmica, lo que provocó que la temperatura aumentara. La energía térmica radiactiva de los elementos dentro de la Tierra también se calentó, por lo que la Tierra original se calentó. en estado fundido. Durante la rotación de la Tierra de alta temperatura, los materiales que había en ella se diferenciaron, los elementos pesados se depositaron en el centro y se condensaron para formar núcleos, formando el manto y la corteza, y gradualmente apareció una estructura circular. Este proceso lleva mucho tiempo, ya que la corteza original apareció hace unos 3.800 millones de años, lo que concuerda con la edad de la mayoría de las rocas de la superficie de la luna. El origen y evolución de la vida están estrechamente relacionados con el origen y evolución del universo. Los elementos constituyentes de la vida, como el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo, el azufre, etc., proceden de la evolución de los elementos tras el Big Bang. Los datos muestran que la evolución química en la etapa prebiológica no se limita a la Tierra, y los productos de la evolución química existen ampliamente en el universo. En la evolución interestelar, algunas moléculas biológicas, como aminoácidos, purinas y pirimidinas, pueden formarse en polvo interestelar o nebulosas condensadas y luego producir biopolímeros como péptidos y polinucleótidos en la superficie del planeta bajo ciertas condiciones. A través de varias formas transitorias de evolución prebiológica, finalmente se formaron en la Tierra los sistemas biológicos más primitivos, es decir, vida con estructuras celulares primitivas. En este punto comenzó la evolución biológica y hasta hoy se han producido en la Tierra innumerables formas de vida complejas. Hace 3.800 millones de años se formaron masas continentales estables en la Tierra, y diversas evidencias indican que la hidrosfera líquida está caliente e incluso hirviendo. Algunas arqueas y metanógenos termófilos extremos pueden ser las más cercanas a las formas de vida más antiguas de la Tierra, y sus patrones metabólicos pueden ser una autotrofia química e inorgánica. Los microorganismos del grupo Warlawa de Australia Occidental, de 3.500 millones de años de antigüedad, pueden ser la evidencia más temprana de vida en la Tierra. La aparición de la corteza primitiva marcó la transición de la Tierra de la era planetaria astronómica a la era del desarrollo geológico, y la vida con estructuras celulares primitivas comenzó a formarse gradualmente. Sin embargo, durante mucho tiempo no hubo muchos seres vivos. No fue hasta el período Cámbrico, hace 540 millones de años, que apareció una gran cantidad de metazoos con caparazón, por lo que la era geológica posterior al Cámbrico se denomina Fanerozoica. En la Edad Media también era muy popular en Occidente que Dios creó todo en siete días, como se describe en la Biblia. Hoy en día parece que el origen de la vida no es como se describe en estas antiguas leyendas o mitos, pero muestra que la humanidad ha dedicado durante mucho tiempo gran entusiasmo y atención al misterio del origen de la vida. Pero ¿cómo debería ocurrir el origen de la vida? ¿Cómo explora la ciencia este misterio eterno? ¿Qué avances hemos logrado? ¿Qué cuestiones siguen sin resolverse? En primer lugar, el origen de la vida, el primer misterio es el tiempo de la vida, el tiempo del origen. En la Edad Media occidental, la gente creía profundamente en la historia de la creación del hombre por parte de Dios en la Biblia. En 1650, un arzobispo irlandés calculó la hora exacta de la creación de Dios basándose en descripciones de la Biblia. Otro sacerdote incluso calculó la hora de la creación con mayor precisión a las 9 a.m. del 23 de junio de 4004 a.C. En otras palabras, el origen de la vida fue hace 6.000 años. Esto por supuesto no es cierto, pero ¿qué es? Es una respuesta realmente científica. ¿Cómo responde la ciencia a la pregunta de cuándo se originó la vida? Es decir, responder con fósiles, que se conservan en las rocas. Sabemos que después de que los seres vivos mueren, sus restos se conservan en las rocas en las condiciones adecuadas. Los llamamos fósiles. Las formaciones rocosas formadas durante la historia geológica son como una crónica enterrada en lo profundo de estas rocas, con fósiles de organismos más antiguos conservados en el fondo de las formaciones. Hasta ahora, los fósiles biológicos más antiguos que hemos encontrado son rocas de Australia Occidental, hace unos 3.500 millones de años. Estos fósiles son similares a las cianobacterias actuales. Son seres primitivos que son invisibles a simple vista. Su tamaño es de sólo unas pocas micras a decenas de micras, por lo que podemos decir que la vida se originó a más tardar hace 3.500 millones de años. Al mismo tiempo, sabemos que la Tierra se formó hace unos 4.600 millones de años. Con estos dos datos podemos ver que la edad del origen de la vida se puede definir aproximadamente entre 4.600 y 3.500 millones de años. Hoy en día, con el desarrollo de la ciencia, los geólogos creen que en los primeros días de la formación de la Tierra, la Tierra fue golpeada por una gran cantidad de asteroides y meteoritos y no era apta para la supervivencia de la vida. En lugar de decir que había vida en la Tierra en ese momento, es mejor decir que estaba destruyendo la vida, por lo que el origen de la vida en la Tierra no fue anterior a 4 mil millones de años. Además, se ha encontrado carbono en rocas de 3.850 millones de años en Groenlandia. Sabemos que existen dos tipos de carbono, uno es el carbono inorgánico y el otro es el carbono orgánico. Además, este carbono se puede dividir en carbono pesado y carbono ligero, por lo que podemos inferir la fuente de estos carbonos en función de la proporción de carbono ligero y carbono pesado en este carbono. Basándose en el análisis de isótopos de carbono, los científicos especulan que se trata de carbono orgánico, derivado de organismos vivos.
Es decir, de esta forma, hemos acortado mucho el tiempo del origen de la vida, es decir, entre 4 mil millones y 3,8 mil millones de años Desde el origen de la vida en la tierra hasta el presente, es una historia sin fin. historia de vida.