冥古宙时期地球的环境状态
地球刚形成时的第一个地质年代为冥古宙 (Hadean Eon ),它的地质年代开始于地球的地壳形成时期并持续到大约38-35 亿年前。在冥古宙早期,地球上大气冷却和水分凝聚而形成海洋,在冥古宙后期,地球上开始了生命的起源,此生命迹象可从沈积在最古老的沉积岩(大约37-39 亿年前) 中特殊的碳同位素研究所发现。
在Pilbara Supergroup (位于澳洲西北) 发现有蓝藻沉积的顶燧石 (Apex cherts),据推测此化石应有34亿7000 万年的历史,属于地球上最早有生命记录的古老化石。在冥古宙期间大气层里只有含量少许的氧气( 因此只有非常少或者甚至没有臭氧层( ozone layer )的保护),所以紫外线辐射密集的击中地球表面。
当时地表的温度、大气和水体的组分和性质可能还不具备生命产生的条件,因而也不会出现风化侵蚀等地质作用及其产物。那时地球岩浆活动剧烈,火山爆发频繁,表面覆盖着熔化的岩浆海洋。以后,随着地球温度的缓慢下降和冷却,同时由于上述的分异作用,一开始就可能使气体逸出,蒸发的气体不断上升,在空中又凝聚成雨落回地面,随着不间断的雨水的侵入,原始大气圈和海洋诞生了。
这时大气圈中含有大量的二氧化碳,地球也被厚厚的云层封锁着,太阳光几乎穿不透地球橘红色的天空,海洋的温度高于150 摄氏度。在这沸腾的海洋里,孕育生命的各种元素在不断积累。
冥古宙时陨石撞击地球产生生命
科学家发现大约在冥古宙时期,地球被大量的陨石撞击,陨石中的磷元素在水中被释放出来,逐渐与地球上早期分子发生反应,这一发现得到地质考古的证实,科学家在一些距今35亿年的太古时期石灰石中发现了磷。调查结论认为地球形成之后的数亿年,陨石为地球带去了大量的磷元素,这些矿物与水发生了反应,逐渐形成现在细胞所使用的磷形态。
科学家认为陨石不仅为地球生命到来了磷,也带了能量,磷形态的不同说明了早期地球上的磷细胞使用的磷有所不同,撞击地球的陨石可提供铁-镍磷化的矿物,长期与水环境的作用可形成可溶性的磷形态,比如亚磷酸盐,其天然形成源包括雷击、地热流体等,不过没有发现陆地源可以形成此类物质。
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