| 沙漠之虎 | 2021-10-01 08:33 |
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我们生活的地球从诞生至今分为四个宙：冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。在显生宙之前的三个宙，一般又被统称为隐生宙。 地球作为太阳系的八大行星之一，是目前唯一一个拥有生命的星球，也是人类文明的摇篮，地球已经有了四十六亿年的历史了，但是大家可能不知道的是，地球在形成的过程中并不是这样的形态的，地球是在经历了很长很长的一段时期才形成了现在这样的规模形式，比如说冥古宙时期，就是地球形成比较早的一个时期，也是地球生命第一现象的时期，根据科学家的研究表明，在这个时期，地球的自然条件非常的残酷，而能够存在的生命也都是能够适应高温的环境，随着地球时代的发展，地球也会出现其他的发展时代，本文就详细的为大家介绍地球经历的冥古宙时期环境，并且介绍其他的一些相关信息。  据说这场雨足足下了几百万年，渐渐形成了原始的海洋雏形。而与雨水相伴的闪电，将氮氢等元素逐渐催化成了氨基这种低级生命所必须的有机分子。而从太古宙起，单细胞生物繁衍起来，经过了千百万年才逐渐进化成为我们现在看到那样让人流连忘返的地球。如果只是去对照着名字拗口的地质年代纪元和已经数不清有多少个0的年份不免让人眩晕。我很喜欢比尔·布莱森在《万物简史》中这样的一段比方：  直到晚上差不多8点30分，这一天已经过去六分之五的时候，地球才向宇宙拿出点成绩，但也不过是一层静不下来的微生物。然后，终于出现了一批海生植物。 20分钟以后，又出现了第一批水母以及雷金纳德·斯普里格最先在澳大利亚看到的那个神秘的埃迪亚卡拉动物群。  快到10点钟的时候，植物开始出现在大地上。过不多久，在这一天还剩下不足两个小时的时候，第一批陆生动物接着出现了。 由于10分钟左右的好天气，到了10点24分，地球上已经覆盖着石炭纪的大森林，它们的残留物变成了我们的煤。第一批有翼的昆虫亮了相。晚上11点刚过，恐龙迈着缓慢的脚步登上了舞台，支配世界达三刻钟左右。 午夜前20分钟，它们消失了，哺乳动物的时代开始了。人类在午夜前 1分17秒出现。按照这个比例，我们全部有记录的历史不过几秒钟长，一个人的一生仅仅是刹那工夫。” 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。  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。  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。  看过《流浪地球》的小伙伴都知道有个叫洛希极限 洛希极限是什么? 看过《流浪地球》的小伙伴都知道有个叫洛希极限的科学知识，下面给大家简单的来说一下关于洛希极限和洛希极限公式。 洛希极限是指当一个小天体与另一个大天体的距离近到一定程度时，潮汐力作用就会使天体本身解体分散。    洛希极限(Roche limit)是天文学中的一个特殊的距离。当两个天体的距离少于洛希极限时，它们就倾向于被“潮汐力”撕碎。 计算表明，地球和木星的距离如果低于103万公里，那么大气就会在潮汐力的作用下脱离地球;如果距离低于7.44万公里，那整个地球都会被撕碎。 潮汐力有多可怕，我们拿一个茶壶和茶杯举例子：  木星的引力场，实际上就是这样一个“茶杯”。地球尺寸很大，当它靠近木星时，离木星较近一侧受到的引力，将比较远一侧大得多，因此会像水滴一样被逐渐撕裂。 “洛希极限”究竟是什么? 卫星绕着中心天体旋转需要“向心力”，通常由两者之间的万有引力提供。当卫星旋转角速度固定时，“向心力”和旋转半径成正比，但是万有引力和旋转半径的平方成反比。两者变化正好相反，导致卫星内部受力不均匀。在卫星靠近中心天体的一侧，向心力小于万有引力;在背离中心天体的一侧，向心力大于万有引力。 现在，我们借助“两个铁球同时落地”的思想，把卫星看成铁链拴住的两个铁球。对于靠近中心天体的铁球，万有引力提供向心力还有多余;另一个铁球，万有引力无法提供足够的向心力。这事，中间的铁链正好“损有余而补不足”，通过传递作用力，使“卫星”在整体上处于受力平衡的状态。   洛希极限公式 木星密度：1.326g/cm3 地球密度：5.516g/cm3 对于一个完全刚体、圆球形的卫星，假设其物质都是因为重力才合在一起的，且所环绕的行星亦是圆球形，并忽略其他因素如潮汐变形及自转。 其中R是卫星所环绕的星体的半径，ρM是该星体的密度，ρm是卫星的密度。 对于是流体的卫星，潮汐力会拉长它，令它变得更易碎裂。  如果一个刚体卫星的密度是所环绕的星体的密度两倍以上(例如一个巨大的气体行星跟刚体卫星;对于流体卫星来说，则要约14.2倍以上)，d < R，洛希极限会在所环绕的星体之内，即是说这个卫星永远都不会因为所环绕的星体的引力而碎裂。 这是一个理想状况下的静态洛希极限式，只有在实验室里摆置两个星球才会出现这种情况。 19世纪，法国天文学家爱德华·洛希经过研究计算后，他发现当两个天体的距离不断接近，并且接近到一个极限值的时候，其中一个天体可能就会被另一个天体施加的潮汐力撕碎。后来，人们把这个极限被称为“洛希极限”。 “洛希极限”提到。假定，两个天体之间的质量差距非常大，那么洛希极限的值只与两个天体的密度与被撕碎物体的物理状态有关，将大天体密度与小天体的密度的比值开3次方后，再乘以大天体的半径以及一个倍数，就是洛希极限的值。 洛希极限又分为流体洛希极限和刚体洛希极限，如果被撕碎物体为气体、液体或者非常松散的固体，这个倍数就是2.455;如果被撕碎物体是很坚硬的固体，这个倍数就是1.26。后者即为电影中提到的刚体洛希极限。 从电影流浪地球了解洛希极限 那么我们地球的忠实卫星-月球，是否也会有一天变成我们的光环或者撕碎后坠入地球呢? 我们可以根据洛希极限公式进行计算：已知地球平均密度5515kg/m3，半径6376.5km，月球密度3340kg/m3，半径1737.4km。可算出两者的洛希极限为9495.6km，如果再减去地球和月球的半径，那么地球和月球之间的距离小于1381.7km的时候，月球才会解体。 好在月球现在离我们的距离是380000km，而且还在越离越远，所以我们完全不需要担心月亮会被地球撕碎(可惜这样的话，地球也就没可能拥有土星那样的光环了)。 流浪地球中洛希极限距离计算错误! 地球不会被木星撕碎，只可能直接撞上去! 地球大气甚至是海水将会被木星吸干，形成木星环!  1. 什么是洛希极限? 洛希极限是指当行星与卫星距离近到一定程度时，潮汐作用就会使天体本身解体分散。 此时天体自身的重力和第二个天体造成的潮汐力相等。 洛希极限又分为流体洛希极限和刚体洛希极限。 以地球为例：流体可以简单理解为空气和水;刚体就是大地岩石以及人造建筑等。 电影《流浪地球》中洛希极限也是同样的算法  2. 洛希极限如何计算的? 设洛希极限为d 经典假设：对于一个完全刚体、圆球形的卫星，假设其物质都是因为重力才合在一起的，且所环绕的行星亦是圆球形，并忽略其他因素如潮汐变形及自转。 流体洛希极限公式：  刚体洛溪极限公式：  其中R是卫星所环绕的星体的半径，ρM是该星体的密度，ρm是卫星的密度。 由于有黏度、摩擦力、化学链等影响，大部分卫星都不是完全流体或刚体，其洛希极限都在这两个界限之间。 此外高速运动产生的惯性离心作用在卫星的向星面与背星面的差异已经不可忽视! 在计算令天体解体的洛希极限时必须考虑离心力产生的发散作用。 3. 地球与木星的洛希极限是多少? 木星是一颗气态行星，密度较小，仅为1.326g/cm ，平均半径(R)约7万公里， 地球密度为5.508g/cm ，平均半径(r)6371公里 带入上面的公式计算后地球被木星撕碎的洛希极限d约为：刚体5.6万公里，流体10.9万公里。 R木星在6.68~7.15万公里之间，大于刚体洛溪极限，小于流体洛希极限; 所以理论上地球表面的水和空气会被撕碎脱离，但岩体部分是不会解体的。 4. 营救失败的地球将会什么命运? 流浪地球计划毕竟只是科幻电影，地球被木星捕获时的角度、加速度、线速度均无法量化计算;在此分析几种可能;  地球大气层将率先脱离地球，被抛向太空，部分将进入木星大气层，像电影中的场景;部分会在洛希极限附近形成木星环;接着是地球表面的水分也将重复地球大气的命运;就像木星环一样。 而地球的刚体部分，大地受巨大引力作用，会发生剧烈地震，板块也会剧烈位移，但依然不会解体;最终地球将直接撞向木星! |
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