原文作者:Tim Appenzeller
翻譯:mikegao
早期的地球是一副地獄般的圖景,到處是滾燙的岩石和令人窒息的煙氣。之後,地球表面開始冷卻,大陸漂移,山巒隆起並被侵蝕,生命起源,一切變得溫和,綠色出現。有關這個行星之前樣貌的所有痕跡都幾乎被抹去了。但是,從那些最古老的岩石中、岩漿深處,甚至從坑窪不平的月亮表面,科學家們都找到了地球起源的痕跡。隨著地球的早期引起關注,那些如今在地球上最嚴酷的地方發現的,能夠復原出早期的地球面貌的場景,也成為了關注的焦點。

一位藝術家的作品展示了某些氣態巨行星的大行星如何圍繞一個年輕的恆星而形成。在這幅作品中,重力導致氣盤和塵埃環繞恆星,並坍縮成若干個高密度的雲團,即畫中明亮的色塊。每個雲團都急劇收縮,形成了氣體環繞的核心。“這幅畫很美,”該理論的主要支持者,天體物理學家Alan Boss這樣評價它。不過他承認要想充實這一場景,還要做大量的工作。“這仍然只是一個童話。”(畫作由Moonrunner Design友情提供)
地球的誕生始於46億年前,圍繞年輕的太陽旋轉的岩石和冰粒相互碰撞、融合,像滾雪球一般,形成了更大的構建行星的塊。在劇烈的堆積過程中,這些塊碰撞在一起,形成了行星,這其中包括年幼的地球。在這種混亂中,另一個大如火星的天體,撞擊了我們的行星,爆發出了數以萬億計的原子彈所產生的能量,足以將其自身融化掉。多數撞擊物都被撞擊產生的無底岩漿所吞沒。但是撞擊也使得一些汽化了的岩石被拋入了軌道。這些碎屑很快便聚集成了一個球體,之後,地球的歷史便在月亮的默默注視下,徐徐展開了。
在經歷了月亮熾熱的誕生之後,地球的表面便冷卻了下來。即便如此,我們的行星在隨後的7億年裡,也仍是一個陌生的世界,科學家們依據希腊的地獄,將這段時間稱為冥古代。岩石冷卻過程中產生的氣體——二氧化碳、氮氣、水蒸氣和其它氣體,形成了沒有氧氣的灼熱大氣層,包裹著地球。隨著溫度的進一步下降,蒸汽濃縮成了原始季風中的雨,填滿了海洋的盆地。
這些早期的海洋很短命。在整個冥古代,眾多行星誕生過程中產生的太空碎石——成十上百英裡長的大石塊不斷轟擊著地球。最大的一次撞擊可能蒸干了海洋,使得冷卻和濃縮過程又重新開始。
38億年前,撞擊減少了。液體水能夠得以存留。大約在這個時候,或許在海洋中,無生命的化學反應越過了某個臨界值,產生了一些復雜的分子,它們能夠自我繁殖,並且能進化得更為復雜。35億年前,生命已經演化成為單細胞的藍綠色藍藻細菌,它們在陽光照射下的海洋中繁衍興旺。這些數以萬億計的微小有機體改變了這個行星的面貌。它們捕獲太陽能來制造食物,釋放出作為排泄物的氧氣。它們一點點地將大氣變成可以呼吸的空氣,為接下來出現的生物多樣性開辟了道路。
昔日已遠逝,然而將地球從地獄改造成為適宜生存的世界的過程,今日依然歷歷在目。這個行星形成過程中留下的原始熱量,依然會從火山噴發中釋放出來,流出岩漿,溢出氣體,正如年輕的處於冷卻過程中的地球那樣。在今日地球最嚴苛的環境中,藍藻細菌仍然像它們數十億年來那樣繁衍生息。每當一株植物在剛剛冷卻的岩漿上獲得新立足點時,生命對抗岩石的勝利——正如在地球早期發生的那樣,將再一次上演。