科普-中华学生百科全书-第863部分
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始他们的新生活。
地球奥秘
地球的起源
我们一降生到这个世界上，就同地球分不开了。地球作为我们诞生、劳
动、生息、繁衍的地方，人类共有的家园，和我们的关系太密切了。那么地
球是如何形成的呢？
对于这一问题，自古以来，人们就对它有着种种解释，也留下了很多的
神话传说。
我国古代有“盘古开天辟地”之说。相传，世界原本是一个黑暗浑沌的
大团团，外面包裹着一个坚硬的外壳，就像一只大鹅蛋。多年以后，这个大
黑团中诞生了一个神人——盘古。他睁开眼睛，可周围漆黑一片，什么也看
不见，他挥起神斧，劈开浑沌，于是，清而轻的部分上升成了天空，浊而重
的部分下沉成了大地……
在西方国家，据《圣经》记载，上帝耶和华用六天时间创造了天地和世
界万物。第一天他将光明从黑暗里分出来，使白天和夜晚相互更替；第二天
创造了天，将水分开成天上的水和地上的水；第三天使大地披上一层绿装，
点缀着树木花草，空气里飘荡着花果的芳香；第四天创造了太阳和月亮，分
管白天和夜晚；第五天创造了飞禽走兽；第六天，创造了管理万物的人；第
七天，上帝休息了，这一天称为“安息日”，也就是现在的星期天……
现在看来，这些美丽的神话传说是没有科学根据的。随着生产的发展，
对太阳系的认识也逐渐深刻。18 世纪以来，相继出现了很多假说。近数十年
来，由于天体物理学等近代科学的发展、天文学的进步、宇航事业的兴起等
为地球演化的研究提供了更多的帮助，现介绍几种假说供参考。但要解开宇
宙之谜，还须我们不懈的努力。
星云说：法国数学家和天文学家拉普拉斯（1749～1827）于 1796 年发表
的《天体力学》及后来的《宇宙的叙述》中提出太阳系成因的假说——星云
说。他认为太阳是太阳系中最早存在的星体，这个原始太阳比现在大得多，
是由一团灼热的稀薄物质组成，内部较致密，周围是较稀薄的气体圈，形状
是一个中心厚而边缘薄的饼状体，在不断缓慢的旋转。经过长期不断冷却和
本身的引力作用，星云逐渐变得致密，体积逐渐缩小，旋转加快，因此愈来
愈扁。这样位于它边缘的物质，特别是赤道部分，当离心加速度超过中心引
力加速度时，便离开原始太阳，形成无数同心圆状轮环（如同现在土星周围
的环带），相当于现在各行星的运行轨道位置。由于环带性质不均一，并且
带有一些聚集凝结的团块。这样在引力作用下，环带中残余物质，都被凝固
吸引，形成大小不一的行星，地球即是其中一个。各轮环中心最大的凝团，
便是太阳，其余围绕太阳旋转，由于行星自转因此也可以产生卫星，例如地
球的卫星——月亮，这样地球便随太阳系的产生而产生了。
灾难学派的假说：1930 年英国物理学家金斯提出气体潮生说，他推测原
始太阳为一灼热球状体，由非常稀薄的气体物质组成。一颗质量比它大得多
的星体，从距离不远处瞬间掠过，由于引力，原始太阳出现了凸出部分，引
力继续作用，凸出部分被拉成如同雪茄烟一般的长条，作用在很短时间内进
行。较大星体一去不复返，慢慢地太阳获得新的平衡，从太阳中分离出长条
状稀薄气流，逐渐冷却凝固而分成许多部分，每一部分再聚集成一个行星。
被拉出的气流，中间部分最宽，密度最大，形成较大的木星和土星。两端气
流稀薄些，形成较小的行星，如水星、冥王星、地球等。
陨石论（施密特假说）：前两种假说都提出了一个原始太阳分出炽热熔
融气体状态的物质。施密特根据银河系的自转；和陨石星体的轨道是椭圆的
理论，认为太阳系星体轨道是一致的，因此陨星体也应是太阳系成员。因此
他于 1944 年提出了新假说：在遥远的古代，太阳系中只存在一个孤独的恒星
——原始太阳，在银河系广阔的天际沿自己轨道运行。约在 60～70 亿年前，
当它穿过巨大的黑暗星云时，便和密集的陨石颗粒、尘埃质点相遇，它便开
始用引力把大部分物质捕获过来，其中一部分与它结合；而另一些按力学的
规律，聚集起来围绕着它运转，及至走出黑暗星云，这时这个旅行者不再是
一个孤星了。它在运行中不断吸收宇宙中陨体和尘埃团，由于数不清的尘埃
和陨石质点相互碰撞，于是便使尘埃和陨石质点相互焊接起来，大的吸小的，
体积逐渐增大，最后形成几个庞大行星。行星在发展中又以同样方式捕获物
质，形成卫星。
以上仅介绍三种关于地球起源的学说，一般认为前苏联学者施密特的假
说（陨石论）是较为进步的，也较为符合太阳系的发展。根据这一学说，地
球在天文期大约有两个阶段：
（1）行星萌芽阶段：即星际物质（尘埃，硕体）围绕太阳相互碰撞，开
始形成地球的时期。
（2）行星逐渐形成阶段：在这一阶段中，地球形体基本形成，重力作用
相当显著，地壳外部空间保持着原始大气（CH·NH4，H2O，CO2，等）。由于
放射性蜕变释热，内部温度产生分异，重的物质向地心集中，又因为地球物
质不均匀分布，引起地球外部轮廓及结构发生变化，亦即地壳运动形成，伴
随灼热融浆溢出，形成岩侵入活动和火山喷发活动。
以上便是地球演化较新的观点。上述从第二阶段起，地球发展由天文期
进入到地质时期。
地球的年龄
地球有多大岁数？从人类的老祖先起，人们就一直在苦苦思索着这个问
题。
玛雅人把公元前 3114 年 8 月 13 日奉为“创世日”；犹太教说“创世”
是在公元前 3760 年；英国圣公会的一个大主教推算“创世”时间是公元前
4004 年 10 月里的一个星期日；希腊正教会的神学家把“创世日”提前到公
元前 5508 年。著名的科学家牛顿则根据《圣经》推算地球有 6000 多岁。而
我们民族的想象更大胆，在古老的神话故事“盘古开天地”中传说，宇宙初
始犹如一个大鸡蛋，盘古在黑暗混沌的蛋中睡了 18000 年，一觉醒来，用斧
劈开天地，又过了 18000 年，天地形成。即便如此，离地球的实际年龄 46
亿年仍是差之甚远。
人们是用什么科学方法推算地球年龄的呢？那就是天然计时器。
最初，人们把海洋中积累的盐分作为天然计时器。认为海中的盐来自大
陆的河流，便用每年全球河流带入海中的盐分的数量，去除海中盐分的总量，
算出现在海水盐分总量共积累了多少年，就是地球的年龄。结果得数是 1 亿
年。为什么与地球实际年龄相差 45 亿年呢？一是没考虑到地球的形成远在海
洋出现之前；二是河流带入海洋的盐分并非年年相等；三是海洋中盐分也常
被海水冲上岸。种种因素都造成这种计时器失真。
人们又在海洋中找到另一种计时器——海洋沉积物。据估计，每 3000～
10000 年，可以造成 1 米厚的沉积岩。地球上的沉积岩最厚的地方约 100 公
里，由此推算，地球年龄约在 3—10 亿年。这种方法也忽略了在有这种沉积
作用之前地球早已形成。所以，结果还是不正确。
几经波折，人们终于找到一种稳定可靠的天然计时器——地球内放射性
元素和它蜕变生成的同位素。放射性元素裂变时，不受外界条件变化的影响。
如原子量为 238 的放射性元素——铀，每经 45 亿年左右的裂变，就会变掉原
来质量的一半，蜕变成铅和氧。科学家根据岩石中现存的铀量和铅量，算出
岩石的年龄。地壳是岩石组成的，于是又可得知地壳的年龄，大约是 30 多亿
年，加上地壳形成前地球所经历的一段熔融状态时期，地球的年龄约 46 亿
岁。
地球的幼年时代——太古代时期
经过了天文期以后，地球便正式成为太阳系的成员。大约又经过 22 亿
年，地球发展便进入到地质时期——太古代。这段从 46 亿年～38 亿年的地
质时期有哪些特点？
（1）薄而活动的原始地壳：根据资料分析，原始地壳的部分可能更接近
于上地幔。硅铝质和硅镁质尚未进行较完全的分异，因此太古代时期的地壳
是很薄的，也没有现在这样坚固复杂。由于地球内部放射性物质衰变反映较
为强烈，地壳深处的融熔岩浆，不时从地壳深处，沿断裂涌出，形成岩浆岩
和火山喷发。当时到处可见火山喷发的壮观景象。因此我们现在从太古代地
层中，普遍可见火山岩系。
（2）深浅多变的广阔海洋中散布少数孤岛：当时地球的表面，还是海洋
占有绝对优势，陆地面积相对较少，海洋中散布着孤零的海岛，地壳处于十
分活跃状态，海洋也因强烈的升降运动，而变得深浅多变。陆地上也有多次
岩浆喷发和侵入，使上面局部地区固结硬化，使地壳慢慢向稳定方向发展，
因此太古代晚期形成了稳定基底地块——“陆核”。陆核出现，标志地球有
了真正的地壳。
（3）富有 CO2，缺少氧气的水体和大气圈：太古代地球表面，虽然已经
形成了岩石圈、水圈和大气圈。但那时的地壳表面，大部分被海水覆盖，由
于大量火山喷发，放出大量的 CO2，同时又没有植物进行光合作用，海水和
大气中含有大量的 CO2，而缺少氧气。大气中的 CO2随着降水，又进入到海洋，
因此海洋中 HCO3 浓度增大。岩浆活动和火山喷发的同时，带来大量的铁质，
…
有可能被具有较强的溶解能力的降水和地表水溶解后带入海洋。含 HCO3 高浓
…
度海水同时具有较大的溶解能力和搬运能力，因此可将低价铁源源不断地搬
运至深海区，这就是为什么太古代铁矿石占世界总储量 60％，矿石质量好，
并且在深海中也能富集成矿的原因。
（4）太古代的地层：太古代的地层，都是一些经过变质的岩石，例如片
麻岩、变粒岩、混合岩等深变质的岩石。我国太古代地层只分布在秦岭、淮
河以北地区。出产鞍山式铁矿的鞍山、吕梁山、泰山、太行山等地均有太古
代地层。
地球的少年时代——元古代时期
地球发展从 26～6 亿年，这段经历了 20 亿年的悠久历史，称为元古代。
在这漫长的时期，地球上许多事物从无到有，就像是一个人的少年时代，长
成了初步的轮廓。
太古代末期的一次地壳运动，在我国称为泰山运动、鞍山运动或阜平运
动。太古代形成的陆核，到元古代时进一步扩大，稳定性增强，形成规模较
大的原地台，后又经过几次地壳运动，原地台发展为古地台，地壳发展也由
单层结构发展为双层结构。所谓双层结构，即是有结晶基底和沉积盖层，在
世界范围内出现八大地台与九大地槽对立的局面。
这时海洋中，已经出现了丰富繁多的藻类，由于这些布满海洋的藻类植
物的光合作用，吸收大量 CO2 放出氧气，因此这时海洋和大气中有较多的游
氧存在，同时 CO2也相对减少，为生物发展准备了物质条件。
元古代末期，我国有一套地层名词，称为震旦系，指的是 8～6 亿年这段
时期。这是 1924 年李四光先生在长江三峡地区所建立的地层系说。“震旦”
是中国的古称（这套地层名称目前尚未在国际上采用）。在震旦纪的后期，
有一次世界性的大冰期。我国大部分地区均有分布。冰期是指：较大范围内
气温下降，雪线降低（一般雪线在 5000 米海拔高度左右），冰原扩大（例如
震旦冰期时，长江三峡，贵州、湖南、江西等省均有分布）。震旦纪的磷矿、
锰矿都是我国重要的含矿层位。例如开阳磷矿、浏阳磷矿、襄阳磷矿、湘坛
锰矿等，都产于这一时代。
地球的青年时代——古生代时期
古生代大约是 6～2．3 亿年，经历 3．7 亿年的历史。这比起太古代和元古
代来，时间不算很长，但从地球的发展来看，却是一个重要的时期，这犹如
人生的青年时代。根据发展可分早、晚两个阶段：
早古生代划分三个纪：寒武纪是根据英国威尔士西部的寒武山而得名；
奥陶纪是英国威尔士的一个民族的名称；志留纪是威尔士民族居住地。
晚古生代也划分三个纪：早、晚古生代之间有一个地壳运动，称为加里
