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於有機物可以在很長的一段時間內聚集並且維持其穩定性,生命的化學進化很可能與地球上最早的水圈的形成是在同一時期發生的,或許在地球的液態水圈形成之前,在水蒸汽中就已出現了。地球化學證據表明,化學進化大約發生在太古宙早期,距今3 500… 3 900 M a年前(W ashington; 2000):在南非發現的微化石沉積物顯示在3 400 M a年前地球上就已經有生命存在(Knoll et al。 ; 1977) ;有細胞結構的生命至少在3 500 Ma年前就已存在( Schopf; 1993);對碳穩定同位素的分析表明在3800 M a年前生物的有機合成已經出現(M ojzsis etal。,1996; Rosing; 1999) ; 1996年M ojzsis等發現,一種由磷灰石顆粒組成的磷酸鈣礦物中嵌有石墨的“包體”,更把生命存在的時間推早到3 870 M a年 。 想看書來
第六節 地殼、大氣、海洋、氣候、生命的變遷史綜合
第六節 地殼、大氣、海洋、氣候、生命的變遷史綜合
1 、地殼
地殼是有岩石組成的固體外殼,地球固體圈層的最外層,岩石圈的重要組成部分。其底界為莫霍洛維奇不連續面(莫霍面)。整個地殼平均厚度約17千米,其中大陸地殼厚度較大,平均為33千米。高山、高原地區地殼更厚,最高可達70千米;平原、盆地地殼相對較薄。大洋地殼則遠比大陸地殼薄,厚度只有幾千米。青藏高原是地球上地殼最厚的地方,厚達70千米以上;而靠近赤道的大西洋中部海底山谷中地殼只有千米厚;太平洋馬里亞納群島東部深海溝的地殼更薄,是地球上地殼最薄的地方。
地殼分為上下兩層。上層化學成分以氧、矽、鋁為主,平均化學組成與花崗岩相似,稱為花崗岩層,亦有人稱之為“矽鋁層”。此層在海洋底部很薄,尤其是在大洋盆底地區,太平洋中部甚至缺失,是不連續圈層。下層富含矽和鎂,平均化學組成與玄武岩相似,稱為玄武岩層,所以有人稱之為“矽鎂層”(另一種說法,整個地殼都是矽鋁層,因為地殼下層的鋁含量仍超過鎂;而地幔上部的岩石部分鎂含量極高,所以稱為矽鎂層);在大陸和海洋均有分佈,是連續圈層。兩層以康拉德不連續面隔開。
在地殼中最多的化學元素是氧,它佔總重量的;其次是矽,佔;以下是鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂。丰度最低的是砈和鍅,約佔1023分之一。上述8種元素佔地殼總重量的,其餘80多種元素共佔。
地殼中各種化學元素平均含量的原子百分數稱為原子克拉克值,地殼中原子數最多的化學元素仍然是氧,其次是矽,氫是第三位。
大約99%以上的生物體是由10種含量較多的化學元素構成的,即氧、碳、氫、氮、鈣、磷、氯、硫、鉀、鈉;鎂、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬的含量較少;而矽、鋁、鎳、鎵、氟、鉭、鍶、硒的含量非常少,被稱為微量元素。表明人與地殼在化學元素組成上的某種相關性。
2、地殼、海洋、大氣、生物綜合演化簡史
(一)太古代(距今約25億年之前)
太古代是地質年代中最古老、歷時最長的一個代,即原始地殼以及原始大氣圈、水圈、沉積圈和生物的發生、發展的初期階段。
地球剛剛開始時是個高溫熔融狀態的紅色球體,後來重的鐵、鎳逐漸沉到中心而成為高溫固體狀的地核心,較輕的高溫液體狀的鐵、鎳、硫、矽成了地外核;而更輕的氧化鐵、氧化鎂、一氧化矽、三氧化鋁在下,橄欖石、正輝石在中,上為高溫熔融粘滯層,這三個圈形成地幔層,其上部冷卻形成地殼。地殼在太平洋最深處只有5km,在青藏高原最厚處卻達80km,但它們對於地球半徑6371km來說,只能算是薄板而已。地殼形成時噴出大量的水和氣,從而形成原始的水圈,當時陸地極少,故地球表面成為藍色的海洋。
地殼剛形成時各地厚度差別不大,僅有少數較厚的地而露出水面,稱為陸核,如我國華北、加拿大、澳大利亞、南極洲、非洲的部分地區。露出水而的岩石經風化後就由大變小,最後形成岩屑、砂礫、淤泥並進入海洋而沉積下來,從而形成最早的沉積岩。到了距今25億年時,分散在各地的陸核可能相撞在一起而第一次形成泛大陸。相撞造成了強烈的地殼運動。目前依據是在河北遵化縣發現了陸核相撞而形成的縫合線,以及洋底才有的大片蛇綠岩;當時華北在十幾億年
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