地球是怎樣形成

關於地球的誕生有許多不同的說法，早期人們認為地球由於高溫的氣體或液體冷卻凝固而成。但是，到了最近，人們改而認為地球是由冷的宇宙塵或隕石凝集形成。

關於地球誕生時期的說法有兩種：

一、形成地球的物質凝集於一處的時期

二、地殼和地函分開的時期。

第一種說法是最能確定地球誕生的重要時期，但是其正確年代卻不易直接考證，因為億萬年來，地球經過熔化、風化和侵蝕等作用，早已失去原本的狀態。因此，要探知地球的年齡就只得求諸於隕石。隕石是地球的同胞兄弟，也是誕生於太陽系中，卻又立即死亡的物體。隕石中蘊含著地球過往的奧秘，因此若拿隕石中的含鉛量和地球的含鉛量加以比較，便可計算出地球的年齡。用這種方法求得的地球的年齡為四十五億年。

第二種說法是將第殼與地函分開的時期視為地球誕生的時期。此時期並非指一塊塊岩石的形成期，而是指地球上首次出現大陸的年代。因此我們可以將之當作地球成長中的一個階段，也就是構成地函和地殼之大量火成岩的形成期。岩漿冷凝而成的結晶岩，其中所含的鈾經過長時間的破壞會變成鉛，這種性質即可用來測定岩石的年代，而測得年代最久遠的岩石的形成約形成於距今三十五億年前，由此可之地殼的誕生必定遠在三十五億年之前。

目前人們認為，地球約形成於四十五至四十六億年前，遊行成支出的高溫逐漸冷卻，於三十八億年前出現海洋。

大約五十億年前，一個由塵埃與氣體形成的星團，在太空中緩慢地旋轉著。由於本身引力的緣故，這些物質便漸漸凝聚起來。當雲團愈縮愈小時，旋轉速度便愈快，中心部分的溫度也變得愈高。

這個溫度極高的核心，形成了一個熾熱的星球，它就是我們的太陽，而在核心的外圍，塵埃和氣體聚集成岩塊和各種石頭。

同時，這些岩塊和石頭也和太空中剩餘的氣體結合，逐漸演變成太陽系中的各顆行星，而「地球」便是其中之一。

原始地球和現在地球大不相同，形狀像個馬鈴薯，後來在小行星、小隕石的撞擊下，逐漸變大，並產生高溫，將地表熔成岩漿。

不過，原本含在小行星內的水分也因而散逸出來，凝結成雲，替地球帶來蘊育生命的海洋。

降雨前的岩漿高溫，使得地球內部熔化，所以像鐵、鏻等較重金屬朝內部集中，形成了地心，而較輕的鈣、鎂矽化物則向外，形成地函，地函在熱對流作用下，產生岩漿，再浮出地表，冷卻後就變成了地殼。

太陽的重力把逐漸堅硬的小物體拉進運行軌道中，並點火燃燒，成為長久持續的燃燒狀態。如此，太陽也把他的衛星永欲在連續發散的光、氣體及能量中。
早期地球形成時的猛烈大氣及高溫，使得地球在超古元（四十五億年前至三十九億年前）得最早歲月裡，沒有堅硬的地殼，也沒有海洋及湖泊，甚至可能連冬天的雪及冰都沒有。整個地球是一個熔融的熔岩火球。地殼放射性元素衰變所產生的熱，把整個地球都燃燒起來。地球的水以蒸氣噴泉方式自內部激射出來，由於溫度太熱，他們從未變成雨滴降到地面，只是成為為凝結的水蒸氣漂浮在大氣中。大氣層很厚，而且充斥著毒性極高的氰化物及甲醛。這時的大氣既沒有可供呼吸的氧氣，當然更沒有任何利用氧氣的有機生物產生。
地球上沒有任何岩石可以逃過這個地獄般的原始渾沌狀態。超古元的時間是由隕石及阿波羅號太空人自月球帶回來的岩石所測定的。當較小的月球在四十六億年前開始冷卻時，地球仍處於熔融狀態。大約直到三十九億年以前，地球表面才冷卻到足以形成一層薄薄的地殼，布平穩地蓋在地下仍是熔融的地函上頭。此時的地殼常被底下的熔岩穿鑿，或是被隕石從空中撞擊成大大小小的坑洞。火山自裂縫噴發出來，噴灑出熔熔的矽化物。隕石從天而降，劇烈地撞擊地球，他們有些大得像山，而且比美蘇兩個超級強國的核子彈頭，更具爆炸威力。這些隕石帶來大量太空物質，在渾沌大地上撞出一個坑洞，拋射出巨大塵粒雲柱。烏黑的塵雲被猛烈的巨風吹掃出來，繞著地球打轉數個月，直到最後整個沈降到地表上。此時，驚人的塵雲摩擦作用，造成廣泛分佈的雷鳴及閃電風暴。
原始生命露臉
然而，在三十九億年前，太古元時期開始了。他整整持續了十三億年。在這段期間可以看見生命由發生初始，慢慢擴展形成各式各樣柔軟的紫色和綠色的細菌軟墊，以及堅硬的細菌圓丘。而隨後的三十億年，巨量的岩石變成美洲、非洲及歐亞陸塊，以現今我們不熟悉的古老洲陸形狀漂浮在地球上。今天我們所認識的大陸分佈，則是在地球歷史最近十分之一的時間，才出現再現今的位置。



地球於何時形成

直到目前為止科學家發現地球上最古老的岩石的年齡是四十五到四十六億年，即是在四十五到四十六億年以前，當時在太空中的太空塵非常濃厚，由於這些太空塵的運動堆積於是形成太陽系和太陽系諸行星，地球便是在這樣的情況下生成的。

剛形成的地球和月球一樣，是由灰色的岩石所構成，不久內部的溫度越來越高，重量很重的鐵鎳等物質就下沉到中間，形成核心，地函和核心就是這樣分開的。而地函中較輕的部份則浮到地球表面形成地殼。



宇宙起源於一場大爆炸，將宇宙由一個點炸開，釋放出存在的所有能量、物質及反物質。在大霹靂後第一個百萬年裡，物理學家溫博格（Steven Weinberg,1933-,一九七九年諾貝爾物理獎得主）估計，宇宙溫度以由最初的凱氏一千億度下降到三千度左右。在這個溫度下，單一電子及質子才能結合而產生宇宙中最簡單、也是最豐富的元素--氫氣。後來，氫氣在併發成超新星。所謂的超新星，氏在超過數十億年的時間中，宇宙氫氣密度發生變化而形成的巨大星雲。載重力的作用下，超新興的核心變得很熱，足以又發熱核反應，產生了我們今天所知道的宇宙所有較重元素。

新產生的元素散布到太空中成為星塵及氣體，構成了星雲。在星雲中，又誕生了許多星球及他們的行星、衛星。星辰及氣體則會再度因重力作用而彼此吸引在一起、經過墜落及聚集，直到產生核反應。

在第一個叫做地球的東西，於銀河外幣的太陽星雲形成之前的五十億年到一百五十億年間，宇宙早已發生了數十億計星球形成的合併事件了。

那些日後註定要變成地球氣體雲團的物質，包括了氫、氦、碳、氮、氧、鐵、鋁、金、鈾、硫、磷及矽等元素。太陽系的其他星球也以相同的氣體及塵粒團塊開始成形。若在當時，這些氣體及塵粒沒有被位居星雲中心的雛型太陽所吸引，就會像沒有目標的碎屑，冷卻並漂浮在毫無生機的太空中。

太陽的重力把逐漸堅硬的小物體拉進運行軌道中，並點火燃燒，成為長久持續的燃燒狀態。如此，太陽也把他的衛星永欲在連續發散的光、氣體及能量中。



早期地球形成時的猛烈大氣及高溫，使得地球在超古元（四十五億年前至三十九億年前）得最早歲月裡，沒有堅硬的地殼，也沒有海洋及湖泊，甚至可能連冬天的雪及冰都沒有。整個地球是一個熔融的熔岩火球。地殼放射性元素衰變所產生的熱，把整個地球都燃燒起來。地球的水以蒸氣噴泉方式自內部激射出來，由於溫度太熱，他們從未變成雨滴降到地面，只是成為為凝結的水蒸氣漂浮在大氣中。大氣層很厚，而且充斥著毒性極高的氰化物及甲醛。這時的大氣既沒有可供呼吸的氧氣，當然更沒有任何利用氧氣的有機生物產生。

地球上沒有任何岩石可以逃過這個地獄般的原始渾沌狀態。超古元的時間是由隕石及阿波羅號太空人自月球帶回來的岩石所測定的。當較小的月球在四十六億年前開始冷卻時，地球仍處於熔融狀態。大約直到三十九億年以前，地球表面才冷卻到足以形成一層薄薄的地殼，布平穩地蓋在地下仍是熔融的地函上頭。此時的地殼常被底下的熔岩穿鑿，或是被隕石從空中撞擊成大大小小的坑洞。火山自裂縫噴發出來，噴灑出熔熔的矽化物。隕石從天而降，劇烈地撞擊地球，他們有些大得像山，而且比美蘇兩個超級強國的核子彈頭，更具爆炸威力。這些隕石帶來大量太空物質，在渾沌大地上撞出一個坑洞，拋射出巨大塵粒雲柱。烏黑的塵雲被猛烈的巨風吹掃出來，繞著地球打轉數個月，直到最後整個沈降到地表上。此時，驚人的塵雲摩擦作用，造成廣泛分佈的雷鳴及閃電風暴。


原始生命露臉

然而，在三十九億年前，太古元時期開始了。他整整持續了十三億年。在這段期間可以看見生命由發生初始，慢慢擴展形成各式各樣柔軟的紫色和綠色的細菌軟墊，以及堅硬的細菌圓丘。而隨後的三十億年，巨量的岩石變成美洲、非洲及歐亞陸塊，以現今我們不熟悉的古老洲陸形狀漂浮在地球上。今天我們所認識的大陸分佈，則是在地球歷史最近十分之一的時間，才出現再現今的位置。

如同其他的類地行星，地球內部從外向內分別為矽質地殼、高度粘滯狀地幔、以及一個外層為非粘滯液態內部為固態的地核。地核液體部份導電質的對流使得地球產生了微弱的地磁場。

地球內部的金屬質不斷的通過火山和大洋裂縫涌出地表（參見海底膨脹條目）。組成地殼大部分的岩石年齡都不超過1億（1×108）年；目前已知的最古老的地殼年齡大約有44億（4.4×109）年歷史[2]。

總體來說，地球大部分的質量是由下列元素組成：

鐵: 34 .6 %
氧: 29 .5 %
矽: 15 .2 %
鎂: 12 .7 %
鎳: 2 .4 %
硫: 1 .9 %
鈦: 0 .05 %
其他元素: 3 .65 %
內部
地球內部溫度高達5270K。行星內部的熱量來自於其形成之初的「吸積」（參見重力結合能）。這之後的熱量來自於類似鈾釷和鉀這類放射性元素的衰變。從地球內部到達地表的熱量只有地表接收太陽能量的1/20000。
地球內部分為:
0-60 千米 - 岩石圈
0-30/35 千米 - 地殼
30/35-2900 千米 - 地幔
100-700 千米 - 軟流層
2900-5100 km - 地核外核
5100-~6375 km - 地核核心
地核
地球的平均密度為5515kg/m3，是太陽系中密度較大的行星。但地球表面物質的密度只有大約3000kg/m3，所以一般認為地核處存在高密度物質－在地球形成早期，大約45億（4.5×109）年前，地球幾乎是由熔化的金屬組成的，這就導致了地球中心處發生高密度物質聚集，低密度物質移向地表的過程（參見行星分異作用）。地核大部分是由鐵所組成（占80%），其餘物質基本上是鎳和矽。像鈾等高密度元素要麼在地球是稀少的，要麼就是和輕元素相結合存在於地殼中（參見長英礦物條目）。
地核位於古登堡界面以內，地核又以利曼界面為界分為兩部分：一個半徑約1250km的核心，即G層，以及一個在核心外部一直到距地心約3500km的液態外核，即E、F層。F層是地核與地幔的過渡層。
一般的，人們認為地球核心是一個主要由鐵和一部分鎳組成的固態核心。一個不同的觀點則認為核心可能是由單鐵結晶組成。包在核心外層的外核一般認為是由液態鐵質混和液態鎳和其他輕元素組成的。通常，人們相信外核中的對流加上地球的快速自轉－通過發電機理論（參見科里奧利力）－是產生地磁場的原因。固態核心因為溫度過高以至於不可能產生一個永磁場（參見居裡點）。但核心仍然可能保存有液態外核產生的磁場。
最近的觀測證據顯示核心可能要比地球其他部分自轉的快一點：一年大約相差2°（Comins DEU-P82）.
地幔
從地核外圍約2900公里深處的古登堡面一直延伸到約33公里深處莫霍界面的區域被稱作地幔。在地幔底部的壓力大約是1.40Matm（140GPa）。那裡大部分都是由富含鐵和鎂的物質所組成。物質的熔點取決於所處之處的圧力。隨著進入地幔的深入的增加，受到的壓強也逐漸增加。地幔的下部一般被認為是固態的，上地幔人們則一般認為是由塑性物質所構成。上地幔區域物質的粘滯度在1021至1024Pa•s之間，具體數據依據深度而變化[3]，所以上地幔才有可能緩慢地流動。
地球核心是固態、外核是液態、而地幔卻是固態或塑性的，其原因在於不同地層物質的熔點，以及隨著深度增加的溫度和壓強。在地表溫度足夠低，主要成分鎳鐵合 金和矽岩呈固態。地幔上層的矽岩基本是固態的，局部有熔化的，但總的說來由於溫度高且壓強較小，粘滯度相對較低。而地幔下層由於巨大的壓強，粘滯度要比上層的大得多。金屬質的鎳鐵外核因為合金熔點低，儘管壓強巨大，還是呈液態。最終，極大的壓強使得核心呈固態。
地殼
地殼指的是從地面至平均深度約33km深處的莫霍界面的地下區域。薄的洋底殼是由高密的鎂矽酸鐵岩(鎂鐵礦)構成。矽酸鎂鐵岩是組成大洋盆地的基礎材料。比較厚的陸殼是由密度較小的鋁矽酸鉀鈉岩(長英礦物)所構成。地殼與地幔的交界處呈現不同的物理特性：首先，存在一個使地震波傳播速率發生改變層稱做莫霍洛維奇分界面的物理界線面，一般認為，產生分界面的原因是因為上部構成的岩石包括了斜長石而下部沒有長石存在。第二個不同點就是地殼與地幔見存在化學改變－大洋殼深處部分觀察到超鹼性積累和無磁場的斜方輝橄岩的差別以及大洋殼擠壓陸殼產生的蛇綠岩之間的差別。