第二章-宇宙、地球的起源与演化.ppt

课外作业： 观看在线科普电影() 宇宙与人(1小时) 联系方式：蔡爱群 8219055caq501@163.com §2.恒星演化及太阳系的形成 2.1 星系的起源 2.2 恒星的起源与演化 2.3 太阳系的形成 2.4 似地行星和地外文明探索 2.5 二十一世纪近地宇宙开发 2.3 太阳系形成假说 ?? 2.3.1 星云说的提出与发展 　 第一个在科学上产生巨大影响的星云说是“康德-拉普拉斯星云说”。该学说分别由德国哲学家康德（I .Kant）（1755年）及法国数学家拉普拉斯（Laplace）（1796年）独立提出，他们都能从科学的角度来说明太阳系的一些主要特征，并且都认为太阳系是由一团星云物质通过万有引力等自然规律作用而逐渐形成的。　 ②俘获说——太阳从恒星际空间俘获物质，形成原行星云，再演变为行星。 ③共同形成说——太阳系的所有天体都由同一个原始星云形成，星云中心部分形成太阳，外围部分形成行星等天体。 思考题 1.大爆炸宇宙学说的主要内容是什么？ 2.恒星是如何演化形成的？ 3.地球是如何演化形成的？ 在地球的形成过程中，由于物质的分化作用，不断有轻物质随氢和氦等挥发性物质分离出来，并被太阳光压和太阳抛出的物质带到太阳系的外部，因此，只有重物质或土物质凝聚起来逐渐形成了原始的地球，并演化为今天的地球。 关于形成原始地球的方式，尽管还存在很大的推测性，但大部分研究者的看法与戴文赛先生的结论一致，即在上述星云盘形成之后，由于引力的作用和引力的不稳定性，星云盘内的物质，包括尘埃层，因碰撞吸积，形成许多原小行星或称为星子，又经过逐渐演化，聚成行星，地球亦就在其中诞生了。 根据估计，地球的形成所需时间约为1千万年至1亿年，离太阳较近的行星（类地行星），形成时间较短，离太阳越远的行星，形成时间越长，甚至可达数亿年。 ?至于原始的地球到底是高温的还是低温的，科学家们也有不同的说法。从古老的地球起源学说出发，大多数人曾相信地球起初是一个熔融体，经过几十亿年的地质演化历程，至今地球仍保持着它的热量。 现代研究的结果比较倾向地球低温起源的学说。地球的早期状态究竟是高温的还是低温的，目前还存在着争论。 然而，无论是高温起源说还是低温起源说，地球总体上经历了一个由热变冷的阶段，由于地球内部又含有热源，因此这种变冷过程是极其缓慢的，直到今天地球仍处于继续变冷的过程中。 46亿年前太阳星云中分化形成原始地球，温度较低，轻重元素浑然一体，尚无圈层分异。 原始地球一旦形成，有利于吸集更多星云物质使体积和重量迅速增加，同时因重力分异、放射性元素蜕变和星体撞击而增温。 3.1.2 地球的圈层分异 原始地球内部增温达到熔融状态时，亲铁元素比重大而下沉形成铁镍地核，亲石元素上浮组成地幔和地壳。更轻的液态和气态成分，通过火山喷发溢出地表形成原始大气圈、水圈。 地球初始圈层分异的时间约在42亿年前。 3.2 地球年龄的测定 放射性同位素 蜕（衰）变原理: 放射性元素总是以不受外界温度、压力条件影响的以一定速率蜕（衰）变为它种元素, 如238U经过45亿年后其一半原子数蜕变为205Pb,故称谓半衰期。 我们只需在研究样品（岩石、矿物、毛发、木材等）中测出蜕变前后有关元素的含量，就可以获得母体物质形成年龄的数据。 不同样品适用不同的方法，测定精度不同。 3.3 生命起源 星际空间虽然广泛存在有机分子, 但 从无生命的简单有机物单分子（氨基 酸等）→复杂有机物大分子（类蛋白 质等）→有新陈代谢 生命现象的多分子体系 （以蛋白质、核酸为基础），需要 经过由 化学演化→ 生命演化的连续序列和重大飞跃。 在灼热的恒星上和低温、多变 的宇宙太空中都缺乏实现上述转变 的有利环境。 早期地球的表层环境具备这种条件： 原始岩石圈 (硅镁质玄武岩地壳）提供了稳固的生物演化载体，地表温度仍达到300°C±。 原始气圈（火山喷发大量水蒸气、H2 、CO、NH3 、CH4、 H2S等，属于还原环境）。 原始水圈 (属于强酸性）。 不同圈层间已存在相互作用和联系，岩石圈风化后提供多种元素、矿物和黏土。 洋底热泉 这种极端环境在现今太平洋海底的热泉喷口处已经发现，在太阳系的其他行星和卫星上也可能存在。 3.4 生物圈的形成和发展(生物演化的几个突发期) 35亿年前: 厌氧异养原核生物。 30亿年前: 厌氧自养原核生