天文学
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最后更新:2025年10月2日

冥古宙

冥古地狱
新生恒星周围的吸积盘。这张真实图像是对原行星与原恒星星云迄今最精确的拍摄。该图像由NASA/ESA哈勃太空望远镜以毫米波拍摄,清晰可见年轻恒星HL Tauri(中心)周围的原行星盘。这一观测揭示了新生系统中心暗区中可能正在形成行星的位置。图像由位于智利北部阿塔卡马沙漠的巨型ALMA射电望远镜的66天线阵列拍摄。图片来源:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)、NSF。

地球历史上最早的时期

冥古宙是地球历史上最早的时期,标志着太阳系形成的终结。冥古宙始于约45.4亿年前,持续了约7亿年。

太阳系诞生于一片巨大的气体和尘埃云,其形成很可能由附近一颗超新星的爆炸所触发。在冥古宙之初,原太阳核已经坍缩,而我们的太阳——它捕获了星云99.86%的质量——已持续明亮地照耀了约1亿年。星云中剩余的0.14%物质与太阳成分相同,在比现今强10万倍的太阳风推动下,形成了一个盘状结构。

同一平面内的尘埃颗粒具有相同的速度,容易聚集在一起而不会反弹,形成从岩石大小到原行星不等的物质颗粒。这一吸积阶段持续了10万年。

较大的天体通过引力捕获较小的天体,并开始在太阳周围确立自己的位置。然而,天空依然黑暗,仍充斥着数十亿大小不一的岩石,它们相互碰撞。由岩石和冰构成的小型星子密集盘状结构向外延伸,远达距太阳35个天文单位之处。

注:哈迪斯,在罗马神话中亦被称为普路托,是古希腊的主要神祇之一。他是冥界(死者领域)与地下财富之神。

冥古宙的地狱

轨道不稳定,天体不断受到较大星子的引力摄动而偏转。在这场地狱般的芭蕾中,所有天体频繁交错轨道并发生碰撞。 这便是晚期重轰炸期(LHB)的时代,大型天体的数量在此阶段逐渐减少。最终仅剩约二十个大小介于月球与火星之间的天体,它们开始在近乎圆形的轨道上运行。 轨道上仍有火流星穿行,而超大型天体的数量持续下降。于是,吸积现象最终形成了现今的行星。 在数百万次小型撞击中,一次灾难性的撞击改变了我们年轻的地球。

其中一个天体,大小与火星相当(质量仅为现今地球的十分之一),与原始地球发生了碰撞。这场剧烈的撞击撕裂了地球部分地幔,却未触及地核,并将物质抛散至洛希极限外的轨道上。撞击产生的巨大热量蒸发了其大气层,而在地球引力作用下保留的难熔物质最终形成了月球。

短短几千年间,一颗被炽热熔岩覆盖的巨大岩石球体,在距离太阳不远的特殊轨道上找到了自己的位置。年轻的原始地球在这片燃烧的混沌中开始成形,它的历史由此开启——彼时正值冥古宙之初。在最初的数百万年间,地球迅速冷却。冷却过程中,固态地壳逐渐形成(约在地球形成后1.6亿年),同时内部流体层脱气作用产生了新的大气层。

注:太古宙时期(澳大利亚东部的杰克山)的陆地岩石。2001年从一处岩石露头中提取的锆石证实了这一点。这颗锆石的年龄估计为44亿年,仅比45亿年前月球形成晚1亿年。地壳大约形成于我们的行星形成(45.4亿年前)后1.6亿年。

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