[科技杂谈]一口气看完46亿年地球史

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人类到底有多渺小？人类文明大概是从公元前3500年开始的，到现在也不过5500年左右。这相对于地球的46亿年历史而言，完全可以是忽略不计的存在。



那么问题来了，地球从诞生起，一直到现代人类文明的诞生，这46亿年到底经历了什么？由于46亿年这是一个巨大的时间尺度，不便于理解。因此，我们可以把地球的46亿年浓缩成一天，然后来看看这一天到底发生了什么？



地球的诞生故事还要从宇宙的诞生说起。话说138亿年前，发生了宇宙大爆炸，随后宇宙开始演化，在接下来漫长的岁月里，宇宙中出现了恒星、星系。其中第二代恒星（也有说是第一代恒星）发生了超新星爆炸，把自身的物质抛洒到了太空当中，形成了星云物质。



其中有一部分的物质就处于如今太阳系的位置附近，在大概46亿年前，这里由于某种扰动，物质之间的引力平衡被破坏，物质开始在引力的作用下逐渐形成了太阳。



而在形成太阳过程中，还有一些边角料，其中一部分边角料在引力的作用下，聚合成了原始地球。此时的地球温度极高，简直就是一颗火球，我们也说它是：火球地球。



如果地球历史浓缩成一天，那么这个时间大概就是凌晨0点整。地球年代的划分由于地球历史非常漫长，科学家也对地球的历史进行了划分，划分的依据是地壳上不同时期的岩石和地层。一般来说，划分为：宙、代、纪、世、期、时。这有的“宙”有点类似于唐、宋、元、明这些朝代，“代”有点类似于初唐，中唐，晚唐，而“纪”类似于贞观，开元这类的年号，以此类推。我们这次主要从“宙”的视角来看过去46亿年的地球历史。



冥古宙地球的第一个大时代被称为：冥古宙。起于地球诞生至38亿年前。如果把地球历史浓缩成一天，整个冥古宙大概是从0点到4点。这期间主要发生了四件大事，分别是月球的形成，固体地壳的形成，原始海洋的出现，原始大气的出现。月球的形成首先发生的大事件莫过于月球的形成，在距今46亿年前，地球轨道附近有一颗质量和火星差不多的天体，我们现在把它叫做：忒伊亚。它在距今45.33亿年前，突然撞上了地球，把自己撞得粉碎，一部分重金属物质进入到了地球内部，一部分物质抛洒在的太空当中。后来，在引力的作用下，这些物质引力作用下逐渐形成了月球，并且绕着地球转动。



忒伊亚这一撞，还把地球自转倾斜了23.5°，使得地球的许多地方有了规律的四季变化。如果把地球历史浓缩成一天，月球的形成是在凌晨00:11。固态地壳地球在形成之初，温度极其高，完全就是一颗火球状态。随着时间的流逝温度逐渐降低，冷却后，形成了地壳、地幔、地核。在距今44.5亿年前，固体的地壳结构得以形成。



如果把地球历史浓缩成一天，那么固态地壳的形成是在凌晨00:47。原始海洋原本在形成地球时，星云物质中就有不少的氢离子、羟基以水化作用所在星云物质分子当中。当地球形成时，由于温度极高，这些氢离子和羟基发生汽化进入到大气中，形成了水蒸气，由于地球引力作用，它们没有逃离地球。随着地球的冷却，这些水蒸气与尘埃凝结成了水滴，掉落到地面，这也就是地球史上的第一场雨，遍布整个地球，持续时间可能达到上千万年。在距今42亿年前，这些雨水最终汇聚成了原始海洋，此时大地是连成整片的，海洋也是连在一起的。



如果把地球历史浓缩成一天，那么原始海洋的出现是在凌晨01:50。原始大气在距今40亿年前，地球上开始遭受了小行星、彗星等天体持续不断的大规模撞击，整个过程持续了2亿年。这些天体上有许多冰，这些冰最终以“水”的形式留在了地球上，这些天体说白了就像是地球的送水工一样。而大规模持续不断的撞击，也让地球的地壳发生了剧烈的变化，许多气体从火山口释放出来，构成了原始的大气。



根据科学家们的推断，原始大气的主要成分有氨气、甲烷、水蒸气、二氧化碳等气体，唯独没有氧气。如果人类穿越回到那个时代，基本上撑不过2分钟就会缺氧而死。如果把地球历史浓缩成一天，那么原始大气的出现是在凌晨03:00。太古宙地球的第二个大时代叫做：太古宙。拢共就发生了两件大事：生命起源和大氧化。这个时代虽然看起来很无聊，但却必不可少，没有这两个重大事件，就不可能有人类。那这两个时间到底是咋回事呢？生命起源根据生命起源的主流理论：海底热泉口假说。在距今38亿年前，当时原始海洋中存在着海底热泉口，在海底热泉口附近诞生了最早的生命。



它们是利用海底热泉口附近的氢离子定向移动来获取能量，同时依靠RNA来作为遗传物质。而现在地球上所有生物的最后普遍共同祖先也是在这个时候出现的，它被称为：LUCA。



它随后分化出了细菌和古菌。如果把地球历史浓缩成一天，那么最后普遍共同祖先LUCA的出现是在凌晨04:00前后。大氧化不知道你发现没有，早期的生命是起源于海洋，而不是起源于陆地。这主要是因为陆地的紫外线太强了，当时大气中没有氧气，更没有臭氧层，无法隔绝太阳的紫外线。而紫外线对生物而言是致命的。因此，早期地球的霸主是厌氧菌，它们才是大多数，它们是呈现紫色的，此时地球的海洋其实是紫色的，可以说是：紫色地球。



在距今35亿年前，地球上出现了一类菌，它们可以进行类光合作用，把二氧化碳转化成氧气。它们的后代出现了地球的第二任霸主：蓝藻。蓝藻在与厌氧菌的大战当中，逐渐占据了上风。在距今24亿年前，由于蓝藻大量存在，大气中的二氧化碳被大量转化成了氧气。大气中的氧含量飙升，并逐渐形成了臭氧层，抵挡住了绝大多数的太阳紫外线，这也为后来的各种生物登陆做好了铺垫，史称：大氧化事件。此时蓝藻遍布在整个地球的海洋当中，如果穿越回到那个时代，地球应该是绿色的。所以，我们把这个时候的地球叫做：绿色地球。



如果把地球历史浓缩成一天，大氧化事件是从早上10:22开始，持续到早上10:54。元古宙地球第三个重要的时代叫做：元古宙，拢共发生了三件大事分别是：两次雪球地球（大冰期），两次史诗级“内共生”，多细胞生物的出现。第一次雪球地球由于大氧化事件，地球大气中二氧化碳含量大幅度降低，要知道二氧化碳是温室气体，二氧化碳含量的降低会导致地球气温的降低。于是，地球进入了大冰期，史称：休伦大冰期。此时的地球冻成了一个“雪球”，所以也被称为：雪球地球。整个冰期持续了3亿年，从距今24亿年前开始，一直到距今21亿年前。这里多说一句，雪球地球历史上发生过两次，这是第一次。



如果把地球历史浓缩成一天，第一次“雪球地球”从中午11:00持续到下午13:00。两次史诗级“内共生”在距今17亿年前，当时地球上的生物主要还是以原核生物为主，它们有的大，有的小。其中有一个体型较大的真核细胞生物吃掉了另一个较小的。一般情况下，较小的原核细胞都会被消化，但这次却没有，两者竟然意外地形成了内共生关系，被吞噬的小细胞开始为大细胞提供能量，同时它们还能自我复制，后来演化成了细胞中的一个细胞器。这样事情一共发生过两次，其中一次小的细胞成为线粒体，另外一次则成为了叶绿体。它们的出现为后来多细胞生物的出现奠定了基础。



如果把地球历史浓缩成一天，两次史诗级“内共生”发生在下午15:00前后。多细胞生物的出现原本地球上原核细胞都要为了能量，努力生存，每天到处找吃的。线粒体和叶绿体的出现，使得它们可以开始腾出手，分工协作。于是。在距今9亿年前，多细胞生物就此诞生，最早的多细胞生物类似于现在的海绵动物。



如果把地球历史浓缩成一天，多细胞生物的出现是在傍晚19:15前后。第二次雪球地球紧接着地球又进入了一次大冰期，大概发生在距今7.7亿年前到距今5.8亿年前，这次也是全球被冰封，是第二次雪球地球。造成第二次雪球地球的原因，科学家还没有达成共识。不过，根据科学家的研究，这次全球冰封的破除是因为火山爆发时放出了足够多的二氧化碳，才使得地球升温的。



如果把地球历史浓缩成一天，第二次“雪球地球”从晚上19:56持续到晚上21:02。显生宙接下来的时代被称为：显生宙。通过“显生宙”中的“显生”两个字，估计你应该猜到，到了这个时代，生物开始蓬勃发展了，这也是我们人类身处的一个时代。显生宙发生的大事件实在太多，我们就挑最重要的三个事件，它们分别是：寒武纪生命大爆发，五次生物大灭绝，以及人类文明的诞生。寒武纪生命大爆发在距今5.41亿年前，当时正处于寒武纪，地球上发生了有史以来最夸张的生物大爆发。按照分类学，生物可以分为：界、门、纲、目、科、属、种。而在这次生物大爆发当中，诞生了地球上绝大多数的动物“门”，一下子大幅度增加了地球的物种多样性，史称寒武纪生命大爆发。



如果把地球历史浓缩成一天，寒武纪生命大爆发是从晚上21:10持续到21:15。五次生物大灭绝寒武纪生命大爆发之后，地球出现了多次生物灭绝事件，其中有五次生物灭绝规模最大，所以也被称为五次生物大灭绝。



第一次生物大灭绝发生在距今4.5亿到距今4.4亿年前，地球上约有85%的物种灭绝，具体原因可能是由于大冰期之后的气候造成的。如果把地球历史浓缩成一天，第一次生物大灭绝是从晚上21:27持续到21:30。第二次生物大灭绝发生在距今3.75亿到距今3.6亿年前，地球上大概有约19％的科和50％的属消失。可能的原因是海洋缺氧，全球变冷。如果把地球历史浓缩成一天，第二次生物大灭绝是从晚上22:02持续到22:07。在这次大灭绝之后，地球上迎来了巨虫时代，蜻蜓都有一米长。



第三次生物大灭绝是这五次生物大灭绝中规模最大的，发生在距今2.5亿到距今2.3亿年前，地球上70%的陆生脊椎动物，以及高达96%的海中生物消失。科学家猜测很可能是因为火山剧烈喷发，导致大气中二氧化碳含量飙升，以至于发生全球变暖，导致海洋酸化，进而引起了生物大灭绝。曾经一度叱咤风云，称霸地球生物圈3亿年的三叶虫，从此消失。



如果把地球历史浓缩成一天，第三次生物大灭绝是从晚上22:41持续到22:51。第四次生物大灭绝发生在距今1.8亿到距今1.5亿年前。在此之前，地球的大陆是整块的，被称为盘古超大陆。后来，这块大陆分裂成了现在的模样，所以科学家猜测，这一次灭绝很可能和大陆的分裂有关，地球上大概有20%的科消失。



如果把地球历史浓缩成一天，第四次生物大灭绝是从晚上23:03持续到23:18。第五次生物大灭绝是我们比较熟悉的，因为这一次大灭绝带走的是恐龙，恐龙要么灭绝，要么演化成了后来的鸟类，大概发生在距今6500万年前，具体的原因是一颗直径十公里的陨石撞击了地球。



如果把地球历史浓缩成一天，第五次生物大灭绝发生在晚上23:39。人类文明的诞生恐龙从霸主位置上下来后，接下来走向霸主位置的就是人类。晚上23:59:22，也就是这一天结束前38秒，人属的第一个人种能人出现；晚上23:59:32，也就是这一天结束前28秒，掌握并能控制火的直立人出现；晚上23:59:58，也就是这一天结束前2秒，现代人的祖先智人出现。除了智人，人属中实际上还有许多其他的人种，只不过他们最终都走向了灭绝，人属只剩下智人这一独苗。



随后，进入到这一天的最后0.1秒内，这0.1秒发生了许许多多的事情。首选是人类文明诞生，随后现代科学诞生，第一次工业革命，人类进入到现代文明，发明了汽车，火车，飞机，也发明了炸药，原子弹，发生了两次世界大战，一次冷战，进入了信息时代，互联网诞生，进入到智能手机时代。



就在人类不断地快速推进工业化，城市化的同时，地球的大气也在慢慢发生变化，二氧化碳含量大幅度上升。原本处于第四纪大冰期的人类，竟然发现地球因为自己的发展而逐渐变暖，极端天气灾害接连发生。


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虽然是地球霸主，但人类相对于地球而言，实在太过渺小。地球什么没见过？并不会因为人类的活动而出现问题，那些极端的灾害只会让人类自己灭亡而言。正如科学院院士丁仲礼所说，人类不是在救地球，而是在救人类自己。