天天学普地||地球的天文时期（一）学术资讯

来源：中科院地质地球所

文字：星期二

美编：鲁方圆

一、地球层圈构造的形成

当初，构成地球的星云物质是冰冷的。但这些星云物质通过相互碰撞，能释放出大量引力势能，再转化为动能、热能，使温度升高。同时，地球内部还蕴藏着相当丰富的放射性元素，在其衰变过程中，也会产生大量热能，致使地球迅速增温，甚至在其内部的某个深度上发生物质的熔融。

后来，高温的地球在强烈的旋转过程中，物质便按不同的比重产生分异作用：重的物质元素，如铁、镍等下沉到地球的中心部位，形成原始地核；而轻的物质元素，如铁、镁、硅酸盐物质则上浮集中，围绕地核而形成原始地幔和地壳。后者通过降温逐渐失去热量，导致硬壳的出现。这就是地球层圈构造的初成。这一过程，估计需要5亿~6亿年，甚至更长。坚硬的原始地壳形成的时间，大约距今40亿年前，与月球表面岩石的多数年龄值一致(张存浩等，2005)。

地球层圈构造

二、陨星的撞击及其频繁的火山爆发

上章说过，月球表面布满了大小不等的圆形坑。包括三种类型:一为陨石坑，二为火山口，三为前两者的复合坑。火星、火卫1、火卫2、水星或其他星球同样存在类似的圆形坑。

从月球的年龄推测，40亿~41亿年前，陨星撞击月球并因此而产生的火山喷发是十分频繁的。联想到初始的地壳，一旦能量极大的陨星向地球袭来之时，其脆弱的薄壳很容易砸破。火山喷溢即应运而起，致使原始地壳厚度迅速增加，改变了原始地壳的成分和结构，奠定了地壳外层的岩石基础。

陨星撞击

三、热流值的迅速衰减

目前地球的平均热流值是1.47 HFU (热流单位)，这是一个较小的数值。但有理由推测，在地球形成的初始阶段，由于丰富的放射性物质的存在，短半衰期元素的衰变，会产生大量热量，其热流值比现在要高得多。随着短半衰期元素的快速消耗，热流值就会急剧降低。据科拉半岛超深钻井资料，在太古宙发生变质作用时其地热的增温率是现在的5~7倍。热流值的大幅度降低意味着地幔物质的熔融程度减小，即地幔物质由完全熔融转变为部分熔融。因此，火山作用由原先的超基性岩浆喷发转变为基性与中酸性岩浆喷发，从而导致原始地壳物质成分及其结构的进一步改变。

来源：dizhidiqiusuo 中科院地质地球所

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