从地球诞生至今,已有46亿年的历史。这一漫长而充满变迁的旅程,见证了地球从炽热的熔岩球逐渐冷却,形成了我们今日所见的美丽星球。本文将带你穿越时空,探索地球的起源、演变以及那些记录着地球历史的岩石和化石。
01地球的漫长历程与年龄的确认
《地球的故事:从一粒星尘到充满生命的世界》有相关介绍,要了解地球的年龄,我们必须先理解“深时”的概念。地质学家通过研究化石、地层以及放射性同位素的衰变来测定地球的年龄。化石和地层提供了地球历史的直接证据,而放射性同位素的衰变则像是一个精确的时钟,帮助我们追溯到数十亿年前的太阳系形成时期。通过这些方法,我们得知地球已经存在了超过45亿年,这个数字虽然对人类来说几乎无法想象,但它是科学家通过严谨研究得出的结论。
但是,我们如何才能确定这些年龄估算是正确的呢?没有关于地球几千年前的古代纪年的书面记录,也没有任何口述材料。45亿是一个几乎无法算清楚的数字。目前人类寿命的吉尼斯世界纪录是由一位法国女性保持的,她庆祝了自己岁生日。因此人类甚至无法存活45亿秒(约年),所有有记录的人类历史还不到45亿分钟。然而,地质学家却声称地球已经存在超过45亿年了。物理学和天文学为深时提供的证据同样具有说服力。碳、铀、钾、铷和其他元素的放射性同位素具有可预测的衰变速率,它们是非常精确的时钟,能够用来确定岩石形成事件的年代,甚至能追溯到数十亿年前太阳系形成的时候。如果你收集了万个放射性同位素原子,其中一半会在一段叫作半衰期的时间内衰变。例如,有万个铀-原子,等44.68亿年的半衰期过去后,我们再回来看,你会发现只剩下了大约50万个铀-原子。用这种放射性定年法,我们测定了最古老的原始球粒陨石的年龄,就是45.66亿年。
02地球的水资源与利用
正如《天文、地理与自然奇观》一书中所提到的,地球,这颗蓝色的星球,其表面有三分之二被海水覆盖,从太空望去,宛如一个巨大的“水球”。然而,令人惊讶的是,尽管地球上的水资源如此丰富,但可供人类直接利用的淡水资源却仅占地球总水量的0.26%。水资源的分布与形态地球上的水以多种形态存在,包括海洋水、冰川水、地下水等。其中,海洋是地球上最大的储水库,拥有地球表面97%的水量。然而,海洋水含盐量高,无法直接用于农业灌溉和人类饮用。冰川水则主要分布在南北两极和高山地区,由于气候和地理条件的限制,其开发利用难度极大。淡水资源的珍贵与利用相比之下,淡水资源显得尤为珍贵。淡水主要来源于河流、湖泊和浅层地下水,其水质较好,适合人类直接利用。然而,随着人口的增长和经济的发展,淡水资源的需求量不断增加,供需矛盾日益突出。因此,合理开发和节约利用淡水资源显得尤为重要。水资源的保护与可持续发展面对水资源紧缺的现状,人类必须采取行动加以保护。一方面,我们要加强水污染治理,减少工业废水和生活污水的排放,确保水质安全;另一方面,我们要推广节水技术,提高水资源利用效率,实现可持续发展。只有这样,我们才能确保地球上有限的水资源能够永续利用,造福子孙后代。
在太阳的照射下,海洋水和陆地上的水不断地蒸发上升;升入空中,随着温度降低,其中一部分凝结成小水滴以降雨或降雪的形式回落到地面或海洋。地面上的水或汇入江河湖海,或渗入土壤和岩石缝隙成为地下水,地下水同样也会返回江河湖海中去,如此循环往复,因此地球的水资源十分丰富。此外,从地球仪上看,无论怎样把地球分为两个大小相等的半球,都是海洋面积大于陆地面积,所以,我们说地球是一个名副其实的水球。地球上的水资源虽然很丰富,但是淡水资源却很少,其中还有一部分是不能加以利用,如分布在南北两极的冰山与高山地区的冰川水,高寒地区的永冻土下的冰层和深层地下水等。因此,目前人类真正能够利用的淡水资源约占地球总水量的0.26%。如果把地球比作一个大水缸,那么人类可以利用的水只有一汤匙。近年来,由于世界性的气候不正常和人口的增加,水资源的供需矛盾更加突出。因此,人类必须充分重视合理开发利用水资源,必须节约用水。水质污染对人类健康的危害极大,它会引起多种疾病的蔓延,使人畜中毒。据统计,世界上每天有2.5万人由于饮用污染的水而得病或由于缺水而死亡。所以,人类要爱护河流,保护水资源。
03地球的年龄与测定方法
《地理知识全知道》有相关描述,人们如何得知地球的年龄呢?这得益于科学的进步。通过测定岩石中的放射性元素及其衰变产物,科学家能够推算出岩石的年龄,从而间接得知地球的大致年龄。目前,科学界普遍接受的地球年龄大约为50亿年。这一结论是通过精密的放射性同位素测定方法得出的。放射性元素如铀、钍、铷、钾等,在衰变过程中会产生稳定的同位素。科学家通过测定这些同位素的比例,可以准确计算出岩石的形成时间。这种方法就像是一个精确的“地质时钟”,帮助我们揭开地球的古老历史。全球各地都发现了年龄高达30亿年以上的古老岩石。这些岩石见证了地球漫长的岁月,是地球形成初期的珍贵遗迹。通过这些岩石,我们可以窥见地球早期的面貌,了解这颗星球的演变历程。
地球的年龄到底有多大?根据科学测算,地球的年龄大约已有50亿年。那么,人们用什么方法来推算地球的年龄呢?目前,科学上是用测定岩石中放射性元素和它的衰变生成的同位素含量的方法,来作为测定地球年龄的“计时器”。放射性元素衰变有一个特点,就是衰变速度很稳定。在一定时间内,一定量的放射性元素,分裂多少分量,生成多少新的物质都有个确切的数字,衰变速度不受外界条件,如冷热变化、化学变化等影响。例如,1克铀在一年中有1/74亿克裂变为铅和氦。因此,我们可以根据岩石中现在含有多少铀和多少铅,算出岩石的年龄。地壳由不同的岩层所组成,而岩层中所含放射性元素及其生成的同位素种类很多。现在用来测定岩石年龄的放射性元素除了铀以外,还有钍、铷、钾等,因此测定岩石年龄的方法也有好多种。到目前为止,科学家已经用放射性同位素方法,测得了地球上许多古老岩石的年龄。在格陵兰西部,测得片麻岩的年龄为37亿~38亿年,南极洲的山岩和结晶片岩接近40亿年,北美洲拉布拉多北部大西洋沿岸的片麻岩有36.5亿年,刚果的微钭卡石是35.2亿年,美国明尼苏达州花岗岩有31亿~33亿年,我国河北迁西县大平寨的变质岩有36.7亿年。古老岩石是地球形成初期的产物。地球的实际年龄,应比古老岩石的年龄稍长些。