02-01-第2章-地球起源-1小时

1、从宇宙大爆炸 到地球形成,宇宙诞生10-44秒之后便急速展开。 10-34厘米的超微宇宙在仅仅10-34秒之内迅速膨胀了10100倍,称为暴胀。 提出 “从无到有”的宇宙起源模式，对“无始无终”宇宙观是一个冲击！,超微宇宙的瞬间暴胀,恒星星系（银河）星系团超星系团总星系,星系直径10万光年，星系间距离几十至上百光年,大爆炸的证据,1. 观测到各种天体上氦丰度大(30%），微波背景辐射的温度仅3K。符合大爆炸学说要求宇宙曾有从热到冷的演化史：早期100亿度（只有基本粒子）-10亿度（开始出现氢、氦轻元素）-100万度（更多元素合成）-几千度（气体凝聚成星云）-绝对温度几度（现在）。 2.天体年龄

2、测定均200亿年，符合大爆炸理论要求“所有恒星都产生于温度下降之后”前提。,太阳系的起源,灾变说行星物质是某种重大突发事件从太阳中分离出来，例如另一颗恒星走近或擦过太阳，或由于太阳自身爆发，分出的太阳物质后来形成行星。 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。 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。,自从德国古典哲学家康德（I. Kant, 1755）首创太阳系起源的星云说以来，迄今国内外提出的各种学说多达50多种。基本上可归纳为三种类型。,地球起源与圈层分异,46亿年前从太阳星云中分化形成原始地球，温度较低，轻重元

3、素浑然一体，尚无圈层分异。,4600Ma前,地球起源与圈层分异,原始地球一旦形成，有利于吸集更多星子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。,原始地球内部达到熔融状态时，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。,4200Ma前,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、压条件影响的一定速率蜕（衰）变为他种元素, 如238U经过45亿年后其一半原子数蜕变为205Pb,故称为半衰期。,我们只需在研究样品（岩石、矿

4、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。,生命起源,化学演化到生命演化,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300C。 原始气圈（火山喷发大量水蒸气、

5、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。,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: 厌氧自养原核生物。 18亿年前: 喜氧真核生物出现。 6亿年前: 出现软躯体的伊迪 卡拉动物群。 5.4亿年前: 寒武纪生物大爆发。,35亿年前: 原始大气圈、水圈缺氧，仅有厌氧异养原核生物。个体很小（长2-10m） 。无细胞膜、核分异，内部仅有DNA组成“似核”。营无性生殖，靠分解海底有机质和硫化物获得能量。,30亿年前：分异出厌氧自养原核生物, 蓝细菌营光合作用

6、放出氧。,Ar叠层石内原核生物藻丝体(Australia)上：2800Ma下：3300- 3500Ma,Gunflint Chert (1900ma) 中的线状细菌和念珠状蓝绿藻,18亿年前: 大气中含氧量已有相当增长，喜氧真核生物出现，有了细胞核、细胞质分异和有性生殖，新陈代谢速度明显提高。,真核生物 Eukaryote细胞个体平均比原核生物大10倍,有细胞核、粒线体（动物）或叶绿体（植物）等复杂结构。,6亿年前的伊迪卡拉动物群(软躯体),伊迪卡拉动物群（Ediacara Fauna）景观复原图,伊迪卡拉动物化石,5亿4千万年前小壳动物群,震旦纪末期出现、寒武纪初大量繁盛，个体微小（12mm

7、），具外壳的多门类海生无脊椎动物群。包括软体动物门中的软舌螺、单板类和腹足类，腕足类以及分类位置不明的棱管类。,5亿年前的澄江动物群,迷虫和灰姑娘,寒武系底部继小壳动物群之后出现的第一个无壳和具壳化石混生化石群。包括三叶虫、水母、蠕虫类、甲壳纲及分类位置不明的节肢动物、腕足类、藻类及鱼形动物。是寒武纪初期生物大爆发的典型代表,（发掘古生物化石5万多件，多个80物种，40多个纲，这一发现震惊世界，被称为20世纪最惊人的发现之一。该项成果荣获2003年度国家自然科学一等奖 (陈均远、侯先光、舒德干)。,寒武纪(540Ma) 生物大爆发,生物征服大陆和天空,4亿年前: 出现陆地植物和半咸水、淡水鱼类

8、，开始生物登陆。 3亿年前：出现大规模森林和陆生两栖、爬行类，生物征服大陆 。 2.5亿年前: 发生地史中最大的生物集群绝灭事件. 1.4亿年前: 出现鸟类，开始生物征服天空。 65百万年前: 发生著名的恐龙绝灭和随后的哺乳类爆发演化。 250万年前: 人类出现。,地质年代表 全球生物大绝灭事件,国际(年代)地层表（国际地层委员会，2004）,国际(年代)地层表（国际地层委员会，2004）,国际(年代)地层表（国际地层委员会，2009）,地质年代表的意义: 建立地层单位、地层系统、国际地层对比标准“金钉子” 地层层序律:在一个地区,如果没有发生构造变动,先形成的地层在下面,后形成的在上面. 化石：保存在岩层中地质历史时期的生物遗体和生命活动的痕迹。 化石层序律:不同时代的地层含不同的化石,含相同化石的地层其地层时代相同.（生物进化论(达尔文)物种起源）,全球二叠三叠系界线层型剖面及点(GSSP)标志碑,第2章 宇宙、地球的起源与演化 一、名