文/邱玥

翟明國(guó)院士

地球是人類(lèi)賴(lài)以生存的星球，是人類(lèi)生命的搖籃，更是人類(lèi)共同生活的家園。近些年來(lái)，地球似乎成為了“網(wǎng)紅”和“影視寵兒”，從《2012》描述地球“世界末日”，到《流浪地球》描述人類(lèi)帶著地球向宇宙逃亡，足見(jiàn)人類(lèi)和地球的關(guān)系是何等密切。每個(gè)人對(duì)地球是應(yīng)該是最熟悉的，可是實(shí)際上，關(guān)于地球的知識(shí)，很多人都感到陌生，地球?qū)ο喈?dāng)多一部分人來(lái)說(shuō)，仍然是一個(gè)神秘的星球。而與其他國(guó)家相比，我國(guó)對(duì)地球知識(shí)的普及做得還不夠好。

中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所翟明國(guó)院士，作為國(guó)內(nèi)外知名地球工作者，對(duì)于地球的歷史有著深入研究和深刻見(jiàn)解，他認(rèn)為有必要喚起大家對(duì)地球知識(shí)的渴望，因?yàn)榱私獾厍蚝?，就知道人?lèi)對(duì)于地球負(fù)有神圣的使命。本期就由翟院士帶領(lǐng)我們真正了解這顆最熟悉又最陌生的藍(lán)色星球。

人們見(jiàn)面常問(wèn)：你是誰(shuí)？多大了？你從哪里來(lái)？要到哪里去？對(duì)地球而言，同樣存在這些問(wèn)題。地球處于宇宙之中，太陽(yáng)系是宇宙中一個(gè)星系，地球就在太陽(yáng)系里。與萬(wàn)物一樣，地球也有前世、今生和未來(lái)。地球自誕生到現(xiàn)在已有46 億年，在這期間，它經(jīng)歷了驚天動(dòng)地、翻天覆地的變化。它最初叫“混沌地球”，呈一片混沌，后來(lái)逐漸分層，有了地核、地幔和地殼，有了大氣圈、水圈和生物圈，就是我們現(xiàn)在的地球。地球還在繼續(xù)演化，最終成為一個(gè)什么樣的地球，沒(méi)有人知道。

與古人認(rèn)為的天圓地方不同，地球是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的球體，但它并不是一個(gè)整體，而是有圈層的，由地心至地表依次為地核、地幔和地殼（類(lèi)似于雞蛋的構(gòu)造，蛋黃、蛋白和蛋殼）。人類(lèi)生存在地球表面，也就是上地殼層，地殼的平均厚度約17 公里，其中大陸地殼厚度較大，平均約為35 公里。從厚度比例上來(lái)說(shuō)，人類(lèi)賴(lài)以生存的地殼還不如雞蛋的蛋殼厚。

生命起源于運(yùn)動(dòng)，地球圈層之間并不是靜止、僵死的，而是相互運(yùn)動(dòng)、有生命的，所以地球也被稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)的地球。地球內(nèi)部有巖漿、有流體在不斷地運(yùn)動(dòng)、運(yùn)移，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引發(fā)火山噴發(fā)、地震和大陸漂移。地殼和地幔的相互作用使得滄海變桑田、桑田變滄海，人類(lèi)一直在摸索地球運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，比較有名的一項(xiàng)是由德國(guó)氣象學(xué)家魏格納提出的大陸漂移假說(shuō)，后來(lái)發(fā)展了板塊構(gòu)造理論?，F(xiàn)在普遍認(rèn)為，在2.5 億年以前，各個(gè)大洲是連在一起的，后來(lái)逐漸分開(kāi)，成為不同的大陸，就是現(xiàn)在的樣子。板塊學(xué)說(shuō)是20 世紀(jì)6、70 年代最偉大的一項(xiàng)自然科學(xué)貢獻(xiàn)，目前該項(xiàng)科學(xué)仍在繼續(xù)發(fā)展。

地球的運(yùn)動(dòng)引發(fā)了大陸形成和演化，也讓人類(lèi)的祖先走向陸地（人類(lèi)起源學(xué)說(shuō)認(rèn)為人類(lèi)祖先是魚(yú)類(lèi)），大陸殼則從誕生一直保留到現(xiàn)在，如果我們要想了解地球的歷史，就要研究大陸。通過(guò)研究巖石，就能發(fā)現(xiàn)大陸的年齡，中國(guó)最早的石頭是38 億年，世界最早的石頭來(lái)自澳大利亞的杰克山一種叫做鋯石的礦物，它的年齡是44億年，因此證明大陸形成了44 億年，因?yàn)檫@時(shí)才形成規(guī)模的大陸殼。不過(guò)，地球的年齡還需向前推一兩億年，46億年就是我們現(xiàn)在所確定的地球年齡。

地球的演化歷史引出地球的命運(yùn)，如果說(shuō)地球是有生命的，那么地球的命運(yùn)是什么？如果我們把地球和太陽(yáng)系其他行星對(duì)比，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們有兩種形態(tài)，類(lèi)地行星和類(lèi)木行星。類(lèi)地行星和地球一樣，有核、幔還有殼，類(lèi)木行星則是氣體行星，我們了解行星的目的是為了更好認(rèn)識(shí)地球，研究地球如何演化、預(yù)測(cè)地球未來(lái)變成什么樣，這是人類(lèi)目前最重要的任務(wù)。在這其中，月球相對(duì)而言還算上人類(lèi)比較了解的對(duì)象了。月球是地球的衛(wèi)星，不過(guò)我們研究的時(shí)候可以暫時(shí)把它看作是一個(gè)行星。通過(guò)研究中國(guó)嫦娥五號(hào)取回的月壤樣品，可以測(cè)出它20 億年前已經(jīng)“死”了，即沒(méi)有生命、沒(méi)有能量、沒(méi)有地震、沒(méi)有巖漿......通過(guò)行星“由生到死”的歷程可以得知，地球不是越來(lái)越熱，而會(huì)越來(lái)越冷，地球的命運(yùn)不是爆炸，是僵死。雖然地球現(xiàn)在處于壯年期，有水有氧氣，生氣勃勃，但是大約45 億年之后，或許月球的現(xiàn)在就是地球的未來(lái)。

地球可能是太陽(yáng)系中最幸運(yùn)的行星，它具備“四個(gè)唯一”：唯一有宏觀水和氧氣的星球，供萬(wàn)物生長(zhǎng)；唯一充分演化到現(xiàn)在狀態(tài)（有核-幔-殼分異和生物圈、大氣圈）的星球；唯一有生命、有林草樹(shù)木的星球，同時(shí)它也是唯一有智慧類(lèi)高等動(dòng)物的星球。

地球原始大氣出現(xiàn)于地球形成初期，距今約46 億年以前，主要成分是氫氣、氦氣和一氧化碳為主；次生大氣出現(xiàn)在距今45-20 億年前，主要成分是二氧化碳、甲烷、氮、硫化氫和氨等氣體?？梢?jiàn)地球早期沒(méi)有氧氣，那么氧氣是從何而來(lái)？目前認(rèn)為地球有兩大氧化事件，大約23.5 億-22 億年前的GOE（古元古代氧化事件）；以及發(fā)生在6 億-7 億年前的NOE（新元古代氧化事件），這兩次大氧化事件促使地球上的氧發(fā)展到現(xiàn)在的水平。

不得不說(shuō)，地球是一個(gè)多災(zāi)多難的星球，但這種災(zāi)變?yōu)榈厍驇?lái)幸運(yùn)，正是因?yàn)檠鯕獾某霈F(xiàn)，5億多年前出現(xiàn)了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)，逐步演化為現(xiàn)在地球的繁榮。地球歷史上兩大氧化事件給地球帶來(lái)了現(xiàn)今的繁榮，氧氣濃度的變化造成了生物的進(jìn)化，從最早的微生物一直到高級(jí)生命的出現(xiàn)。

氧氣形成了，那么作為孕育生命重要的因素——水是怎么來(lái)的呢？主要來(lái)自地球深部和天體碰撞兩個(gè)方面。通過(guò)研究可以得知，在44 億年前的鋯石里就發(fā)現(xiàn)了水的作用，但并不確定是不是宏觀水；目前觀察到的最早宏觀水出現(xiàn)在39億年前。

地球的演化和其他類(lèi)地行星一樣，遵循著客觀的演化規(guī)律：地球內(nèi)能的消耗規(guī)律，還受到太陽(yáng)系運(yùn)動(dòng)的影響，人類(lèi)不能從根本上來(lái)改變此演化進(jìn)程。地球本身也遵循著從不宜居到宜居、再到不宜居的演化模式，太陽(yáng)系中沒(méi)有比地球現(xiàn)在更宜居或者今后更宜居的星球。在46 億歲地球演化的長(zhǎng)河中，顯生宙只有5 億多年，而約5萬(wàn)年前才出現(xiàn)晚期智人。我們現(xiàn)在也不需要過(guò)度擔(dān)心將來(lái)地球會(huì)怎么樣，因?yàn)槲覀冇凶銐虻臅r(shí)間了解地球，研究地球的演化規(guī)律，包括構(gòu)造的演化、礦物的演化以及生物的演化。演化正是地球重要的科學(xué)前沿，我們需要去深入探索研究、掌握更多的地球科學(xué)知識(shí)。

人類(lèi)歷史經(jīng)歷了石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代，再到能源時(shí)代和電子時(shí)代，人類(lèi)在地球上生存、生活和發(fā)展都離不開(kāi)地球資源，人類(lèi)永遠(yuǎn)不是地球的主宰，而地球則主宰著人類(lèi)。但是現(xiàn)代人類(lèi)搞反了這種關(guān)系，認(rèn)為自己是地球的主人，隨意破壞環(huán)境、污染空氣、毀壞森林、滅絕生物……尤其是靠海吃海卻對(duì)大海毫無(wú)敬畏之心的日本，近日來(lái)不斷將核污染水排放到海洋中，這些種種人類(lèi)的行為對(duì)地球環(huán)境造成了極大影響，如果現(xiàn)在還不及時(shí)停止，或許在不遠(yuǎn)的將來(lái)就會(huì)受到反噬。

我們作為地球人必須肩負(fù)起自己的責(zé)任和使命，要正確認(rèn)識(shí)地球的演化規(guī)律，要合理地利用地球資源，要合理科學(xué)地保護(hù)地球的環(huán)境，還要堅(jiān)持合作共贏的國(guó)際發(fā)展理念。未來(lái)，地球科學(xué)將會(huì)非常重要，認(rèn)識(shí)地球是地球人目前的第一知識(shí)需求，希望大家熱愛(ài)科學(xué)、崇尚科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)，學(xué)好地球科學(xué)知識(shí)，為我們共同的家園——地球盡一份責(zé)任。