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自然历史、文明进程与灾变

发布时间:2014-03-27    阅读:

3251930分,今夜的天府微风习习,虽然天公不作美,微微的细雨丝丝落下,但这并没有阻挡我们对科学的热爱、对未知实物的好奇心。虽然离学术报告开始还有一会,但是学术报告厅外早已站满了前来听报告的同学。来自南京大学的教授、博士生导师、国家级教学名师徐士进教授走进美丽的天府学院,为我院的同学讲授了一场颇具“历史意义”的学术报告。

在学术报告开始前,教授先为大家阐述了地球在宇宙当中的“份量”、太阳系的形成以及其组成,简单的讲解了一下即将涉及的概念。

一、宇宙大爆炸——万物起源

根据大爆炸的观点,现在分布在广袤的宇宙空间里的物质是在大爆炸后的演化过程中形成的。在宇宙开始的最早阶段,温度极高,只有过热的等离子体,原子是不存在的,因为热噪声阻止电子与原子核结合。随后,当等离子体冷却后,电子便开始围绕原子核旋转并出现原子气体。这时,星系在等离子体中凝结起来,星球则在星系中凝结起来。随着进一步的冷却,各种原子形成分子。再进一步的冷却又形成了复杂的分子,使物质从气态转变成液态,然后进一步转变成我们所熟悉的固态结晶体。就这样,宇宙由无序逐渐变得有序,就这样宇宙大爆炸形成了组成我们师姐的种种元素,也为地球的形成奠定了基础。

二、恒星灾难——宇宙物质转变、重元素的合成

接下来,教授为我们讲述了恒星的形成和演化,让我们了解了恒星的形成过程以及恒星最终的“归宿”。还让我们知道了宇宙中有近100种化学元素,实际上只有其中的10种(氢,氮,氧,硅,铁,镁,碳,钠,钾,磷)起重要作用。这些元素的各种各样的组合构成了大大小小的分子,晶体……,构成了整个宇宙化学基础的化合物。这些化合物的种类决定了它们的化合方式和结构,而不是组成化合物的化学元素。

化学元素天然丰度与根据化学元素原子序数实测丰度的关系曲线是研究自然物质和解释地球起源的出发点。我们虽然知道我们生活在一个由元素组成的世界里,但问其来因我们未必能回答的出来,通过徐教授的讲解,我们也解开了心中的疑问,并且知道了地球能在太阳系稳定存在的原因。元素周期表由门捷列夫在1869年设计,根据宇宙大爆炸理论,科学家们根据元素的性质,将元素分为亲气和亲水元素、亲硫元素、亲铁元素以及亲石元素。

三、7亿年前的雪球事件

7亿7千万年以前,一大块陆地分解成小块陆地,分散在赤道附近。从前四周都是陆地的地区如今离海洋水源更近了。日益增加的降雨将更多的具吸热性的二氧化碳冲洗出空气,更快地腐蚀陆地岩石。结果全球温度下降,极地海洋形成大块浮冰。白色的冰反射的太阳能多于较暗淡的海水,从而使温度更低。这种反馈循环引发了一场不可停止的冷却效应,它将在一千年内使地球被冰雪掩盖。在失控的冰冻状态开始后不久,全球的平均温度降至零下50摄氏度。结冰海洋中冰块的平均厚度超过1公里,只有从地球内部缓慢散发出来的热量抑制着继续冻结。大多数肉眼看不见的海洋生物死亡,但仍有一些生物因为生活在火山温泉附近而保住了性命。寒冷干燥的空气阻碍了陆地冰川的生长,形成了巨大的沙漠。由于没有降雨,从火山喷射出的二氧化碳没有移出大气。随着二氧化碳的积累,地球变暖,海洋冰块慢慢变薄。因为火山的喷发释放了大量的二氧化碳,所以在火山活动进行了1千万年后,大气中二氧化碳的浓度增加了1千倍。不断发生的温室变暖效应把赤道处的温度拉升到融点。随着地球继续变暖,赤道附近海水升华产生水气,在海拔更高的地方重新冻结,成为陆地冰川的一部分。最后在热带地区形成的未冰冻的水吸收更多的太阳能,开始使全球温度有更快的增加。现在地质学家仍能在很多地方发现雪球地球存在的痕迹。在地球上所有动物都是由最初的真核生物转变而来,真核生物出现于大约20亿年以前,其细胞有一个被膜包围的核。到第一个雪球地球阶段时,(此时已是首批真核生物出现之后10亿年了),真核生物的进化也未超出单细胞原生动物和纤维状海藻。但是,尽管极端的气候可能“切断”真核生物树,曾生活于地球上的11种门类的动物仍然都在最后一个雪球地球事件末的狭窄时间窗口中出现了。

四、小行星撞击——恐龙灭绝与哺乳动物的兴起

我们都知道地球以前是恐龙的地盘,但最终恐龙却灭绝了,其原因是什么呢?——距今约6500万年前,一颗巨大的小行星或彗星从天而降,并以大于10千米每秒的速度撞击地球。这次撞击释放出的巨大能量引起了一连串可怕的环境灾难,包括风暴、海啸、寒冷黑暗、温室效应、酸雨和火灾。当世界重新恢复平静时,一半的植物群和动物群都已绝灭,其中包括白垩纪时期最高的统治者——恐龙。教授为我们讲述了一个很恐怖的故事,以至于我们好久都没有缓过神来。

五、“裂谷东边的故事”人类的起源

人类是怎么形成的,我们的祖先在哪里居住,我们的祖先来自何方。1978年,在坦桑尼亚北部拉依托里地区发现了一连串的古人类足迹。经过考证,这是距今370万年前一大一小两个类人猿无意中走过松软的火山灰后留下的。在大裂谷两边的植被和气候有着显著的不同:西部的潮湿森林在东部消失了成为草地。反映了距今近百万年前出现的这种生态上的差别,黑猩猩仅仅分布在西部,而人科成员的化石仅发现于东部。

六、3500年前的一次火山爆发

公元前1500年圣多里尼火山爆发毁灭了迈诺斯文明,板块构造作用吞没了阿特兰梯斯。地质学家和历史学家共同证明,古希腊的文明是3400年前的一个夏日,从爱琴海一次火山爆发的烈焰与灰烬中诞生出来的。地质学家和历史学家共同证明,迈诺斯文明毁灭的原因是圣多里尼火山爆发。火山的爆发摧毁了圣多里尼火山岛,落下的大量火山灰盖满了克里特岛的肥沃山谷,毁坏了农作物和农田,几乎整个迈诺斯民族就此灭亡了。

劫后余生的迈诺斯人寥寥无几,生还者逃到克里特岛西部,从那里渡海北上,到达希腊沿海的迈西尼。希腊受到海啸袭击,因当时吹的是西北风,所以逃过了火山灰降落的灾难。

七、气候变化与文明社会的兴衰农业起源与王朝更替

一万五千年前大冰河时代结束,地表温度上升,人类进入漫长的夏天:最大的天灾发生在公元前5600年,当时地中海海面暴涨,大水冲进古黑海盆地,冰床崩解加快了海水上升的速度,洪水泛滥引致北方民族南下到北非和中东,此亦即圣经中“挪亚方舟”的相对应真实历史中的气候背景。在明朝万历年间甚至还出现江南一带“夏六月夜雪”的极端异常冷夏。降雪现象出现在北纬20度的海南琼山县。小冰期期间,华东南的柑橘、竹类等经济作物受到严重摧残。江南一带的双季稻农业也受到抑制。东北地区,作物生长季节比现代短30天。该时期的群发性干旱灾害导致经常性的“赤野千里”,颗粒无收的荒年。

教授从七个方面为我们讲述了地球的自然历史和文明进程,极大的拓宽了我们的知识面,让我们更加了解自己的“母亲”,更加了解人类演变的历史。

团委宣传新闻中心:秦一帆

责编:刘鑫

2014-3-25

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