[科普中國(guó)]-前太古代

介紹

或稱原太古代（Protoarchaean），地質(zhì)學(xué)家克勞德稱之為“冥古代（Hadean）”，葛利普則稱之為“無(wú)生代（Azoic）。指太古代之前的地質(zhì)時(shí)代。時(shí)間從地球形成（約45－46億年前）至太古代之初（38億年前）。這段時(shí)間是缺乏現(xiàn)實(shí)資料可考的時(shí)代，人類對(duì)其研究極少。一般認(rèn)為此時(shí)生命物質(zhì)尚未形成。

冥古宙（Hadean）是太古宙之前的一個(gè)宙，所以也叫前太古代。開始于地球形成之初，結(jié)束于38億年前，但依據(jù)不同的文獻(xiàn)可能有不同的定義。冥古宙最初是由普雷斯頓·克羅德（Preston Cloud）于1972年所提出的，原本是用來(lái)指已知最早巖石之前的時(shí)期。冥古宙的最后一個(gè)代對(duì)應(yīng)為月球地質(zhì)年代中的早雨海世，以月球的東海撞擊事件為結(jié)束時(shí)間(約為38.4億年)，這也是內(nèi)太陽(yáng)系的后期重轟擊期的結(jié)束標(biāo)志。在整個(gè)冥古宙，地球從46億年前形成，從一個(gè)熾熱的巖漿球逐漸冷卻固化（計(jì)算表明僅需1億年），出現(xiàn)原始的海洋、大氣與陸地，但仍然是地質(zhì)活動(dòng)劇烈、火山噴發(fā)遍布、熔巖四處流淌，在41億年前到38億年前地球持續(xù)遭到了大量小行星與彗星的轟擊，根據(jù)同時(shí)期月球撞擊坑推算（月球面對(duì)地球的那一面的大部分大型盆地如危海、寧?kù)o海、晴朗海、肥沃海和風(fēng)暴海也都是于此一時(shí)期撞擊形成的），地球遭遇了撞擊，形成22000個(gè)或者更多的直徑大于20公里的撞擊坑；形成約40個(gè)直徑約1000公里的撞擊盆地；形成幾個(gè)直徑約5000公里的撞擊盆地；約每100年造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞。

地理形成曾經(jīng)有大量的水存在于形成地球的物質(zhì)里面。 水分子在直到半徑到前太古代， 達(dá)現(xiàn)今尺度的百分之四十之前，都一直持續(xù)地逃離地球的重力。直到達(dá)至那一尺度后，水（和其他揮發(fā)性物質(zhì)）才停留在地球上。氫氣和氦氣被認(rèn)為會(huì)持續(xù)地從大氣層中外露出去，但在現(xiàn)今大氣層中的其他較重的惰性氣體卻亦極度稀少，故而猜測(cè)在早期的大氣層中可能有某些可怕的事情發(fā)生。 有理論假設(shè)，年輕行星的部份曾被形成月球的撞擊撞裂，而應(yīng)該會(huì)形成一個(gè)或兩個(gè)大區(qū)域的融化?，F(xiàn)今的組成和完全的融化并不符，且要完全融化掉并混合大量的巖石也是很難的事情。但是，有一定量的物質(zhì)則應(yīng)該要因?yàn)榇舜巫矒舳舭l(fā)，并形成一個(gè)圍繞著年青行星的巖石蒸氣大氣層。巖石蒸氣在兩千萬(wàn)年間逐漸凝固下來(lái)，而只留下火熱的揮發(fā)物，這可能產(chǎn)生了一個(gè)帶著氫氣和水蒸氣的龐大二氧化碳大氣層。液態(tài)的海洋亦會(huì)出現(xiàn)，盡管表面溫度還有兩百三十度之高，但二氧化碳大氣層巨大的大氣壓讓液態(tài)水得以存在。當(dāng)大氣層持續(xù)地冷卻之后，散去及溶解于海洋之中使得大部份的二氧化碳從大氣層中消失掉，但只要新的地層和地函周期出現(xiàn)后，就會(huì)有巨大的變動(dòng)。

地球剛形成時(shí)的第一個(gè)地質(zhì)年代為前太古代 ，它的地質(zhì)年代開始于地球的地殼形成時(shí)期并持續(xù)到大約38-35 億年前。在冥古宙早期，地球上大氣冷卻和水分凝聚而形成海洋，在冥古宙后期，地球上開始了生命的起源，此生命跡象可從沈積在最古老的沉積巖(大約37-39 億年前) 中特殊的碳同位素研究所發(fā)現(xiàn)。在Pilbara Supergroup (位于澳洲西北) 發(fā)現(xiàn)有藍(lán)藻沉積的頂燧石 (Apex cherts)，據(jù)推測(cè)此化石應(yīng)有34億7000 萬(wàn)年的歷史，屬于地球上最早有生命記錄的古老化石。在冥古宙期間大氣層里只有含量少許的氧氣( 因此只有非常少或者甚至沒有臭氧層( ozone layer )的保護(hù))，所以紫外線輻射密集的擊中地球表面。

特征在前太古代末期可能已經(jīng)出現(xiàn)了小規(guī)模的水圈。更有甚者，S.A. Wilde和S.J. Mojzsis通過(guò)研 究由巖屑形成的鋯石中18O同位素的組成，結(jié)合其形成原因的分析，認(rèn)為早在43-44億年前地球上就已經(jīng)形成了陸地地殼和海洋。這些地球上早期的水可能來(lái)自45-38億年間彗星和小行星撞擊地球。水圈的存在，為生命的早期演化提供了條件，因此在冥古宙結(jié)束之前，生命演化很可能就已經(jīng)開始了。

從地球誕生的45億年前到40億年前屬于地質(zhì)學(xué)上的“冥古宙”，即所謂的“黑暗時(shí)代”。根據(jù)許多地質(zhì)學(xué)家的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，地球表面在這段時(shí)期覆蓋著大量熔化的熔巖。但是，這批古老鉆石的發(fā)現(xiàn)向這一觀點(diǎn)發(fā)出了挑戰(zhàn)，它們的存在暗示地球冷卻的時(shí)間可能比之前想像的還要早。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將有助于科學(xué)家進(jìn)一步探測(cè)地球地殼的早期進(jìn)化過(guò)程。研究小組成員澳大利亞哥廷理工大學(xué)化學(xué)家亞歷山大·尼莫?dú)J稱，杰克－希爾地區(qū)是地球上唯一可以向我們提供地球形成信息的地區(qū)。1