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环境地理

原始的海洋什么样?

以稿换稿】  作者:杨旎   发布:2012年12月10日   阅读:

    
    地球曾经被海洋所覆盖,地球生命起源于海洋,但是科学研究发现,早期地球上的海洋与现在完全不一样,那么原始的海洋是什么样的呢?
    原始的海洋是酸性的热洋
    海洋是怎么形成的?在地球演化早期,由星云凝聚而成的原始地球,气体与固体粒子逐渐分开,形成原始的大气圈。原始大气不断向星际空间逸散,所以原始大气圈对于地球水圈的形成并无贡献。在原始大气逸散的过程中,来自地球内部的挥发物质不断替补着原始的大气,逐渐演变成一个次生的大气圈。水圈的形成起初便有赖于这个次生的大气圈。次生大气圈的发育主要来自像火山喷发这样的释气作用。当时它是还原性质的,而不是氧化性质的(氧化是现代大气圈的特征)。次生大气圈生成之初,地球温度还较高,几乎所有的挥发气体,包括H2O都在大气之中。但当地表温度降到沸点以下,H2O便冷凝为水,形成原始海洋。由于大气中含有HCl和CO2等气体,故早期冷凝出来的水必定是酸性的,温度也较高。
    原始大洋的酸性热水与火成岩中的矿物发生剧烈作用,溶解出二氧化硅和某些阳离子,造成主要是由含铝粘土矿物所组成的沉淀物,这便是原始大洋的沉积物。
    根据地球上已发现的古老沉积岩年龄,推测地球水圈的出现可远溯至地质历史早期。现今已发现的最古老岩石位于格陵兰西南部,年龄约38亿年,岩石虽经变质,仍然保留了沉积作用的痕迹,提示当时水已出现。因此推测,地球水圈形成于38亿年前。
    原始的海洋不太咸
    海洋刚形成时,海水和江河湖水一样,是淡的。后来,雨水不断地冲刷岩石和土壤,并把岩石和土壤中的盐类物质冲入江河,而江河的水流到大海,使海洋中的盐分不断增加。与此同时,海中水分不断蒸发(盐几乎不会蒸发),这就使盐的浓度越来越大。当然,这个过程是很漫长的。水分不断蒸发,反复地形云致雨,重又落回地面,把陆地和海底岩石中的盐分溶解,不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合,才变成了大体积的咸水。
    原始的海洋是有毒的
    近日科学家的一项研究发现,早期时候地球上的海洋就像毒液一样,所有生物都难以生存。这是来自丹麦南方大学的研究员发现的,他们称地球早期存在大片的海洋,但是当时海中存在着大量的硫化物。科学家是在大峡谷考察时发现的这样的结果,他们探测了岩石中的微量元素,从而发现古代时期海洋中存在高容量的硫酸盐。当时海水中的钼要比如今海水中钼的含量高出许多,这些岩石也更容易融化于含氧的水中。
    负责本次研究的马修博士称:“这是惊人的发现,当时的海水与现在存在很大的差距,不过我们还不知道它们是怎么变化成现在这样的,这还需要慢慢的研究。”根据科学家介绍,当时海洋硫化物丰富,特别是浅海,而它们的覆盖率是当今的400至800倍。
    原始的海洋是缺氧的
    由于大气中当时没有氧气,也没有臭氧层,紫外线可以直达地面,靠海水的保护,生物首先在海洋里诞生。大约在30多亿年前,即在海洋里产生了有机物,先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代,有了海藻类,在阳光下进行光合作用,产生了氧气,慢慢积累的结果,形成了臭氧层。此时,生物才开始登上陆地。
    总之,经过水量和盐分的逐渐增加,及地质历史上的沧桑巨变,原始海洋逐渐演变成今天的海洋。
    最早的生命起源于海洋
    1871年,达尔文在一封信里这样写道:“生命最早很可能在一个热的小的池子里面。”后来,这个“热的小池子”被称作“原始汤”。但是由于当时条件限制,对于“原始汤”的研究一直没有进展。直到100多年之后的1977年,美国科学家在加拉巴戈斯群岛海底找到了它。
    1977年,美国“阿尔文号”深潜器潜到了加拉巴戈斯群岛深海,在那里测得深层海水高达8℃,同时海底出现白色的巨型蛤类。这种反常的现象引起专家们的关注,到了1979年,“阿尔文号”又重新来到这里,并且还带了很多生物学家一同前往。正是这次的研究,揭开了“深海热液生物群”的神秘面纱。
    科学家们发现,海底热液带出大量硫化物,遇水冷却后形成巨大的“黑烟囱”,约350℃的含矿热液从直径约15厘米的烟囱中喷出,与周围海水混合后,很快产生沉淀变为“黑烟”,沉淀物主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿和铜-铁硫化物组成。这些海底硫化物堆积形成直立的柱状圆丘,称为“黑烟囱”。
    近30年来,科学家在世界各地的大洋海底相继发现海底热液和“黑烟囱”,包括台湾东北角的龟山岛,并在“黑烟囱”旁发现很多生物,形成与人们常识迥异的生物群和食物链。最具有代表性的生物是3米长的管状蠕虫,这类蠕虫没有口腔和肛门,靠体内的硫细菌供给营养。个体大有利于一次性大量取食,也有利于迅速运动到达食物源,能够忍耐长期饥饿。
    “黑烟囱”附近生物链的生存环境,与太古代生命起源时期类似。太古代时期没有绿色植物,没有光合作用产生的大量氧气。此外,光合作用也可能起源于热液的“黑烟囱”中。美国科学家在5000米深的海底曾关闭深潜器灯光5分钟,在热液口发现光线。这种光显然被最早的某一种生物利用了,这个时候光合作用效率高的优越性就显示出来了,把生物的演化往前推进。由此,我们说生命的起源很可能就是从海底的“黑烟囱”开始的。

【来源:整理自互联网】

 

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