第347章 地球的起源（1）（2/2）

2.重元素的核聚变合成：大爆炸后数亿年，氢氦云团在引力作用下坍缩形成第一代恒星，恒星内部通过核聚变逐步合成碳（C）、氧（O）、硅（Si）、铁（Fe）等重元素（铁是恒星核聚变的“终点”，更重的金、铀等元素需通过超新星爆发合成）。

3.太阳系前身：太阳星云的形成：约46亿年前，太阳系所在区域的一片巨分子云（直径约1光年，质量为太阳的2-3倍，由氢氦气体+重元素尘埃组成），受邻近超新星爆发的冲击波（或星系潮汐引力）扰动，云团内部密度出现不均匀性，高密度区域开始在引力作用下向内坍缩，这片云团被称为太阳星云，是太阳系所有天体的“母体”。

-太阳星云的核心特征：坍缩过程中，因角动量守恒，云团从球形逐渐变为旋转的扁盘状（星云盘），中心区域密度最高、温度持续升高，孕育太阳；盘状区域的尘埃和气体则围绕中心旋转，为行星、卫星、小行星等天体的形成提供物质。

二、地球的核心形成过程：从尘埃吸积到行星胚胎（46亿-45亿年前）

太阳星云盘形成后，盘中的固态尘埃（石质、冰质、金属尘埃）成为地球形成的“基本单元”，历经微行星吸积、行星胚胎碰撞、原地球熔融三个关键阶段，仅用约1亿年就完成了从尘埃到原始行星的质变，这一过程被称为行星形成的吸积模型，也是星云假说的核心环节。

1.第一阶段：微行星的形成（星云盘冷却，尘埃凝聚）

星云盘中心的太阳雏形逐渐形成，释放的辐射使星云盘产生温度梯度：靠近太阳的区域（内太阳系，0.4-4天文单位）温度高达1000K以上，冰质物质（水、氨、甲烷冰）全部汽化，仅保留石质尘埃和金属尘埃（硅、氧、铁、镁等），称为岩质尘埃带；远离太阳的区域（外太阳系）温度极低，冰质物质得以保留，形成冰质尘埃带（为木星、土星等气态巨行星和天王星、海王星等冰巨行星奠定基础）。

岩质尘埃在旋转过程中，通过静电吸附、碰撞粘连（类似滚雪球），从微米级的尘埃逐渐聚集成厘米级的岩粒、米级的岩块，最终形成千米级的微行星（星子），这是太阳系内行星（水星、金星、地球、火星）的“前身”。

2.第二阶段：行星胚胎的碰撞与吸积（微行星合并，形成原地球）

微行星在星云盘的引力作用下，不断发生引力吸引和高速碰撞，小的微行星被大的微行星吞并，质量和体积持续增大，形成直径上千公里的行星胚胎（内太阳系最终形成了数十个行星胚胎）。

其中，一颗位于地球轨道附近、质量约为现在地球1/10的行星胚胎（被称为“原地球”）成为地球的核心雏形，它在旋转过程中不断吸引周围的微行星和行星胚胎，体积快速膨胀；同时，另一颗关键的行星胚胎——忒伊亚（Theia）（直径约1000公里，与火星相当），因轨道扰动，以约10公里/秒的速度与原地球发生斜向碰撞（并非正面撞击），这一碰撞成为地球演化的关键转折点（后文详述）。

3.第三阶段：原地球的熔融与分异（碰撞生热，形成圈层结构）

微行星碰撞和忒伊亚的巨大撞击，产生了海量的热能（撞击动能转化为内能），加上原地球内部放射性元素（铀、钍、钾）的衰变放热，使原地球的温度飙升至1000K以上，整个星球成为熔融的岩浆球，这一过程被称为全球熔融。

熔融的原地球在重力作用下，发生了物质分异——密度大的物质向中心下沉，密度小的物质向表面上浮，最终形成了地球的内部圈层结构，这是地球成为稳定行星的核心标志：

-地核：铁、镍等重金属因密度最大（7-13g/3），向中心聚集，形成致密的金属地核（分为固态的内核和液态的外核），是地球磁场的起源；

-地幔：硅、氧、镁、铁等组成的硅酸盐矿物，密度中等（3-5g/3），分布在地核与地壳之间，占地球体积的84%，是地球内部物质循环和火山活动的核心区域；

-原始地壳：密度最小的硅酸盐物质（如长石、石英），上浮至地球表面，冷却后形成薄薄的原始地壳（厚度仅数公里，为玄武岩质，与现在的洋壳类似）。