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匿名使用者 發問時間: 娛樂與音樂其他:娛樂 · 2 0 年前

地球怎麼形成的??

對於地球怎麼出現的 自己都有點好奇 怎麼會又有動物呢?? 這些對我來說有點深奧...

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  • 神隱
    Lv 7
    2 0 年前
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    地球的形成與發展:

    了解地球如何擁有形成生命的特性後,便可約略明白生命所需的物質,以及在其他天體上生命存在的可能性。

    一.地球能夠維持高等生命的主因為提供了:1.碳及其他形成生命的重要元素,2.地表附近的水,3.合適的大氣層,4.長期且能保存液態水的穩定狀態,5.重元素。

    二.地球及其生物是150億年來一連串複雜隨機而幾乎無法複製的事件的最終產物,幾乎不可能再造一個地球。

    三.元素的創造

    1.宇宙發展於大霹靂,初期20億生內核融合過程中只產生了氫、氦、鋰等元素,進而出現恆星,而無法出現行星。

    2.碳是生命誕生以及恆星中產生重元素的關鍵元素,形成時需要3個氦原子同時相撞,在宇宙初期直到紅巨星出現,才得以出現。其他更重的元素也才跟著出現,太陽型恆星可產生氦到鉍都有。比鉍大的元素則出現在比太陽重的恆星核心。

    3.重要元素—形成地球結構的鐵、鎂、矽、氧;提供地球內部放射熱能的鈾、釷、鉀;生命必需元素:碳、氧、氫和磷。

    4.宇宙豐度:太陽與恆星中大致的不同元素間的相對比例。精確來說。由於此模式建基於太陽與太陽系構成物質的測量數據,因此應稱為「太陽系豐度」。

    5.恆星間的宇宙豐度差別主要在於氫和重元素之間的比例。重元素豐度大致上和天體年齡有關,新生的星體比老星體含較多重元素。重元素豐度會影響行星的質量與大小,改變行星保留大氣層的能力。

    四.建構地球

    1.太陽由一團星際物質濃縮、冷卻而成,星雲逐漸發展成盤狀,並形成環狀的行星生成帶。固體物質在生成帶中逐漸撞積形成行星,組成成分隨著與太陽距離而變。恆星適居區內的行星比起太陽系外緣的星雲來說,通常只有少量水並缺乏氮、碳。

    2.地球上多數的生命必需元素可能來自外太空,巨大外行星擾動小行星與彗星的軌道使其撞上地球所帶來生命必需元素,甚至帶來有機化合物。

    3.太陽系形成初期許多大型撞擊也滅絕了生命起源,直到39億年前,大型撞擊結束,生命才可能永久生存於地球。目前的撞擊物多為彗星與小行星,不至於大到足以毀滅全球生命。

    4.地球生成階段最終期有大型物體撞擊,決定了地球自轉軸最初的傾斜度、自轉週期、自轉的方向以及地球內部的熱狀態,也可能形成了月球。但撞擊也造成極惡劣的環境。

    5.地球結構的重要影響:A.有足夠的金屬,得以形成地核,且部分為液態,形成地球磁場。

    B.有足夠的放射性金屬,提供星球內部長期的放射熱能,使造山運動與板塊運動得以進行。

    C.較輕成分產生薄地殼,形成板塊運動。

    五.完工

    1.大氣層:大氣層的形成是地球歷史的重要因素。現今的大氣層(成分)主要受生物活動所影響,而以氮、氧、水氣與二氧化碳為主所組成。沒有生物,則形成氮與二氧化碳大氣。一般行星的大氣的成分與濃度取決於原始撞積物質的數量和性質,而地球上則是受到氣體成分進出大氣層的循環作用所影響。

    2.海洋:海洋是地球內部排氣與大氣層形成過程的副產品。初生地球的大氣中的水蒸氣冷凝成為水,形成海洋,與地殼產生化學交互作用而成鹹水。非水棲生物居於陸地,淺海區域則為海洋生物繁衍的重要棲地,也是海洋和大氣產生交互作用,令大氣成分改變的地方。

    3.陸地:地球的地形與總水量決定地表陸地分布。陸地的形成主要有兩方法:火山作用與板塊運動。第一塊陸地形成過程——大型彗星與小行星撞擊令地表形成「岩漿海」,上浮形成地殼,可能在大型火山結構下形成原始陸地。

    六.地球生命首次出現

    嗜極微生物的發現,改變了宇宙中何處可能存在生物的想法,也讓我們重新評量生物適居的觀念。本章檢視目前關於地球生命最初出現時之環境與過程的觀點和假設。

    七.生命如何開始

    1.傳統且最普通的生命的定義:能夠生長、繁衍且因應環境變遷的就是生命。但對於病毒之類的有機體,生命的界線模糊不清。

    2.地球上所有生物的基本都是DNA分子。DNA是地球上唯一複製並發展的分子,而所有的生物也都有DNA。每一條DNA的鹼基順序決定了生物的特性;每一種生物的遺傳訊息都編碼於基因之中。

    3.除了DNA生物以外,原始生命也可能是以氨取代水為生命所需的溶劑。但也許水比氨更適合當溶劑,因此DNA生物成為唯一的存活者。

    4.地球大約誕生於45~46億年前,由「微行星」撞積而成。約在45億年前地球開始分層,地球內部鎖住了大量水分,而地表缺水。初期彗星撞擊可能帶來了水,也許在44億年前溫度已降至水氣能凝結成水並留於地表形成海洋,約比39億年前稍晚,海水總量就與今相近。但是當時海水常因天體撞擊而部分或全部蒸發,而使地表成為一片荒蕪。

    5.想像38億年前——撞擊尾聲的地球環境:地球自轉比現在快,因此白晝較短;太陽較黯淡,陽光難以穿透較厚而由二氧化碳、硫化氫、水蒸氣與甲烷組成的有毒大氣,天空介於橘至磚紅色之間;全球都被濃稠而呈泥褐色的海水覆蓋。毫無生機的地球!

    八.建構生命的秘方

    1.多數的科學家認為生命在38~39億年前就已經誕生了,證據是格陵蘭島岩層中所採到的同位素訊號,其中包含了不同比例的輕、重碳同位素,C12含量比C13高出許多,因為目前所有的生物都對「輕」的碳有酵素性偏好,因此顯示當時地球已有生命存在。??

    2.建構DNA樂至最終生命的誕生需要下列成分與條件:能量、胺基酸、產生化學濃縮的因子、催化劑以及抵擋強烈輻射與高熱的防護功能。

    3.生命的化學演進步驟:(1)微小有機分子的合成與累積,如胺基酸、核苷酸和磷酸鹽。

    (2)結合這些小分子,形成如蛋白質及核酸等較大分子。

    (3)集結蛋白質及核酸成為小顆粒,顯示出不同於周遭環境的化學特性。

    (4)複製較大複合分子並建立遺傳。DNA須借助RNA進行轉譯。

    九.建立遺傳密碼

    1.德迪夫認為生命的進程為:胺基酸在太空與地球上產生,結合成原始蛋白質,偶然中聯結而形成生命。蛋白質由胺基酸組成,而胺基酸則是藉化學作用而合成。要形成主要建構元素如核酸,則需要酵素來催化反應,而所有生物的酵素都是蛋白質。因此形成矛盾。

    2.現今發現RNA能夠製造蛋白質,並催化反應。因此可能是RNA的形成先於蛋白質,因此RNA本身就是酵素型的催化劑,而且能進一步發展出最終且最基本的生命要素——DNA。這些RNA稱為核酸代酶。

    3.生命起源的模式有二:A.從大分子到RNA,再到「RNA世界」,最後形成DNA。

    B.生命孕育自黏土和黃鐵礦結晶,原始有機分子在其上累積,然後碳基分子取代無機分子,再來大分子形成,產生DNA與細胞。

    4.以上兩種起源說都需要組合各種化學成分,然後從這些集合體中產生極複雜的分子。前者在液體中集結,後者在礦物模板上形成。

    十.形成生命所需的時間

    米勒根據三點:形成生命建構元素之合理化學反應的發生率;元素形成後相對穩定度;及現代細菌透過「增殖作用」形成基因的機率:認為生命發展所需要時間可能遠少於一千萬年。

    十一.生命形成之地點

    1.最早的理論模式認為生命起源於「受日照而溫暖的淺水塘」之中,但以地球早期環境的特質不可能。

    2.現今不同領域的科學家各自有不同偏好的生命起源地點。而由嗜極微生物的研究可能地球深處才是保護生命的所在地,甚至是誕生的搖籃。

    十二.行星的交會

    行星可能經常接受其他鄰近行星的播種,而使生物或至少是微生物廣布。地球生命可來自火星或金星。來自月球和火星的隕石可以到達地球,顯示撞擊噴發物能從一行星攜帶微生物到另一行星。而動物生命不行。

    十三.生命之樹與嗜極生物之起源

    1.地球的嗜極微生物古菌帶來重大發現:生物能生活於極端的環境中;古菌為地球現存最古老的生物之一,而且具有「原始」特性。其基因接近生命之樹的根部。

    2.系統生物學專攻生物多樣性之涵意與順序,如今以演化歷史分類。經由分析生物分子序列,可繪出生物演的草圖——生命之樹。基因差異越多,族群間的演化區分就越大,闡明古菌、細菌和真核生物應分為域,也顯示它們是最古老且基本的分枝。

    3.要研究細胞內的演化改變速率,最佳的對像就是RNA,已於1990年完成,顯示生物領域久已分歧。顯示地球上最早的生命是某種嗜極生物,表示地球生物可能首次出現在海底,或地殼深處的高溫高壓環境中。

    4.1985年巴羅斯和霍夫曼主張生命起源自深海的熱液噴口系統,此處提供了生命首次形成所需的化學物質與能量,也比地表的環境穩定,更適於生命發生。生命之樹的研究結果支持了熱液噴口假說。

    5.熱液噴口的重要特性,使此假說可信:A.此區域的溫度、酸度和化學物質含量都對生命有利;B.包含了一系列能夠組成生命的成分,如有機化合物、氫、氧和適當能量梯度的豐富能量;C.岩床表面可成為反應介面。此外,這些區域現今仍存在,可以檢驗此假設的可能性。

    6.沙克認為:早期大氣可能並非還原的環境,不利於生命起源。而海底熱液系統具有高溫與化學物質(還原環境)等條件,是CO2轉化為有機物時所必需;富含硫化氫的高還原液體及還原程度較低的海水,在熱液噴口系統的深溝內混合,產生了有機物合成時所需的化學能量,也就是現代深海噴口生物族群的基礎。因而生命誕生。

    7.爭論:生命起源的環境是「溫暖」還是極「熱」,因為RNA在高溫環境中極不穩定。情況可能是:最早的生命是以嗜溫生物的形態興起,演化出喜熱生物,但在彗星撞擊中,所有「嗜溫生物」都因過熱而滅絕。

    8.根據研究黃石公園溫泉裡的嗜熱微生物細胞的DNA序列發現,在非常久遠之前,不同族群的微生物似乎能夠互換整組基因,稱為基因交換。因此,可以解釋為何地球上所有生物都有相同的遺傳密碼。古菌、細菌和真核生物這三域生物起源於同一個基因庫,基因常在不同生物體間遷移,直到複雜蛋白質太多且編制蛋白質之基因結合過度繁複才分化成三域。

    9.總之,地球生命興起與普遍的時間約在35億年前,生物不斷地演化,形成新物種。由生命首次出現的方式與形成速度來看,可知生命可能不是地球才有的特色。生命本身可能遍存於宇宙內,但動物生命則可能極罕見。

  • 1 0 年前

    我看到幾本書上寫說地球誕生是在46億年前ㄝ

  • 2 0 年前

    生物!??為什麼會無緣無故出現生命!??或許是地球以外的生物給予地球生命...我覺得!!

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