地球歷史

-{zh-hant:;zh-hans:}-地球歷史，在地球由原始太陽星雲的部份物質構成後計起，科學家估計大約有46億到50億年之間。而因為表述這麼長久的時間有所困難，可將地球的歷史模擬為二十四小時，每秒大約代表5萬3000年，而大爆炸與宇宙形成的時刻，則大約在137億年前，以此模擬時間來說約等於三日前，即地球誕生前兩日。起源.地球是一顆行星，伴隨著太陽系誕生。太陽系誕生之初，是以巨大並不斷旋轉的由塵埃與氣體組成的雲團的形態存在。它是由大爆炸所生成的氫與氦組成，同時亦有著由很久以前的星球內部所合成的其它元素。地球誕生前15至30分鐘，而地球則是距離太陽第三近的行星。冥古宙.冥古宙開始於地球形成之初，結束於38億年前。冥古宙早期，地球與現在的世界十分不同。當時沒有海洋，大氣層裡亦沒有氧氣。小行星與太陽系形成後餘下的物質不斷撞擊。這些撞擊與放射性崩解產生的熱、殘熱與收縮壓力產生的熱相結合，使得地球在這階段完全為熔化狀態。較重的元素沉向中心，而較輕的元素則升至表面，從而製造了地球的不同層次。月球形成.月球的起源仍然眾說紛紜，但以大碰撞說的支援證據最多。地球可能並非惟一的在距離太陽1億5000萬公里處生成的行星。所以科學家們假設了另一顆原始行星在距離太陽與地球1億5000萬公里處，即第四個或第五個拉格朗日點處形成。此行星被命名為忒伊亞，並假設其較現在的地球為小，大約為火星的大小與質量。其執行軌道剛開始時應該較為穩定，但其後被不斷增加質量的地球所擾亂。忒伊亞開始迴轉並向地球靠攏，最後在大約為假設時鐘的上午0時11分。其亦可能加速了地球的自轉速度並使地球出現了板塊構造。地殼形成.地球的早期大氣層包括了圍繞其存在的太陽星雲裡的物質，特別是較輕的氣體如氫與氦，但是太陽風與地球自身的熱力清空了這層大氣層。地球表面慢慢地冷凝，在形成了固體的地殼。在大約是假設時鐘的上午3時至4時，地球經歷了一個後期重轟炸期時期。蒸氣由地殼裡逃出，而更多的氣體由火山內釋出，從而形成了第二道大氣層。這道新的大氣層可能包含了氨、甲烷、水蒸氣、二氧化碳、氮氣與其他含量較少的氣體。而氧氣則被氫氣或地表上的礦物質束縛著。火山活動出現頻密，而且因為沒有臭氧層防護，紫外線大量照射在地球表面。更多的水份在火流星撞擊地球時帶來。海洋形成.這是在38億年前，地球開始冷卻，大氣層溫度下降，形成了一場持續上百萬年之久的滂沱暴雨。所有的水滙集起來形成了海洋。太古宙.生命.太陽系後期重轟炸期結束後，地球進入了太古宙，並誕生了生命。生命起源的詳情仍是未知之數，然而仍有主要的原理被建立。如果把漫長的地球歷史濃縮至一小時，那麼動物是直到最後15分鐘才出現的。而陸生動物則是在倒數6分鐘時才出現的。爬行動物時代在這一小時快走完時，才持續不過2分多鐘。生物發生說認為生命，或至少是有機化合物，可能是來自外太空；然而一般認為生命起源於地球。大部份科學家認為生命是在地球上自然孕育，但生命出現的時間卻極不確定；可能在大約40億年前。在地球早期的能量化學裡，有一個分子消耗殆盡後，這些品系會利用其他物質，且可能會抑制其他品系的生長，使其數量增加。少數不同的模型提出了複製子可能發展的方法。假設有不同的複製子，包括有機化合物如現代核酸裡的蛋白質、磷脂、結晶體等，甚至是量子系統。現在並沒有方法知道何種模型更為符合地球生命的起源。在眾多較舊的理論裡其中一條理論，與一條詳細研究過的理論，會作為範例來解釋其發生的可能性。火山、閃電與紫外線輻射釋出的高能會使得簡單化合物如甲烷與氨透過化學反應組合成較為複雜的分子，眾多的有機化合物組成了生命的基礎。當這種“有機湯”的數量增加，不同的分子互相發生反應。有時更多複雜的分子可能會出現；可能肉體提供了一個框架來收集與集中有機物。部份分子的存在會加速了化學反應。而所有這些反應持續了很長時間，時多時少，直至一個新分子機緣巧合地出現：複製子皆以DNA為遺傳物質，且幾乎都以相同方法作為訊息的編碼。細胞.現代的生命的複製子是整齊地包裝在細胞膜內的。而理解細胞膜的起源較理解複製子的起源容易，因為組成細胞膜的磷脂分子在置放於水中時經常會自發地形成一道雙層膜。在特定環境下，很多這樣的球體因此而形成。現在主流的意見是該複製子，在這點可能是RNA，與其自我複製的器具和其他可能的生物分子已進化出來了。最初時原始細胞可能在其生長得過於巨大時發生爆裂；而四散的物質則可能重新殖民於其他“氣泡”。穩定細胞膜的蛋白質，或其後協助其變得井然有序的蛋白質，使得這些細胞線的繁衍速度加快。RNA是較有可能的早期複製子之一，能同時儲存遺傳資訊與加速反應。在同一點上，DNA取代了RNA儲存遺傳資訊的角色，而蛋白質則是作為加速反應的酵素存在，RNA則只負責傳送資訊並調節其過程。越來越多人相信這些早期細胞的進化與名為“黑煙囪”的海底火山爆發有關，或是深層而熱的岩石。然而，現在普遍相信眾多細胞或原始細胞裡，只有一種細胞存活。現有證據指出最後普遍共同祖先裡的眾多交換遺傳基因資訊的族群。光合作用與氧.太古宙結束於25億年前的大氧化事件。最初的細胞相信全是異營生物，使用周圍的有機分子來作為原料與能量但食物供應漸漸減少，部份細胞進化出新的生存戰略。與其依靠逐漸減少的自由存在的有機分子，這些細胞選擇了太陽光作為能量這個轉變的時間難以確測，但大約為假設時鐘的上午8時。此外，光合作用過程亦生成了氧氣。最初其在海洋裡與石灰岩、鐵和其他礦物質結合，但當所有可利用的礦物皆已與其結合，氧氣開始冒出水面在大氣層裡積聚。雖然每一個細胞只會產生少量氧氣，但積少成多，經過長時間，大量細胞的新陳代謝作用慢慢地使地球大氣層變為現在的狀態。這就是地球的第三道大氣層。部份氧氣變為臭氧，並在大氣層上方凝聚，就是現在的臭氧層。臭氧層不斷吸收大量的紫外線，這使得細胞可以殖民至海洋表面並最終殖民至地上：沒有臭氧層，紫外線會大量照射至地球表面，並使得受到照射的細胞產生不可承受的突變。而光合作用除了可以製造大量能量供細胞生存與隔開紫外線，其亦有著第三個主要的、使得世界改變的作用。氧氣是有毒的，其含量的上升可能在當時使得地球上大量的生命死亡。而有抵抗能力的生命則存活並繁衍，部份更發展出使用氧氣來增進其新陳代謝作用的速度，並能由相同食物裡攝取更多的能量。元古宙.內共生與三域生物.現代生物分類學將生命分為三域。可能該較小的細胞嘗試寄生於較大的細胞。在任何情況下，較小的細胞在較大的細胞裡存活。其使用氧氣以引起該較大細胞所釋出的廢物的代謝作用，並產生更多能量。這種過剩的能量部份會給回主細胞。該小細胞在較大的細胞裡自我複製，並很快地發展出一個穩定共生關係。久而久之，主細胞取得了部份較小的細胞遺傳資訊，而其兩者則開始互相依賴：較大的細胞不能在沒有較小的細胞製造能量的情況下生存，而較小的細胞則不能在沒有較大的細胞提供原料的情況下存活。較大的細胞與在其內大量繁衍的較小的細胞建立了共生關係，其兩者因此被當為單一有機體，較細的細胞被分類為細胞器，名為線粒體。一個相類的情況在有著光合作用的藍菌上出現並進入較大的異養生物的細胞，其後發展為葉綠體。可能是這些轉變得出的結果，真核生物裡分出一條容許光合作用的系列，這大約發生在10億年前。除了已建立的關於線粒體與葉綠體的細胞起源的內共生說外，亦有說法指細胞引起了氧化小體，螺旋體引起了纖毛與鞭毛，而一個脫氧核糖核酸病毒引起了細胞核，但沒有任何一個學說被普遍接受。在這段時期，大約是18億至15億年前，最古老的假設超級大陸哥倫比亞大陸在地球上形成。多細胞體.古菌、細菌與真菌每一個域皆重覆地分裂為多個世系，不過古菌與細菌的歷史仍所知不多。此條目假設的時鐘的下午6時15分正在形成。植物、動物與真菌的被分類，雖然其仍以單獨細胞形式存在。部份生活在菌叢，並開始有著分工合作；舉例來說，邊緣的細胞所負擔的工作與內部的細胞有所不同。雖然特定細胞與一個多細胞有機物的菌叢內的分工並非經過分明，但是在大約是假設時鐘的下午7時，第一顆多細胞植物出現，可能是綠藻。假設時鐘的下午7時15分，真正的多細胞體在動物界裡出現。最初其可能與今天的海綿動物相類，所有的細胞皆為且是一個能重組合的破裂有機物。當所有多細胞有機物的分工合作機用更為完善時，細胞開始變得更為專門化並且更依靠其他細胞；單獨的細胞將會死亡。很多科學相信嚴苛的冰河時期在大約7億7000萬年前。最終地，在假設時鐘的下午8時2分，經由火山爆發釋出足夠的二氧化碳，造成了溫室效應，使得全球變暖。大約在同一時間，即7億5000萬年前，羅迪尼亞大陸開始分裂。顯生宙.古生代.地球臭氧層形成後，其吸收了大部份太陽照射至地球的紫外線。其使得單細胞的有機物在著陸後的死亡機會大降，而原核生物則能更佳地在沒有水份的環境裡複製與存活。原核生物大約在26億年前殖民陸地。數億年前，植物，另一次滅絕事件發生，可能是與其同時的冰河時期所造成的結果。大約在3億8000萬年至3億7500百萬前，植物開始包含種子，使其在陸地上繁衍的速度大增。大約在2000萬年後。中生代.3億年前的三疊紀-侏羅紀滅絕事件裡存活下來，而其很快便成為脊椎動物裡的霸主。雖然在此時期有部份的哺乳類動物分離出來，存在的哺乳類全都是細小的動物如鼩鼱。在1億8000萬前。證據顯示最早的會開花的被子植物在白堊紀出現，而在大約2000萬年後。在6600萬年前，部份陸地上的哺乳類動物回歸海洋並成為如古蜥鯨屬般的動物，其後演變為海豚與鯨魚。人類的出現.在600萬年前的祖先，這種進化仍不斷在所有生命裡進行。直立人時才被有說話的能力。隨著腦的體積增大，嬰兒生產的速度增快，在其頭部成長得大於骨盆前便要出生。因此其適應力較高，並擁有更高的學習容量，但依賴他人的時間也為之加長。社交技巧變得更為複雜，語言變得更為先進，而工具變得更為精細。這為長遠的合作與腦部發展作出了貢獻。解剖學上的現代人類「智人」相信是在20萬年前，部份「智人」抵達了南美洲的南端，最晚有人居住的大陸。這時人類使用的工具與語言繼續在改進；而人際關係亦變得更為複雜。文化的形成.在石器時代，智人九成以上時間過著遊牧的獵人與採集者的生活。隨著語言變得複雜，用來記憶和傳送資訊的功能以一個新的複製子取代：瀰的人類開始了系統化的農業與畜牧業。人類不再過著遊牧生活，而開始永久定居下來。農牧的相對安全與高生產率使得人口開始膨脹。農牧業有一個主要影響，人類開始前所未有地影響四週的環境。過多的食物容許祭司與統治階級的出現，這是分工合作的結果。公元前4000年，中東、印度、中國與希臘地區出現了帝國；一個新帝國興起，舊的帝國便覆亡。在公元13世紀時，義大利出現了涉及宗教、藝術與科學各領域的文藝復興。公元1500年，歐洲文明開始了科學與工業的革命，緊接著是地理大發現。公元1914年至1945年間，地球上發生了兩次世界大戰。緊隨著第一次世界大戰的結束，人類便開始了建設世界政府的首步，建立國際聯盟；而在第二次世界大戰後由聯合國取代。在公元1992年，部份歐洲國家共同組成了歐洲聯盟。國家間的交流與物資傳送變得更為簡單、政治與經濟間的相互影響變得更大。各國進行全球化的步伐並不協調，但相互的合作仍日益增加。現代世界.假設地球的歷史被壓縮成24小時，在最後千分之一秒內，地球上的轉變變得十分快速，由公元1950年代中期至今天。人類對環境的影響受到的關注日益增多，人類亦開始採取必要的措施來限制或彌補這些損害；而人類亦開始關注將會降臨的全新世滅絕事件與全球暖化。悲觀者認為現時對於生態大災難的防避為時已晚；而樂觀者則認為不斷革新的科學與技術會提供解決方法。所有近期的科學發現皆認為遺傳工程可能最為重要。人類現在可以直接修改其他生物的遺傳物質，這是完全擺脫自然控制的程式。除此以外：科學已解開了智人本身的遺傳密碼。人類亦開始嘗試離開地球。在公元1957年，蘇聯發射了首顆人造衛星至地球軌道，不久後，加加林成為首位太空人。五個太空代理，代表著其他十五個國家，聯合建設國際太空站。此外，自公元2000年後，一直有人類在太空中生活。未來的發展在今天只能簡略預估，但數學、物理、化學、生物、電子與其他各科的發展可能使得有一日生物可以永久殖民太空或其他世界。