冥古宙

冥古宙（Hadean）又称冥古代或前太古宙（Pre-Archean），是地球地质历史上四个宙中的最早的一个，也是前寒武纪最早的地质时期，始于地球形成之初，终于最早的稳定岩层出现，后接太古宙。根据国际地层委员会在2022年和2023年的最新决议，冥古宙的时间范围确定为约45.67亿年前至约40.31亿年前，大致对应地球历史最初的5亿年，与后期重轰炸期的结束吻合。

冥古宙时期，地球地壳尚未固化，是个地表大部分仍为岩浆覆盖的熔岩行星。除熔点极高的锆石外，没有任何岩层能幸存至今，因此无法按照传统地质学标准划分地质时期。现存的冥古宙物质极为稀少，主要是来自西澳大利亚Jack Hills地区的颗粒状锆石。板块构造和克拉通是否在此时期开始形成，仍然存在争议。

地球形成后不久（可能不到几千万年），一颗大小近似火星、名为忒伊亚（Theia）的同轨道矮行星因摄动偏离了其在L4拉格朗日点的位置并最终与原始地球发生剧烈相撞。这是太阳系历史上最猛烈的星体碰撞之一，使得忒伊亚的大部分熔入地球地幔，并将一部分被撕裂的地壳和地幔作为撞击喷射物溅向外太空短暂形成了一个行星环，其中较重的物质最终被地球引力拉回落向地球，但一部分较轻的物质被溅到远过洛希极限的距离获得了稳定的轨道并开始重新吸积，最终促成了月球的起源。这一事件不仅塑造了现今地球和月球的基本结构，也深刻影响了地球早期的热状态和化学组成。在冥古宙末期，地球和月球都经历了持续数亿年的小行星和彗星密集撞击（即所谓的“后期重轰炸期”），这显著改变了地球表面环境，并可能对之后的生命起源和早期演化产生深远影响。

冥古宙初期的地球拥有非常富氢和富氦的原始大气，成分可能与太阳星云和气态巨行星相似，其余成分主要包括水蒸气、甲烷和氨等简单氢化物。随着忒伊亚碰撞造成的撞击侵蚀和破碎的地表不断释气，加上不断的撞击事件进一步改变大气的化学成分，冥古宙中后期的地球大气层开始向着以氮气、二氧化碳和水蒸气为主、以甲烷（以及其被紫外线辐解后形成的托林共聚物）、硫化氢、二氧化硫等为辅的弱还原性次生大气演化。在之后的约1至2亿年间，地球地表逐渐冷却凝固形成稳定地块，大气中的水蒸气也大都凝结成液态水并降至地面形成地表水，最终在太古宙之初汇聚成覆盖几乎整个星球的超级海洋，使地球开始变成一颗真正的海洋行星。

因为冥古宙时期除锆石外几乎没有地质学证据残留，无法使用传统的地层定年法，学术界曾尝试借用月球地质年代将冥古宙相应分为隐生代（Cryptic）、盆地群代（Basin Groups）、酒海纪（Nectarian）和雨海代（Imbrian，其实只对应早雨海世）四个非正式的代，以东方海撞击事件为结束时间。此外还有一个尚存争议的混沌代（Chaotian），用来对应忒伊亚大碰撞导致月球形成之前的原始地球（“盖娅”）时期。这种分期方法目前尚未得到国际地质科学联盟（IUGS）的正式认可。

## 词源

冥古宙的英文名称“Hadean”来源于古希腊神话中的冥界及冥王哈迪斯（ᾍδης；Hades），原因是科学家推测当时地表环境与西方文化中对地狱的描述非常相似。该名称最初是由美国科学家普雷斯顿·克罗德（Preston Ercelle Cloud Jr.，1912~1991）于1972年提出，原本用于指代比已知最早岩石更早的时期。中文名称在翻译时也基本上参考了英文名称的词源。

## 地质

地球在形成初期曾遭到另一矮行星撞击使得部分地壳和地幔被撕裂弹出，其中一些弹出物被引力吸回地球，其余远过洛希极限以外进入稳定轨道并吸积形成月球。在整个冥古宙，地球逐渐从一个炽热的岩浆球逐渐冷却固化（计算表明仅需1亿年），并出现原始的海洋、大气与陆地，但仍然是地热活动剧烈、火山喷发遍布、熔岩四处流动。

在41亿年前到38亿年前，地球和其它内太阳系天体都持续遭到了大量源自外侧区域的小行星与彗星的轰击（即后期重轰炸期）。根据同时期月球撞击坑推算（月球面对地球的那一面的大部分大型盆地如危海、静海、澄海、丰富海和风暴洋也都是于此一时期撞击形成的），地球于当时形成了：

- 22000个或者更多的直径大于20公里的撞击坑。
- 约40个直径约1000公里的撞击盆地。
- 几个直径约5000公里的撞击盆地。
- 且平均约每100年便造成严重的环境破坏。

冥古宙在38亿年前结束后，内太阳系不再有大规模撞击事件，地表也开始固化稳定。而目前已知的地球最古老的岩石（位于北美克拉通盖层的艾加斯塔片麻岩及西澳那瑞尔片麻岩层的杰克希尔斯部分）也定年在38亿年前。

## 冥古宙岩石

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在20世纪90年代，地质学家从格陵兰西部、加拿大西北部和西澳大利亚州里确认到了某些冥古宙末期的岩石。现已知最早岩石的结构依苏阿绿岩带是于格陵兰发现，有着约38亿年历史的沉积层并混合贯穿岩石的火山岩脉所组成。零散的锆石结晶沉积在西加拿大和西澳的杰克山岗中的沉积物里，其中最早的约有四十四亿年之久的历史－非常接近地球形成的推测时间。

格陵兰的沉积层中含有条状铁层的地层，里面可能含有有机碳，这意味着那时很有可能已经出现可行光合作用的生命体。对此也有很大的争议，有的研究者认为比较可靠的定年应是36亿年前，但已知最古老的化石（于澳洲发现）是在那时的数亿年之后。

## 事件划分

后期重轰炸期发生于冥古宙中，且对地球和月亮产生影响。因为这个时期的岩石几乎没有保存到现在的，所以并没有正式的细分。但月岩从40多亿年前就比较好的保存下来，因此月球地质年代的某些主要划分可参照用于地球的冥古宙划代。

## 大气层和海洋

在形成地球的物质当中，曾经存在过大量的水。在地球的形成时期，其质量比现在的小，水分子也就更容易挣脱重力。据推测，当时氢气和氦气在大气层中持续不断地逸散，然而，现时大气中高密度的稀有气体却相对缺乏，这表明，在早期大气层中可能发生过什么剧变。

大碰撞说认为，在地球的年轻时期，它的一部分曾受过撞击而分裂，分裂出去的部分后来形成了月球。然而在这种说法下，撞击应该会令一到两个大区域融化，现时的组成成分却与完全融化的假设并不相符，事实上也很难将巨大的岩石完全融化并混在一起。不过相当一部分的物质仍被此次撞击所蒸发，在这颗年轻的行星周围形成了一个由岩石蒸汽组成的大气层。岩石蒸汽在两千年间逐渐凝固，留下了高温的易挥发物，之后有可能形成了一个混有氢气和水蒸气的高密度二氧化碳大气层。另外尽管当时表面温度有230℃，但液态的海洋依然能够存在，这得益于CO2大气层带来的高气压。随着冷凝过程继续进行，海水通过溶解作用除去了大气中的大部分CO2，不过其含量水平在新地层和地幔循环出现时产生了激烈的震荡。

对锆石的研究发现，液态水必然已存在四十四亿年之久，非常接近地球形成的时刻。这需要有大气层的存在。

## 基本资料

- top_bar：all time
- time_start_uncertainty：0.16
- time_end：4031
- time_end_uncertainty：3
- timeline：Eons
- 同义名：Priscoan Period
- 同义名：Harland et al., 1989
- 天体：earth
- 适用区域：全球 (ICS)
- 地质年代单位：Eon
- 年代地层单位：Eonothem
- 提出者：Preston Cloud，1972年
- 名称是否正式：正式
- 下边界定义：太阳系原行星盘中最古老固体物质的年龄 (4567.30 ± 0.16) 百万年
- GSSP批准时间：2022年10月5日
- 上边界定义：10个最古老的铀-铅锆石地层
- 上边界GSSP位置：加拿大西北领地阿卡斯塔河
- 上边界GSSP位置：65.1738°N 115.5538°W
- GSSP批准时间：2023