地球曾经被海洋覆盖,地球的生命起源于海洋。然而,科学研究发现,早期地球上的海洋与现在完全不同。最初的海洋是什么样的?

地球上的原始海洋孕育出最早的生命是(地球早期的原始海洋)(1)

原始的海洋是酸性的热洋

海洋是如何形成的?在地球演化的早期,原始地球是由星云凝聚而成,气体和固体颗粒逐渐分离形成原始大气。原始大气不断逃逸到星际空间,因此原始大气对地球水圈的形成没有任何贡献。在原始大气逃逸的过程中,来自地球内部的挥发性物质不断地取代了原始大气,并逐渐演化为次级大气。水圈的形成首先依赖于这种二次大气。次生大气的发育主要来自火山喷发等气体释放过程。

当时,它是还原性的而不是氧化性的(氧化是现代大气的一个特征)。在二次大气形成之初,地球的温度仍然很高,包括H2O在内的几乎所有挥发性气体都在大气中。但当地表温度下降到沸点以下时,水就会凝结成水,形成原始海洋。由于大气中含有HCl、CO2等气体,所以早期凝结水一定是酸性的,而且温度也很高。

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原始海洋的酸性热水与火成岩中的矿物发生强烈的相互作用,溶解了二氧化硅和一些阳离子,形成了以铝黏土矿物为主的原始海洋沉积物。

根据地球上发现的古代沉积岩的年代,推断地球水圈的出现可以追溯到早期的地质历史。今天发现的最古老的岩石位于格陵兰岛西南部,年龄约38亿年。虽然岩石已经变质,但仍保留着沉积的痕迹,说明当时已经出现了水。因此,人们推测地球水圈形成于38亿年前。

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原始的海洋不太咸

当海洋刚刚形成时,海水就像江河湖泊的水一样清。后来,雨水不断地冲走岩石和土壤,把岩石和土壤中的盐分物质冲入河流,河流流入大海的水增加了海水中的含盐量。同时,海水中的水不断蒸发(盐几乎不蒸发),这使得盐的浓度越来越高。当然,这个过程是很长的。水不断蒸发,雨是由云反复造成的。它又落回地面,溶解了陆地和海底岩石中的盐分,并在海水中不断积累。经过几亿年的积累和整合,已经成为一个大容量的咸水。

原始的海洋是有毒的

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科学家的一项研究发现,在地球早期的海洋就像毒液一样,所有生物都无法生存。这是由丹麦南方大学的研究人员发现的。他们说,地球早期存在大片的海洋,那时海洋中有很多硫化物。这一发现是在考察大峡谷时发现的,他们在岩石中检测到微量元素,发现远古时期海洋中含有大量硫酸盐。当时海水中钼的含量远高于现在的海水,这些岩石在含氧水中更容易熔化。

负责这项研究的马修博士说:“这是一个惊人的发现。当时的海水和现在有很大的差距,但我们仍然不知道它们是如何改变成现在这样的。据科学家称,当时的海洋富含硫化物,特别是在浅海,其覆盖范围比今天高出400至800倍。

原始的海洋是缺氧的

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因为当时大气中没有氧气或臭氧层,紫外线可以直接到达地面。依靠海水的保护,生物首先在海洋中诞生。大约30亿年前,也就是说,海洋中产生了有机物。首先,有低水平的单细胞生物。在6亿年前的古生代,有藻类,在太阳下进行光合作用,并产生氧气。结果,臭氧层形成了。此时,生命开始落地。

总之,随着水和盐度的逐渐增加,以及地质历史的巨大变化,原始海洋逐渐演变为今天的海洋。

最早的生命起源于海洋

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1871年,达尔文在一封信中写道:“很可能生命最初是在一个小热水池里。”后来,这个“热水池”被称为“原始汤”。但由于当时条件所限,对“原始汤”的研究一直没有进展。直到100多年后的1977年,美国科学家才在加拉帕戈斯群岛的底部发现了它。

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1977年“阿尔文”号潜水器潜入加拉帕戈斯群岛的深海,那里的深海水温被测得高达8℃。与此同时,海底出现了白色巨型蛤蜊。这一反常现象引起了专家的关注。1979年,阿尔文再次来到这里,并带来了许多生物学家。正是这项研究揭开了“深海热液生物群”的神秘面纱。

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科学家发现,海底热液携带大量硫化物,经水冷却后形成巨大的“黑烟囱”。直径约15cm的烟囱喷出350℃左右的含矿热液。沉淀物与周围海水混合后,迅速变成“黑烟”。沉积物主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿和铜铁硫化物组成。这些海底硫化物沉积物形成了被称为“黑烟囱”的垂直圆柱形土堆。

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近30年来,科学家在桂山岛在内的世界各地海底发现了海底热液和“黑烟囱”,在“黑烟囱”附近发现了许多生物,形成了与人们的常识截然不同的生物群和食物链。最具代表性的有机体是3米长的管状蠕虫,它没有嘴和肛门,依靠体内的硫细菌进行营养。个体大小有利于一次性大量进食,也有利于快速移动到达食物来源,能长期忍受饥饿。

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“黑烟囱”附近生物链的生存环境与太古代生命相似。太古代没有绿色植物,也没有光合作用产生大量氧气。此外,光合作用也可能来源于水热溶液的“黑烟囱”。U、 美国科学家在5000米深处关闭潜水器的灯5分钟,并在热液喷口中发现了亮光。这种光显然被最早的生物所利用,并显示出高光合效率的优势,推动了生物的进化。因此,我们说生命的起源很可能是从海底的“黑烟囱”开始的。

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