地球上最后一滴水是人类眼泪(人类之于地球是恒河沙数)(1)

地球上最后一滴水是人类眼泪(人类之于地球是恒河沙数)(2)

地球已经走过46亿年,真正意义上的“现代人类”才走过25万年,却深刻影响了地球环境的运转,地球环境从大自然完全支配,到人类取得一定的掌控权,就在千百年之间,只是在地球系统面前,人类的力量究竟是沧海一粟,还是恒河沙数?

宇宙中的恒星不可胜数,行星更是不可斗量,地球不过是太阳的八大行星之一,与其他七颗行星一起以近圆、共面、同向状态绕太阳公转,它很普通。

地球又很特别,有安全的空间运行轨道、稳定的太阳光照,与太阳的距离适中,从而有适宜的地表温度,半径、体积、质量、重力适中,从而使大气聚集在周围,形成大气层,内部物质运动合理,故有液态水,生命在这里繁衍生息。

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从1970年发起,为保护世界环境而设立的“世界地球日”,到2020年已走过50年的岁月,越来越多的人参与地球日,为这一颗普通又特殊的行星、目前已知的唯一存在生命的蓝色星球尽微薄之力。

从宇宙到太阳系

有科学家设想,在150亿年前,聚集于原始原子内的宇宙全部物质大爆发,向四面八方爆裂飞奔;也有科学家认为,宇宙起始于高温高密的“原始火球”,其内部是宇宙物质,相互作用使“原始火球”发生爆炸,向四面八方均匀地膨胀。

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宇宙爆发设想

但无论是原始原子,还是“原始火球”,它们在爆发或爆炸初期,温度极高、密度极大,因不断在膨胀,物质成分也在变化,温度降到10^9K左右,中子与质子结合成重氢、氦元素;温度降到10^6K以下,质子、电子及轻原子核构成等离子体;温度降到4000K左右,等离子体复合成通常的气体,热辐射自由地在空间中传播。

当温度进一步下降,气态物质就开始形成星系、星系团,最后形成恒星,太阳也是如此诞生,太阳形成后,残留的气体和尘埃被称为太阳星云,太阳系的行星就起源于太阳星云。

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恒星诞生时的星云

太阳刚诞生时,其周围有向赤道平面沉降的物质盘,小颗粒在这个物质盘中相互碰撞并粘在一起,通过吸积效应形成更大的物体,随后形成太阳的原始行星,它们在千百万年中进一步吸积才完全成形,自此太阳系也成形。

从炽热之球到蔚蓝星球

经历1000-2000万年的吸积,大约46亿年前,地球诞生了,但最初它还是一个炽热之球,随着膨胀,温度不断下降,形成了固态的地核,大密度物质逐渐向地心移动,小密度物质逐渐浮到表面,这段时期在地质年代上被称为冥古宙,陆核逐渐形成,地壳局部变动,大陆开始形成。

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冥古宙想象图

40亿年前,地球从冥古宙进入太古宙、元古宙,地台逐渐形成,地球早期基性喷发,花岗岩侵入,继以强烈的造山、变质运动,持续向外部释放能量,所释放的水蒸气与二氧化碳等气体构成了稀薄的原始大气,越来越多的水蒸气凝结成小水滴,形成雨水落到地球表面,蔚蓝星球的样貌出现。

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震旦纪生物化石

水可谓是万物之源,太古宙新太古代,原核生物出现;元古宙古元古代,绿藻出现;中元古代,真核生物出现,并在新元古代前期达到全盛;新元古代后期,也即震旦纪,地球结束了地老天荒的混沌时代,联合古大陆开始形成,在冰川广布的环境下,藻类及菌类植物发育,裸露动物进入繁盛期。

你方唱罢我登场

约5.7亿年前,地球进入显生宙,这颗星球越来越“热闹”,一是地质演化更迅速、地质作用更丰富多彩;二是生物极其繁盛,各种植物、动物在地球上“你方唱罢我登场”,地球进入崭新的阶段。

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地质年代简史

在早古生代,寒武纪时生物进入爆发期,硬壳动物达到全盛,藻类、菌类植物开始进入繁盛期;奥陶纪,联合古陆地势低平,周围海水广布,海生无脊椎动物、藻类及菌类植物极盛;志留纪,气候局部干燥,造山运动强烈,藻类及菌类植物走向衰落,无脊椎动物继续发展,裸类植物出现。

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想象中的寒武纪

在晚古生代,泥盆纪时构造运动进入海西阶段,造山运动活跃,森林开始发育,两栖动物出现,鱼类、腕足类以及裸类植物繁盛;石炭纪,气候温热,两栖动物、蕨类植物繁盛,爬行类昆虫发育,煤田生成;二叠纪,气候变冷,陆地上冰川广布,两栖动物、蕨类植物走向衰落,无脊椎动物继续发展,裸子植物出现。

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约2.5亿年前,地球进入中生代,三叠纪时构造运动进入印支阶段,联合古陆开始解体,局部地区发生海侵,无脊椎动物继续发展,爬行动物发育并达到繁盛,裸子植物进入繁盛期,恐龙发育;侏罗纪,构造运动处在燕山阶段,爬行动物、无脊椎动物继续发展,恐龙达到极盛,大陆煤田开始生成;白垩纪是燕山运动后期,造山运动强烈,火山岩活动矿产生成,被子植物出现。

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板块碰撞挤压形成的雪域高原

约6500万年前,喜马拉雅运动开始,地球进入新生代,印度板块与亚欧板块碰撞挤压,地质运动愈发活跃。古近纪,植物种类更加丰富,被子植物进入繁盛期,哺乳动物急速发展,并加速分化;新近纪,延续着古近纪的趋势,高级哺乳动物越丰富;第四纪,发生数次冰川运动,今天的岩石圈、水圈、生物圈、大气圈基本定型,能人、直立人、智人先后出现,当前也是第四纪,它已持续了248万年左右。

人类与地球

420万年前,南方古猿出现,但不是真正意义上的“现代人类”;200万年前,能人出现,直立人随后也出现,他们已能使用简单的工具,只不过还很弱小,甚至是猛兽的猎物,好在他们的大脑不断增大,双手变得愈加灵活,后来成了小型动物捕食者。

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25万年前,智人出现,他们是真正意义上的“现代人类”,各方面比能人、直立人更加进步,更接近现代人;距今四五万年前,晚期智人崛起,他们是解剖结构上的“现代人”,能制造更多的复杂工具与成套工具,能简单分工,能组合在一起围攻猛兽,猛犸象、剑齿虎、巨熊、狮子成了他们的猎物,他们走向了除南极洲外的所有大陆,站在食物链顶端。

距今一万多年前,人类开始驯化植物、动物,在把野生动植物驯化成谷类、蔬果、家畜、家禽过程中,人类建筑起房屋居所,过起定居生活,聚落随之形成,为了保护自己的家园,人们构建秩序、建立组织、探索制度,人类进入文明社会,聚落发展为城市,国家机器诞生,可以调动更多力量满足自身的需求。

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河姆渡聚落

人类凭借自己的智慧和力量,开垦更多的农地,营造规模更大、功能更全的城市,建造更加复杂、宏大的工程建筑;公元前5世纪,毕达哥拉斯以哲学观点论证地球为圆形,随后柏拉图、亚里士多德相继论述“地圆说”;15世纪,第一个地球仪出现在德国;16世纪,麦哲伦完成环球旅行,“日心说”也开始取代“地心说”,科学开始成为人类探索地球的工具,更多的新鲜事物快速地被人类发明创造。

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古埃及金字塔

18世纪,机器取代人力,被称为“工业革命”,机器大工业化生产代替了个体工厂手工生产,人类的生产力有了质的飞跃,巨木在机器的轰鸣声中倒下,地下的矿藏越来越多地被挖掘,原野先变成焦土再成为农作物的海洋,一座座工业城市开始崛起,地球环境发生翻天覆地的变化。

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工业革命场景

人类的进步,被瑞士哲学家艾赫尔别格设想为60公里的马拉松赛跑,从某点开始跑向某一个现代城市,他写道:

60公里的路程大部分很艰难,运动员一点也不知道要跑过小树林和大森林;跑到58~59公里的地方,运动员发现除原始工具外,还有史前穴居时代的绘画;在最后1公里的地方,出现越来越多的农业特征;离终点200米,石板路穿过罗马堡垒;离终点100米,运动员被中世纪城市建筑围住;离终点还有50米,列奥多·达·芬奇用智慧而敏锐的眼睛注视着这场马拉松赛跑;只剩10米了,运动员出现在火炬光和油灯光线下;在最后5米,出现了奇迹,明亮的夜间道路,没有畜力板车驰过,而是汽车轰鸣,摄影记者、电视记者的聚光灯使胜利的运动员头晕目眩。

恒河沙数?沧海一粟?

20世纪四五十年代后,科技发展日新月异,加加林完成首次环球飞行,人们能在屏幕上目睹从月球拍摄的地球姿态,人类已经能“上九天揽月,下五洋捉鳖”,可以从1千多米的地下抽取水源、可改变大江大河的水文,能快速填海造地,跨流域调水、修蓄水高坝、筑海底隧道、建跨海大桥、发射人造卫星不再是难事。

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港珠澳大桥

与此同时,人类所制造的垃圾可以到达地球每一个角落,包括近地太空,人类甚至可以重塑地球的环境。

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无处不在的垃圾

地球系统从低级到高级、从简单到复杂进化发展;地球系统从无序到有序、从无机到有机,越往后期进化越迅速、越高级,前期几十、几百甚至几千倍时间的发展程度都不能和后期相比拟;地球系统的进化是前进循环、发展循环的,地球自转、公转之于昼夜更替、季节变换,地月引力之于周期性潮汐,地质史上的造山运动、海侵海退、冰川运动,均是如此。

地球系统的演化进步,通过组成要素的协同作用实现,地球系统已是高度进化的开放复杂巨系统,对部分变化和系统外干扰,地球系统自身具有强大的调节能力、抗御能力,因此地球不管经历了怎样的变化,30亿年没有超出生物生存的环境条件之外,200多万年没有超出人类生存的环境条件之外。

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以上四者,就是地球系统演化的方向性、非线性、节律性、稳定性,地球已经走过46亿年,经历了天文时代、地质时代、生物时代、人类时代,生物诞生后菌藻类经过近30亿年发展,直到4.2亿年前才出现陆生生物,直到6500万年前才出现最高级的哺乳动物,而人类历史不过两三百万年,工业时代也只有200多年,因此人类在地球系统中没那么伟大。

人类影响之于地球环境,可谓恒河沙数,如此不能无忧;人类之于地球系统,只是沧海一粟,如此不必过虑;在高度进化的巨系统中,地球压根不需要人类拯救,地球上没有任何生物会永远安全,人类爱护地球、保护环境、合理利用资源,不过是为了让自己在地球上存续下去,不过是保护、拯救人类自己。

参考资料:

  • 《宇宙起源梗概》,作者:刘导恒
  • 《自然地理学》,作者:刘南威(主编)
  • 《人类进化史》,作者:李轩
  • 《地理科学导论》,作者:白润光(编著)

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