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地球上早期生命的形态（第1页）

地球上早期生命的形态

地球上最早的生命形态很简单，一个细胞就是一个个体，它没有细胞核，我们叫它为原核生物。它是靠细胞表面直接吸收周围环境中的养料来维持生活的，这种生活方式我们叫做异养。

当时它们的生活环境是缺乏氧气的，这种喜欢在缺乏氧气的环境中生活的叫做厌氧。因此最早的原核生物是异养厌氧的。它的形态最初是圆球形，后来变成椭圆形、弧形、江米条状的杆形进而变成螺旋状以及细长的丝状，等等。

从形态变化的发展方向来看，是增加身体与外界接触的表面积和增大自身的体积。现在生活在地球上的细菌和蓝藻都是属于原核生物。蓝藻的发生与发展，加速了地球上氧气含量的增加。从20多亿年前开始，不仅水中氧气含量已经很多，而且大气中氧气的含量也已经不少。细胞核的出现，是生物界演化过程中的重大事件。原核植物经过15多亿年的演变，原来均匀分散在它的细胞里面的核物质相对地集中以后，外面包裹了一层膜，这层膜叫做核膜。细胞的核膜把膜内的核物质与膜外的细胞质分开。细胞里面的细胞核就是这样形成的。有细胞核的生物我们把它称为真核生物。从此以后细胞在繁殖分裂时不再是简单的细胞质一分为二，而且里面的细胞核也要一分为二。

性别的出现是在生物界演化过程中的又一个重大的事件，因为性别促进了生物的优生，加速生物向更复杂的方向发展。因此，真核的单细胞植物出现以后没有几亿年就出现了真核多细胞植物。真核多细胞的植物出现没有多久就出现了植物体的分工，植物体中有一群细胞主要是起着固定植物体的功能，成了固着的器官，也就是现代藻类植物固着器的由来。从此以后开始出现器官分化，不同功能部分其内部细胞的形态也开始分化。

由此可见，细胞核和性别出现以后，大大地加速了生物本身形态和功能的发展。

地球磁场逆转之谜（一）

在美国好莱坞科幻灾难影片中，有一部灾难片假想地球磁场崩溃后的场景。而真实的地球历史上，确实多次出现磁场减弱甚至磁场发生倒转的现象。在过去的1．6亿年中，地球的磁场经常发生倒转，地磁南极变成地磁北极、地磁北极变为地磁南极的事件频繁发生。

地球磁场逆转是全球科技界共同关注的重大课题，那么，地球磁场为什么会倒转呢?

为了解释地球磁场为什么会倒转，美国科学家提出了一个假说，这个假说认为，地球磁场倒转是地核与地幔边界处的物质的“大雪崩”造成的。

地球的地核分成内地核和外地核两部分，内地核是固态的铁芯，如月球般大小；外地核则是液态的铁，如火星般大小。地核之上的地幔层由密度很大的岩石组成，它和固态的铁芯把液态的外地核夹在中间。在液态的外地核与岩石质的地幔之间是不规则的边界面，也有地形的起伏，这和地球表面起伏不定的地貌类似。

多数地质学家认为，地球的磁场产生于外地核液态铁的对流，液态的铁流动起来，相当于电流的性质，而电流能够产生磁场，外地核的物质对流可能是由于铁在内地核表面结晶所导致的。地下．5000千米深的地方，是内地核与外地核的交界处，在这里，外地核液态的铁时时结晶为固态。在这个过程中，液态铁里含有的一些密度轻的成分，比如氧、硫和硅，被释放并上升到距离地面2900千米深的核幔边界处。核幔边界处的温度比内地核表面低1000℃左右，因此那些轻的成分在核幔边界冷却，并浓缩成泥泞的沉积物。每100万年大概会堆积出几十米厚的沉积层，这些沉积物向上“落”在地幔下表面不平坦的地形上。由于核幔边界的地形起伏不定，有的地方比较陡峭，沉积物甚至会沿着斜坡滑动。

在轻密度沉积物上升的过程中，沿途会使外地核的液态铁向内地核的方向流动，碰到坚固的内核后，液态铁流又会返回。科学家猜测，铁流的往返运动使地球出现了磁场，在正常时期，磁场是稳定的。

沉积物的积累和滑落过程每时每刻都在发生，液态铁流的往返运动同样也是每时每刻都在发生，但是地球磁场的倒转却并不是那么频繁的。因此，地下铁流和沉积物正常的上升和下落并不会强烈地改变地球磁场，只有那些剧烈的地下物质“大雪崩”，才会使地下发生翻天覆地的变化，导致地球磁场发生混乱，甚至出现磁场的倒转。上涌的物质流还会加热地核之上的地幔，让一些岩浆奔涌到达地球表面，形成大面积的火山岩。

科学家认为，小行星撞击地球是地磁倒转的根本原因。

小行星撞击地球会带来生物大灾难。人们发现，伴随着小行星的撞击，地下岩浆会喷涌出来，形成面积广大的玄武岩。撞击是如何使地下物质以岩浆的形式喷出，形成玄武岩覆盖地球表面的呢?科学家认为，小行星或彗星撞击地球后，核幔边界处的沉积物被震**，热的铁流会在某些薄弱处与地幔接触，迅速加热地幔物质，产生的岩浆上升到地壳的缝隙处，喷涌上来形成大面积的玄武岩。小行星或彗星倾斜地撞击到地球上，使地球磁场在几千年中崩溃，撞击甚至造成了地下物质上百万年的震**，导致地球磁场缓慢地重建，地球磁极再次形成，发生了倒转。

有些学者质疑，引起恐龙灭绝的星体撞击事件确实曾伴随着印度德干高原的大面积的玄武岩的出现，但是当时却并没有发生地磁的倒转，这又该如何解释呢?

科学家认为，原因很简单，6500万年前的那次撞击是一次直立撞击。

造成恐龙绝灭的那颗星体撞到了中美洲尤卡坦半岛上，形成了一个大型的撞击坑。地质研究显示，尤卡坦半岛的大型撞击坑确实是直立撞击的产物。直立撞击不会在地幔和地核边界产生水平方向的分力，因此无法造成沉积物大雪崩，也就不会出现地磁倒转。而倾斜撞击则不同，一次大的倾斜撞击将强烈地影响核幔边界的沉积物状态，引发地磁倒转。

在地球磁场倒转的历史记录中，有一个被称为“漫长沉寂”的时期，这个时期从距今1．2亿年开始，持续了3500万年，一次地磁倒转也没有发生过。在这个时期结束后，地磁倒转再次出现，而且又开始频繁发生，就像正常的时候一样。对这个反常的现象在提出“假说”以前无法作出合理的解释。

漫长沉寂说明地下沉积物不发生大雪崩，表明此前必定有一次剧烈的撞击“消耗”了大量的沉积物。在沉积物大雪崩导致地磁倒转后，由于沉积物的积累需要一定的时间，没有聚集足够的沉积物，即使发生星体撞击地球的事件，也不可能再次引发大雪崩，所以导致长时间根本没有地磁倒转的情况。因此，在漫长正常时期开始前，应该有一次剧烈的撞击事件，而且伴随着撞击事件，应该有岩浆涌出，形成大面积的玄武岩。

地球磁场为什么会倒转呢?直到今天，科学家们还没有定论。

地球磁场逆转之谜（二）

用过指南针的人都知道，地球就像一个大磁铁，磁北极在加拿大，磁南极在南极洲。指南针是一个小永磁体，小永磁体的南极指向地球的北极，小永磁体的北极指向地球的南极。这是它与地球磁场相互作用的结果。但并不是每个人都知道的是：指南针的方向并不是从来都指向南方的。

进入20世纪很久之后科学界才弄清楚，地球为什么会有磁场。物理学家很久以前就知道在导体中通过电流会产生磁场。目前一般可接受的关于地球磁场的理论，涉及地球液态核心的行为。在我们脚下大约3000多千米处，温度接近6000℃，压力大约是大气压的一百万倍。在这种条件下核心里的镍和铁是液态的。再往深处，在更大的压力下，原子被挤压在一起，不能流动遂成为一种固体。也就是说地核是由两部分组成，即：外地核（液态）、内地核（固态）。根据地震波测定，地球内部大约有2400多千米的厚度是液态的。

像这样的液态金属在旋转中产生磁场，磁场又再产生较强的电流，如此反复形成强大的地球磁场。科学家都相信地球和太阳的强磁场都是这样建立起来的。没有液态核心的天体则不会有这样强大的磁场。

但有一件令人惊讶的事实：地球的磁场并不是永远指向同一个方向。每隔一段时间，它似乎就反向一次。曾经有过一段时间，磁北极是在南极洲，而磁南极最后的一次反向大约发生在约5万年前，地点是在格陵兰的附近。国外科技界把这种现象叫“地球磁场逆转”。

那么“地球磁场逆转”是如何被发现的呢?原来火山爆发时我们可以看见熔融的岩浆溢流，这在地球史上是很常见的。岩浆常常含有细小的铁矿颗粒，每一个颗粒在地心深处磁场的感应下都可以看做是一个小指南针。在液态状况下这些颗粒将自身定向为与地心磁场方向相同。冷却后这些颗粒的指向就永远被锁定在结晶的结构里。无论地壳板块移动到哪里，这些颗粒的指向都不变。因为岩石“记忆”了它在形成时与地心磁场的相对位置。关于这些记忆的研究是地质学的一大领域，称作古地磁学。现在对剩余磁性的观测研究，主要表明这些古岩石的剩余磁性的方向，即形成岩石时受到地球磁场磁化时的地球磁场方向，有的同现在的地球磁场方向相同（称为正向），有的同现在的地球磁场方向相反（称为反向）。

大家知道，是地球磁场屏蔽了宇宙射线尤其是太阳风的袭击，保护了地球所有生命的延续和进化。如果地球磁场一旦在逆转的过程中消失，那么地球上的生命必然会遭到灭顶之灾。

“地壳弦动”（大陆漂移）不但解决了“地球磁场逆转”的疑难问题，同时也解决了南极有煤、非洲大陆有冰川遗迹、大洋脊磁场异常、我国南方有冰臼等许多自然之谜。“地壳弦动”是地球存在的第三种基本运动。