《生命和家园 02》

地球确实不起眼。它的质量只有太阳质量的百万分之三。事实上，太阳系所有行星的总质量不到太阳质量的千分之二。行星只是太阳形成的副产物。四十六亿年以前，一片星际云物质不知受到何种扰动，产生密度的不均匀涨落。物质由引力作用向高密度的原核区域聚集，产生热量。十万年后，原始太阳成了一个原恒星，就像是一团冷烟中心温暖的火种。星际云的收缩也形成了一个旋转盘。物质大多吸引到原恒星的核区，也有少部分聚集在旋转盘上。过了一百万年，原始太阳的中心温度高到足以点燃氢聚变反应。一颗恒星诞生了。这时候冷烟也消失了，太阳系的整个旋转盘面显示出来。青年康德在他的宇宙思考中假想出太阳系的星云起源模型。这应该是他的批判哲学之外影响最大的理论。

2014年，天体物理研究人员在阿塔卡马阵列毫米波射电望远镜上拍摄到一个恒星系盘面。这是一颗距离我们四百五十光年的新生恒星。它的旋转盘，应该说原行星盘有着环状的结构，像土星的光环一样美丽。我们认为这种原行星盘在恒星系形成中很普遍。太阳系的形成也应该有类似的结构和过程。简单地想，原行星盘从里往外厚度逐渐变薄。这些分离环面的形成原因并不清楚，或者是因为磁场的作用，引力和流体的不稳定性而导致的盘面物质非均匀分布，或者就是原行星形成时，旋转扫过并吸收物质而形成环之间的暗区。我们的太阳系最终形成一系列的分离轨道的八个行星。它们与太阳的距离相当吻合提丢斯-波德法则。此中缘由至今不明。

形成太阳系的星际云物质很符合分子云的说法。它来自于之前一次或者多次的超新星爆发的抛射物质。除了主要的氧氦元素之外，它还包含很多更重的元素。除了气态的分子，还有一些微粒的尘埃。太阳形成恒星后，它的辐射和发射粒子组成太阳风，加热原行星盘。原行星盘里层的温度较高。在地球距离太阳（一个天文单位）的位置，温度高达三四百摄氏度。这时，只有硅酸盐，铁镍金属，和氧化物物质能够凝结，其它的分子仍处于气态。原行星盘温度往外逐渐降低。现在小行星带的位置，距离太阳三个天文单位，就是冻结线，于此往外，温度降到足够的低，氢碳化合物的甲烷，氢氮化合物的氨，氢氧化合物的水，以及碳氧化合物的二氧化碳可以凝结。

原行星盘里凝结的颗粒状物质慢慢变大。当它成长到十厘米大小时面临两种命运。因为物质间的静电摩擦和引力扰动，凝聚块可能会失去动能，脱离轨道，最后坠落到太阳里。如果它能躲过这些，它就可能通过物质凝结和颗粒合并迅速成长到一百公里大小的小行星体。质量越大，质量增长就越快，同时也抑制了别的凝结体的形成。后来，原行星盘中产生出几百个较大的小行星体。这些较大的小行星体再吸收兼并沿轨道附近的较小的小行星体。小行星体们在碰撞和融合中形成原恒星。原恒星再演化成到行星。在冻结线以内的行星的形成主要是尘埃粒子的凝聚。这种包括地球在内的岩石质行星质量较小，引力小而无发束缚气态物质形成较大的大气层。行星表面裸露在外。当然，太阳风也将较轻的气态物质往外吹走了。在冻结线以外，有更多的物质参与凝聚和吸积。当行星核质量达到十个地球质量时，行星就有足够的引力束缚氢和氦等轻物质，最后就有了像木星和土星之类的巨型气态行星。太阳系里行星的形成大概需要一千万年的时间。在整个宇宙的时间尺度上看，地球和太阳二者的年龄差不多。

成为原行星之后的地球内部发生物质分离。密度较高的铁镍合金在引力作用下沉积在地球的地核。因为地心的高温，铁镍合金处于液态。它的流动产生地磁场。1936年，雷曼确定最中心的铁镍在高压下形成固态。地球的中间层是主要由硅酸盐组成的地幔。它就像热沥青的胶状物质，总在缓慢地运动。表层是地壳，很薄的坚硬岩石层，平均只有二十公里厚。地球的结构确实像一个鸡蛋。如果将地球按比例缩小成一枚鸡蛋。地壳会比蛋壳还薄。对于人类活动来说，地壳既坚实又无法穿越。但是在天文尺度的天体作用层面上看，地球也真的脆弱得像鸡蛋。地球形成的一千万年里，小行星体碰撞挤压产生巨大的能量，地球积攒了内热，温度也很高。它的地壳还无法合拢。滚烫的地幔物质不停地喷发出来。同时，陨石状物体不停地轰击地球的地表。

—写于2022年9月17日（图片来自网络）