地球的起源和演變：從宇宙大爆炸到人類的將來(07-12)

此課程來自“ The Great Courses”
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雖然這是一個關於自然科學的課程, 但討論範圍到從宇宙大爆炸到太陽係形成到地球上生命演變, 解答了“人類從哪裏來”的(哲學)問題

非專業人士的學習筆記, 難免有誤, 請指教

地球的起源和演變：從宇宙大爆炸到人類的將來

第七課 太陽係的形成

太陽係的特點 - 形成假設需要給出合理解釋
質量分配 - 太陽占99.9%
元素分布 - 近太陽的四個行星主要是岩石, 遠離太陽的四個行星主要是氫氦等易揮發元素
角動量的分布 - 主要在木星
行星圍太陽旋轉軌道和自轉方向 - 幾乎都在同一平麵和同一方向

星雲假設
星雲 -> 重力使元素逐漸集中 -> 足夠多的氫在高溫高壓下開始聚變 (約46億年前) -> 強太陽風把較近行星的氫氦吹到外周 -> 近太陽行星主要是岩石, 遠離太陽的行星主要是氫氦等易揮發元素

其它恒星係
計算機模擬星雲假設 - 雙恒星體係應該很普遍, 天文觀測也證實這點
觀測其它恒星的行星 - 較大的行星可能使恒星發的光產生周期性頻率飄移(多普勒效應)

第八課 類地行星(Terrestrial Planets)

開普勒空間望遠鏡
2009年被發射, 圍太陽旋轉軌道
一直對著一個包括約100,000恒星的方向
發現了很多行星
已經能源耗盡了

太陽的類地行星
水星(Mercury) - 可能有近期火山活動
金星(Venus) - 自轉方向與其它行星相反, 極端溫室效應
火星(Mars) - 現在還有極地冰原

第九課 氣體行星和它們的衛星

太陽的氣體行星
木星(Jupiter) - 很大(如果大到氫聚變, 太陽係就是雙星體係了); 很多衛星, 其中8個球體衛星
土星(Saturn) - 有一個漂亮的環(ring), 複雜的衛星係統, 其中有相當多的冰
天王星(Uranus) - 橫向(sideways)自轉
海王星(Neptune) - 其最大的衛星(Triton)用相反方向繞海王星
注: 冥王星(Pluto)已經降級, 不再被認為是行星了

第十課 隕石

地球 - 人類的家園
地球的化學組成, 包括同位素比例, 和太陽其它類地行星相近
太陽和地球的距離合宜 - 地表有液態水
地球自轉24小時 - 如果太慢晝夜溫差會很大, 如果太快會有極端氣候
地球相當大 - 重力可以保持表麵水不流失

太陽是一顆主序星(main sequence star), 有自己的早期發展狀態
金牛T星(T Tauri star) - 氫聚變剛剛開始
原恒星坍塌(protostar collapse) - 大量輻射, 強磁場, 強太陽風
穩定恒星 - 重力收縮和氫聚變擴張取得平衡

隕石
球粒隕石(chondrites)約90%
鐵隕石約5% - 南極洲的隕石樣本顯示鐵隕石並不是大多數
無粒隕石(achondrites)約5%

第十一課 球粒隕石

隕石分類
石隕石
球粒隕石(chondrites) - 許多隕石球粒(chondrules), 最早形成
無粒隕石(achondrites)
鐵隕石 - 鐵和鎳(nickel)
石鐵隕石 - 鐵和矽化礦物質

鐵隕石, 石鐵隕石, 無粒隕石都是微行星(planetesimals)的殘餘物質
微行星形成 -> 大到有鐵鎳核心 -> 星體碰撞 -> 隕石

球粒隕石組成部分
隕石球粒 - 大麥粒大小的圓粒, 在太陽還在金牛T星階段生成的原礦物和一些新礦物
富鈣鋁包體(calcium-aluminum-rich inclusions) - 相對淺色的圓形原礦物和新生成小晶體, 太陽係最早生成的礦物(約45.67億年前)
不透明礦物(opaque minerals) - 主要是氧化物和矽化物

第十二課 隕石類型和微行星

微行星形成 - 從空間塵埃開始的吸積(accretion)過程
凝結(coagulation) - 直徑到幾個厘米大小
可能因為某種湍流(turbulance), 繼續變大
直徑到公裏級別 -> 重力加速作用 -> 直徑達到幾百公裏 -> 高溫高壓內部熔化成液體

微行星分化(differentiation)
內部熔化 -> 內部熱量和水的作用 -> 含矽的液化岩石, 粘土礦物(clay minerals) -> 鐵鎳核心, 矽酸鹽地幔, 淺地殼的結構

微行星碰撞
微行星超音速碰撞時的高壓 -> 生成新礦物質
大小相近的微行星高速碰撞 -> 碎片化I解體
鐵鎳核心形成鐵隕石
地幔和地殼的礦物質可能形成無粒隕石

月亮隕石, 火星隕石, 地球隕石
月亮隕石 - 有和阿波羅登月計劃帶回的月亮岩石相似的元素組成
火星隕石 - 其中的小氣泡和火星的大氣層相似
地球隕石 - 也許能在月亮找到

[cager812]

扯淡也可以成“專家”。