问题研究 火星基地应该是什么样子教师教学用书(8)
【布尔吉斯页岩动物群】
加拿大落基山脉地区的布尔吉斯页岩也为寒武纪生物大爆发提供了大量的化石证据。布尔吉斯页岩动物群的发现时间早于澄江生物群,但研究发现这些动物生活时代大约在中寒武纪(距今5.05亿年),略晚于澄江生物群。布尔吉斯生物群的发现给当时的科学界带来极大震撼,它使科学家们第一次清楚地认识到,在寒武纪海洋中具有骨骼的动物仅占少数,绝大多数是不易保存的软躯体动物门类。大约一半的布尔吉斯页岩动物群是由节肢动物组成的,大约有20种已灭绝的节肢动物在化石中保存下来。寒武纪有名的奇虾发现于布尔吉斯页岩动物群,它们是寒武纪肉食动物中体积最大的,同时也是化石记录中已知的最古老的大型食肉动物,三叶虫就是它们的食物之一。
【放射性同位素测年】
地质年代间有巨大的时间跨度,科学家用放射性同位素的衰变速度来进行精确测量。用以测年的每种同位素,在含有这种同位素岩石形成时,就一直以固定的速度发生衰变,且衰变的产物也以相应的速率累积。原始的放射性元素称为“父元素”,新元素称为“子元素”。利用岩石中父元素和子元素的比例,就可以推断岩石的年龄。
由于一种同位素的完全衰变通常需要很长的时间,科学家只需要用初始量衰变的一半的时间来计算。这个一半的时间称为半衰期。当父元素和子元素的数量相同时就经历了一个半衰期,当比例为1:3时,就经历了两个半衰期。三次半衰期后,比例为1:7。例如,若某种不稳定同位素的半衰期是100万年,其父元素和子元素的数量之比是1:7,则表明经历了3次半衰期,样品的年龄可以确定为300万年。
自然界中存在很多放射性同位素,其中铷-87(87Rb)、钍-232(232Th)、铀-238(238U)、铀-235(235U)、钾-40(40K)、碳-14(14C)在放射性测年中具有重要意义。87Rb的半衰期是470亿年, 232Th的半衰期是141亿年, 238U的半衰期是45亿年、235U的半衰期是7.13亿年,可用来测定百万年级的岩石年龄。40K的半衰期虽然是13亿年,但更为通用,能检测某些年龄小于10万年的岩石,因为这些岩石中有稳定的衰变产物40Ar。40Ar在许多常见矿物如云母和长石中含量丰富。测近期的地质事件时,人们通常使用14C。14C是碳同位素,半衰期为5730年,因此多用来测定近期地质历史事件。
【原始地球】
约在46亿年前,围绕着初生太阳的小行星和动荡的尘埃云共同形成了原始地球。由于地球内部放射性物质衰变产生热量,再加上其他天体的撞击,地球在最初的1亿年内还是一个炽热的火球,地核和地幔在这个过程中逐渐发生分异。形成之初的5亿年期间,地球表面一直是灼热的,岩石处于熔融状态。当太阳开始发光后,强劲的太阳风和大规模的陨石撞击将地球上的气体吹向宇宙,地球处于真空状态。由于缺少大气保存内部所产生的热量,地球表面迅速冷却,形成薄薄的一层玄武岩地壳。由于太阳系残余陨星的撞击和频繁的火山喷发,形成的地壳被不断破坏、熔化。直至30亿年前,现代格局的地壳才基本形成,构造运动开始起作用。
关于早期地壳的大量信息可由一些保存完好的最古老岩石提供。它们在地球形成几亿年后,生成于地壳的深部,而今露出地表。最古老的岩石是位于加拿大西北部的片麻岩,是40亿年前的变质花岗岩,它表明当时的地壳正在形成之中。
加拿大落基山脉地区的布尔吉斯页岩也为寒武纪生物大爆发提供了大量的化石证据。布尔吉斯页岩动物群的发现时间早于澄江生物群,但研究发现这些动物生活时代大约在中寒武纪(距今5.05亿年),略晚于澄江生物群。布尔吉斯生物群的发现给当时的科学界带来极大震撼,它使科学家们第一次清楚地认识到,在寒武纪海洋中具有骨骼的动物仅占少数,绝大多数是不易保存的软躯体动物门类。大约一半的布尔吉斯页岩动物群是由节肢动物组成的,大约有20种已灭绝的节肢动物在化石中保存下来。寒武纪有名的奇虾发现于布尔吉斯页岩动物群,它们是寒武纪肉食动物中体积最大的,同时也是化石记录中已知的最古老的大型食肉动物,三叶虫就是它们的食物之一。
【放射性同位素测年】
地质年代间有巨大的时间跨度,科学家用放射性同位素的衰变速度来进行精确测量。用以测年的每种同位素,在含有这种同位素岩石形成时,就一直以固定的速度发生衰变,且衰变的产物也以相应的速率累积。原始的放射性元素称为“父元素”,新元素称为“子元素”。利用岩石中父元素和子元素的比例,就可以推断岩石的年龄。
由于一种同位素的完全衰变通常需要很长的时间,科学家只需要用初始量衰变的一半的时间来计算。这个一半的时间称为半衰期。当父元素和子元素的数量相同时就经历了一个半衰期,当比例为1:3时,就经历了两个半衰期。三次半衰期后,比例为1:7。例如,若某种不稳定同位素的半衰期是100万年,其父元素和子元素的数量之比是1:7,则表明经历了3次半衰期,样品的年龄可以确定为300万年。
自然界中存在很多放射性同位素,其中铷-87(87Rb)、钍-232(232Th)、铀-238(238U)、铀-235(235U)、钾-40(40K)、碳-14(14C)在放射性测年中具有重要意义。87Rb的半衰期是470亿年, 232Th的半衰期是141亿年, 238U的半衰期是45亿年、235U的半衰期是7.13亿年,可用来测定百万年级的岩石年龄。40K的半衰期虽然是13亿年,但更为通用,能检测某些年龄小于10万年的岩石,因为这些岩石中有稳定的衰变产物40Ar。40Ar在许多常见矿物如云母和长石中含量丰富。测近期的地质事件时,人们通常使用14C。14C是碳同位素,半衰期为5730年,因此多用来测定近期地质历史事件。
【原始地球】
约在46亿年前,围绕着初生太阳的小行星和动荡的尘埃云共同形成了原始地球。由于地球内部放射性物质衰变产生热量,再加上其他天体的撞击,地球在最初的1亿年内还是一个炽热的火球,地核和地幔在这个过程中逐渐发生分异。形成之初的5亿年期间,地球表面一直是灼热的,岩石处于熔融状态。当太阳开始发光后,强劲的太阳风和大规模的陨石撞击将地球上的气体吹向宇宙,地球处于真空状态。由于缺少大气保存内部所产生的热量,地球表面迅速冷却,形成薄薄的一层玄武岩地壳。由于太阳系残余陨星的撞击和频繁的火山喷发,形成的地壳被不断破坏、熔化。直至30亿年前,现代格局的地壳才基本形成,构造运动开始起作用。
关于早期地壳的大量信息可由一些保存完好的最古老岩石提供。它们在地球形成几亿年后,生成于地壳的深部,而今露出地表。最古老的岩石是位于加拿大西北部的片麻岩,是40亿年前的变质花岗岩,它表明当时的地壳正在形成之中。
