冥古宙是什么？关于冥古宙的科普介绍

命名现状

1972年，地质学家Preston Cloud将地球上最古老的岩石（Acasta）之前的时代称之为“Hadean”。同期，Brian Harland将这一段历史时期命名为“Priscoan”，也有人直接用“Pre-Archean”来表示。2016年，国际地层学会表示关于冥古宙的命名是“非官方的”。

冥古宙的地球景象

在发现Jack Hill44亿年锆石之前的很长一段时间之内，人们认为冥古宙的地球表面如摘要中的图所示，是一个由“岩浆洋-火山喷发-陨石撞击”主导的地球。然而随着对JH 44亿年锆石的研究，人们发现这颗44亿年的锆石由不同的条带组成，其形成温度只有680℃左右，这一温度不可能是一个完全由“岩浆洋+火山喷发+陨石撞击”主导的地球，而是一个富水的地球，也就是说至少在JH44亿年锆石形成的时候，地球表面有大量的海洋存在。

冥古宙的重大事件

地球总共的历史为45亿年，其中冥古宙占有5亿年左右。这5亿年看似不长，但是却完成了地球及地月系统形成的所有重大过程。这些过程包括但不限于：

月球的形成 （Formation of the Moon）：月球形成于太阳系形成后的50~150百万年（Ma）之间。在此之前，地球或许已经增长到了现今总质量的90%，月球形成大碰撞给地球带来了所需的另外10%，而碰撞飞溅出去的物质则形成了月球。

核幔分异过程（core-mantle segregation）：核幔分异指的是地球的金属和硅酸盐部分发生分离，前者向地球的中心聚集形成金属地核，而后者则形成硅酸盐地幔的过程。在地球从小到大增生的过程中一直发生着金属相和硅酸盐相分离，因此核幔分异是一个连续不断的过程，不是简单的一阶段或者两阶段模型。另外，由于很多元素会进入到金属相中，因此也有可能发生硫化物相和硅酸盐相的分离过程，即冥古代硫化物沉砂事件。月球形成大碰撞标志着地球核幔分异的完成。

壳幔分异过程（mantle-crust differntiation）：JH44亿年锆石的存在以及大量短半衰期放射成因同位素体系的证据都表明，44亿年前就已经形成了相当量的地壳。虽然对于地球的性质（类似玄武岩[2]还是类似于花岗岩[3]）还很难确定，但是地球最原始地壳很早就形成了是确定无疑的。

晚期薄层增生（Late veneer）：在地球的核幔分异之后，一次类似于陨石雨的陨石降落事件为地球带来了铂族元素的贵重金属，这些贵重金属没有进入到地核中，而是保留在了地球的地幔中。

晚期月表陨石密集撞击事件（late heavy bombardment）：这一概念主要是从月球样品的年龄主要分布在40~38亿年之间得出来的，据此认为月球在40~38亿年之间有一次陨石密集撞击事件，形成了现在月球表面的陨石坑。在38亿年稍晚的岩石中，人们发现了似乎为生命体的化石。

板块运动的起始时间：同样是根据JH 44亿年锆石的数据，有研究认为至少在43亿年之前就已经存在了有水环境下的中酸性地壳和地幔的循环，而这种循环极有可能指示板块运动[4]。（关于板块运动的定义及板块运动起始的时间争议极大，此处仅做参考）。

冥古宙地球重要物理化学性质的变化

随着上述重大地质事件的发生，地球的物理和化学性质也发生了一些变化：

地幔的氧化：通过对JH 44亿年锆石的研究，人们认为随着地球核幔分异的进行，地球上的金属逐渐从硅酸盐中分离，会导致剩余的地幔逐渐氧化。

冥古代地幔的氧化

磁场的诞生：同样是通过对JH44亿年锆石的研究，人们发现大约在44亿年的时候，地球发电机就已经启动，形成了磁场。

总结

冥古宙虽然是距离我们最为遥远的地球历史时期，但是这在一时期发生的重要过程决定了地球现今状态的方方面面。但是由于这一时期实际岩石样品的缺乏，有关这一时期的一些认识基本是从Jack Hill锆石中得来的。未来可以通过比较行星学的角度来推测冥古宙地球的情况，但是无论怎么推测，太阳系内没有任何一颗行星和地球一样。

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