國立自然科學博物館館訊第341期.pdf

館訊第341期早期的地球(一)－冥古代Hadean文．圖／董國安摘要冥古代(Hadean)是地球地質年代最初期的一階段原被認為該時期有如地獄般惡劣環境。最早由美籍地質學家普雷斯頓(PrestonCloud)於1972年所提出泛指已知最早岩石之前的地質年代。目前最古老岩石為加拿大西北部Acasta地區的片麻岩(4000Ma)所以傳統地質學者將其年代訂為4600‐4000Ma(百萬年前)但另有一群前寒武紀研究學者認為:冥古宙的最後一個時期對應為月球地質年代中的雨海紀以月球的東海撞擊事件為結束時間(約為38.4億年)這也是內太陽系的後期重轟擊事件的結束標誌故認為冥古代應為4600‐3800Ma。冥古代有A.地球形成、B.月球形成、C.地核形成、D.最古老鋯石、E.後期重轟擊等事件發生。由於隕石撞擊、環境的惡劣冥古宙Hadean曾被認為是生命的地獄隨著冥古代末期重轟擊事件的結束太陽系進入較寧靜時期也為接續而來的太古代(40‐25億年前)地球生命的出現揭開序幕。關鍵詞：冥古代、地球形成、月球形成、地核形成、後期重轟擊事件1前言冥古代(Hadean)是地球地質年代最初期的一階段原被認為該時期有如地獄般惡劣環境。最早由美籍地質學家普雷斯頓(PrestonCloud)於1972年所提出泛指已知最早岩石之前的地質年代。目前最古老岩石為加拿大西北部Acasta地區的片麻岩(4000Ma)所以傳統地質學者將其年代訂為4600-4000Ma(百萬年前)但另有一群前寒武紀研究學者認為：冥古宙的最後一個時期對應為月球地質年代中的雨海紀以月球的東海撞擊事件為結束時間(約為38.4億年)這也是內太陽系的後期重轟擊事件的結束標誌故認為冥古代應為4600-3800Ma(圖1)。冥古代大事件A.地球形成：4567Ma(圖2-A)根據星雲學說在46億年前太陽系還只是一團充滿氣體和塵埃的星雲因鄰近有超新星爆炸射出原子序26(鐵原子)以上的「重物質」闖進太陽系星雲中擾動造成局部密度不均於是太陽星雲便以這些重物質為中心而開始收縮、旋轉盤狀中心因收縮力強、密度加大形成太陽同時在盤狀周圍形成一個以太陽為中心旋轉的星雲環環中物質如固體微粒、氣體和塵埃等物質因萬有引力作用、在吸積過程中持續不斷碰撞形成大小不同的行星。地球因距太陽較近、溫度較高碰撞聚積固態的物質顆粒而成為微小行星再聚集微小行星形成類地行星。類木行星距太陽較遠、溫度較低以水冰相互吸附為起點待質量夠大後進一步吸附氫、甲烷等物質形成氣體行星。B.月球形成：4520-4500Ma(圖2-B)關於月球的形成主要有1.分裂(月球由地球物質分裂出去後再形成)、2.捕獲(月球先在其他地區及由其他物質生成後再被地球重力捕獲)、3.雙星(太陽星雲在凝聚過程中在同一區域、同時形成地球與月球)、4.碰撞分裂等四種假說。目前最為大多數學者支持的月球成因假說即「碰撞分裂說」。有研究認為地球在積聚形成之初(約4527Ma)受到一個火星大小的行星斜向撞擊分裂出去的撞擊碎片後來(約4510Ma)在軌道中形成月球。這個假說合理解釋月岩與地球岩石揮發性元素的差異及同位素的相似以及地球、月球自轉速度的差異及月球每年4公分遠離地球等現象。中研院地科所李德春副研究員利用21件月岩標本定出月岩形成於