行星地球的形成和演化是一个科学侦探故事，天文学家和行星科学家花了大量的研究才能弄清楚。了解我们这个世界的形成过程，不仅可以对它的结构和形成有新的认识，而且还可以打开了解其他恒星周围行星形成的新窗口。

这个故事早在地球存在之前就开始了

在宇宙诞生之初，地球并不存在。事实上，我们今天在宇宙中看到的东西，很少是在138亿年前宇宙形成时出现的。然而，要到达地球，重要的是从宇宙还年轻的时候开始。

这一切都是从两种元素开始的：氢和氦，以及少量锂。第一批恒星是由存在的氢形成的。一旦这个过程开始，一代又一代的恒星就诞生在气体云中。随着年龄的增长，这些恒星的核心产生了较重的元素，如氧、硅、铁等。当第一代恒星消亡时，他们将这些元素分散到太空，从而孕育了下一代恒星。在其中一些恒星周围，较重的元素形成了行星。

太阳系的诞生有了一个良好的开端

大约50亿年前，在银河系一个非常普通的地方，发生了一些事情。它可能是一次超新星爆炸，将大量重元素残骸推入附近的氢气和星际尘埃云中。或者，这可能是一颗经过的恒星将云层搅动成漩涡状混合物的行为。无论是什么样的开始，它都推动了云层的活动，最终导致了太阳系的诞生。混合物在自身重力作用下变热并被压缩。在它的中心，形成了一个原恒星物体。它年轻、炽热、发光，但还不是满天星。围绕着它旋转的是一个同样材质的圆盘，随着重力和运动将云中的尘埃和岩石压缩在一起，圆盘变得越来越热。

这颗炽热的年轻原恒星最终“开启”，并开始在其核心将氢熔合成氦。太阳诞生了。旋转的热盘是地球及其姐妹行星形成的摇篮。这不是第一次形成这样一个行星系统。事实上，天文学家可以看到这种事情在宇宙的其他地方发生。

当太阳体积和能量增大，开始点燃核火时，热盘慢慢冷却。这花了数百万年的时间。在这段时间里，磁盘的组件开始冻结成灰尘大小的小颗粒。铁金属以及硅、镁、铝和氧的化合物在这种火热的环境中最先出现。这些碎片保存在球粒陨石中，球粒陨石是来自太阳星云的古老物质。慢慢地，这些颗粒聚集在一起，形成团块，然后是大块，最后是称为星子的物体，这些物体的大小足以施加自身的引力。

地球是在激烈的碰撞中诞生的

随着时间的推移，星子与其他天体碰撞并变得更大。正如他们所做的那样，每次碰撞的能量都是巨大的。当它们达到100公里左右的大小时，星子碰撞的能量足以熔化和蒸发大部分相关物质。在这些相互碰撞的星球上，岩石、铁和其他金属被分为几层。致密的铁沉淀在中心，较轻的岩石分离成围绕铁的地幔，这是今天地球和其他内行星的缩影。行星科学家称这种沉降过程为分化。这不仅发生在行星上，也发生在更大的卫星和最大的小行星上。不时坠入地球的铁陨石来自遥远过去这些小行星之间的碰撞。

在这段时间的某个时候，太阳点燃了。虽然太阳的亮度只有今天的三分之二，但点火过程（所谓的T-Tauri阶段）的能量足以吹走原行星盘的大部分气体部分。遗留下来的大块、巨石和星子继续聚集成一小撮大而稳定的天体，它们的轨道间隔很好。地球是其中的第三个，从太阳向外算。堆积和碰撞的过程是剧烈而壮观的，因为较小的碎片在较大的碎片上留下了巨大的陨石坑。对其他行星的研究表明了这些影响，并且有力的证据表明，它们导致了新生地球的灾难性状况。

在这一过程的早期，一个非常大的星子撞击地球，使其偏离中心，并将年轻地球的大部分岩石地幔喷射到太空中。经过一段时间后，这颗行星将其大部分取回，但其中一些被收集成第二个围绕地球运行的星子。这些残余物被认为是月球形成过程的一部分。

火山、山脉、板块和不断演化的地球

地球上现存的最古老的岩石是在地球最初形成约五亿年后被发现的。信息技术​而其他行星则遭受了所谓的“晚期重击”，即大约40亿年前最后一批散落的星子的“晚期重击”）。这些古老的岩石已经用铀铅法测定了年代，似乎有大约40.3亿年的历史。它们的矿物含量和内含气体表明，在那个年代，地球上有火山、大陆、山脉、海洋和地壳板块。

一些稍年轻的岩石（约38亿年前）显示出年轻行星上存在生命的诱人证据。虽然随后的亿万年充满了奇怪的故事和深远的变化，但当第一个生命出现时，地球的结构已经形成，只有它的原始大气因为生命的出现而发生了变化。为微小微生物在地球上的形成和传播奠定了基础。它们的进化最终导致了我们今天所知的现代生活世界仍然充满了山脉、海洋和火山。这是一个不断变化的世界，大陆正在分裂，其他地方正在形成新的陆地。这些行动不仅影响地球，还影响地球上的生命。

地球形成和演化的证据是从陨石中收集的耐心证据和对其他行星的地质研究的结果。它还来自对大量地球化学数据的分析、对其他恒星周围行星形成区域的天文学研究，以及天文学家、地质学家、行星科学家、化学家和生物学家数十年来的认真讨论。地球的故事是最引人入胜和最复杂的科学故事之一，有大量的证据和理解来支持它。

由卡罗琳·柯林斯·彼得森更新和改写。