461｜ 刘嘉麒院士：这种随处可见的黑石头，熔化拉成丝后，竟可能代替我们熟悉的材料｜中国科学院地质与地球物理研究所｜格致SELF

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劉嘉麒院士：這種隨處可見的黑石頭，熔化拉成絲後，竟可能代替我們熟悉的材料

地球是个有生命的星体：核素是它的细胞，岩浆是它的血液，地震是它的脉搏，火山是它的喉咙。

各位朋友你们好，我是刘嘉麒。

在广袤的宇宙中，星球数以万计，但是只有地球上有人类。地球是个有生命的星体，核素是它的细胞，岩浆是它的血液，地震是它的脉搏，火山是它的喉咙。在太阳系的八大行星当中，地球是最有生气、最有作为的天之骄子。

组成地球这个星球的岩石，主要是火成岩、沉积岩和变质岩，但沉积岩和变质岩的母岩最终还是火成岩。在火成岩当中，最主要就是火山岩。所以火山作用是地球形成的一个非常重要的地质作用，是地球的灵魂。

地球（的结构）是分层的，中间是一个地核，然后再往外面是地幔，地幔外边是地壳。然后在地球的表层还有好多的层圈，比如大家最熟悉的水圈，地球表面有71%都是被水掩盖着的。之外还有生物圈、大气圈等。

最早测量地球的人是卡文迪什，他是跟牛顿同代的英国著名科学家。地球的半径有多长、地球的引力有多大、空气是怎么组成的、水的组成是什么……这些基本的数据都是来自于卡文迪什。卡文迪什在实验室工作了五十多年，为地球科学的发展做出了大量的贡献。

亿万年地球的历史

地球形成已经有46亿年了，这46亿年来，地球经历了很多的变化。

5.14亿年前的时候，当时华北板块和华南板块还是分开的，一个在西边，一个在东边，两者相距很远。

2.5亿年前的二叠纪时期，泛大陆开始解体，古海洋也开始分割，华北和华南在逐渐靠拢。基本上形成了现在大陆和海洋的格局。

1400万年前的时候，在地质上叫中新世，整个地球的海陆格局跟现在基本上一致了，中国的样子也已经完整了。

现代的地球大家都比较熟悉，有七大洲和五大洋。以前大致都说是三大洋：太平洋、印度洋和大西洋。实际上还有在北极的北冰洋，在南极附近的南大洋。大家可能不太熟悉南大洋，现在学界已经普遍认可围绕着南极洲的这片海洋就是南大洋，它大致有3800多万平方公里。

再到未来的1.5亿年后，地球就又有新的变化了，亚洲比如中国基本上就接近赤道。非洲快到北半球了，所以地球是在不断地变化的。

中国是一个很大的国家，中学地理老师常常会教我们说，中国有960万平方公里的土地，这是没问题的。但是我们中国不光有土地，我们还有300多万平方公里的领海。从领海往外划是200海里的专属经济区，所以我们国家不光有960多万平方公里的陆地，还有300多万平方公里的海洋，这是我们应该知道的。

地球的46亿年被划分成了很多地质时代，分别是宙、代、纪、世、期。在画地层的时候，又分别叫宇、界、系、统、阶。地球从冥古宙到古生代、中生代、新生代，我们现在处在新生代第四纪的全新世。

上图展示了地球在不同时间发生的一些变化。地球在46亿年前就已经形成了，大致在38亿年前左右才开始有生物，到了23亿年前的时候，大气中就已经有氧气了。

从38亿年前开始，地球上就有了最低等的生物。从低等生物逐渐地发展，无脊椎动物进化成脊椎动物，一直到现在的人类，还出现了一些高等的植物，这是一个长时间演化的过程。

在目前所有行星中，只有地球上有人类，我们作为人类的一员应该感到幸运，能够有机会在地球上生存。人类是在地球晚期才开始形成的，到底人类形成的时间有多长呢？

如果把地球的46亿年浓缩成1天的话，大约在早晨4点钟的时候，才有单细胞生物生成。晚上9点4分的时候，大家比较熟悉的三叶虫才登场。晚上快10点钟的时候，植物才开始出现在大地上。晚上11点出现恐龙。从猿人变成直立人、从直立人变成早期智人、早期智人变成现代人……人类的进化时间只占了1分17秒。所以人类在整个地球形成的过程当中只是很短的一瞬间，但也是很宝贵的时间。

地球是人类的家园

人类的生存离不开地球，比如说人类需要周围有水、空气、土地和生物。人类所面对的气候、环境、生态和灾害，人类所需要的资源和能源，都跟大自然密切相关。没有大自然，也就没有人类。

人类最需要的一种资源就是水，虽然地球上71%的面积是被海洋覆盖的，但是海水是咸水，不能被人类直接利用。海水占了整个地球水的96%以上，陆地淡水只有2.5%。

而这些淡水中又有70%多冻在南北极的冰川里，不能直接被人类所索取。能被人类索取的水，一个是地下水，一个是地表水。地表水就是湖泊、河流、大气降水，这些地表水只占地球上淡水资源中的0.6%。

所以虽然地球上水很多，但是能被人类直接利用的水是很宝贵的，我们必须要珍惜水资源。现在全球有70多亿人口，其中30多亿人都生活在水不够用的环境中。

我们整个社会的发展还需要大量材料，像金属材料、非金属材料等。材料包含光学的、半导体的、保温的、抗压的、抗腐蚀的、有吸附性的、纳米的、复合的等等，这些材料的原料基本上都是来自自然界。

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