生命起源和演化范例6篇

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生命起源和演化

生命起源和演化范文1

1 引言

古生物学是研究地质时期生物的形态、构造、分类、分布、起源及进化的科学,是地质学的一门分支学科,因此,长期以来,“古生物学”课程一般都在地质院校和综合性大学的地质系设置,而生命科学学院或生物系很少设置本门课程。但古生物学同时也是一门跨生物学和地质学的交叉学科,生物学中的一些系统学问题,如生命的起源演化、被子植物的起源与演化等问题都有赖于古生物学的研究。本文将介绍生命科学学院生物科学专业开设“古生物学”课程的意义、教学特点以及通过三个学期的教学尝试所取得的初步成果。

2 生物科学专业开设“古生物学”课程的意义

随着学科之间的不断交叉和渗透,古生物学和现代生物学的关系越来越密切。生物学中的一些系统学问题,如被子植物的起源等问题都有赖于古生物学的研究。中国是古生物化石多样性最丰富的国家之一,长期以来在国际古生物学界的地位举足轻重,尤其是近十多年来通过古生物学和生物学的交叉研究,相继在生命起源、鸟类起源及被子植物起源等问题的研究中取得了突破性的进展,令世人瞩目。如云南澄江动物群中最早脊索动物的发现、辽西带羽毛的恐龙—中华龙鸟的发现等等,这些成果相继在“science”、“nature”上发表数十篇论文。

长期以来,“古生物学”课程一般在地质院校和综合性大学的地质系开设,而生命科学学院或生物系很少设置本门课程。由于生命科学学院生物科学专业高年级学生已经掌握了相关的现代生物学知识,因此在生物科学专业开设本课程,将能使本专业的学生更加系统地了解地球生命的起源以及生物界由简单到复杂、由水生到陆生进化的地质历程,并及时了解国际古生物学和生物学交叉领域的最新研究成果。因此本课程的开设对开阔生物科学专业学生的视野,启发他们认识生物学和古生物学交叉领域一些重大科学问题,进而发现并探索一些新的问题等都具有积极的意义。

3 生物科学专业“古生物学”课程的教学特点

地质院校和综合性大学地质系开设的“古生物学”课程的教学特点,主要是介绍不同地质时期发现的各门类动、植物化石的形态特征,因此主要是形态分类方面的。编写的“古生物学”教材一般分为两部分,第一部分通论主要介绍古生物学的基本概念、化石的形成过程、化石类型、生物的演化以及古生物学的任务;第二部分各论主要介绍各门类化石,包括:原生动物门、海绵动物门、古杯动物门、腔肠动物门、苔藓动物门、软体动物门、节肢动物门、棘皮动物门以及古植物等各个门类。

但生命科学学院生物科学专业的学生在三年级以前已经系统地学习了动物学和植物学课程,对动、植物的形态解剖特征以及系统分类已经有了比较全面的了解,因此生物科学专业的“古生物学”课程如果还是象地质院系一样介绍系统分类,势必会造成很多重复,学生也会感觉枯燥而没有新意。基于此,生物科学专业的“古生物学”程教学应根据学生已有的知识基础,在系统介绍地质时期主要化石门类的基础上,重点介绍与生命科学密切相关的一些科学问题和最新研究进展,以及地质时期生命演化的主要历程。同时,还要注重理论与实践相结合,通过野外亲自采集化石标本和室内鉴定研究,增加学生的兴趣。

生命科学学院生物科学专业“古生物学”课程讲授的主要内容包括以下四个方面:地质时期主要的动物和植物化石门类;生命演化的五个主要阶段的特征,包括藻类和无脊椎动物时代、裸蕨植物和鱼类时代、蕨类植物和两栖动物时代、裸子植物和爬行动物时代、被子植物和哺乳动物时代;各主要时代生物界的特征以及主要门类动、植物的起源与演化;野外认识地层及化石的产出状况,采集并鉴定、描述和研究化石。

4 教学效果及今后展望

为了进一步拓展生命科学学院生物科学专业学生的知识面,作为教学改革尝试,本文作者于2003年提出申请,为中山大学生命科学学院生物科学专业高年级本科生(三年级)开设“古生物学”选修课,同年得到学校批准,并于2005年度第二学期在2003级生物科学专业正式开课,共有33人选修了本课程,成为该学期生物科学专业选修人数最多的课程之一。其后2006和2007年度选修本门课程的人数均达到了50人,从中反映了本门课程在生命科学学院的影响在不断扩大。

根据上述教学特点,本门课程理论课主要介绍古生物学基本原理、常见化石类型、重要门类生物的起源与演化、地质时期生命演化的主要历程以及我国古生物学研究在国际上的地位和贡献等;野外实习主要带领学生到广州近郊花都花东镇认识地层和岩性,了解化石在野外地层中的产出状况,亲自采集动、植物化石标本,初步掌握采集化石的技巧,并能初步判断哪些地层中可能含有化石;室内实习主要让学生认识各种常见化石标本,并亲自鉴定自己从野外采集回来的动、植物化石,然后进行形态描述和初步的研究。

具体教学方案如图1:

生命起源和演化范文2

海洋是生命的发源地,地球上生命30多亿年的发展史,其中海洋生物85%以上的时间是完全在海洋中度过的。要研究生命的起源和演化问题,离不开海洋生物学的工作。

海洋中生物门类,主要是动物门类的多样性远远超过陆地和淡水,其中许多门类的动物只能生活在海洋中。要了解整个生物的分类系统及其演化过程,必须研究海洋生物学。

(来源:文章屋网 )

生命起源和演化范文3

人类生理结构来自于自然演化,经历了从低等生命到猿类再到人类的逐渐演化过程。与此相对应,人类共同体形态也必然经历从自发到自觉的演进过程。“自然共同体”是人类共同体的早期形态,是人类在社会生产力形成之前为了适应自然环境而被动生成的自发共同体形态。此阶段人类的主观能动性对于共同体结构的影响有限。      

“自然共同体”的生成可以追溯到生命的起源与生命体这种特别的有机体形态。在我们的经验范围之内,生命无一例外表现为个体形态,但个体形态的生命无论是在时间维度还是在空间维度都是被严格限制的。生命之所以能够在时间和空间中得以延续和蔓延,在于个体生命背后所存在的基因共同体、种群共同体等各种共同体形态。生命的共同体形态与生命的自然演化具有同步性,其在本质上是属于共同体的存在而非孤认个体的存在。生命从无机物的存在中演化出来,属于特别的物质存在方式,但生命体具有特别的生理结构,这种特别的生理结构导致了生命的脆弱和短暂,同时也导致了生命体内部以及生命体与环境之间的特别关系。按照恩格斯自然辩证法思想,“任何一个有机体,在每一瞬间都既是它本身,又不是它本身;在每一瞬间,它消化着外界供给的物质,并排泄出其他物质;在每一瞬间,它的机体中都有细胞在死亡,也有新的细胞在形成;经过或长或短的一段时间,这个机体的物质便完全更新了,由其他物质的原子代替了,所以,每个有机体永远是它本身,同时又是别的东西。”可见,生命这种有机体始终与环境处于辩证运动之中,生命体在对环境进行否定的同时也在对环境进行肯定。生命体自无机物演化而成,无机物是生命体之母,这种来源决定了所有的生命体始终保持对环境中物质元素的基本依赖和对环境中能量的依赖。也就是说,生命体必须不断进行新陈代谢才能维持自身的结构和功能,这也就决定了个体生命最终必然走向死亡。所以生命要想长久延续下去,生命体必须要找到某种传递信息的渠道来维持种群特殊生理结构的存在,而最普遍有效的方式就是繁殖。生命体的繁殖功能决定了生命体之间存在着必然的继承性和关联性。所以,生命存在的特性都是在生命演化过程中形成的,是所有生命体无法逃脱的命运,人类也不例外。今天展现在人类面前的所有生命都是自然演化过程中有幸生存下来的物种,而之所以能够延续至今,在于每个种群所构成的一个共同体。该共同体由过去、现在及将来的所有的生命个体构成。      

“自然共同体”是生态领域的普遍现象。早期人类的“自然共同体”所表现出来的形态虽然与昆虫鸟兽等形成的自然共同体有着巨大差异,但就其自发性而言,“自然共同体”与动物群落之间的边界是模糊的,“自然共同体”相当于人类社会与动物群落之间的交织与模糊地带。在达尔文进化论之前,无论是东方文化还是西方文化都把人类认定为天地间某种有灵魂的特别生灵。而其时的人类也习惯于以人造物的制造生产模式来主观臆断生命的起源和人类的起源。这种认知模式掩盖了人类对自然的依赖关系,也遮蔽了人类与其他生命的同源关系以及人类与祖先之间的基因传承关系。人类作为自然界中的物种之.,必然服从“物竞天择,适者生存”的进化规律。早期的人类对于‘火的依赖性”源自于人类对自然的依赖和自然竞争对人类的压力。那时,人类只有通过彼此联合才能克服力量、速度、灵敏度等方面的生理弱点而获得更多的生存机会。当然“火的依赖性”也源自于人的生存本能和繁殖本能的需要。人类情感的依赖及家庭式劳动生产合作的需要促使原始人类形成家庭,而家庭通过姻亲关系及血缘关系拓展出家族,融人地缘关系以后,便形成部族或者部落,这些都属于“自然共同体”。“自然共同体”生成的个体能力基础是早期人类的生物性本能,这种本能与其他群居型灵长类动物共同体形态类似。在“自然共同体”阶段,人类天性与共同体形态具有统一性和协调性。由于此阶段的人类文化处于原始蒙昧时期,人类的思维缺乏抽象思维能力,表现出直观、简单、具体的特征;人类劳动工具简单、生产力低下,人类活动属于自发活动,其活动范围和影响力非常有限,所以“自然共同体”只能在个体成员能够直接接触的小范围内自发生成。马克思说:‘火的依赖关系(起初完全是自然发生的),是最初的社会形式,在这种形式下,人的生产能力只是在狭小的范围内和孤认的地点上发展着。”马克思这里所说‘火的依赖关系”就是指对周边熟人的依赖性。早期的人类与黑猩猩、楼黑猩猩、猿猴、拂拂等群体生活颇为相似,不会形成大的群落和村落,更没有能力形成国家;人与人的关系是熟悉、简单、淳朴,这一点在近现代社会仍然保存较为真实的非洲原始部落、澳洲原始部落、亚马逊原始部落等地方可以获得实证。    

费尔巴哈对于人类共同体的观点具有人本主义的合理性,但他把人理解为了.种具有抽象“类本质”的存在。费尔巴哈认为,人是以身体为基础的感性和理性的物质统一体,是以“类”为基础的“个体”与“类”的物质统一体,人与人的感觉和思想都是在自然环境和社会环境中产生、形成和证实的;由于“个体”在一生中的交往有限,要解决认识中的无限性和有限性的矛盾,就需要把“个体”与“类”统一起来,在世世代代相传的文化体系中获得认识进步。费尔巴哈与马克思、恩格斯皆属于“青年黑格尔学派”成员,后来费尔巴哈虽然对黑格尔哲学展开批评,但由于费尔巴哈在对待历史的态度上仍然属于唯心主义历史观而受到马克思的批判。费尔巴哈关于人类社会形成与发展的思考只停留在“自然共同体”的生成阶段,没有认识到劳动实践对于人类社会生活和动物群居生活的区分所发挥的关键性作用,而忽略了现实中人与人之间的生产和生活关系。实际上,物质资料的生产从.开始就不是依靠单个人的力量能够完成的,而是永远只能采取一定的共同体结合的形式,也就是说,人们只有在共同体中才能获得满足生产生活需要的各种条件,只有共同体才能构成人最基本的存在方式。可以说,费尔巴哈虽然看到了人类感性和人类理性在“自然共同体”生成过程中的自然纽带作用,却没有发现社会实践才是决定人类社会关系的现实性作用。马克思克服了费尔巴哈形而上学唯物主义人本观,批判了费尔巴哈把‘火的本质理解为‘类’,理解为一种内在的、无声的、把许多个人纯粹自然地联系起来的共同性”的观点。正是在上述基础上,费尔巴哈与马克思形成了不同的逻辑序列。在费尔巴哈那里,形成了“交睛、爱情、家庭”的旧唯物主义逻辑序列;而在马克思那里,则形成了“实践、社会关系、共同体”的历史唯物主义逻辑序列困。    

生命起源和演化范文4

关键词:生命起源 无中生有 十二相属 龙

自从人类诞生的那天起,就一直面临着几个基本的问题:人类及生命是如何诞生的?人类生存的地球及宇宙是如何诞生的?人类赖以生存的宇宙怎样才能变得更加适合人类生存?虽然完备的答案是不会有的,然而探索者却注定要永远为之焦心和求索。

一.生命进化的历程及方向

生命起源被认为是二十一世纪人类面对的十大科技难题之一,达尔文创立的进化论,虽然今天已被人们普遍认识,然而进化论却并没能回答出比如象每类物种最初是如何产生的这样的问题。任何事物的发展由量变到质变,都有其深刻的哲学意义,在生命的进化历程中,同样体现着这种内涵。这一点在中国传统哲学思想中早已给出了答案,就是“无中生有”。用老子的话表达自然界进化的历程,即“道生一,一生二,二生三,三生万物”。生物在自然界的进化是以化学反应到单细胞的形成开始的。自然界被认为是原始大气加紫外线加闪电火花生成构成生命的基本物质氨基酸等,这一点1953年已被芝加哥大学尤里米勒实验证明。单细胞的产生,用老子的话,即“道生一”。从单细胞生物进化为多细胞联体,生物体为孢子繁殖、分裂繁殖,相似于“一生二”阶段。从联体到细胞分工,生物体进化到雌雄异体的有性繁殖,相似于“二生三”阶段。生物体在细胞分工到逐步形成器官雏形基础上进化为正式器官,动物体的构造发生了重大的进化,其生理构成产生了更为重大的飞跃。这一时期动物尚存至今的种类最多,相似于“三生万物”阶段。

以生理与功能的完善到智能时期,这时期的生物,由低级向高级进化。是从原始有头类、脊索动物,经鱼类、两栖类、爬行类、哺乳类等层次进而进化为人类的过程。从古生物学来看,每一类生物在地球上从产生到自然灭绝要有一亿到一亿五千万年之久,而人类祖先在地球上的出现至今才两百五十万年。从生物形态,内脏结构,功能来看,每进化高一层次,都相应有明显的变化。最重要的表现是有新的器官或组织产生。首先,从鱼类进化为两栖类,两鳍转化为四只小腿。增加了脾、胃等器官,可以长时间离开水生活。两栖类进化为爬行类,头和身躯有明显的区分,由可转动的颈部相连,四只小腿进一步发展变长。增加了肺、大肠等器官,转为陆上生活,有较快的爬行速度。爬行类进化为哺乳类,除从卵生转为胎生并哺乳喂养外,四只小腿爬行转为四只腿支撑躯体完全离开地面。增加了肾、膀胱等器官,有较快的速度和较高的灵活性,出现了跑、跳、扑等功能。但从哺乳类进化为人类,除直立行走、思维与用手劳动等一些进化外,关键是还未演生出新的腑脏器官,在速度和灵活性等功能上,还处在哺乳动物之下。既然作为进化演生的新一类物种,应在各方面远胜于前一代才对。

在考查动物的进化史中,我们也许会得出这样的结论:人类应该产生出新的器官,使自身的功能产生质的飞跃,才能称之为成熟的人类,才算“真正的人”,即道家所谓的“真人”。然而万物之灵的人类,宇宙完成的体形结构是如此完美和协调,不可能再出现类似其他种群进化中所产生的普通意义上的有形器官,那究竟应该是怎么样的结构呢?很值得我们去深入地研究和探讨。

二.中华龙之谜及生命起源的新设想

自然界生命的进化反映着宇宙的演化过程,同样天文学家观察到宇宙是处于不停的运动之中的。今天,大部分的宇宙学家认为,宇宙大约是在100亿年之前,经过一次极为激烈的后逐渐形成的。今天的宇宙是由曾经历遥远的过去和走向无限的未来中,在反复进行诞生与老化的过程中形成的。虽然新的宇宙是由已消亡的宇宙剩下之混沌元素所构成,但是新的宇宙无论在质量和能量方面都比旧的宇宙要优良,是属于更为净化的宇宙。每次经过改良的宇宙,更适合于更进化的类群。地球的演化及各类生物种群的进化正反映了这样的情况。在已有的生物知识中,我们可以明显地看出每类生物都可以在其他种群中发现相似的部分,相差的级别越近,这种相似的影子便越清晰。观察一下脊椎动物的胚胎发育,他们初成形的一周,你简直难以分清那一个胚胎是鱼,那一个胚胎是人。人类的胎儿在母体中经历了整个自然界生命几十亿年的进化历程,这已成为人们的基本认识。生命的产生本身就是一个奇迹,如果用数学概率去计算的话,宇宙间产生生命的比率几乎是零,然而这种几乎不可能的事却在地球上发生了。如此丰富多彩的生命现象,令人迷惑的是,他们最初是如何形成的。达尔文创立了进化学说,却无力回答,最后一个(能变成人的)猴子是怎样变成第一个人的。如果我们相信,宇宙在不断的消亡与诞生中更为优良的话,地球上新生命的诞生亦正是如此。东方的圣贤已给出了答案,这便是“无中生有”的含义。这里的“无”,概念上并非是一无所有,而是所有有形物体的基础,是一切生命的源泉。现代的柯莱因照相技术已科学地验证,树叶在萌芽时就已形成了它在虚境中的成熟构形,这正是中华传统哲学中“无中生有”的深刻含义。中国古代把这种构形现象称作“拧保它表示生命力或赋予宇宙以生机的活力。作为中医基础的经络,就是人体内气的通道,人体中这种无形的经络的存在,是不争的事实。攀且恢窒”〉摹⑽薹ㄖ苯痈兄的物质形式,它存在于空间的每一处,并且可以凝聚成有形的物体。新儒学家张载说:“啪墼蚶朊鞯檬┒有形,挪痪墼蚶朊鞑坏檬┒无形。方其聚也,安得不谓之客?方其散也,安得邃谓之无?”我们翻开《圣经》就会发现,在《创世纪》中用神话的形式写着:“耶和华神用地上的尘土造人,将生气吹进他的鼻孔里,他就成了有灵的活人。”这里“生气”的含义即与“无”相同。印度古经典《唱赞奥义书》中亦有相似的说法:“太初唯是‘非有’,由‘非有’而‘有’生焉”。人类的产生是宇宙的骄傲,关于起源,现在我们可以这样大胆地设想:混沌状态的宇宙,在漫长的演化中,气聚则成形为浊为阴,气散则成无形为清为阳,用中医经典〈皇帝内经〉的话,即阳化气,阴成形。形成了有形的众多星体与无限的空间。幸运的地球在诞生的过程中,伴随着大量的水生成[天文学家最新发现,地球上的水,一部分可能来自宇宙空间]。水是生命的摇篮,由于地球的自转与地磁场的作用,在它的周围空间,不断产生着构成基本生命物质的虚境构形――正象树叶萌芽前的虚境构形一样,经过漫长的演变,“气聚而有形”,产生构成生命的基本物质。不论植物、动物都经历了由低级到高级的进化发展。而每一类新生命的诞生,首先是在虚境中完成其更进化的最优良的组合构形。在宇宙、自然漫长的演化过程中,幸运的人类虚境构形产生了,它自然集中了当时已有生物中最优秀的部分。中华民族自称是龙的传人,而龙又被描绘成具有多种动物最优秀部分的组合。起初,这个形象是变化的,直到汉代以后才固定下来,演变成了今天这种以马头、鹿角、蛇身、鹰爪、鱼尾等组合成的具体形象。无论西方人心中的上帝,还是中国人的圣物――龙、麒麟等,尽管形象千变万化,如果我们抛开一直探寻它们具体形象的迷局,就会发现它们只有形式上的差别,没有本质上的不同。有经验的历史研究者知道,神话与传说常常是诗话了的历史。是不是我们可以这样设想,生命的起源不正是这样一个“无中生有”的过程吗?

三.十二生肖之谜

人体被认为是包涵在宇宙这个超巨系统中的开放复杂巨系统〈钱学森语〉。只要生命存在,它就在不断发射和吸收与自身相吻合的能量信息。人体作为开放之巨系统,除了继承父系和母系这两大基本遗传信息外,还直接接收宇宙间大量的信息。人体的这种状态保持一生,并在出生时为最大。这种现象在神话和民间传说中,被描绘成孕妇在临产时等待神灵或星宿降世投胎后,婴儿才会出世。在民间至今人们相信“逢生“的现象。婴儿在离开母体的同时,也失去了作为保护与筛选信息屏障的母体。出生后,在突然呈开放的状态下,会大量接收新的能量信息,婴儿的一些习性会与最初接触的非家族成员的习性有许多相似点。正象民间所说:“生的不像看的像”。这是因为婴儿本体完全具有与自己有血缘关系人群的信息,故而会大量接收另一族系的新的能量信息。

由于人类的进化经历了整个自然界生命的进化历程,生命的诞生又是宇宙演化的结果。故而,人类有着相当宽的频谱带,能广泛吸收各种能量信息。它包括了无生命的自然与天体的信息,及有生命的动植物信息。这些信息能量籍由地球的自转,及磁场的螺旋状运动,形成了环绕地球旋转的信息海洋。一切生命的诞生,由于自身所保持的开放状态,都会被这无所不在的场所影响。所谓“龙生九子,其性不一”,说明人的诞生并没有因遗传的因素,使同胞兄弟姊妹具有完全一样的性格和智慧。正因为如此,才使得大自然如此丰富多彩,人类和整个自然界才能不断进化、繁荣和发展。

生命起源和演化范文5

[关键词]岩浆岩 形成 应用

[中图分类号] P588.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-54-1

1地球简介

地球作为太阳系中适宜生命繁衍的星球,它是人类赖以生存的家园,其直径约为6371km,从形成至今具有45.5亿年的时间,此时,地球还处于其你年岁的中年期。地球的构成形式是以圈层存在的,从外向内依次是生物圈、大气圈、水圈、地壳、地幔、地核,这些圈层相互作用,形成一个有机的整体,总括起来被称之为地球系统。其中地壳可以被分为外核和内核,外核以液态的形式存在,而内核主要的形式是固态。在地核与地幔之间存在极大的温度反差,同时由于固液作用的结果,该界面长期以来存在极大的温度反差与温度梯度,导致该界面存在一个能力反应较剧烈的能量和物质的交换界面,这个界面产生地幔柱,上地幔和下地幔构成了地幔的整体,两者富含的矿物在配数上具有很大的差别,上地幔主要以橄榄石、斜方辉石、榴辉岩等构成,而下地幔由高腰钙钛矿组成。地幔与地壳之间存在一个界面,该界面被称之为莫霍面,地幔分为上地幔和下地幔;地壳也具有洋壳和陆壳两部分,不同的结构在组成和性质上不尽相同。造成运动的主要圈层是岩石圈和软流圈,地壳外部的水圈、大气圈和生物圈被称为地球的表部圈层,以往对于地球的研究,科学家习惯将其分为几个圈层和几个部分进行,近年来,随着社会经济水平的不断提高,科学技术的进步日新月异,地球已经被当做一个整体被研究,并逐渐形成一门新的学科,该学科名为地球系统科学,正处于发展当中。

2岩浆与岩浆岩的形成

在地球的自然界中存在着很多种类的岩浆,众所周知,岩浆经通过火山的喷发,着落到地面经过凝固后会形成岩浆岩,由于岩浆的种类繁多,也就造成了岩浆岩的各种各样。岩浆及岩浆岩的形成是一个长期以来都在被深入研究的问题,对于岩浆及岩浆岩的形成分析,主要通过两个基本过程进行,一是岩浆的起源,二是岩浆的演化。岩浆的生成,是指在一定的温度和压力条件下,在地壳和上地幔位置发生的熔融部分,通过一系列的作用形成的岩浆。对于上地幔和地壳发生熔融的原因,主要是因为软流圈和地幔柱发生上升,同时板块俯冲会产生地温异常,温度急剧升高,直至超过源岩的起始熔融温度,待板块俯冲到一定程度,就会使挥发分加入这种作用当中,如此就会使熔融温度降低。原生岩浆的成分和类型的影响因素主要存在于源岩及源区的组成及性质,熔融温度及起源温度,除此之外,增压温度在一定程度上也会对原生岩浆的成分和类型产生影响。对于这些影响因素参数的研究,可以通过热力学计算、相平衡实验及相分析、同位素示踪来获取。在这些因素中,对原生岩浆的成分和类型影响最大的是源岩及源区的组成及性质,该因素不仅可以直观的表达原生岩浆的成分及类型的形成原因,同时也与构造环境有着很密切的联系。地球的岩浆源区主要存在于地幔、地壳中的陆壳、俯冲洋壳中,幔源岩浆的起源位置多在于软流圈和岩石圈交界处,要计算岩石圈的厚度,需要对岩浆源的起源深度进行精确的计算,同时结合地球物理资料沟划出岩石圈界面的起伏。原生岩浆产生的类型因源生区的不同而不同,除此之外,起源温度与熔融程度、挥发分、各种压力条件等都会对源生岩浆的成分造成一定程度的影响,也是由于种种影响因素,才会造成多种多样的源生岩浆的形成。岩浆的演化指的是种种因素造成源生岩浆形成不同类型和成分的过程,在此过程中,岩浆的演化主要有岩浆分异作用和岩浆混合作用。同源岩浆指的是在同一个地区由共同的母岩浆演化而形成的子岩浆。然而,岩浆体系是开放体系,这就导致岩浆分异作用和岩浆混合作用频繁,从而导致地壳内部的不同分层之间具有强烈的能量交换。对于岩浆演化的路线,可以通过岩浆及其中的矿物元素、微量元素、其他杂质,通过质量平衡和热力学等一系列的计算方法进行估算。

3岩浆岩的应用

(1)污水处理生物滤料。岩浆岩生物滤料最早诞生在美国,我国主要靠进口的形式实现生物挂膜技术,近年来,国内在环保方面经过选矿、破碎、研磨等一系列程度,加工成一种主要成分包含Si、Ga、Mg、Mn等多种元素的粒状滤料。岩浆岩滤料可以应用于工业污水、生活废水及微污染水源水等,同时可以做成是以微生物生长和繁殖的生物膜,由于其优点多,研制比较简易,所以逐步取代了活性炭、石英砂、无烟煤等多种过滤介质。

(2)作为石材的应用。岩浆岩呗作为石材应用到工业和生活中已经有很长一段时间,岩浆岩具有环保、性能优越等优点,除此之外,岩浆岩自身具有一些特殊的特点和功能,无放射性,这就导致岩浆岩作为石材被应用的范围和规模越来越大。岩浆岩质地坚硬,可以作为超薄型石板进行家居装修,同时,其经过表层精磨以后,光泽度可以达到85度以上,外观典雅庄重,被应用于建设大型广场和会议广场中,深受国内外及广大客户的喜爱。岩浆岩是由于岩浆喷射出来,经过凝固而形成的,所以其具有耐高温和吸热的性能,如此,用岩浆岩制作成的装修及装饰板料在夏季强烈的阳光照射下不会出现烫手等现象,在用途和功能上远远超过普通花岗岩。

(3)隔音材料。岩浆岩本身具有天然孔洞,这种自身结构带来了吸引的功能,适合在大型的广场、电影院、地下工程的应用。目前已经有很多装饰公司对于岩浆岩在吸引功能开始重视,并可以应用的比较成熟。比如:昆明的林尚酒店,耗费一年半的时间精选各种岩浆岩石料,对大厅和地下演播厅进行装修装饰,由于岩浆岩自身在隔音、蓄热、传导性能上具有很强的优势,所以林尚酒店应用岩浆岩石料进行装修装饰的效果很好,受到了关注和好评。

(4)养殖方面的功能。岩浆岩经过加工可应用到养殖中,在鱼类的养殖方面,岩浆岩的外形不仅可供观赏,同时其活水性能对于鱼类的生长和繁殖起到了很好的效果。岩浆岩可以使水中的离子活跃,并可以使红外线及α射线进行释放;并可以稳定水质,主要在于PH值稳定和矿物质含量的稳定方面。岩浆岩对于花类养殖的作用也不可忽视,主要在于保湿能力强、通气性能好、优化土壤的酸碱性等,不仅适合各种盆景的种植,对于各类植物的种植都起到了一定的良好作用。

4结论

对岩浆岩的分析研究可以深入了解地球内部构造的演化,同时也是优化资源和改善环境的必要条件。基于自身多种良好性能和功用,岩浆岩在污水处理、装修装饰石材、隔音材料、养殖等多个方面的应用取得了良好的效果,需要引起人们的重视。

参考文献

生命起源和演化范文6

最初三分钟

宇宙的最初源头是一个奇点,即所谓的“宇宙蛋”,它凝聚了所有的时空质能,孕育着未来物质世界的一切,包括天体和生命。

大约150亿年以前,宇宙蛋在一场无与伦比的大爆炸中猝然爆发。大爆炸震撼出时空,物质世界破壳面出,宇宙史的纪元从此开始。

刚刚诞生的宇宙,空间从无到有并急剧猛增,仅仅10E-32秒后,就暴胀到大约1光年的直径。在1 秒钟时,由于大爆炸产生的极强高能辐身均匀地充满整个空间,宇宙成为100亿K高温的熔炉,所有物质被熬成一锅基本粒子汤。

紧接着,一场肆虐的原始宇宙风暴开始了,基本粒子之间发生猛烈撞击,中子熔入质子形成了氦核。这个过程延续了大约三分钟,直至所有的中子消耗殆尽为止。有约22%质量的物质聚合成氦核,余下的物质几乎为没有聚合的质子,即氢核,仅有十万分之几属于同位素氦3和氘,百亿分之几归之于锂。

原始星云形成

构建原始宇宙的原生物质(主要是约78%的氢和22%的氦)的产生过程,在宇宙史的最初三分钟便告完成;在此后宇宙由于膨胀而冷却,如此大规模的核合成过程再也不可能发生了,而小规模的核合成也只有等到恒星产生以后。

初生宇宙的空间充斥着极强壮的高能辐射,炽热惊人。原生物质氢核和氦核均匀分布在整个太空,它们之间的引力微弱,远不足以克服巨大的扩散压力和辐射压,因此无法凝聚成团。看来要打破这种物质均匀分布的状态,还要等宇宙冷却到足够的程度。

光阴一分分,一年年地流逝着,30万年过去,宇宙的温度温度急降到了4000K,然而其均匀状态依然如故;1000万年过去,宇宙中高能辐射冷却变成

微波背景辐射,氢核和氦核形成了各自的原子,原子间的引力也终于战胜扩散压力和辐射压,在它的作用下渐渐形成了一个个物质密度较大的地区,并继续向中心收缩;原始星云就这样形成了。

在宇宙诞生1000万年以后,由氢、氦两种元素构成的巨大原始星云弥漫着太空,虽然非常稀薄,却表明宇宙物质不再处于均匀分布的状态,这预示了宇宙星光灿烂的未来。

恒星形成

原始星云在引力的作用下继续向中心聚集,并因星云间的潮汐作用开始旋转,渐渐形成双凸透镜的形状。星云收缩使引力不断增强,从而促使旋转不断加速,而旋转加速又导致星云缘不稳定,从而裂成两个旋臂。旋臂上发生局部的凝结,每个凝块具有适当体积,可以在我们所见的恒星狭小限度内形成恒星。

以上过程不断进行着,整个星云最终演化成星系。宇宙中最初形成星系的时间大约是大爆炸后十亿年。通过哈勃太空望远镜,可以发现在我们星系以外的遥远空间里正在形成的其它星系,那正是几十亿年前形成这些星系的情形。

目前用天文望远镜观测的星系总数须以10亿来计算,我们所在的银河系只是其中的普通一员而已。这些星系都是庞大的恒星集团,且距离我们极其遥远,因此称之为“岛宇宙”。十几个或几十个星系由引力维系在一起,组成星系团;随着宇宙的膨胀,星系团间正彼此远离。

恒星的生命历程

恒星是宇宙物质凝聚到一定程度的产物,它起源于旋涡星云臂上的一块区域。在这块区域物质较密集的部分,由于自身的引力较强,就会使物质聚集得更快,温度也上升更快,旋转得更快。这一过程逐渐加剧,当某一区域的中心温度上升到约1000万k时,就会引发热核反应,向外发放辐射,恒星的生命历程便开始了;而旋转速度达到一定值时,恒星就会分裂成互相绕行的双星或多星。

双星(或多星)是恒星演化的正常规程,而伴有行星的单星(例如太阳)则是恒星演化中极其罕见的事件,大约在十万个恒星中才有一个,它的起源过程至今仍然只是一个猜想:在恒星演化的某一早期阶段,两个气体星运行到彼此邻近时,便产生了潮汐波。及至两星接近到某一临界距离时,这潮汐波即射出长臂状的物质,然后再裂成具有适当大小与特性的物体,形成像地球这样的行星。

起源于原始星云中的恒星为第一代恒星,它们是由原生物质组成的气体星球。宇宙史纪元50亿年时,第一代恒星产生了,它们照亮了幽暗的太空,从此一个新的宇宙时代来临了。

恒星的生命历程

恒星形成后开始进入生命周期中的氢燃烧阶段,氢的原子核聚变成氦,并向外发放光和热。当恒星中的氢消耗掉10%时就发生收缩,恒星中心部位的温度升高到1 亿k以上。同时,由于恒星内部的活动,恒星外层被中心区域推开,膨胀的恒星变成一颗红巨星。于是,在星球密度很大温度极高的中心部分开始发生氦的燃烧,氦核聚变成铍,碳和氧。这一阶段一直延续到恒星中心部分的氦消耗殆尽,碳和氧所占的比例大致相等时才结束。

氦的燃烧阶段结束时,星球中心区域收缩,温度重新上升。在一些质量足够大(质量至少是太阳的4倍)的恒星里,中心的温度可以达到10亿k,碳和氧的燃烧得以开始,结果形成了钠、镁、硅和硫等元素。当恒星中心部分的碳和氧消耗殆尽并富含硅时,便开始了硅的燃烧阶段,硅转化成硫,氩和其它一些更重的元素。如果恒星通过收缩,能使内部温度升到30亿k左右,那么恒星便开始了它生命周期中的平衡阶段,形成铁及附近的一些元素。铁在所有元素中,其原子核最为稳定,因此一颗恒星能燃烧到生命的终结,将形成一个铁球,它的末日也便来临了。

垂死的恒星与自身的引力作着最后抗争,但最终还是跌进了引力深渊之中。外围各层数以万亿吨计的物质以每秒几万公里的速度朝核区坍缩,与核区发生了极为强烈的碰撞,这就是“超新星爆发”。爆发的巨大能量使恒星外围物质得以加热,铁吸收中子及能量后,在恒星熔炉的是最后阶段炼出了金、铅、铀等更重的元素。以上过程表明目前人类所利用的核能(确切说应该是核裂变能)归根到底是久远的超新星爆发能,正如煤、石油所含的化学能是古老的太阳能一般。

超新星爆发产生的巨大激波,将恒星外围的物质抛入广阔无垠的太空;这些物质由恒星各个燃烧阶段产生的92种元素构成。恒星的一生灿烂辉煌,它的光和热孵育了生命;它亦是宇宙中神奇的炼金炉,组成我们及地球的每一个原子,都曾在那些久已熄灭的古老恒星中经受熔炼。

恒星的物质循环

第一代恒星消亡了,它归宿于白矮星,中子星和黑洞。然而悲壮的死亡中酝酿着灿烂的新生,在它们的废墟上将升起新一轮的恒星,一个有生命的宇宙时代即将拉开序幕。

超新星爆发抛出的物质,在广袤的星际空间漫无目的地遨游,在碰撞和辐射的作用下,被原始星支携带着运行。几百万年过去了,这些物质因膨胀而变得稀薄,最终与原始星云混而为一了,因此宇宙中的星云不再只是由原生物质氢和氦构成,而是遭到重元素的污染;由于这种污染,恒星之外有了出现自然景观,生命,技术和能源的可能。

在宇宙史纪元100亿年时,这种被“污染”的星云在引力作用下收缩,坍缩和碎裂。核子活动再度爆发,第二代恒星及行星诞生了,太阳便是其中一例。这些恒星也将开始其生命历程,最终与会因缺乏燃料而死去;它们的碎屑又与尚未聚集成恒星的原生物质一道凝聚成下一代恒星。但这种物质的再循环并非永无止境的,原生物质会一点一点地并入新生的恒星,直至全部用完。当最后一代恒星走完它们的生命轮回而死亡时,宇宙永恒的长夜就来临了。

生命的形成与进化

生命是宇宙物质演化的最高级形式,也有人认为生命只是宇宙演化的副产物中微不足道的偶然现象,由于发生了种种时间和空间的巧合,才得以在地球上出现。

的确,在宇宙中满足生命形成与演化所必需的地方,即使不是唯有地球,也是很少的。地球所绕转的太阳是恒星中少有的单星,使得它外围有稳定的生态圈存在;太阳又是第二代恒星,使得其行星从一开始形成就有生命所必需的碳,氧等重元素存在;太阳大小适宜,使它既有足够的存在时间供生命形成与进化,又有足够的光和热去孵育和养育生命;地球本身也是一个特殊的行星,它的轨道全部在太阳的生态圈内;它大小适宜,使它的引力能保留住水和大气,且大气层厚薄适当,既挡掉了大多数紫外线,又不至于遮住过多的阳光;地球有较强的磁场,使生命免遭宇宙带电粒子的致命轰击……,总之地球在许多方面拥有得天独厚的生命存在条件,使其成为宇宙中少有的生命家园。

地球在46亿年前形成后,便开始了生命形成历程:原始地球中的无机物在太阳紫外线的作用下,形成了简单有机物,它们通过水流汇集于海洋,在那里化合成复杂的有机物。这些复杂有机物形成生命的过程,至今仍然是个疑案,但其中必定有不计其数的巧合,在地球形成生命的过程中幸运地发生了;这样,原始生命在地球形成15亿年后出现了。

原始生命在漫长的岁月里不断进化:16亿前有细胞核的单细胞生物出现,7亿年前多细胞生物出现,3.7亿年前陆地生物出现,2.8亿年前爬行动物出现,1.8亿年哺乳动物出现,7000万年前灵长目动物出现,3500万年前类人猿出现,400万直前原人出现,50万年前直立人出现,直至3.5万年前出现了现代人类;于是在宇宙史纪元150亿年时,宇宙中便有了智慧生物创造的技术和文明。我们目前所知的生命仅限于地球生命,而科学家对地外生命和文明的乐观估计是:仅银河系就可能有6亿个行星有生命存在,其中拥有技术和文明的的行星也多达100万个!

宇宙的终结

宇宙的未来命运如何?科学家、哲学家和神学家都提出了自己的观点。一个目前被普遍认同的观点是:宇宙作为物质世界的全部,也就遵守物质自身和规律;而根据热力学第二定律,得出的结 论实在令人难以接受:宇宙将在遥远的未来走向死亡——永恒的死亡。