天文因素对地球地质环境的影响

  太阳系3~4亿年的周期绕银河系运转,它经过最近银心点的时间是距今:-0.08±0.04、2.80、5.95 、9.37、13.00、16.78、20.67、24.62、28.60……亿年前;经过远银心点的时间是距今:1.36、4.37、7.66、11.19、14.89、18.73、22.65、26.60、30.60……银河年是逐渐变短的。太阳系在运行过程中,近银心点运行得最快,远银心点运行得最慢,从远银心运行至近银心运行加速,近银心运行至远银心运行减速。运行加速时,使太阳与地球距离拉大,地球为了赶上太阳以减小自转角速度来增加前进的速度,导致地球在近银心点自转速度最小,远银心点最大。

  太阳系在绕银河系运行的过程兼在银道面或旋臂两侧作往返摆动,其往返周期约为0.8~0.9亿年,在银道面一侧的时间为0.4~0.45亿年。可能是由于质量分布不均的地球所受的引力发生了周期性的变化,从而引起了地壳运动、海平面高低、地磁场、生物发展等一系列的周期性变化。

  1.地质作用与太阳系在银河系的长周期运行

  显生宙5.9~6.5、2.7~3.5亿年前、2.5百万年前至今出现了大冰期;4.2~4.6亿年前出现了小冰期,1.6亿年前有一小寒冷期。它们出现的大周期为3亿年,小周期为1.5亿年,与太阳系在银河系的运行密切相关。大冰期出现在近银心点附近,可能与较密的星云尘埃和较大的日地距离有关,小冰期出现在远银点附近,原因不明。推测9.4~10亿年前存在大冰期,在7.7、11.20、14.9、18.7、26.6、30.6亿年前有可能发现冰碛物。

  地球在5.7、2.48、0.65亿年前的近银心点附近遭到了陨星的撞击,其可能与近银心点附近星云密度较大有关,星击导致了生物的大绝灭。

  地球在C3~J1近银心点附近、自转速率明显变慢期间出现了联合大陆,可能是岩石圈板块在惯性作用下向东向赤道运动的结果。根据地质、古地磁推断7.5、20、32.5亿年前为大陆聚集期;1.3、13.5、26亿年前为大裂谷形成期。同时在近银心附近运行期间也是全球出现低海平面时期,可能与地球自转减慢、地幔对流减弱、大洋中脊收缩、洋盆容积增大有关。

  地史上距今5.7、2.48、0.65亿年前前后曾出现生物的大灭绝与大爆发事件,这与大的周期性星击有关。

  在前寒武纪晚期至∈2、D2~P、K~Q向近银心点运行期间,地磁场以负极为主;∈2~D2 、P~K向远银心点运行期间以正极为主。

  2.地质作用与太阳系在银道面或旋臂的往返摆动

  构造运动在5.8、5.4、4.6、4.2、3.70、3.3、2.95、2.4、2.05、1.70、1.20、0.7、0.26亿年前出现了全球性加强期,间隔0.35~0.45亿年,平均0.4亿年;海平面变化在长周期的背景上叠加了平均为0.35~0.55亿年的周期,其与地幔对流强弱变化引起的洋盆张缩有关;显生宙11个构造运动增强时期每时期延续15~25Ma,相对平静期平均23Ma,完整的构造旋回平均经历44Ma;古生代约10次大的岩浆侵入活动和构造岩浆活动期平均周期40Ma;显生宙7次最剧烈的生物灭绝出现在∈、O、D、P、T、K、R,平均间隔80~90Ma;古地磁极移速率变化有70~80Ma的周期。

  太阳系在银道面或旋臂的往返摆动周期为80~90Ma,在一侧的时间为40~45Ma,上述这些地质作用与在银道面或旋臂往返摆动密切相关。

  3.第四纪冰期气候与地球旋转要素变化的关系

  地球绕太阳旋转的轨道偏心率e的变化周期约为10万年,地球自转轴倾斜率ε的变化周期为3.8~4.2万年,日月引力对地球自转引起的岁差为1.9~2.43万年。这些要素的变化叠加在一起决定了第四纪气候的周期性变化。早于100万年前气候波动周期以4.1万年为主,以后开始了10万年周期为主的气候循环,(最近认为其原因是地球轨道平面的变动而不是地轴倾斜度的变化)。另外,周期为178年的九星会合、周期为11年的木星运动及其对太阳活动的影响也会影响到全球气候的变化,甚至影响到地壳的活动(如地震等)。

  ---内容主要摘自:徐道一、杨正宗、张勤文等《天文地质学概论(地质出版社.1983年).字数1670

如 波   
1993年5月6日