原初洪荒，究竟啥樣？

　　溯鷹 發表於  2016-08-11 18:26

　　都好幾天過去了，想必你們對洪荒之力這個詞都已經看得煩死了。

　　但是作為一個學地質的人，看過這些所謂的洪荒之後，我表示非常不開心：

　　這哪裡洪荒了啦！

　　是，楊萬里寫過「洪荒之世，人與禽之未別」，但楊萬里那時代又沒有地史學。以我們今天的認識，這「人禽未別」，滿打滿算也就五百萬年吧？地球的歷史可是有將近一千個五百萬年呢，區區千分之一，哪裡當得起「天地玄黃宇宙洪荒」的那個洪荒。

　　一路往前推，倒也能找到不少史前的自然偉力。有喜馬拉雅造山運動，有希克蘇魯伯隕擊，有西伯利亞大溢流……但這些終究還是不過癮。要找真正的洪荒，怎麼說也得回到46億年前，回到太陽系和地球的原點——那裡有真正的開天闢地，那裡有真正的清濁分離。

　　清濁辟離，天地初開

　　太陽系和地球的形成過程，可謂是一個字面意義的開闢，它一級一級地開，它一級一級地辟。

　　太陽系的前身是一坨星雲。長什麼樣兒呢？抬頭看看今天的鷹狀星雲（M16, Eagle Nebula）或者獵戶座大星雲（M42, Orion Nebula）就知道了。稀薄的氣體，瀰漫在漆黑一片的深空背景中。電離的氫分子云發出微弱的光暈，暗雲氣與之相互交融。飄忽蕩漾、氤氳迷離，著實是混沌一詞最佳的寫照。

　　

　　M16鷹狀星雲。圖片來源：astronomy.com

　　在46億年前的某個時刻，這片波瀾不驚的星雲遭受了衝擊波的洗禮，衝擊波的源頭可能是臨近的超新星爆炸之類的衝擊。在波動的推搡下，雲氣里的物質開始翻騰、壓縮。顯然，這種光年級的壓縮可不是我們平時氣筒活塞的抽吸。它讓星雲中形成物質的超密集區，最終誘發引力坍縮。星雲中所有的物質都朝著坍縮的核心流去，最後的結局，核聚變的光輝便點燃在巨大的質心裡。此處有了光、有了熱、太陽誕生了。這個叫太陽的火球集中了原始星雲里近乎全部的質量和角動量，只有一些非常零星的邊角廢料免於吞噬。廢料們在龐大角動量的帶動下旋轉得又扁又薄，慢慢形成了我們今天所說的原行星盤。

　　這樣的事件，都是千百萬年級別的長鏡頭。為了便於理解，我們在此處不妨創造一個虛擬的時間單位——「事件日」。我們把開天闢地過程中每個大事件的完成稱之為一個「事件日」。它們相互之間可長可短，但主要為了梳理清楚。

　　太陽的誕生顯然篩出了第一級。混沌的星雲不見了，取而代之，宇宙中多了個恆星、多了個圍著恆星旋轉的塵埃盤。世界有了光、也有了熱，至此，是為第一「日」。

　　要知道，原行星盤本身也是混沌的。裡面有殘留的氫氣、有各種輕元素的氫化物（比如H2O、NH3、CH4、H2S）等……另外，原始太陽星雲本身是上一代恆星爆炸的遺迹，裡面混有比例可觀的重元素比如Si、Al、Fe等，這些重元素以硅酸鹽或者氧化物的形式結合在一起，形成固態碎屑，一起漂浮在鴻蒙一片的原行星盤中。

　　太陽不僅發光發熱，它也發風（風是太陽風的風）。在這些因素麵前，原行星盤自然免不了被篩的命運。所有上述物質里，輕的弱的易蒸發的，統統被太陽的溫場氣化，然後被太陽風吹到外側；重的穩的沸點高的，融不化也吹不走，就留在相對近些的地方。由此一來，混沌的原行星盤就被篩成截然分明的兩個帶域：外側冰塵帶，內側岩屑帶，至此，是為第二「日」。

　　無論是冰塵帶和岩屑帶里，都漫布著成分不同的小塵埃。塵埃們到處飄蕩，頻繁摩擦，慢慢吸附，逐漸增大。它們聚合成星子（Planetesimal），星子之間再融合，滾雪球似的變圓、變重…….不知經過多長時間，塵埃「帶」消失了，取而代之，無數原行星（Protoplanet）出現在了盤子里。至此，太陽系完成了從塵埃到原行星的聚合，是為第三「日」。

　　原行星的數量並不少。它們的軌道複雜交錯，難免要碰撞、衝擊，並進一步融合成更大的傢伙。在這個過程中，原行星的數量開始逐漸從增長轉為消耗，到最後形成幾家獨大的局面。這裡面最大的某些個體，甚至有了吸積最輕最稀薄的物質——氫的能力（要是給它們足夠的氫原料，說不定還要和太陽分庭抗禮呢，沒錯就是說你呢木星）。這些「宇宙吸塵器」瘋狂地掃蕩著周遭瀰漫的雜質，把它們統統包裹到自身的外側，構築成偉岸的身軀。至此，我們有了金地水火、有了木土海天——行星雛形的誕生，是為開天闢地的第四「日」。

　　不過呢，此時把它們稱為真正的行星可能還不太合適。為啥？按照現有定義，行星的軌道上是不允許有雜物的（參見不願透露姓名的冥X星）。原行星殘餘分子還沒有消滅乾淨，它們和八大行星的軌道是重合的。只要給它們時間，它們總會跑到一起，這叫「有趣的星球終會相撞」。別的不說，就說地球，便在某一刻跟一個叫忒伊亞（Theia）的傢伙撞了一下腰。腰飛了出去，形成個叫月亮的東西。據說金星那邊也挨撞了，撞得金星上的太陽從此得從西邊出來。慢慢地，原行星一個不剩了，八大行星奠立了生存地位並延續至今。軌道清空與大撞擊（Giant Impact），構成所謂開天闢地的第五「日」。

　　

　　地球與忒伊亞碰撞的想象圖，Dana Berry所作。圖片來源：ROBIN CANUP, SWRI

　　從星雲到恆星，從星盤到塵埃帶，從塵埃帶到原行星和行星….一層層篩下來，太空里已經被辟得差不多，太陽繫結構跟今日已經沒有質的差別了。接下來呢，就該各家「自掃門前雪」了。地球好歹也是一個引力中心。沿著地球徑向，物質們還要沿著比重繼續篩。它篩出沉甸甸的地核、篩出汩汩對流的地幔；篩出表面的原始地殼；岩漿里的氣體揮發出來，又形成原初大氣層。至此，地球從一團雜亂的岩漿球，逐漸變成級別分明的圈層結構，這便是第六「日」，所謂的行星分異（planetary differentiation）。

　　把所有這些「事件日」合併成一個真正的時間單元，再起個配得上它的名字，便有了地球歷史的第一章，冥古宙（The Hadean Eon）。整個冥古宙時期，說多不多，太陽系其實就只幹了一件事：開天闢地，鴻荒乖離。

　　可是冥古宙並沒有就此結束。在最後的第七「日」里，我會帶你們看一下真正有意思的東西——那是冥古宙最後的事件，也是太古宙到來的晨曦。

　　雖然洪荒之力里的「洪」並不是洪水的意思，可太初紀元里還真的有一場字面意義的故事。

　　——創世第七「日」，是為太初大洪水。

　　太初大洪水

　　普世的豪雨自天而降，它沖刷著地表的一切、吞沒著地表的一切。這是創生之水，孕育之水。它的發生，就此為地球帶來一個前所未有的新圈層，這圈層一經誕生便維持至今。今天的它，有一個特別親切的稱呼——海洋。

　　目前科學界普遍認為，地球水體的絕大部分都是天外來客。這次事件叫做後期重轟炸（Late heavy bombardment），在之前的文章里我也提到過不少次。沒有這次事件，地球跟水將沒有半點緣分。君在柯伊伯，我在宜居帶，日日思君不見君，交集大約等於0。

　　

　　後期重轟炸想象圖。圖片來源：AFP/Getty Image

　　可能是由於巨行星之間的軌道諧振吧，又或者它們在調整自身軌道…？Anyway，在冥古宙末期，外側那幾個大巨頭（木星、土星…）確實是調皮了。它們操作引力和角動量，把大量柯伊伯帶的小天體（碳質球粒隕石或者彗星）甩到了太陽系內帶。這些小天體是冰塵帶產物，含有大量水分，它們不分由說地射到地球上，乾燥的地球便濕潤了。

　　你可能會問：水分子進來之後還會繼續被太陽篩回冰塵帶嗎？這次不會了。此時是 「後期」，離行星聚合的時代已經過了幾億年，地球早已有了成熟的引力場和磁場。有這倆東西罩著，還用怕區區太陽風嗎？。

　　「後期」的另一個潛台詞是，此時地球的原始地殼已經初步形成了。只不過呢，在漫天小隕星的轟炸下，它又重新被砸個稀巴爛。隕擊事件本身就為地球輸入了巨量的動能。隕星融於地球后，便轉化成內能。地球表面重新熱了起來，岩漿海回來了，回到了開天闢地之時的狀態。

　　在地表岩漿海的烘烤下，這些移民地球的水體，發現自己根本沒法在地表呆下去——整個地表都是超過1200度的岩漿啊。誰家的水接觸到1200度的岩漿還不氣化呢？於是，小隕星們輸入的水分就紛紛擠在大氣層里。星球級的閃電轟鳴在天，亘古的岩漿之海咆哮在地。如果真要找個場景，在觀感層面上描述一把「天地混沌」的話，我覺得這個場景才是最適合的。

　　

　　岩漿湖。圖片來源：CARSTEN PETER/photography.nationalgeographic.com

　　然而，岩漿海終歸會慢慢冷卻，新生的地表還是凝固了。大地固化為古老黝黑的玄武岩，雲中的水汽紛紛而降。按照今日海洋的體積反推回去，當時的大氣層中可能蘊含著四大洋的體量呢。它們在全球普降的洪水中落下了，氣歸氣、海歸海，位於地表的兩大圈層——大氣和海洋，就在這亘古的豪雨中，分出了清濁。

　　我已經用上了洪荒之力！

　　已經了解了「洪荒」是什麼，可是「之力」呢？是說每一幕創世大事件所蘊含的威能嗎。是，但也不是。因為所有表現出來的東西都不是本質。它們只是結果，只是地球在背後簡潔的物理機製作用下，所表現出來的運動狀態而已。

　　力是什麼？力是原因、是本質、是之所以會形成這一切的前提。

　　歸根結底，世界上只有四種力。引力、弱力、強力、電磁。開闢洪荒的過程，是四大原力聚合涌動的過程。正是這四重力量的合作，才最終造就了洪荒世界的每一份傳奇。

　　——沒有引力，星雲的質心不能坍縮、地球的圈層也不能分異。天地初開的恢弘，不過是南柯一夢的泡影。

　　——沒有強力，質子和中子便不能結合，宇宙不會有除氫之外的元素，核聚變也成為無稽之談。太陽、天狼星、參宿四…所有的恆星將不復存在，宇宙不過是一團強子的霧靄。

　　——沒有電磁力，化學反應就不會發生。絕大部分宏觀層面上的機械力統統不能激活。原行星盤裡的小塵埃碰撞時將不會帶電，元素之間也不會有氧化還原。行星再也不會誕生，無論你是朱庇特還是塞坦。

　　——沒有弱力，地核這個裂變爐便不會釋放出足夠的地熱。地球將早早冷卻，失去她的磁場，失去她的軟流圈、失去她引以為傲的板塊漂移，最後變成和月球一樣的死星。沒有了活躍的內動力，生命絕對不可能登上歷史舞台。

　　所以吶，開天闢地的浩然，其實是無數單調卻不懈的積累；每一份洪荒之力的背後，其實都閃爍著整個宇宙的根源。

　　無論是運動場還是行星盤，力都是創造與改變的代名詞。願洪荒之力與每一個人同在。

　　題圖為M42獵戶座大星雲，來源：Astronomy Mag

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