地球表面的有序化与晶体生长

第二节　地球表面的有序化与晶体生长

可以设想：当初围绕太阳有大量的气体与灰尘，它们自己是随机波动的，逐渐凝聚，最后冷却而形成地球与其它行星，其中有些元素与化合物凝成为固体，有些则成为液体。固体与液体具有比气体较低的熵；当气体云团凝聚时，引力能量转化成为热能向空间辐射，经历减熵过程。

固相、液相、气相在空间的布局完全不同，也不混合在一起；不同的固体与气体按照密度分出层次，液体状的铁类物质沉入地球中心。因此在太阳系的空间中，铁是稀少的，但在地球内部是丰富的，其它行星可能有类似情况。这些铁类物质本身又分离成为有组织结构的晶体阵列，在此过程中要消耗大量的引力能；根据计算，地球形成所消耗的引力能是2×10³⁹尔格。与此相比，自地球形成以来的45亿年中，太阳辐射到地球上的总能量为150×10³⁹尔格。

地球内部的温度梯度表明，它今天仍在继续冷却。地球内部经历低熵状态，在高温下的内部热能传到地球表面，再按高熵状态在低温下向外部空间辐射。这就容许有减熵过程的可能性。地质学家有时把这种经历低熵状态的矿石形成，归因于地热渗透过程的强化。

既然地球形成的过程是原始高温气态物质逐渐凝聚而经历减熵过程，于是有人提出一个有兴趣的问题：在太阳变为核燃烧大火炉以前，生命是否就已经存在？今天有充分证据说明：碳基生命作为简单的晶体生长，在这个大火炉形成以前，确实存在，但没有高级生命，因为那时还缺乏聚合能。根据以上的讨论可知：在一个包含晶体的系统内，存在着很大的减熵潜力，存在着许多相态之间的边界条件，存在着很大的温度梯度，存在着气体与液体之内的湍流（旋涡）。这四方面的条件说明：在地球开始形成时，它上面存在有晶体生长的生命。

自从整个太阳系形成45亿年以来，由于太阳光的照射，地球表面不断地有序化，复杂的有机化合物逐渐分离出来，高级生命形成的条件就具备了。

整个太阳系的全部演化过程是：初期阶段，一个星际空间的气体云与尘土云，由于各自波动的随机性，开始凝聚；随后在漫长的年代内，这些凝聚逐渐形成一个体系，中心有主星体聚集大量核燃料，不断对周围空间及卫星辐热能量；到最后阶段，主星体要回光返照将变为白矮星。所以从我们太阳系的演化过程，推及到其他恒星系统都是一个长期连续减熵的过程。

从上面的讨论，可以断定：地球表面经历过低熵状态演化。另外，地质资料证明：地球表面当初是以从细晶粒的复杂化合物开始的，经过地质年代，这些复杂的化合物变成沉积的有序化的简单化合物。这一事实说明：地球表面实际上在地质年代中经历减熵过程。同时日光对地球已经照射45亿年，地球上空的大气层把这种高温热量的大部份，辐射到外层空间。所以从地球表面直到上空大气层都在经历减熵，从而可以推知，地球表面在动植物生命诞生之前，可能有生长的晶体生命。