人人都该懂的地球科学(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：（英）约翰•格里宾（JohnGribbin）

出版社：浙江教育出版社

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人人都该懂的地球科学试读：

历史。

A．45亿，90多亿

B．45亿，85多亿

C．44亿，90多亿

D．44亿，85多亿2．我们的星球表面有（　　）是陆地，（　　）被海洋覆盖。

A．28%，72%

B．29%，71%

C．30%，70%

D．31%，69%3．火山爆发可以分为（　　）类。

A．4

B．5

C．6

D．74．从地表到地球中心的距离大约是（　　）千米。

A．6371

B．6391

C．6421

D．64815．我们正在经历第（　　）次物种大灭绝。

A．4

B．5

C．6

D．7测一测你对地球了解多少扫码下载“湛庐阅读”App，搜索“人人都该懂的地球科学”，获取问题答案。前言地球，我们的行星家园

我们生活在一颗叫“地球”的行星之上。我们的行星家园是一个形状比较规则的岩石球体，直径大约为12 700千米，其上覆盖着一层薄薄的海水和大气。地球会绕着被我们称为太阳的恒星每年公转一圈。在公转的同时，它还会绕着地轴每24小时自转一圈，这让我们感觉到了昼夜更替的现象。自从太阳和它周围的行星形成以来，这种情况已经持续了大约45亿年。这本书记录了地球各时段的历史，在这个过程中，地球演变出了它现有的各种特征，包括适合生物生存的家园特征。

我们无法讲述地球走过的全部的历程，但会告诉你那些曾经改变它外貌的力量如今仍然活跃着：它们引发了地震和火山爆发，撕裂地壳使海盆扩大，推动板块运动使大陆间发生碰撞，从而形成巨大的山脉。地质活动和人类的生活会共同对我们所呼吸的空气的成分产生影响，而且生命本身不仅会对地球气候的变化做出反应，同时也会影响气候的变化，比如引起全球气候变暖现象。

今天，在我们的行星家园上发生的故事不仅引起了地球科学家的兴趣，而且对于地球上的每一个生命体都无比重要。现在，就让我们开启这段旅程吧。

在开始讲述我们“家园”的故事之前，允许我为你讲述另一段地质时期的故事。那是关于早期地质学家如何追寻到地球的真实历史，以及由此认识到大自然的力量是如何不断重塑着我们生活的世界的故事。这段历史可以追溯到差不多200年前，当时欧洲的科学家最先开始对古人的一些观点提出质疑。那些观点来源于对《圣经》故事的字面理解，认为地球只有大约6 000年的历史。地质学的诞生，一段追索地球年龄的历程

从苏格兰人詹姆斯·赫顿（James Hutton）的工作伊始，人们才对地球有了新的认知。赫顿是一位执业内科医生，因为家境殷实，从不为生计担忧，所以可以全身心地投入科学研究当中。他在1785年的时候向爱丁堡皇家学会（Royal Society of Edinburgh）提交过自己的观点，并在1795年把这些想法写成了一本书——《地球的理论》（Theory of the Earth）。仅仅12年之后的1807年，伦敦地质学会（Geological Society of London）便成立了，这是首个致力于研究现今被称为“地球科学”的学科的组织。那时，赫顿的前沿思想收录在他朋友约翰·普莱费尔（John Playfair）的《关于赫顿地球理论的说明》（Illustrations of the Huttonian Theory of the Earth）一书中，赫顿的思想因此得以广泛流行。

18世纪末，大众普遍认为地球形成于公元前4004年，但是像赫顿一样的科学家已经深刻地意识到，我们星球的形成时间肯定比这个时间更古老。可问题是，地球究竟有多古老？它的形态又是如何演变成今天这个样子的？

早在1665年，这个谜题已经在罗伯特·胡克（Robert Hooke）的《显微图谱》（Micrographia）一书中有所暗示。胡克是近代科学的创始人之一，由于他和艾萨克·牛顿生活在同一个时代，总是得不到应有的赞誉。因为和牛顿比起来，即使再聪明的人也会逊色很多。胡克是最早认识到化石成因的人之一，他认为化石并不是恰好与某些生物很像的奇形怪状的石头，而就是由生物的遗体形成的。在胡克的书中，他是这样描述菊石的：“它们是某种贝类生物的壳，可能是经历了暴雨、洪水、地震或某种类似的方式，被带到了那些地方，然后被某种泥巴、黏土、硬化水抑或其他物质填满，经过很长时间的融合后硬化而成的。”在伦敦格雷欣学院的课堂上，他也曾说“现今地球上是陆地的部分曾经是海洋”，还有“山脉塌陷变成平原，平原耸起形成山脉，诸如此类”。胡克全说对了，但是在那个时代，没有人在乎这些新的观点，因为这种戏剧性的变化显然是“不可能在仅仅几千年的时间跨度内完成的”。

几乎在同一时间，也就是17世纪60年代中期，丹麦人尼尔斯·斯丁森（Niels Steensen）也意识到那些现今在内陆深处甚至高山地区发现的化石，是那些曾经生活在海洋中的生物的遗迹。他用自己的拉丁文化名斯坦诺（Steno）发表了这一观点：“由于洪水淹没了陆地，不同的岩石层（strata）在不同的时期必然处在水下。”所以化石是生物遗骸的观点和洪水灭世的故事联系到了一起，就像一些人已经经历过的洪灾。这与胡克所提出的观点非常不一样。胡克认为陆地本身可以升高或下陷，而海平面是保持不变的。但这也遗留了一些问题：所有这些变化需要多长时间？所有的水是从哪里来的？

18世纪40年代，动植物分类系统的发明者卡尔·林奈（Carl Linnaeus）提出了自己关于洪水问题的观点。他意识到，即使大洪水确实发生过，但洪水灭世故事中所描述的历史也没有足够长的时间使这些变化产生。相反地，他认为地球可能在一开始是完全被水覆盖的，然后水逐渐退去，水平面下的陆地才显现出来，并附带留下了海洋生物的化石。林奈的主要观点是，这个过程所需要的时间远远多于6 000年的地球历史。但是为了不招致来自教会的麻烦，林奈在公开的出版物中十分谨慎地表述了自己的观点。林奈将自己最大胆的言论写在了他1753年出版的书《博物志》（Museum Tessinianum）中，他写道：“无数奇怪和未知动物的化石被埋在高山下的岩石层中。虽然我们这个时代没有人见过这些动物，但它们却是古代地球上生物存在的仅有的证据，那是非常远古的时代，没有任何历史记录可循。”

相比之下，另一位科学家就显得没有那么克制了。当林奈在瑞典思考这些化石所揭示的地球历史时间表时，布封（Comte de Buffon）已经在法国进行了一项测量地球年龄的真实的实验。布封是一位工作努力并且非常成功的科学家。尽管他继承了一大笔遗产，可以过上无忧无虑的奢侈生活，但布封仍然满怀激情地专注于工作，为此他还雇了一个保姆每天早上5点钟叫自己起床，并确保自己已经清醒，可以去工作。布封的主要成就是进行了大量的科学调研，总结成一部《自然史》（Histoire Naturelle），足足有30多卷。而他那些最富创造性的工作都被记录在其中。

布封认为，一颗飞过的彗星从太阳中扯出了一小块熔化的物质，而这一物质形成了地球。这个观点在18世纪并不疯狂。所以，他尝试计算一块像地球那么大且熔化了的铁球需要多长时间可以冷却到常温。他给不同体积的铁球加热，直到它们达到熔点的温度，然后计时，看多久之后它们可以冷却到不会灼伤皮肤的温度。当时的实验是这样进行的：实验中的助手都是些有着纤细双手的名媛，戴着上好的丝绸手套作为保护，而她们被布封当作实际使用的“温度计”——因为在那个时代，还没有精确的温度计。

通过从实验结果推衍到地球大小的铁球的情形，布封计算出地球至少有75 000年的历史，而且他在《自然史》一书中敢于说出这个结论。尽管这个时间段远远短于现代科学所认为的几十亿年的结果，但这仍是一个里程碑事件。布封公布的这个地球年龄是《圣经》学者们所认为的10倍多。下一个进行类似估算的人得出了地球年龄更长的结论，但是不同于布封，他缺乏公布发现的勇气。

约瑟夫·傅立叶（Joseph Fourier）是一位数学家，但是他所提出的使他成名的数学工具是为了解决一个实际问题，即描述热量如何从一个热的物体传导到一个冷的物体上。例如，当一根铁棍的一端在炉子里烧得红彤彤而另一端处于普通的室温时，热量是如何传导的。傅立叶的方程可以描述这根铁棍上热量流动的速率。傅立叶使用这些方程来估计地球从熔融状态到冷却凝固状态的速率。此外，他比布封还多注意到一点：一旦地球表面形成一层固体岩石的壳，它就会像一层隔热毯一样减慢地球向外部空间散发热量的速率。傅立叶把这些都考虑进来，推导出一个公式，得到的地球历史大概是一亿年。傅立叶对此非常吃惊，也没有发表这个数值。而在1820年，他却把那个公式发表了。任何一个水平尚可的数学家都可以用这个公式计算出那个数值来。但是傅立叶却不愿意因为暗示地球的年龄比《圣经》研究者认为的大10万多倍而给自己找麻烦。尽管如此，到了1820年，对于跟随赫顿步伐的地质学家而言，这个时间尺度比起他们想要的还是太小了。一切都与均变论有关

赫顿最值得欣赏的地方是，他认为没有必要用全球性灾难来解释地球是如何演变成今天的形态的。赫顿研究了地层后认为，它们起初一定是一层叠在另一层上面，然后变弯、扭曲，成为今天的样子，并且认为与其用全球性灾难来解释这一切，还不如考虑另一个可能：地球的形成起源于我们今天还能见到的一些地质现象，但是这个过程经历了漫长的时间。这个过程中包括火山爆发和大地震，对于那些住在其附近的人来说，这是很可怕的灾难。但是赫顿认识到，这些短暂的现象在地质学时间表里是非常常见的，常见到就像打喷嚏一样。这种在一个漫长时期内逐渐变化的观点可以解释地球所有特征的起源，从山脉一直到海盆。这个观点后来被称为均变论（uniformitarianism）。我们今天也能看到同样的现象，并且可以用来解释所有现象，例如山脉如何从海底隆起到被侵蚀风化，沉积到海底，最终成为新山脉的原始物质。这种变化的图像巧妙地解释了为什么地球上只有三类岩石：火成岩，从火山中喷发出来的一种由熔融态的岩浆变硬的岩石；沉积岩，由古老岩石被侵蚀磨损成细小碎片沉积在水底形成；变质岩，如花岗岩，它们是由以上两种岩石中的任意一种变为半熔化状态后再形成的。

赫顿无法计算出地球的年龄，但他知道所有这些过程都需要非常长的时间来实现。事实上，他认为可能根本没有那个“诞生”一说，地球一直都存在，并且将会永远存在，所有这些现象也将永远持续下去。在1788年发表的一篇论文中，赫顿写道：“因此本次调研的结果是，我们没有找到地球诞生的痕迹——也没有结束的迹象。”

另一位苏格兰人查尔斯·莱伊尔（Charles Lyell）在赫顿的基础上进行研究，并使人们真正开始注意均变论的观点。他在1830—1833年间出版了一部巨著《地质学原理》（Principles of Geology），共三卷。他以当时典型的风格起了一个副标题，解释了书的内容——“以当今的地质现象来解释过去的地表变化”。通过书中收集的证据，莱伊尔描述了埃特纳火山（Mount Etna）由熔岩流形成的火成岩层是如何被沉积岩层分开的。书中一处写道，一个包含牡蛎化石的岩层“至少6米厚，并可以清楚地看出其位于一处玄武岩流层之上，在牡蛎层之上又叠加了一层熔岩物质”，所以两次熔岩流之间的时间间隔长到足够沉积6米厚的物质。而熔岩层本身并不是突然沉积下来的。莱伊尔通过计算发现，需要“发生90次熔岩流，每次在末端都达到1 600米宽，才能使今天火山脚下达到熔岩流的平均高度”。

莱伊尔的书对一些人产生了深刻的影响，其中之一就是年轻的查尔斯·达尔文。1831年，他踏上了“贝格尔号”（Beagle），开始了著名的航行，而他随身携带的正是《地质学原理》的第一卷。在旅途中，他又陆续拿到了剩下的两卷。在随后的几年里，达尔文创建了物种起源的理论，他认为这是自然选择进化的结果。当然，他也同样指出：这是一个均变的过程，需要漫长的时间来演化。多亏了莱伊尔（还有他之前的赫顿），达尔文知道自然界其实有充足的时间来进行自然选择的工作。达尔文说莱伊尔给了他“时间的礼物”，并在很久之后又说，“我一直觉得我的书有一半是从莱伊尔的脑子里弄出来的……《地质学原理》一书的巨大功劳是，它改变了人类思想的整体基调”。

达尔文的《物种起源》一书于1859年出版。当时，并不是每个人都立刻改变了自己的想法，但我们可以说在19世纪最后的25年里，许多地质学家和生物学家都已经相信地球至少有几亿年的历史了。然而，最大的困难是，物理学家和天文学家告诉他们，根据当时已知的物理法则，达尔文的理论是不现实的。双方虽各执一词，但都没错。直到后来，人们又发现了更多的物理知识，这个问题才被解决，而地球年龄的故事也得以继续更新。最新的年龄结果

到了19世纪中叶，物理学家已经认识到永恒并不存在，所有事物最终都会耗尽。这一关键原则现已载入物理法则，就是著名的热力学第二定律。当然，这也意味着在某个远古的过去，必须存在一个“诞生的痕迹”。在将来，即使是非常遥远的一天，地球上今日存在的东西也会终结。所以在1852年，英国物理学家威廉·汤姆森（William Thomson），也就是著名的开尔文勋爵曾写道：在过去的某段时间内，地球肯定不像今天这样适宜人类

生存；而在将来的某段时间内，地球也肯定会再次变得不适

宜人类生存——除非某种作用已经开始或将要开始。这些

作用在今天已知的物理定律下是不可能的，而这些定律则是

今天的物质世界里正在发生之事件的主要成因。

我们知道，如果没有太阳，地球不可能适宜生存，所以汤姆森试图计算出，若太阳一直辐射出如此巨量的光和热来维持地球适宜生存，那么究竟可以维持多久。汤姆森用维多利亚时期人们能够接受的一个例子指出，即使整个太阳是由煤构成的，并在一个纯氧气的大气环境下燃烧，那也只能维持几千年，然后就变成煤渣了。但是，他发现还有一种能量来源可供太阳这样的恒星利用。

汤姆森发现了一个现象，他的德国同行赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）也独立发现了这个现象。他们的发现就是：一个太阳尺度的气体球，直径是地球的108倍，如果在自己的重量下缓慢收缩，它可以保持内部高温。这种收缩会释放引力能，然后转化成热量。为了保持太阳的温度，可以很容易地算出它必须收缩的速率，这大约仅仅是每年50米。不幸的是，尽管这已经很慢了，但它还是意味着太阳会在2 000万年内燃烧殆尽，这个数值就是所谓的开尔文－亥姆霍兹时标（Kelvin-Helmholtz timescale）。对生物学家和地质学家而言，这个时间段还是太短了，他们需要好几亿年来促成他们在生物和非生物世界中看到的变化。今天我们知道，这种收缩加热的过程是新恒星诞生时进行内部加热的方法。

结果就是，汤姆森的两个论断都是正确的。“在过去的某段时间内”地球的确不适宜生物生存，但是这个“某段时间”远远长于开尔文－亥姆霍兹时标。此外，在19世纪的确有当时尚未被科学家们知晓的物理定律——放射现象。

1895年，德国物理学家威廉·伦琴（Wilhelm Röntgen）发现了X射线，进而发现了其他形式的辐射，并对释放这种辐射的物质，也就是放射性物质进行了研究。新西兰人欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）把这些新想法应用到两个方面：指出了太阳的一种“新”能源，并提出了一个新的时标。他曾在剑桥大学、曼彻斯特大学和蒙特利尔的麦吉尔大学工作过。但是我们没有必要详述他是如何发现了精确时标的每个步骤，可以直接跳到故事的结尾。

这种辐射提供的第一样东西就是能量，是由19世纪50年代的汤姆森所不知道的机制产生的。当重元素的原子核重新排列成一种低能量状态时，就会释放出这种辐射。自然界总是倾向于低能态。原子核如此自我调整，多出来的能量就被我们测到的辐射携带出来，而且原子还可能转化成另一种物质的原子。例如，铀的一种形式可以如此“衰变”成铅。

这些过程所释放的能量最终是由极少量的物质转化而成的，与爱2因斯坦著名的公式E=mc的描述完全一致。但是，爱因斯坦1905年才提出这个公式，天文学家用了几十年才发现，原来使太阳和恒星保持高温的不是放射性衰变，而是将一组很轻的原子核融合到一起的过程（特别是氢转化成氦）。重要的是，在20世纪初，卢瑟福等人已经清楚汤姆森时代有很多未知的物理定律，原子核内部的反应确实可以长时间为太阳提供能量。但是有多长？在这里，卢瑟福对地球年龄这一争论性课题的最重要贡献便慢慢涌现出来。

卢瑟福发现，如果一开始你有一定数量的某种放射性元素，它们中的一半会在特定时间里衰变成其他物质，这叫作半衰期。在下一个半衰期，剩下一半的一半（最开始的1/4）又会产生衰变，以此类推。不同的放射性物质的半衰期是不同的，但都可以在实验室中被测量。这意味着，如果你有一个岩石样本，其中包含放射性元素的混合物和所谓的“子”产物（例如放射性铀和它的子产物铅），那么你可以测量各种物质存在的比例，以此来算出岩石的年龄——放射性衰变进行的时长。1905年，卢瑟福和他的同事伯特伦·博尔特伍德（Bertram Boltwood）用这种方法测量了一个岩石的样本，得到的结果为5亿年，是开尔文－亥姆霍兹时标的20倍。即便如此，这还是一块相对“年轻”的岩石。从1905年开始，利用这种绝对可靠且精确的技术，科学家们将地球上能找到的最古老的岩石进行了推算，他们发现地球年龄已经超过40亿岁，恰好匹配了对太阳年龄的现代估计。时标的谜题终于被解开了。

在后面章节里，我们不会讲述地球历史的细枝末节，例如地质学家如何发现有关我们行星家园的知识。相反，我们会聚焦于地质学家的最新发现。让我们把地球放回行星的位置，看看地球作为太阳系的一部分是如何形成的。这样开始我们的旅程是很合理的，因为这解释了那些仍在地球上衰变的放射性元素的来源。放射性元素对于理解地球时（terrestrial time）很重要。

我们的地球是从星际尘埃中诞生的。在恒星之间的宇宙空间中，布满了巨大的气体云和尘埃云，而它们就是制造新恒星和行星的原材料。根据目前的科研进展所知，宇宙诞生于一次大爆炸，大多数气体很原始，是大爆炸时期所遗留的氢元素和氦元素。但是尘埃却不同，它们是经过最初几代恒星内部加工之后又被抛回宇宙空间而被循环利用的。

地球的故事开始于这些气体云和尘埃云，它们中的一个由于自身的引力开始向内塌缩，进而产生了太阳和它的行星家族——很可能还有其他几个恒星和它的伙伴行星。为了搞清楚人类在宇宙中的位置，特别是那些非常有用的放射性元素是从哪里来的，我们需要知道那些气体云和尘埃云是从何而来的——这是一个真正从大爆炸时开始讲述的故事。宏观上的宇宙

没有人真正知道是什么引发了宇宙诞生，我们只是叫它“大爆炸”。但是，正如此前我们的另一本书《从当前到无限》（From Here to Infinity）所介绍的，有充分的证据表明，在137亿年以前，某种东西在那个充满热量、密度无穷大的“种子”中触发了宇宙的大爆炸。大爆炸中喷涌而出的并不仅仅是我们日常所见的物质，如我们在现今宇宙空间中所能见到的原子。我们能看到原子物质是因为它们能变热，然后就能辐射光；这就是恒星能发光的原因。但是在宇宙里还有另一种物质，它们不发光，被平淡地称为暗物质（天文学家有时候有点儿缺乏想象力）。暗物质很重要，尽管不发光，但它们会发生引力作用，而且事实上暗物质存在的量很多，比原子物质多得多。

大爆炸之后，宇宙开始膨胀，暗物质的引力把万物拉到一起，形成团块，否则它们都会飞散开来，甚至由于密度太低无法形成恒星。在暗物质和原子物质的混合聚集区，由氢气和氦气组成的巨大的气体云发生塌缩，形成了一个个恒星的小岛。每个恒星的小岛叫作一个星系，由引力吸着在一起。而由诸多星系组成的整个星系团也是由引力维系在一起的，每个星系团中的星系互相绕转运动，像蜜蜂在蜂群周围嗡嗡地飞。但即使在今天，星系团之间还在随着宇宙空间的暴胀而互相远离。

包括太阳和地球在内，所有重要的东西（除了大爆炸本身）的诞生都发生在其中的一个星系内，我们称这个星系为银河系。银河系有一个比较扁平的、由恒星组成的盘。星系盘非常大，即使光从一端传播到另一端也要花10万年，因此我们说它的直径大约是10万光年。从更长远的尺度来看：光速是每秒30万千米，从太阳到地球有1.5亿千米，所以光的传递时长是8分钟多一点。在银河系的中央有一个核球，它很像一个巨大煎蛋的蛋黄，大约有23 000光年宽，3 000光年厚。而在核球区之外，星系盘只有1 000光年厚，所以它的直径比厚度要大100倍。整个系统都在围绕着星系盘的中心旋转。

除了我们看不到的暗物质，星系空间中还包含着上千亿颗恒星，它们有些比太阳大，有些比太阳小，但或多或少都很像太阳。太阳确实是一颗普通的恒星。银河系的跨度非常大，以至于离太阳最近的恒星也有好几个光年远。这就是为什么夜空中的星星看起来都是一个个小点，而不是太阳那样的大光球。

银河系中心的核球区里只有古老的恒星，几乎没有气体和尘埃。在那里，所有用来制造恒星的材料都被用光了。但是星系盘上包含了各种不同年龄的恒星和大量的气体云与尘埃云，在这个恒星的苗圃中，新的恒星一直在诞生。太阳处于从银河系中心到盘边缘2/3的地方，绕银河系中心一圈大概需要2.25亿年。但太阳是怎么来的呢？恒星诞生

银河系中最古老的恒星已经有大约120亿年的历史了，这意味着那些构成恒星的原材料在聚到一起时，距大爆炸已经不到20亿年了。但是放射测年法和其他技术告诉我们，太阳和太阳系只有45亿年多一点的年龄。从120亿年前到45亿年前，许多恒星诞生、发光，然后消亡，渐渐成就了我们今日的家园。

宇宙学家测量了所谓的宇宙微波背景辐射——大爆炸时期留下的一个微弱的射电信号，又结合了对基本物理规律的研究，推断出从大爆炸涌现出来的原子物质包含大约75%的氢元素和25%的氦元素，此外还有更多的非原子的暗物质。氢元素和氦元素是两种最简单的化学元素，是构成其他元素的基本元素。这个元素合成的过程开始于第一批恒星，最初是氢元素和氦元素组成的气体球由于自身的重量开始塌缩。

当这样一个包含了比太阳多许多倍的物质的气体球以这种方式塌缩时，它的内部就开始变热。正如开尔文和亥姆霍兹所发现的，引力能正在释放。在气体球塌缩的同时，其内部的压力开始增大。当压力和温度都足够高的时候，在气体球内部深处，氢原子核与其他原子核激烈碰撞，它们中的一些融合在一起，形成了氦元素。这个核聚变的过程会释放能量，提供一个向外的支撑力来阻止气体球进一步塌缩。此时，它已经变成了一颗恒星。

放射性衰变是与核聚变相反的过程。这两种核变都是自然发生的，都是向中等质量的原子核进行变化；如果我们把质量转化成能量来看，中等质量的原子核能量是最低的。非常轻的元素，例如氢元素和氦元素，能聚变成中等质量元素并释放能量；同样地，非常重的元素，例如铀元素和镭元素，可以裂开，变成更轻的元素，并且也释放能量。在极端情况下，一个重核分裂成中等大小的两块，这种情况的放射性衰变被称为核裂变。

在第一代恒星内部，氢元素被合成为氦元素，氦元素被合成为碳元素、氧元素等其他元素。但是当内部的核燃料用光后，恒星会突然向内部塌缩，巨大的引力能被瞬间释放而产生爆炸，接着它们内部制造的其他元素就会散落到宇宙空间中去。这就是天文学家在星际云中看到的尘埃的源头。所以后代的恒星诞生的时候不仅仅只有氢元素和氦元素，还有一些更重的元素的痕迹。大质量恒星需要燃烧很多原料来维持自身的稳定性，所以它们的生命周期很短，只有几百万年左右。由此我们可以看出，在太阳从银河系中的气体尘埃云诞生之前，已经有充足的时间来形成好几代恒星了。在星际云中，重元素的出现会促使像太阳一样的小质量恒星诞生，因为这些元素的化合物能更有效地把热量辐射到宇宙空间。这意味着气体在形成恒星前，可以收缩得更小，并裂成更小的团块。

但是从大爆炸到太阳诞生前，仍然会有许多大质量恒星形成，即使在今天也是如此。两个原因使这个过程变得非常重要：

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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