自從有衞星以來，人們第一次知道了從太空中看，地球就是一顆藍綠相間的行星——藍色的是海洋，綠色的是陸地上的植被。從那以後，每當人們想起地球，都會首先想起這個經典的形象。
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但實際上，地球的形象並不是亙古不變的。在植物登陸之前的40多億年的漫長歲月中，地球的外貌就好像川劇中的變臉大師一樣，變化過不下10次。
- 45.5億年前
這時候地球才剛剛誕生——簡單來説，就是無數千米直徑的小行星相互碰撞，並匯聚長大。在碰撞中，動能轉化為熱能，讓原本為石質的小行星熔融變成岩漿，同時小行星本身攜帶的放射性元素因為小行星熔融而開始下沉並匯聚到地核中，以放射性衰變的形式源源不斷地為地球提供熱量。
這時候，整個地球就是岩漿球，因此也沒有海陸之分，那時候的地球可能長這樣↓
地球形成於大約45.5億年前，無數小行星的撞擊讓地球變成一個紅彤彤的岩漿球，圖片中的環狀就是撞擊產生的。圖片來源：flickr/Kevin Gill
- 45億年前
大概還是45億年前，地球形成後很快開始冷卻——這很好理解，一杯熱水放在室温下會變成常温水，熾熱的地球在平均温度-270℃的宇宙中自然也會變涼。明亮的岩漿冷卻後變成了黑乎乎的玄武質岩石，它們覆蓋在地表，讓地球變成黑色。
當然，這個過程是逐步發生的，先是紅背景下產生小黑斑，然後黑斑變大，紅色退縮，最後黑色差不多覆蓋整個地球。最終，地球整體變成個黑球。
地球逐漸冷卻的過程，黑色越來越多，最終將會變成一個黑地球。圖片來源：wikipedia/Jack Madden
這時候依然沒有一般意義上的海陸之分，但如果你把岩漿海也叫海的話，那麼地球陸地上大概是這樣的↓
45億年前地球景象想象圖。圖片來源：NASA
這時期的地球上，“陸地”全部由黑色玄武岩構成，天空由温度高達數百攝氏度乃至上千攝氏度的鉛灰色硅酸鹽雲構成。“海洋”則是紅色的流動岩漿。
- 約44億年前
隨着地球的降温，地表終於整個凝固下來，原本熾熱的硅酸鹽雲也因冷卻而以硅酸鹽雨的形式降落到地表（這裏的硅酸鹽雲，可以簡單理解為各種岩石熔融蒸發的產物；硅酸鹽雨，簡單理解就是熔融態的沙子。依然無法想象的話，去搜一搜吹玻璃的圖片，大概就是那種效果）。
吹玻璃。圖庫版權圖片，不授權轉載
然後，隨着温度繼續降低，雲層中的水蒸氣也得以冷卻凝結，變成雨水了。
這些水蒸氣大多來自岩漿，岩石的成分中其實也有水，它們以水分子，或是氫根、氫氧根離子的形式保存在岩石中，待岩石熔融後就混入岩漿中，最終因化學反應而形成自由的水分子，隨着岩漿暴露在地表，水分子就以蒸汽形式蒸發到大氣中。這是地球上大部分水的來源。
這時候，整個地球可能都被海洋包圍，海洋中星星點點分佈着大量火山，這些火山或在水面之上構成小型火山島，或在水下形成海底火山——總之，這時候地球的地殼、地幔、地核三層的圈層結構還沒有形成，因此並不存在板塊活動與綿延的山脈。
當時的地球或許長這樣，整個被海水包裹，海洋中零星分佈着小型火山島。圖片來源：wikipedia
如果貼近島嶼看，可能還會發現有大量的玄武岩石柱存在，其構成的風景可能如下圖：
玄武岩石柱。圖片來源：wikipedia
現在地球上也有很多這種風景，比如大名鼎鼎的巨人之路等等。而在國內也到處都是這種石柱風景，其中最著名的可能要數福建漳州濱海火山國家地質公園了。
巨人之路的風光。圖庫版權圖片，不授權轉載
- 約40億年前
地球此時可能已經形成了圈層結構，也開始形成板塊運動了（但是很多科學家認為並沒有，此問題很有爭議）。在板塊運動的作用下，地球上原本形成的小小的零星陸塊開始碰撞到一起，陸地從島嶼和小陸塊變成大片陸地，陸地上也開始出現山脈。
另外，不斷的火山活動，也讓火山島的面積開始擴大，甚至連成一片，地球上出現了大大小小的陸地。
但此時，太陽系中開始出現大規模的小行星碰撞事件，無數小行星接連不斷撞擊在內太陽系的各大岩石行星上，科學家將此次事件稱為後期重轟炸事件。
處於重轟炸時期的地球，那時雖然有了陸地，但地球可能就是一張“麻子臉”。圖片來源：NASA
這時候的地球上，也可能與月球、火星、金星類似，出現了許多隕石坑。那時的地表荒蕪乾燥，其宏觀的景觀以隕石坑為主。其中大型隕石坑中央凹陷，周圍隆起形成環形山。
在環形山中間，可能形成巨大的湖泊，在環形山上同時也形成了向下方流動的河流。但此時的陸地依然荒蕪無比，毫無生命跡象。
環形山中間的湖泊。圖片來源：NASA
與此同時，由於地表出現了高低起伏，也因此出現了河流，河流在流動過程中，開始沖刷周邊的玄武岩陸地，將這些玄武岩磨碎並帶走。
在有些長長的河流中，由於河流的長途搬運，玄武岩的許多深色礦物都被侵蝕消失，只留下淺色礦物，因此，此時的地表除了出現深色的岩漿岩之外，還開始出現淺色的沉積岩。
現代在玄武岩石柱間穿行的河流，40億年前的地球陸地上這種風景可能到處可見，但無一例外，沒有任何生命。圖片來源：wikicommons
- 38~35億年前
經過長期的河流沖刷和沉積，此時的地表可能已經開始被沉積岩覆蓋了，原本大規模的深色色調退去，這時的地表整體可能就是淺色色調了——比如淺黃色之類的。
陸地上依然是小型山峯（或山脈），山脈間是河流在穿行，陸地上的隕石坑依然密密麻麻。
科學家對火星上有水時候的想象圖。圖片來源：NASA
這時候最大的看點是最早的生物。
不過此時的生物僅僅是一些海洋微生物，其中一些浮游生活，另一些則聚集在海岸邊，以微生物藻席（下圖右側海邊的小坨坨們）的形式存在。這些藻席形成的化石被稱為疊層石，如今世界各地都有疊層石的存在。
海邊風光可能如下圖所示，但顏色可能類似第一張圖中的黃色色調。
此時海邊風光的想象圖。圖片來源：wikipedia
- 25億年前
此時，最早的大陸出現了，名為凱諾蘭大陸（有爭議），同時板塊運動也確定啓動了，陸地上開始形成大規模的山脈。
此外，早期的光合作用生物也出現了，大氣中開始出現氧氣，這些氧氣會很快氧化陸地上的鐵元素，使得陸地上整體呈現紅色色調。
諾蘭大陸存不存在，以及其形態其實還很有爭議。圖片來源：wikipedia
這是科學家對火星30多億年前的樣子的想象圖，地球那時大約與此相似，甚至可能更紅一點兒，因為地球氧氣更多，對鐵的氧化會更充分。圖片來源：ESO
如果深入陸地觀察，陸地上此時應該已經有了山脈、河流、三角洲等地貌，只不過那時陸地上是荒蕪的，沒有植被覆蓋而已。
那時地球的地貌細節應該與現在的火星類似，我們可以從火星上找到那時地球的影子。
本圖是NASA藝術家對有水的火星的想象圖，從太空視角看當時的地球可能與此類似，但地球可能會更偏紅一點兒。圖片來源：NASA
那時的地球上也有了大峽谷，這是巨大河流塑造出來的景觀。圖片來源：NASA
科學家對火星上河流與三角洲的還原，三角洲上還有一個明顯的隕石坑，當時地球的陸地上也到處都是隕石坑。圖片來源：NASA
無水的內陸山脈。圖片來源：NASA
山腳下的荒漠。圖片來源：NASA
- 約24億年前
由於海洋中浮游生物大量繁殖，植物光合作用吸收了巨量二氧化碳，導致地球降温。這時候地球進入一個大冰期，有科學家將其稱為第一次雪球地球事件，這時不管陸地還是海洋都被冰雪覆蓋，因此地球是一個雪球，陸地上也白茫茫一片。
冰雪覆蓋的地球。圖片來源:MIKKEL JUUL JENSEN/SPL/COSMOS）
當時陸地上的冰湖和河流可能與此類似。圖片來源：ESA-A.Gers
陸地上的山脈也都被冰雪覆蓋，與現在的南極類似。圖片來源：Anne Fröhlich
當然，也不是全無生物，在某些開闊海域，還能看到許多藻類在一起生活，它們可能把一片海洋都染成了藍綠色的條帶，可能類似這樣↓
海洋被染成了藍綠色的條帶。圖片來源：NASA
- 約20億年前
由於火山持續噴發，二氧化碳在大氣中再次積累起來，地球重回温暖，大冰期結束，地球又變成了之前的模樣——巨大的藍色海洋間，紅色大陸點綴其中。
大冰期結束後的地球想象圖。圖片來源：NASA
在大陸邊上可能能見到冰川消融後的大片藍綠藻，它們在遠古的海面上構成了藻華。
現代海邊的風景，從陸地上就能看到海水一片綠。圖片來源：NASA
現代陸地邊的藻華。圖片來源：NASA
- 約7億年前
由於氣候變冷，地球再次變成雪球，參考上上節。
- 約5億年前
這時候植物早已適應了淡水環境，甚至最早的植物可能也已經開始登陸。不過可以肯定的是，有一些藍綠藻先於植物登上了陸地，它們與某些真菌一起共生，形成地衣，這些地衣覆蓋在河湖海岸的岩石上，色彩斑斕。
某些原始浮游藻類可能已經適應了淡水環境，開始在內陸的淡水河湖中繁衍，同時也有一些地衣可能也登上了陸地，圖中水邊綠色的斑點可能就是這些生物。圖片來源：NASA
現代岩石上的地衣。圖片來源：wikipedia
- 大約4.5億年前
植物登陸了……地球逐漸變成了我們熟悉的模樣。
出品｜科普中國
作者｜地星引力
監製｜中國科普博覽
選送單位：中國科學院計算機信息網絡中心
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