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地球物理學(xué)的基本課題之一,它探討地球的形成,即在什么時(shí)候，由什么物質(zhì)，以什么方式，經(jīng)歷什么過(guò)程才形成的。地球是太陽(yáng)系的一員，它的起源和太陽(yáng)系的起源基本是一個(gè)問(wèn)題。不過(guò)由于人類(lèi)定居在地球上，對它的了解比對其他星體的了解要詳細得多，因此研究地球起源問(wèn)題，資料也最豐富。研究地球的起源不僅由于它的哲學(xué)意義，也由于地學(xué)中許多重要現象的根本原因都要到地球的形成過(guò)程中去尋求答案。例如：地球內部的構造和
能源分布，地震的成因，等等。
目錄
簡(jiǎn)介主要事件早期的假說(shuō)現代的認識隕石地球起源和早期演化的輪廓太陽(yáng)星云和星云盤(pán)行星星云盤(pán)總的成分地球幾個(gè)具體問(wèn)題的討論地球的化學(xué)組成地球積聚的模式行星積聚的時(shí)間太陽(yáng)星云的質(zhì)量簡(jiǎn)介主要事件早期的假說(shuō)現代的認識隕石地球起源和早期演化的輪廓太陽(yáng)星云和星云盤(pán)行星星云盤(pán)總的成分地球幾個(gè)具體問(wèn)題的討論地球的化學(xué)組成地球積聚的模式行星積聚的時(shí)間太陽(yáng)星云的質(zhì)量展開(kāi)
編輯本段簡(jiǎn)介
地球的起源自古以來(lái)一直是人們關(guān)心的問(wèn)題。在古代，人們就曾探討過(guò)包括地球在內的
天體萬(wàn)物的形成問(wèn)題，關(guān)于創(chuàng )世的各種
神話(huà)也廣為流傳。自1543年，波蘭天文學(xué)家哥白尼提出了
日心說(shuō)之后，
天體演化的討論才開(kāi)始步入科學(xué)范疇，逐漸形成了諸如
星云說(shuō)，遭遇說(shuō)等
學(xué)說(shuō)。但事實(shí)上，任何關(guān)于地球起源的假說(shuō)都有待證明。
地球物理學(xué)的基本課題之一,它探討
地球的形成,即在什么時(shí)候，由什么物質(zhì)，以什么方式，經(jīng)歷什么過(guò)程才形成的。地球是太陽(yáng)系的一員，它的起源和太陽(yáng)系的起源基本是一個(gè)問(wèn)題。不過(guò)由于人類(lèi)定居在地球上，對它的了解比對其他星體的了解要詳細得多，因此研究地球起源問(wèn)題，資料也最豐富。研究地球的起源不僅由于它的哲學(xué)意義，也由于地學(xué)中許多重要現象的根本原因都要到地球的形成過(guò)程中去尋求答案。例如：地球內部的構造和
能源分布，
地震的成因，等等。
地球形成于幾十億年以前，初期的痕跡在地面上已很難找到了，以后的歷史面貌也極為殘缺不全。若想從現在的地球面貌往前一步一步地推出它的原始情況，困難極大。任何地球起源的假說(shuō)都包含有待證明的假設。正由于此，不同的假說(shuō)常常分歧很大。200多年來(lái),地球起源的假說(shuō)曾提出過(guò)幾十種。到了人造衛星時(shí)代，可直接探測的領(lǐng)域已擴展到行星際空間。這個(gè)問(wèn)題的探索也進(jìn)入到一個(gè)新的活躍階段。
編輯本段主要事件
地球經(jīng)歷的歷史時(shí)代 百萬(wàn)年
冥古宙 隱生代 4570 地球出現
原生代 4150 地球上出現第一個(gè)生物---細菌
酒神代 3950 古細菌出現
早雨海代 3850 地球上出現海洋和其他的水
太古宙
始太古代 3800
古太古代3600 藍綠藻出現
中太古代 3200
新太古代 2800 第一次冰河期
元古宙成鐵紀 2500
層侵紀 2300
造山紀 2050
古元古代 固結紀 1800
蓋層紀 1600
延展紀 1400
中元古代 狹帶紀 1200
拉伸紀 1000
羅迪尼亞古陸形成
成冰紀 850 發(fā)生雪球事件
新元古代 埃迪卡拉紀 630 +5/-30 多細胞生物出現
顯生宙 古生代 寒武紀 542.0 ± 1.0
寒武紀生命大爆發(fā)奧陶紀 488.3 ± 1.7 魚(yú)類(lèi)出現；海生藻類(lèi)繁盛
志留紀 443.7 ± 1.5
陸生的裸蕨植物出現
泥盆紀 416.0 ± 2.8 魚(yú)類(lèi)繁榮 兩棲動(dòng)物出現 昆蟲(chóng)出現 種子植物出現 石松和木賊出現
石炭紀 359.2 ± 2.5 昆蟲(chóng)繁榮 爬行動(dòng)物出現 煤炭森林 裸子植物出現
中生代 二疊紀 299.0 ± 0.8 二疊紀滅絕事件，地球上95%生物滅絕 盤(pán)古大陸形成
三疊紀 251.0 ± 0.4 恐龍出現
卵生哺乳動(dòng)物出現
侏羅紀 199.6 ± 0.6 有袋類(lèi)哺乳動(dòng)物出現 鳥(niǎo)類(lèi)出現 裸子植物繁榮 被子植物出現
白堊紀 99.6 ± 0.9 恐龍的繁榮和滅絕
白堊紀-第三紀滅絕事件，地球上45%生物滅絕 有胎盤(pán)的哺乳動(dòng)物出現
新生代 65.5 ± 0.3 到現在
編輯本段早期的假說(shuō)
主要分兩大派。一派認為太陽(yáng)系是由一團旋轉的高溫氣體逐漸冷卻凝固而成的，稱(chēng)為漸變派，以
康德（I.Kant，1755）和P.S.拉普拉斯(1796)為代表。另一派認為太陽(yáng)系是由 2個(gè)或 3個(gè)恒星發(fā)生碰撞或近距離吸引而產(chǎn)生的，稱(chēng)為災變派。這派的代表最早是布豐(G.L.L.Buffon,1745),以后是
張伯倫(T.C.Chamberlin)和摩耳頓 (F.R.Moulton,1901)，還有金斯(J.H.Jeans,1916)Sir H.杰弗里斯(1918)等人。早期的地球起源假說(shuō)主要是企圖解釋一些天文現象，如：
① 軌道規律性 行星的軌道都幾近圓形（冥王星例外），軌道平面和太陽(yáng)赤道面很接近。相似的情況也存在于有規律的衛星系。
② 兩類(lèi)行星 行星的性質(zhì)明顯地分成兩類(lèi)：內行星（水、金、地、火）的質(zhì)量小、密度大、衛星少；外行星(木、土、天、海)的質(zhì)量大、密度小、衛星多。冥王星處在太陽(yáng)系的邊緣，有些性質(zhì)是特殊的。
③ 角動(dòng)量的分布 對太陽(yáng)系來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)的質(zhì)量占全系質(zhì)量的99％以上,但它的角動(dòng)量卻還不到全系的1％。以單位質(zhì)量所具有的角動(dòng)量而論，行星的比太陽(yáng)的大得多。通過(guò)怎樣一種作用才能使一個(gè)原來(lái)大致均勻的統一體系變成這樣一個(gè)系統，是太陽(yáng)系起源假說(shuō)所必須回答的問(wèn)題。
早期的兩派假說(shuō)各有許多變種，但都不能全部滿(mǎn)意地解釋上述的觀(guān)測事實(shí)。如拉普拉斯的星云假說(shuō)認為太陽(yáng)系起源于一團高溫、旋轉的氣體星云，因冷卻而收縮，所以越轉越快?？斓揭欢ǔ潭群?，就由它的外緣拋出一個(gè)物質(zhì)環(huán)。星云繼續收縮，以后又可拋出一個(gè)物質(zhì)環(huán)。如此繼續，以后這些物質(zhì)環(huán)便都各自聚成行星。有規則的衛星系也是經(jīng)過(guò)類(lèi)似的過(guò)程形成的。這樣，太陽(yáng)系軌道的規律性便得到自然的解釋。無(wú)論這樣形成的物質(zhì)環(huán)能否聚成行星，但由計算表明，即使將所有行星現有的角動(dòng)量都轉移到太陽(yáng)上，太陽(yáng)所增加的角動(dòng)量也不足以使物質(zhì)從它表面上拋出去。另一方面，如果行星物質(zhì)來(lái)自太陽(yáng),它們單位質(zhì)量的角動(dòng)量應當和太陽(yáng)的差不多,但實(shí)際它們相差很大。
災變論者將一部分的角動(dòng)量歸因于另外一個(gè)恒星，從而繞過(guò)了行星角動(dòng)量過(guò)大的困難。在金斯和杰弗里斯的潮引假說(shuō)中，他們設想有另外一個(gè)恒星從太陽(yáng)旁邊掠過(guò)或發(fā)生邊緣碰撞,因而從太陽(yáng)吸引出一股物質(zhì)條帶,并同時(shí)給它一定的角動(dòng)量。恒星掠過(guò)后，這個(gè)條帶分裂成若干塊，以后各自成為行星。因為太陽(yáng)與恒星起初是互相接近，碰撞后又彼此分離，所以吸引出的條帶是兩頭小，中間大，并且它的物質(zhì)是來(lái)自太陽(yáng)的不同深處。這樣,這個(gè)假說(shuō)似乎可以解釋太陽(yáng)系的前兩個(gè)特點(diǎn),不過(guò)衛星系的產(chǎn)生就很難再采用同樣的辦法了。但這個(gè)假說(shuō)其實(shí)并未真正克服角動(dòng)量的困難。計算表明，恒星所能給與物質(zhì)條帶的角動(dòng)量遠不能將它拋到太陽(yáng)系的邊緣。即使這樣能產(chǎn)生行星，它們離太陽(yáng)最遠也不超過(guò)幾個(gè)太陽(yáng)半徑。此外，如果帶狀物質(zhì)是從太陽(yáng)內部引出來(lái)的，它的溫度可能不下于一千萬(wàn)度。它將像大爆炸一樣，很快向太空散去，不可能聚成行星。
編輯本段現代的認識
以前的假說(shuō)都從太陽(yáng)系的天文觀(guān)測開(kāi)始，但對我們自己的地球卻未給予足夠的注意。其實(shí)地球上未嘗不能找到地球起源和演化的線(xiàn)索。地球物理觀(guān)測表明,地球有3大部分：地殼、地幔和地核。地核又分為兩層，外層是液體，內核是固體。地核的成分，主要是鐵，但含有少量的鎳。近年的觀(guān)測又發(fā)現鐵鎳地核的密度顯得太大些，而其中傳播的地震波速度又顯得太小。這就要求地核的成分還需包括10～20％的輕元素。大多數地球化學(xué)家認為這個(gè)輕元素是硫(S),也許還有硅(Si)；也有少數人認為是氧(O)。 地球最外層的地殼平均厚度只有30～40公里，其下直到2900公里的深度是地幔。地殼厚度與地幔相比只是一層薄膜。一般認為地殼是由地幔物質(zhì)經(jīng)過(guò)化學(xué)分異而形成的。如果在地球的歷史中，地幔是由全部熔融的液體凝固而成的，則這種化學(xué)分異作用應當是很充分的。這樣，地殼就不應這樣薄。這表明地球從未處于完全熔融的狀態(tài)，只能是發(fā)生過(guò)局部的熔化。還有一些其他的地球化學(xué)論據，都使人對地球由液態(tài)凝固而成的觀(guān)點(diǎn)產(chǎn)生疑問(wèn)。
從40年代中期起，人們逐漸傾向于太陽(yáng)系起源于低溫的觀(guān)點(diǎn)。他們認為行星不是由高溫氣體凝固而成的，而是由溫度不高（低于1000℃）的固體塵埃物質(zhì)積聚而成的。積聚的早期溫度不高，但
成星的后期或成星以后，由于引力能的釋放和放射性物質(zhì)的衰變生熱，行星內部增溫，甚至可導致局部物質(zhì)的熔化。
編輯本段隕石
地球上另一重要線(xiàn)索是隕石。隕石是來(lái)自地外空間的天體碎片,年齡和地球是同量級的,可能與地球同一來(lái)源。隕石有多種類(lèi)型，最常見(jiàn)的一類(lèi)叫做球粒隕石。它的化學(xué)成分，除了容易揮發(fā)的元素外，與太陽(yáng)光球中的元素成分或地球的估計成分很接近,但也有幾種元素,與球粒隕石相比，地球上顯得奇缺。正是通過(guò)這種差異并與其他的內行星作比較，地球化學(xué)家對地球的形成機制和演化作出了重要的貢獻。
編輯本段地球起源和早期演化的輪廓
這個(gè)問(wèn)題現在還無(wú)一致的答案，原因是即使某些論據可以支持一種假說(shuō)，但它們常不能排除其他的可能性，因此分歧就難予徹底消除。雖然如此，某些特征還是共同接受的。以下給出一種地球起源模式的輪廓。
編輯本段太陽(yáng)星云和星云盤(pán)
約在50億年以前，銀河系中存在著(zhù)一塊太陽(yáng)星云。它是怎樣形成的,現在尚無(wú)定論,不過(guò)對于研究地球的起源，不妨以它為出發(fā)點(diǎn)。
太陽(yáng)星云是一團塵、氣的混合物，形成時(shí)就有自轉。在它的引力收縮中,溫度和密度都逐漸增加,尤其在自轉軸附近更是如此。于是在星云的中心部分便形成了原始的太陽(yáng)。其余的殘留部分圍繞著(zhù)太陽(yáng)形成一個(gè)包層。由于自轉，這個(gè)包層沿著(zhù)太陽(yáng)赤道方向漸漸擴展，形成一個(gè)星云盤(pán)。星云盤(pán)形成的具體物理過(guò)程現在還不很清楚，不過(guò)一個(gè)中心天體外邊圍繞著(zhù)一個(gè)盤(pán)狀物，這種形態(tài)在不同尺度的天文觀(guān)測中都是存在的，例如星系NGC 4594，恒星MWC 349和土星。
星云盤(pán)的物質(zhì)不是太陽(yáng)拋出來(lái)的，而是由原來(lái)的太陽(yáng)星云殘留下來(lái)的。因為行星上氫的兩個(gè)同位素 2H和1H的比值約為2×10-5，同在星際空間的一樣；但在太陽(yáng)光球里，這個(gè)比值小于3×10-7。這是因為在太陽(yáng)內部發(fā)生著(zhù)熱核反應,2H大部分消耗掉了。星云盤(pán)是行星的物質(zhì)來(lái)源，所以行星不是由太陽(yáng)分出來(lái)的。 太陽(yáng)星云原含有不易揮發(fā)物質(zhì)的顆粒，它們互相碰撞。如果相對速度不大，化學(xué)力和電磁力可以使它們附著(zhù)在一起成為較大的顆粒，叫做
星子，星子最大可達到幾厘米。在引力、離心力和摩擦力（可能還有電磁力）的作用下，星子如塵埃物質(zhì)將向星云盤(pán)的中間平面沉降，在那里形成一個(gè)較薄、較密的塵層。因為顆粒的來(lái)源不同,塵層的化學(xué)成分是不均勻的,但有一個(gè)總的趨勢：隨著(zhù)與太陽(yáng)的距離增加，高溫凝結物與低溫凝結物的比值減小。塵層形成后，除在太陽(yáng)附近外，溫度是不高的。
太陽(yáng)帶有磁場(chǎng)，輻射著(zhù)等離子體（見(jiàn)太陽(yáng)風(fēng)）和紅外線(xiàn)，不斷地造成大量的物質(zhì)和角動(dòng)量的流失。有些天文學(xué)家認為在太陽(yáng)的發(fā)展過(guò)程中，曾經(jīng)歷一個(gè)所謂“金牛座T”階段。這個(gè)階段的特征是：高度變化快,自轉速度快，磁場(chǎng)和太陽(yáng)風(fēng)特別強烈等等。不過(guò)這個(gè)階段的存在是有爭議的。另一方面,由于磁場(chǎng)(或湍流)的作用,太陽(yáng)的角動(dòng)量也有一部分轉移給塵層，使它向外擴張。在擴張的過(guò)程中，不易揮發(fā)和較重的物質(zhì)就落在后面。這就使塵層的成分在不同的太陽(yáng)距離(即不同的溫度區域)處，大有不同，而反映在以后形成的行星的物質(zhì)成分上。
編輯本段行星
塵層是一個(gè)不穩定的系統。在太陽(yáng)的引力作用下，很快瓦解成許多小塊的塵、氣團。按照薩夫龍諾夫（В.С.Сафронов,1972）的理論，這些塵、氣團由于自引力收縮，又積聚成小行星大小的第二代星子。由星云盤(pán)產(chǎn)生塵層所需的時(shí)間比較短，但形成小行星大小的星子則約需104年。圖表示太陽(yáng)星云的演化過(guò)程。
星子繞太陽(yáng)運行時(shí)常發(fā)生碰撞。碰撞時(shí)，有的撞碎，有的合并增長(cháng)。當一個(gè)星子增長(cháng)到半徑約幾百公里時(shí)，它的引力就足以干擾附近星子的運行軌道而使它們變形和傾斜。于是原來(lái)扁平的運行系統就變厚起來(lái)。同時(shí)，星子越大，它的引力增長(cháng)也越快。在一個(gè)空間區域里的最大星子很容易將它附近的較小星子吞并而積聚成一個(gè)行星的核心，最后將一定區域內的塵粒和星子基本掃光而形成行星。在塵層中，只有幾個(gè)星子能增長(cháng)成為行星，其余的都被吞并?，F在的太陽(yáng)系仍是扁平的。這是許多星子和塵埃物質(zhì)積聚后的平均結果。
編輯本段星云盤(pán)總的成分
包括 3類(lèi)物質(zhì)：氫和氦約占總質(zhì)量的98％；冰質(zhì)物，主要是O、C、N、Cl、S的氫化物和Ne、Ar，約占1.5％；石質(zhì)物，主要是 Na、Mg、Al、Si、Ca、Fe、Ni的氧化物和金屬,約占0.5％。隨著(zhù)星云盤(pán)中塵層密度的增大，太陽(yáng)輻射的透明度降低。塵層形成后，按照薩夫龍諾夫的計算，溫度分布如下：
考慮到太陽(yáng)的光度可能突然增強過(guò)（金牛座T階段）,估計那時(shí)地球區的溫度也不會(huì )超過(guò)300K。在內行星的區域，只有少量的冰質(zhì)物可以凝固，成星的物質(zhì)主要是石質(zhì)物。在天王星和海王星的區域,冰質(zhì)物和石質(zhì)物都已凝固,行星的成分主要是冰質(zhì)物。土星和木星的成分主要是氫和氦?？赡芩鼈兊氖|(zhì)物和冰質(zhì)物的核心已經(jīng)大到可以有足夠的引力以使附近的塵層失穩，從而俘獲了大量的氫和氦（這只是一種設想）。在行星形成的過(guò)程中，易揮發(fā)的物質(zhì)經(jīng)歷了明顯的分餾作用?，F在行星的質(zhì)量只是星云盤(pán)極小的一部分。
編輯本段地球
地球形成時(shí)基本上是各種石質(zhì)物的混合物，如果積聚過(guò)程持續107～108年,則短壽命放射性元素的衰變和固體顆粒動(dòng)能的影響都不大。初始地球的平均溫度估計不超過(guò)1000℃，所以全部處于固態(tài)。形成后，由于長(cháng)壽命放射性物質(zhì)的衰變和引力位能的釋放，內部慢慢增溫，以致原始地球所含的鐵元素轉化成液態(tài)，某些鐵的氧化物也將還原。液態(tài)鐵由于密度大而流向地心，形成地核（這個(gè)過(guò)程何時(shí)開(kāi)始，現在已否結束，意見(jiàn)頗有分歧）。由于重的物質(zhì)向地心集中，釋放的位能可使地球的溫度升高約2000℃。這就促進(jìn)了化學(xué)分異過(guò)程，由地幔中分出地殼。地殼巖石受到大氣和水的風(fēng)化和侵蝕，產(chǎn)生了沉積和沉積巖，后者受到地下排出的氣體和溶液，以及溫、壓的作用發(fā)生了變質(zhì)而形成了變質(zhì)巖。這些巖石繼續受到以上各種作用，可能經(jīng)受過(guò)多次輪回的熔化和固結，先形成一個(gè)大陸的核心，以后增長(cháng)成為大陸。 原始地球不可能保持大氣和海洋，它們都是次生的。海洋是地球內部增溫和分異的結果，但大氣形成的過(guò)程要更復雜。原生的大氣可能是還原性的。當綠色植物出現后,它們利用太陽(yáng)輻射使水氣(H2O)和CO2發(fā)生光合作用，產(chǎn)生了有機物和自由氧。當氧的產(chǎn)生多于消耗時(shí)，自由氧才慢慢積累起來(lái)，在漫長(cháng)的地質(zhì)年代中，便形成了現在主要由氮和氧所組成的大氣。
編輯本段幾個(gè)具體問(wèn)題的討論
以上地球形成和演化的輪廓可以基本上解釋前述的天文以及地球物理觀(guān)測事實(shí)。又由于太陽(yáng)系不是一個(gè)封閉的系統，發(fā)生過(guò)大量的物質(zhì)及角動(dòng)量的流失，以前的角動(dòng)量分布問(wèn)題，現在已無(wú)重要的意義。但進(jìn)一步分析也發(fā)現有些情況還需澄清，有些關(guān)鍵性的論據還有分歧的意見(jiàn)。以下簡(jiǎn)述幾個(gè)仍在引人注意的問(wèn)題。
編輯本段地球的化學(xué)組成
地球巖石的化學(xué)成分和球粒隕石很相近，但也有顯著(zhù)的差別，特別是地球上層的硫和鉀極為匱乏。為了解釋這個(gè)現象，林伍德（A.E.Ringwood,1966）采用第一類(lèi)
碳質(zhì)球粒隕石作為內行星成分的模式，并假定地核是FeO在高溫下還原而形成的。這樣,鉀、硫及一些易揮發(fā)的物質(zhì)就在這個(gè)過(guò)程中丟失了。但這個(gè)模式將產(chǎn)生極大量的大氣，無(wú)法處理掉。它也不能解釋水星的密度(平均5.42克/厘米3)和火星的高氧化狀態(tài)。地球上保留著(zhù)H2O、N2、CO2,但揮發(fā)掉大量的堿金屬的事實(shí)也是不易解釋的。還有一些其他的假說(shuō)，例如利用不同類(lèi)型隕石混合物，或不同假設條件下，行星物質(zhì)的凝結物等作為行星積聚時(shí)的初始成分，也都帶有任意性，沒(méi)有足夠的說(shuō)服力。
近年來(lái)測試技術(shù)有了很大的進(jìn)展。對太陽(yáng)光球、
普通球粒隕石、碳質(zhì)球粒隕石的重復測試結果，以及對全太陽(yáng)系的元素豐度的估計，都表明它們的鉀和硅的原子數比值(K/Si)變化范圍不大，約在百萬(wàn)分之三千二百到四千二百之間。如果地球的K/Si比值和太陽(yáng)相近，則地球的含鉀量約為百萬(wàn)分之六百五十至九百（質(zhì)量），其中約有80～90％可能存在于地幔下部及地核中。值得注意的是：
劉易斯（J.S.Lewis,1973）采用平衡－均勻的積聚模式作過(guò)仔細計算，得到的結果是：地球可能有一個(gè)Fe和FeS的核,并且它的K/Si比值和太陽(yáng)的很相近。這表明地球的鉀和硫其實(shí)并不匱乏。地球物理的觀(guān)測表明地核中除鐵、鎳外，還須含有10～20％的輕元素。鉀原是親硫的元素，所以鉀和硫都存在于地核是可能的。同時(shí)，地核含鉀也有利于解釋地磁場(chǎng)起源于地核的能源問(wèn)題（見(jiàn)地球內部的化學(xué)成分和礦物組成）。
編輯本段地球積聚的模式
積聚的模式有均勻和不均勻兩類(lèi)。均勻模式認為地球是由硅酸鹽、金屬和金屬氧化物固體顆粒的均勻混合物積聚而成的。這個(gè)混合物是經(jīng)過(guò)復雜的物理和化學(xué)過(guò)程在積聚時(shí)或積聚之前就已經(jīng)形成了。不均勻模式則認為積聚過(guò)程是按照星云中物質(zhì)凝固先后順序進(jìn)行的，先凝固的先積聚。因此在地球生長(cháng)過(guò)程中所積聚的物質(zhì)是有變化的。經(jīng)典的均勻積聚模式假定積聚的物質(zhì)成分和球粒隕石很相近,積聚持續時(shí)間很長(cháng),約為 107～108年。這就使得引力位能由新形成的地面輻射掉許多，而短壽命的放射性元素的影響也已微弱。初始地球的平均溫度估計不超過(guò)1000℃，全部地球最初處于固態(tài)。這個(gè)模式雖可基本上解釋許多地球物理觀(guān)測事實(shí)，但遇到一些地球化學(xué)上的困難。按照這樣緩慢的過(guò)程，地球內部是應處于化學(xué)平衡的；但地幔中有些金屬的相對豐度似乎又比化學(xué)平衡時(shí)所應具有的豐度高得多。有些作者企圖對以上均勻模式做些修正，但迄今仍存在分歧。
不均勻積聚模式要求初始溫度高，太陽(yáng)星云的質(zhì)量大,積聚過(guò)程的時(shí)間短（只需103～104年）。行星基本上應有化學(xué)分層的趨勢，愈先凝固的物質(zhì)應處于地球愈深的地方，淺處的物質(zhì)應比較易于揮發(fā)。但實(shí)際地球的情況并非如此。不均勻模式所遇到的困難比較多，而且是嚴重的。
編輯本段行星積聚的時(shí)間
行星積聚所需的時(shí)間影響行星的成分、構造和內部能源，是一個(gè)重要的數據。但各家的估計相差甚遠,由103年到108年。
瑞典天文學(xué)家H.阿爾文等人認為星子運行時(shí)可以形成一種激流，從而產(chǎn)生積聚。由這個(gè)前提出發(fā)，他計算出的積聚時(shí)間仍為108年。但對于這種激流的存在和它的機制，許多學(xué)者都持保留態(tài)度。 薩夫龍諾夫研究了由塵埃物質(zhì)積聚成行星的全過(guò)程。他得到:由星子積聚成地球約需108年。他的工作是迄今最詳盡、最嚴謹的,但他的方法若用于天王星、海王星和火星時(shí),所得結果卻不能令人滿(mǎn)意。其他一些著(zhù)名學(xué)者如H.C.尤里、伯奇(F.Birch)和埃爾薩塞(W.M.Elsasser)等，也都傾向于長(cháng)的時(shí)間尺度，即約108年。不均勻積聚模式的支持者，大都傾向于短時(shí)間尺度，即 103～105年。顯然，行星積聚過(guò)程的物理機制和條件現在還研究得很不夠，有待進(jìn)一步探索。
編輯本段太陽(yáng)星云的質(zhì)量
這是一個(gè)重要的數據。有許多人對它做過(guò)估計。最簡(jiǎn)單的方法是將現有行星和太陽(yáng)的總質(zhì)量補上它們丟失的質(zhì)量，這樣得到的結果只是一個(gè)極粗略的下限。其他的估計方法也很粗略，但結果很不一致?？傊?，多數學(xué)者傾向于太陽(yáng)星云的質(zhì)量約等于太陽(yáng)現在的質(zhì)量加上它的百分之幾。例如
霍伊爾 (F.Hoyle)取Mn=(1+0.01)M⊙,M⊙是太陽(yáng)的質(zhì)量,Mn是星云的質(zhì)量。薩夫龍諾夫取Mn=(1+0.05～0.1)M⊙,沙茲曼(E.Schatzman)取 Mn=(1+0.1)M⊙，但
卡梅倫（A.G.W.Cameron）和
列文(Б.Ю.Левин)則取Mn=(1+2)M⊙。取大質(zhì)量時(shí),如何將多余的質(zhì)量在行星形成過(guò)程中去掉是一個(gè)困難?？梢宰C明，若取小質(zhì)量,則星云演化為星云盤(pán)時(shí),溫度是不高的（低于0℃）；若取為太陽(yáng)質(zhì)量的3倍,則在內行星的區域,溫度將高達1000～2000℃。
