地球尺度的奥妙 ——地球灾难史图解(2)
第一篇已经谈到地球诞生之初那次空前大碰撞。尺度相当于火星的那颗行星在与地球碰撞过程中完全毁灭,融合为地球(也包括月球)的一部分。 因此,大碰撞的另一个直接结果是地球的尺度变大了。
有学者认为,最初的地球只有现在的十分之一大小!她大约由10颗小行星相互碰撞融合而成。这就意味着,在大碰撞之前曾多次发生规模不同的小行星碰撞,才逐渐形成后来的地球。今天的地球直径达到12756公里,约为我们的邻居火星的两倍;而其质量则为火星的十倍。这一点意义非凡。 据认为,除地球外,火星是太阳系中最接近人类居住环境的行星。观测和研究表明,火星上曾有过水!火星探测器发回的照片显示,火星地表存在小河道,许多地方曾受水侵蚀。甚至火星上可能曾发过洪水,也可能出现过湖泊和海洋。但很遗憾,火星上的水只存在不长时间,大约四十亿年前就消失了。 火星上的水为什么会消失?其尺度和质量不够大是一个关键因素!由于火星质量仅为地球的十分之一,形成的引力也就很有限。过低的引力不足以防止地表水在特殊情况下的散失,如行星碰撞、火山爆发等灾变足以导致其地表水全部蒸发至太空,且不再返回。事实上,火星只包裹一层薄薄的大气,其表面平均大气压还不足地球上的1%!
回头看我们的地球,她则幸运多了!有研究者认为,在发生地球形成初期那场大碰撞之前,地球表面就已经存在河流、湖泊和海洋等丰富的地表水系。虽然在大碰撞过程中,所有地表水(包括海洋)全部蒸发殆尽,但由于大碰撞导致地球的质量增大,这些水的相当部分并未逃逸出地球足够强大的引力范围,只是上升到“包裹”地球的厚厚大气层中,随后又以降雨、冰雪等方式重返地表。试想,若非如此,需要多大尺度、多少次彗星撞地球才能带来覆盖地表60%的庞大水系呢?! 另一个有趣的问题是:假如我们的地球比现在更大一些,比如大一倍,是否会更好呢?至少14亿中国人不必拥挤在如此狭小的生存空间嘛!做一个简单推理,就会发现,这个假设并非那么美妙! 假如地球直径增大一倍,其质量大约会是现在的10倍,其引力也将陡增很多。当大碰撞发生时,地球自身的碎裂状况就不会那么惨烈,也不可能有那么多碎块飞离地球而形成今天的月球。即使能够顺利形成现有尺度的月球,由于地球引力过大,月球也会一头扎进地球的“怀抱”,成为其一部分!没有了月球,就不可能形成海洋威力无比的潮汐作用,这就很难说何时能够形成(或能否形成)孕育原始生命形态的“原始汤”!一句话,人类今天也就不大可能出现在地球上!
浩渺的宇宙诞生之后,在银河系某个小角落里,有一颗被称之为太阳的恒星,其周围环绕着几十颗小行星正在进行一场规模宏大的大火拼。 地球就在这场大火拼中诞生,并跌跌撞撞地挣扎着求生、长大。没有任何可资利用的规划蓝图,更没有遗传基因的约束,她竟然能够生长发育得不大、不小、刚刚好!既形成了地球月球互动系统,又具有足够的尺度和引力维持地球上丰富的水系和大气层,形成雨雪循环。更妙的是,这个恰当尺度的地球,不但与太阳间形成了恰当的公转轨道距离,而且其自转轴与公转轨道面(黄道)并非垂直,而是有23.5度倾斜。适度的阳光提供能量使地球温度变化适合于生命的繁衍,而地轴的倾斜又在地球上形成了四季交替。 而地球的邻居们则完全不同。外侧的火星表面温度最高只有27 °C,最低则达零下143 °C;而地球内侧尺度与地球接近的金星,由于与太阳更近,再加温室效应,其表面温度高达464 °C!
结果,我们居住的这个行星——太阳系家庭中的老五(按质量排列),成为八个兄弟姐妹中唯一拥有繁衍生命能力的星球!不仅如此,有人甚至认为,地球很可能也是整个银河系、整个宇宙中的“另类”独苗!但更严谨地讲,尽管地球似乎是一个多重巧合促成的奇迹,属于小概率事件中的小概率事件。但这个纯属误打误撞式的极小概率偶然事件,并不具有排它性。没有足够理据否定宇宙中存在另一个有生命繁衍的地球的可能性。考虑到宇宙是如此浩瀚——有一种说法,其可观测到的边界直径可达930亿光年,任何小概率事件都不能排除。
由此,人们或许可以理解,霍金等杰出的科学大家亦深信,宇宙中存在其它文明!
(未完,待续) |