地球灾难史与机遇图解(2)——地球尺度的奥妙 |
送交者: 格致夫 2014年05月01日11:06:58 于 [教育学术] 发送悄悄话 |
地球灾难史与机遇图解(2)——地球尺度的奥妙
第一部分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。 有天文学家认为,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。地球今天的尺度达到直径12756公里,约为我们的近邻火星的两倍;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。过低的引力不足以保持其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,在发生地球诞生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,只是停留在包裹地球的厚厚大气层中而已,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?至少我们14亿国人不必拥挤在如此狭小的生存空间啊!做一个简单推论,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!
浩渺的宇宙以大爆炸方式诞生之后,在银河系某个小角落里,有一颗被称之为太阳的恒星,其周围环绕的几十颗小行星正在进行一场规模宏大的大火拼。
我们的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,这个尺度的地球与太阳间形成了恰当的公转轨道距离,适度的阳光提供能量使地球温度变化适合于生命的繁衍和四季的交替。 看看地球的邻居则完全不同,其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。
最终,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,她很可能也是整个银河系,甚至是整个浩瀚宇宙中的“另类”独苗!可以十二分严谨地说,这个亘古未闻的奇迹、小概率事件中的小概率事件纯属误打误撞式的偶然事件!此外没有任何合理解释!
由此,人们或许可以理解,伟大的牛顿晚年何以将其永恒的万有引力理论和整个物理科学归结到无所不能的上帝那里!
(未完,待续) |
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