(十) 地球的昨天、今天和明天(下1)

明天的地球會是個什麼樣子呢？

如果有人說，明天的地球如何如何，然後一二三四五一清二楚地列舉出來，當然是在騙人。但是如果有人說，明天的地球是個什麼樣子，大家完全不清楚，也是不正確。大致的情形是介乎於二者之間，並且比較靠近一清二楚的譜線一端。這個並非聳人聽聞，而是有其確實的根據的。

首先說說地球的氣溫，這個對生物影響最大的環境因素。我們雖然對明天的天氣還不能百分之百地準確預測，但是卻能夠對億萬年尺度上氣溫變化的趨勢做出大致地估計。採用的方法其實也很簡單：對地球過去的地質和氣象資料的研究分析、對太陽系其它行星的觀察和運用數學模型演算各種環境變量對氣候的影響程度等等。

本質上，影響全球氣溫的能量來源有兩個：第一個當然是太陽的光輻射，這個大家都很清楚，萬物生長靠太陽麼；另一個是地球自身的能量，這個可能就不是每個人都很清楚的了。其實，在地球的年幼時期，後者還是影響氣溫的主要因素，想象一下40億年前，地球還是個大火球呢。

地球內部的能量主要是當年生成地球時，撞擊的勢能轉換而來的熱能，這個能量是如此的巨大，以至於今天我們每個人腳下的幾十到幾百公里深的地方，還是熔融的岩漿。除此之外，還有元素衰減釋放出來的原子能以及太陽能轉化成的化學能，如煤炭和石油。整體而言，地球內部能量是日益減弱的趨勢，如果不是太陽的普照，今天的地球早就從當年的火球變成冰球了。

來自太陽的能量非常穩定，在今後的幾十億年內不會有太大的變化。但是，因為地球內部能量的減少，地球的總體能量是逐年減少的。這是否意味着地球表面的氣溫會逐漸下降？不是。因為目前以及未來，主導地球表面氣溫的因素主要是太陽而不是地球內部熱能的輻射。

影響地球氣溫的因素可以分成兩種，一是來源的多少，如太陽的光輻射變化和地球自轉軸與公轉軸角度變化，二是地球自身的熱量損失。而影響後者的一個很重要的因素是各大州在地球上的位置。舉個例子，為什麼南極比北極冷很多？這其中除開南極是大陸，因此熱容量比起北冰洋要小的因素之外，南半球的陸地少，南極大陸又處於南極的中心，因此圍繞南極形成了海洋的經向環流，也就是說，從南極上空往下看，海水是在做圓周流動，減少了熱量從赤道向南極的傳送，而北半球因為歐亞大陸和美洲大陸的緣故，海洋的緯向流動很強，熱量的傳送能力大大高於南半球。目前，越來越多的證據顯示，大陸的漂移對地球氣溫的影響至關重要。

先讓我們做一個“短期”的氣溫預測。對格陵蘭冰芯的分析表明，地球氣候有一個10萬年為周期的短期變化，其中9萬年為冷期，1萬年為暖期，目前我們溫暖的間冰期氣候已接近尾聲。但是70年代中期以來，氣溫不但沒有繼續下降，反而出現了回升。有一種觀點認為，按照目前趨勢發展，到2050年，全球平均氣溫要增高4攝氏度，有人稱之為“超間冰期”。這種短期的地球氣溫的脈動，顯然要歸咎於人類大量燃燒化石燃料。

從過去幾十億年的地質調查的結果來看，地球曾經幾度經歷過煉獄一般的酷寒，那就是大冰河期。從今天起，幾千萬年或者上億年之後，幾乎可以肯定，這種氣候狀況還會再次出現。那個時候，我們人類恐怕仍然不能抗拒大冰河期到來的嚴寒天氣，只能龜縮到赤道附近地區。大冰河期的地球，北極完全是冰天雪地，南半球大部分的海洋都將結凍，陸地的大部分地區為冰雪覆蓋，即使是盛夏季節，碩大的冰川也從高山上把長長的冰舌伸展到平原地區。化石燃料時代釋放出來數十億噸的二氧化碳，曾經造成了全球暖化的農業浩劫，早就被海洋吸收沉澱成為碳酸鈣類的岩石，相對於對星球的歲月來說，那個人工造成的溫室效應只不過是短短的一個瞬間。興起於兩個冰河時期之間短暫間冰期的人類文明，將會在日益寒冷及乾燥的世界裡掙扎生存。碩大無朋的冰河正在各個大陸肆虐，吞噬着我們曾經的文明，曼哈頓的摩天大樓、倫敦的高塔都將被半公里高的冰河所淹沒。

冰河期不僅會造成全球的氣溫很低，而且也會帶來氣候乾燥的後果。這是因為冰川在陸地上的積累和海面結冰的緣故，海洋的水氣蒸發減少，另外氣溫低也使得大氣中的水氣含量下降。僅僅以最近一次的小冰河期為例，3萬年前，中國的氣溫比現在低7、8度，永久凍土可達北緯40度，除華南外，大半個中國處在乾旱氣候中。乾旱造成了大片沙漠，因為沙漠風化而吹揚堆積的黃土迅速地在華北大地堆積，這就是今天黃土高原的來歷。

如果人類文明能夠在長達數百萬年的冰河時期過後，劫後餘生，又經過幾億年的繁衍，我們又將迎來一個更為殘酷的未來。這一次地球發生的生物劫難比起大冰河時代更為恐怖。如果從外太空來看，我們的地球不再是白色，或是綠色，或者是藍色。陸地將呈現荒涼的紅褐色，遍布砂礫與沙丘，肆虐的大風中攜裹着風沙，如同今天的火星一般。海洋的變化不是很大，不同的是，曾經是陸地生命搖籃的海洋，已經變成了陸地生命的避難所，被無情太陽打敗的動物們又退回水裡去。天空是灰黃色的，夾雜著暴風雨和沙塵的颶風正快速奔流。今天人類紀錄中的最熱的溫度如華氏136度，將每天發生，而且不僅僅是在沙漠的深處。空氣的濕度很高，氧氣非常稀薄，因為陸生植物大多夭亡了，樹木、荒野，甚至是草地全部都只能出現在記憶之中，最高等的綠色植物是苔獺Ｉ踔吝B土壤都是過去的歷史，因為死亡植物群的根部鬆開了原本緊抓的表土，土壤將隨風而逝，僅留下岩石、沙地及沙丘。陸地會變成廣大的砂礫及岩石，河水則是濃濃的巧克力色，挾帶這些受侵蝕後的土地流入海洋。某些動物還在陸地上忙碌着，如蜈蚣、蜘蛛、螞蟻和蜥蜴。。。它們的活動都必須在正中午太陽最為熾熱之前結束，然後躲起來以避免傷害。如果那個時候人類依然苟活，為了逃開陸地上的火熱，我們或許必需走入水中，並且可能是在深水之中。

當然，如果那時候人類的技術發達到了相當程度地擺脫了自然環境的約束，或許境況並非如同上面描述的那樣悽慘。

上面想象圖的依據還是來自於大陸漂移。兩億五千萬年前，今天四分五裂的地球各大陸曾經連接在一起形成了叫“岡瓦那”的超級大陸，那個時代在地質學上稱二疊紀，生物滅絕了90%。在兩億五千萬年之後，地球所有的陸塊將可能又一次集合成另一個岡瓦那陸塊。其演變趨勢是，意大利、希臘和地中海地區所處的非洲板塊，將與歐洲大陸發生碰撞，板塊部分被愈推愈高，形成一個高度可與喜馬拉雅山匹敵的高聳山脈。英國將被推到接近北極的位置，但仍然脫離於歐洲。澳洲北移，與加里曼丹島和南中國接上。同時，南北美洲將與非洲和歐洲相隔愈來愈遠，地心此時會流出新的岩漿，在大西洋形成狹長的海脊，使大西洋進一步擴大。然後，大西洋會停止擴大，開始萎縮直至消失。南北美洲與合併了的歐非大陸結合，地球各大洲重新組成終極超大陸。

這就是周期為5億年的“威爾森循環”（名稱是為了紀念發現陸地板塊結構的先驅者威爾森）。這個超級陸塊四周會出現一圈高聳的山脈，銅牆鐵壁般將其與外隔絕。在這塊新興超級陸塊的內部，氣候變化將異常單調，從海洋來的風暴被群山阻隔在外，結果造成極端的炎熱、寒冷和嚴重的乾旱。透過模擬二疊紀氣候顯示，未來超級陸塊內部的夏天溫度極高，冬天的氣溫則低於冰點，如此極端的氣候型態對生物的多樣性有着極為重大的影響。記得12年前，阿唐曾經有機會駕車穿過北美大陸的最低點--死亡谷，5月的季節，空氣異常燥熱，整個人有一種全部置入烤箱中烘烤的感覺，滿目蒼涼，沒有任何的自然植物和野生動物，甚至沒有飛鳥，完全是一個蠻荒世界。那個時候，地球是否重演二疊紀的生物大滅絕，爭論的重點大概只是程度上的差異而已。當然，有關二疊紀的生物慘劇的原因目前仍然在爭論之中，但是至少大陸漂移是其中重要的一環，因為兩者之間在時間上具有驚人的一致性。

當然，這個過程的發生是極其緩慢的，陸地板塊的移動速度甚至比人類指甲生長還要緩慢。這種緩慢的移動只有放到地質年代的時間角度上觀察，才能顯示出它的宏大場面。住在灣區朋友，阿唐強烈建議你有機會去Los Trancos Open Space Preserve走上一走，網址是http://www.bahiker.com/southbayhikes/lostrancos.html。在這個保護地的三英里長的環形步道上，你會看到一排橫跨美洲和太平洋板塊的木製柵欄，被上下移動的兩大板塊生生切斷位移的直觀場面。

順便提一句：對於過去大陸的位置是透過一種稱為“古地磁學”的技術來推測的。古代岩石在形成的時候，保存了能指出岩石是在什麼緯度上成形的結構，這是因為當時地球磁場對岩石作用的緣故。依據大量的岩石所保存的古地球磁場的資料，可以描繪出過去陸塊的精細地圖，再加上觀察今日陸塊的移動情形，就可以預測未來陸塊的位置。

與大陸漂移引發生物滅絕的理論相對應的，還有其它的說法。從五億年前到今天，大約每隔二千六百萬年地球發生一次生物滅絕現象，因此有人認為，太陽可能存在一個目前我們沒有發現的黑暗伴星，也就是說，太陽系是一個雙子星系，太陽系在圍繞銀河中心轉圈時，伴星與太陽做周期為二千六百萬年的相互圍繞，當然伴星的質量遠遠小於太陽，相互纏繞的結果，對於太陽而言，只不過表現出某種周期性的脈動而已。但是，這個隱蔽的伴星會周期性地從位於冥王星外面的吳爾特星雲吸引一些小行星改變運動規律，其中一些沖向地球，從而導致大災難的發生。

其實，相對於大陸漂移、小行星撞地球這些幾分遙遠幾分飄渺的事件，人類的當務之急應該是能源危機。以目前的消耗水平，石油將在數十年間，煤炭將在百多年間，全部消耗殆盡。目前人類的能源消費方式，仍然以燃燒石化產品為主，其它的能源利用形式，如水能、核能、風能和太陽能都面臨一個共同的問題：能量的儲存。它們在能源使用的方便程度上，遠遠不能達到石化產品的程度。比如說，電力驅動車輛的研究已經進行很多年了，但是在小型化、輸出功率和能量儲存量方面仍然與汽油發動機相去甚遠。

從長遠來看，只有太陽能才是人類唯一穩定的的能源來源，畢竟目前人類使用的能源中除了核能之外，其它能源的最終來源其實都是太陽能。有人設想，在太空中裝備具有巨大太陽能電池的空間站來吸收太陽能，通過天線和微波將能量傳輸回地球。美國國家宇航局醞釀這個方案已經有30多年了，日本也可能將於2040年前發射一座吸收太陽能的空間站。

以人類目前的技術發展速度來看，大規模太陽能利用的實用化和商業化，至少在未來的100年間應該不是大的問題。唯一令人不安的是，這種天外吸收太陽能源然後傳遞迴地球的作法對環境的影響程度如何。

(待續)

2/23/06