(十) 地球的昨天、今天和明天(下1)

明天的地球会是个什么样子呢？

如果有人说，明天的地球如何如何，然后一二三四五一清二楚地列举出来，当然是在骗人。但是如果有人说，明天的地球是个什么样子，大家完全不清楚，也是不正确。大致的情形是介乎于二者之间，并且比较靠近一清二楚的谱线一端。这个并非耸人听闻，而是有其确实的根据的。

首先说说地球的气温，这个对生物影响最大的环境因素。我们虽然对明天的天气还不能百分之百地准确预测，但是却能够对亿万年尺度上气温变化的趋势做出大致地估计。采用的方法其实也很简单：对地球过去的地质和气象资料的研究分析、对太阳系其它行星的观察和运用数学模型演算各种环境变量对气候的影响程度等等。

本质上，影响全球气温的能量来源有两个：第一个当然是太阳的光辐射，这个大家都很清楚，万物生长靠太阳么；另一个是地球自身的能量，这个可能就不是每个人都很清楚的了。其实，在地球的年幼时期，后者还是影响气温的主要因素，想象一下40亿年前，地球还是个大火球呢。

地球内部的能量主要是当年生成地球时，撞击的势能转换而来的热能，这个能量是如此的巨大，以至于今天我们每个人脚下的几十到几百公里深的地方，还是熔融的岩浆。除此之外，还有元素衰减释放出来的原子能以及太阳能转化成的化学能，如煤炭和石油。整体而言，地球内部能量是日益减弱的趋势，如果不是太阳的普照，今天的地球早就从当年的火球变成冰球了。

来自太阳的能量非常稳定，在今后的几十亿年内不会有太大的变化。但是，因为地球内部能量的减少，地球的总体能量是逐年减少的。这是否意味着地球表面的气温会逐渐下降？不是。因为目前以及未来，主导地球表面气温的因素主要是太阳而不是地球内部热能的辐射。

影响地球气温的因素可以分成两种，一是来源的多少，如太阳的光辐射变化和地球自转轴与公转轴角度变化，二是地球自身的热量损失。而影响后者的一个很重要的因素是各大州在地球上的位置。举个例子，为什么南极比北极冷很多？这其中除开南极是大陆，因此热容量比起北冰洋要小的因素之外，南半球的陆地少，南极大陆又处于南极的中心，因此围绕南极形成了海洋的经向环流，也就是说，从南极上空往下看，海水是在做圆周流动，减少了热量从赤道向南极的传送，而北半球因为欧亚大陆和美洲大陆的缘故，海洋的纬向流动很强，热量的传送能力大大高于南半球。目前，越来越多的证据显示，大陆的漂移对地球气温的影响至关重要。

先让我们做一个“短期”的气温预测。对格陵兰冰芯的分析表明，地球气候有一个10万年为周期的短期变化，其中9万年为冷期，1万年为暖期，目前我们温暖的间冰期气候已接近尾声。但是70年代中期以来，气温不但没有继续下降，反而出现了回升。有一种观点认为，按照目前趋势发展，到2050年，全球平均气温要增高4摄氏度，有人称之为“超间冰期”。这种短期的地球气温的脉动，显然要归咎于人类大量燃烧化石燃料。

从过去几十亿年的地质调查的结果来看，地球曾经几度经历过炼狱一般的酷寒，那就是大冰河期。从今天起，几千万年或者上亿年之后，几乎可以肯定，这种气候状况还会再次出现。那个时候，我们人类恐怕仍然不能抗拒大冰河期到来的严寒天气，只能龟缩到赤道附近地区。大冰河期的地球，北极完全是冰天雪地，南半球大部分的海洋都將結凍，陆地的大部分地区为冰雪覆盖，即使是盛夏季节，硕大的冰川也从高山上把长长的冰舌伸展到平原地区。化石燃料時代釋放出来數十億噸的二氧化碳，曾经造成了全球暖化的農業浩劫，早就被海洋吸收沉淀成为碳酸钙类的岩石，相对于對星球的歲月來說，那个人工造成的温室效应只不過是短短的一个瞬間。興起於兩個冰河時期之間短暫間冰期的人類文明，将会在日益寒冷及乾燥的世界裡掙扎生存。硕大无朋的冰河正在各个大陆肆虐，吞噬着我们曾经的文明，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没。

冰河期不仅会造成全球的气温很低，而且也会带来气候干燥的后果。这是因为冰川在陆地上的积累和海面结冰的缘故，海洋的水气蒸发减少，另外气温低也使得大气中的水气含量下降。仅仅以最近一次的小冰河期为例，3万年前，中国的气温比现在低7、8度，永久冻土可达北纬40度，除华南外，大半个中国处在干旱气候中。干旱造成了大片沙漠，因为沙漠风化而吹扬堆积的黄土迅速地在华北大地堆积，这就是今天黄土高原的来历。

如果人类文明能够在长达數百萬年的冰河時期过后，劫后余生，又经过几亿年的繁衍，我們又将迎来一個更为殘酷的未來。这一次地球发生的生物劫难比起大冰河时代更为恐怖。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。陸地将呈現荒涼的紅褐色，遍布砂礫與沙丘，肆虐的大风中携裹着風沙，如同今天的火星一般。海洋的变化不是很大，不同的是，曾經是陸地生命搖籃的海洋，已经变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，而且不仅仅是在沙漠的深处。空气的濕度很高，氧氣非常稀薄，因为陆生植物大多夭亡了，樹木、荒野，甚至是草地全部都只能出现在记忆之中，最高等的綠色植物是苔獭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。某些動物還在陆地上忙碌着，如蜈蚣、蜘蛛、螞蟻和蜥蜴。。。它们的活动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。如果那个时候人类依然苟活，為了逃開陆地上的火熱，我们或许必需走入水中，并且可能是在深水之中。

当然，如果那时候人类的技术发达到了相当程度地摆脱了自然环境的约束，或许境况并非如同上面描述的那样凄惨。

上面想象图的依据还是来自于大陆漂移。兩億五千萬年前，今天四分五裂的地球各大陆曾经连接在一起形成了叫“岡瓦那”的超級大陆，那个时代在地质学上称二疊紀，生物灭绝了90%。在兩億五千萬年之後，地球所有的陸塊将可能又一次集合成另一個岡瓦那陸塊。其演变趋势是，意大利、希腊和地中海地区所处的非洲板块，将与欧洲大陆发生碰撞，板块部分被愈推愈高，形成一个高度可与喜马拉雅山匹敌的高耸山脉。英国将被推到接近北极的位置，但仍然脱离于欧洲。澳洲北移，与加里曼丹岛和南中国接上。同时，南北美洲将与非洲和欧洲相隔愈来愈远，地心此时会流出新的岩浆，在大西洋形成狭长的海脊，使大西洋进一步扩大。然后，大西洋会停止扩大，开始萎缩直至消失。南北美洲与合并了的欧非大陆结合，地球各大洲重新组成终极超大陆。

這就是周期为5亿年的“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耸的山脈，銅牆鐵壁般將其與外隔絕。在這塊新興超級陸塊的內部，氣候變化將异常單調，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，未来超级陸塊內部的夏天溫度极高，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为重大的影響。记得12年前，阿唐曾经有机会驾车穿过北美大陆的最低点--死亡谷，5月的季节，空气异常燥热，整个人有一种全部置入烤箱中烘烤的感觉，满目苍凉，没有任何的自然植物和野生动物，甚至没有飞鸟，完全是一个蛮荒世界。那个时候，地球是否重演二疊紀的生物大灭绝，争论的重点大概只是程度上的差异而已。当然，有关二疊紀的生物惨剧的原因目前仍然在争论之中，但是至少大陆漂移是其中重要的一环，因为两者之间在时间上具有惊人的一致性。

当然，这个过程的发生是极其缓慢的，陆地板块的移动速度甚至比人类指甲生长还要缓慢。这种缓慢的移动只有放到地质年代的时间角度上观察，才能显示出它的宏大场面。住在湾区朋友，阿唐强烈建议你有机会去Los Trancos Open Space Preserve走上一走，网址是http://www.bahiker.com/southbayhikes/lostrancos.html。在这个保护地的三英里长的环形步道上，你会看到一排横跨美洲和太平洋板块的木制栅栏，被上下移动的两大板块生生切断位移的直观场面。

顺便提一句：对于過去大陸的位置是透過一種稱為“古地磁學”的技術来推測的。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，這是因为当时地球磁場对岩石作用的緣故。依據大量的岩石所保存的古地球磁场的資料，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。

与大陆漂移引发生物灭绝的理论相对应的，还有其它的说法。從五億年前到今天，大約每隔二千六百萬年地球发生一次生物滅絕现象，因此有人认为，太陽可能存在一个目前我们没有发现的黑暗伴星，也就是说，太阳系是一个双子星系，太阳系在围繞銀河中心轉圈时，伴星与太阳做周期为二千六百萬年的相互围绕，当然伴星的质量远远小于太阳，相互缠绕的结果，对于太阳而言，只不过表现出某种周期性的脉动而已。但是，这个隐蔽的伴星会周期性地從位于冥王星外面的吳爾特星雲吸引一些小行星改变运动规律，其中一些冲向地球，从而导致大灾难的发生。

其实，相对于大陆漂移、小行星撞地球这些几分遥远几分飘渺的事件，人类的当务之急应该是能源危机。以目前的消耗水平，石油将在数十年间，煤炭将在百多年间，全部消耗殆尽。目前人类的能源消费方式，仍然以燃烧石化产品为主，其它的能源利用形式，如水能、核能、风能和太阳能都面临一个共同的问题：能量的储存。它们在能源使用的方便程度上，远远不能达到石化产品的程度。比如说，电力驱动车辆的研究已经进行很多年了，但是在小型化、输出功率和能量储存量方面仍然与汽油发动机相去甚远。

从长远来看，只有太阳能才是人类唯一稳定的的能源来源，毕竟目前人类使用的能源中除了核能之外，其它能源的最终来源其实都是太阳能。有人设想，在太空中装备具有巨大太阳能电池的空间站来吸收太阳能，通过天线和微波将能量传输回地球。美国国家宇航局酝酿这个方案已经有30多年了，日本也可能将于2040年前发射一座吸收太阳能的空间站。

以人类目前的技术发展速度来看，大规模太阳能利用的实用化和商业化，至少在未来的100年间应该不是大的问题。唯一令人不安的是，这种天外吸收太阳能源然后传递回地球的作法对环境的影响程度如何。

(待续)

2/23/06