自20世紀80年代以后,有關月球起源的“大碰撞說”逐漸為人們所認可。“大碰撞說”認為,在45億年前,原始的太陽系里存在過一顆名為“忒伊亞”(Theia)的行星,它的大小和火星差不多,由于周圍星體的引力作用,“忒伊亞”偶然地脫離了原來的軌道,和地球發生了碰撞。那次碰撞極其劇烈,它釋放的能量足以使地球的相當一部分熔化和氣化。在那次碰撞中,地球的一部分被拋入太空,“忒伊亞”也破碎了,碰撞的碎片環繞在地球的周圍,一段時間后,它們形成了月亮。
雖然現實只有一種,但可能卻有多樣。美國天體物理學家尼爾·科米諾斯在對“忒伊亞”撞擊事件進行了深入研究后,對地球可能出現的諸種非現實的環境進行了有趣而又有據的推理和假設。這并不是玩笑之舉,因為“推測可能發生的事情和可能已經發生過的事情是人們了解事實真相的一種非常好的方法”。
從“大碰撞”開始
“忒伊亞”是古希臘神話中的泰坦女神,即月亮女神之母??茖W家認為那顆假想中的行星用碰撞的方式創造了月亮,所以便用月亮女神母親的名字命名了它。
在地球歷史上,“忒伊亞”對地球的撞擊是一次劃時代的重要事件,生命的演化和文明的起源無不與之密切相關,因為那次撞擊給年輕的地球帶來了極為重要的契機,此后的大約45億年,地球的命運被完全改變了,它最終成了一顆與眾不同的生命星球,一個誕生了偉大智慧的文明搖籃。
碰撞發生后,新生的月亮距地球的距離不足現在地月距離的十分之一,大約為36000千米,相當于現代通信衛星所在的高度。而在那個時候,地球自轉比現在快得多,它的1天大約只有8個小時。此后,由于地月之間的重力作用和潮汐作用,地球的自轉才漸漸地慢了下來。假若沒有月亮的出現,地球受到的重要潮汐力就只會來自太陽,地球現在的1天會大約有12個小時。另外,由于碰撞把“忒伊亞”上大約十分之一的物質帶到了地球,所以沒有那次事件,地球的重力會弱許多,地球人的體重都會因此更輕一些。但更有可能是,人類根本就沒有機會來到地球上,因為沒有月亮,生命演化的進程會慢許多。由于新生的月亮離地球極近,它引發的潮汐比現在的高1000倍,這種巨大的潮汐引發海水沖刷大陸,使海洋充滿了來自陸地的礦物質,形成了所謂的生命“原始湯”。假若沒有月亮對地球自轉軸的穩定作用,我們的地球恐怕會像天王星一樣橫臥在公轉軌道面上,即自轉軸與公轉軸處于相對垂直的狀態,這樣一來,陽光會在一年的時間里在兩極之間移動一個來回,而地球上的所有生命也不得不為了追逐陽光而每年在南北極之間來回遷徙。
雙月之夜
“忒伊亞”的撞擊會不會給地球帶來兩個或兩個以上的月亮呢?回答是,這是有可能的,但我們人類看不到那樣的景觀。因為即使當時天空上出現過兩個月亮,它們也應該在6億年前通過碰撞合二為一了,而那個時候,復雜的生命形式還沒有在地球上出現。
如果我們今天看到了兩個月亮,唯一的可能就是,那第二個月亮——我們姑且稱它為“月亮二號”——是被地球從路過的一對雙星中“俘獲”過來的,這種引力的博弈能將“月亮二號”穩定在一個環地球軌道上,而它的同伴——雙星中的另一顆則要被彈進茫茫太空。這個過程打擾了地球的寧靜,引發了巨大的潮汐和火山活動,天空煙塵密布,暗無天日,它無疑會帶來一場大規模的生物滅絕事件。不過這種騷動終究會停下來,地球又漸漸恢復了寧靜,這種寧靜可能要等“月亮二號”的伙伴離去數年之后才會到來。
現在假設“月亮二號”和月亮同樣大小,繞地球運行的方向和月亮相同,和地球的距離比月亮近一半,那么地球上的幸存者就能看到比月亮大一倍的“月亮二號”,它的亮度是月亮的四倍,每10天繞地球一周。在“雙月同輝”的晚上,地球上的人們可以毫不費力地在月光下讀書看報。
不過“月亮二號”‘的脾氣并不是太好。由于來自地球和月亮的引力作用,“月亮二號”承受著變化無常的引力影響,所以“月亮二號”的內部呈熔融狀態,熔巖從火山和月面裂縫中噴出來,導致火山爆發,熔巖遍布。舉頭望月,甚至能看到“月亮二號”上流動的“熔巖河”,那些噴出物中的一部分甚至擺脫了“月亮二號”的引力束縛而落到了地球上,夜空因此變得閃閃發光,宛若星斗滿天。
“月亮二號”和月亮的碰撞是必然要發生的。雖然在潮汐的作用下,我們的月亮正在以每年3.8厘米的速度離地球遠去,但“月亮二號”離去得更快,它最終將在被“俘獲”15億年后追上月亮,一場致命的碰撞在所難免,地球又將面臨一場災難性的生物滅絕事件。
災難性的驟停
假若地球擁有了一個在“錯誤”軌道上運行的月亮,即月亮的公轉方向和地球的自轉方向不一致,甚至月亮的公轉方向和地球的自轉方向正好相反,即所謂的“逆行”,地球上會發生什么呢?科米諾斯認為,假若月亮是由“忒伊亞”的碰撞造成的,這樣的事情就不大可能發生。因為如果“忒伊亞”能把月亮送進一個“逆行”的軌道,那就表明它的碰撞極為劇烈,地球不可能在那種大災變中保存下來。然而如果月亮是被“俘獲”的,它是可以進入一個與地球自轉方向相反的公轉軌道的。在這種情況下,地球的自轉有可能減速,乃至于停頓。
英國作家威爾斯在他的科幻小說《制造奇跡的人》中描寫了一位擁有超凡神力的人,他熱衷于在夜深人靜時用其超凡的力量做他自認的善事。當他意識到讓地球停止轉動能延緩太陽的升起,從而獲得更長的黑夜時間供他工作時,他讓地球停止了轉動。威爾斯描寫了地球在停止轉動的剎那間發生的事情,他寫道,“每個人,每個生物,每棟房子和每棵樹,所有我們知道的東西都活動了起來,它們向前猛沖,相互碰撞,最后徹底地毀掉了?!蓖査故强苹米骷?,但他描述地球驟然停止自轉時的情景卻是真實的。假若地球的自轉真的驟然停止,地面上所有的東西都有向前沖撞的力量。在赤道地區,物體沖撞的速度可達到每小時1667千米。在戶外的人會被拋向大約11千米的高空,然后以每小時1000千米的速度落下來砸到地上。建筑物從底部被整個地摧毀,海水吞沒陸地,地球上的所有生命都在劫難逃。
倒轉的地球
好在即使地球有了一顆“逆行”的月亮,它也不會讓地球驟然停下來從而發生如此可怕的災難。現在我們假設地球果真有了一顆“逆行月亮”,它的質量、距離及公轉周期都和我們現有的月亮完全相同,而地球在沒有這顆月亮以前是每12小時自轉一周的。
在復雜的引力作用下,“逆行月亮”會漸漸地沿著螺旋線接近地球,它在公轉軌道上運行的速度越來越快,公轉的軌道也可能越來越傾向于橢圓。而與此同時,地球的自轉慢了下來,它將最終停止,并開始反轉。
地球的一天越來越長了,乃至于和一年一樣長,這樣的狀態使地球白天的一面非常熱,而黑夜的一面則非常冷。不過這樣的變化來得很慢,所以動物們有足夠的時間進化成遷徙的物種以追逐適宜的氣候,它們生活在白天和黑夜交界的地方,在那里,太陽總是懸在地平線附近。
這以后,太陽便開始從西方升起,在東方落下,因為地球開始反轉了。隨著“逆行月亮”越來越靠近地球,潮汐可以漲到3000米高,原有的海岸線被摧毀了。再后來,“逆行月亮”更靠近了,在潮汐力的作用下,它終于發生了分裂,變成了一個由巨石構成的環,這些巨大的石頭懸在距地球4500千米_的高空,它們中的一些時常落下來砸向地球,一場新的生物滅絕災難又要發生了。
大洪水
假若地球的自轉不是驟然停止而是在一個假設的時間段里,例如二三十年間停下來,地球上會發生什么呢?科學家認為,在這種情況下,可能首先受到沖擊的是海洋。在地球上,由于自轉的離心作用,赤道傾向于隆起,那里的海洋向上隆起了8000米,所以一旦地球開始“剎車”,海水便會涌向兩極。在極地,地球表面的重力會比赤道強一點,因為那里更靠近地心。
科學家的模擬表明,地球只要失去一半的角動量,地球上的海水就會分成兩個部分,一部分涌向北極,一部分涌向南極。大片陸地將被海水淹沒,新的海岸線在大約南北緯30度的地方重新形成,而一塊超級大陸則在這兩個海洋的中間出現了,那里的崇山峻嶺極為壯觀。在北半球,加拿大、歐洲和俄羅斯都會被海水淹沒。
在那種情況下,文明是否還會存在已不得而知。大片農田消失了,赤道一帶的大氣層變得非常稀薄,乃至于人類無法在那里生存。這時的人類如果存在,他們很有可能也分成了兩個部分,分別分布于南北兩半球的沿海區域,中間隔著地勢險峻的荒蕪地帶。
到那時,酷熱的白天和嚴寒的夜晚各占去半年,氣候成了生存的巨大挑戰。春天意味著太陽的升起,而秋天則伴隨著太陽的降落,人們可能都居住在黃昏或者黎明的地帶,并且為了追逐陽光而不停地遷徒。
盡管沒有可能讓地球在二三十年中停下來,但實際的情況是,地球的自轉的的確確在逐步地慢下來。幾十億年以后,地球的一天有可能和一年一樣長,不過那實在是太遙遠的事情了。
[責任編輯]