未来的太阳
太阳系八大行星中,木星称得上是鹤立鸡群:它的质量是地球质量的318倍,是其余7颗行星质量总和的两倍半。它的体积是地球体积的1316倍,亦居八大行星之首,它是太阳系行星中的巨人。木星的英文名字叫“朱庇特”,它是罗马神话中的天神。这个名字起得非常有远见,用天神的神奇巨大和变幻莫测来形容木星是再恰当不过了。
木星是一个由液态氢构成的流体行星,没有固体表面。木星表面有一个最显著的特征,那就是在木星赤道以南有一块大红斑,它至少已存在3个半世纪,很可能还要长得多。它的大小有三个地球那么大,颜色一般都保持着红而略带棕色的调子,有时鲜明,有时暗淡且模糊。大红斑究竟是什么?1977年“旅行者号”探测器查明它是木星云层中的一个特大漩涡,漩涡内的物质处于剧烈运动的状态,其剧烈程度是我们难以想象的。是什么原因使木星上形成如此之大的红斑?又是什么原因使得它历时好几百年而不消失?现在尚无圆满的解释。
木星有16颗卫星,其数量之多仅次于土星。这些卫星的表面特征丰富多彩,各具特色。其中木卫1上面还有活火山,“旅行者号”发现它至少有8个或9个活火山,其中的一个正以每秒400多米的迅猛速度向外喷射尘埃和气体等物质,看起来像是从卫星边缘上升起好几百千米的大喷泉。木卫1上火山爆发的延续时间,可能长达几个月到几年。木卫1是太阳系中除地球之外第一个发现有活火山的天体(第二个是海卫1)。
近年来,对木星的考察表明:木星正在向其周围宇宙空间释放巨大能量。它所释放出的能量是它所获得太阳能量的两倍,这说明木星释放能量的一半以上来自它的内部。由于木星内部存在热源,同时还不断吸积着太阳放出的携能粒子,所以它本身所具有的能量越来越大。
众所周知,太阳之所以不断放射出大量的光和热,是因为在太阳内部时刻进行着核聚变反应,在核聚变过程中释放出大量的能量。木星是一个巨大的液态氢星球,本身已具备了无法比拟的天然核燃料,加之木星的中心温度目前已达到28万K,具备了进行热核反应所需的高温条件。至于热核反应所需的高压条件,就目前木星的收缩速度和对太阳放出的能量及携能粒子的吸积特性来看,木星再经过几十亿年的演化后,中心压可达到最初发生热核反应时所需的压力水平。
一旦木星上爆发了大规模的热核反应,以千奇百怪的漩涡形式运动的木星大气层将充当释放热核能的“发射器”。所以,有些科学家认为:再经过几十亿年后,木星将会改变它的身份,从一颗行星转变为一颗名副其实的恒星,那时,太阳系将发生巨大的变化。
天有多高,地有多厚
天高,自然从地面算起。可是算到哪儿为止呢?通常是指大气层的高度。过去认为厚约800千米,以后探测到在距地面1000—2000千米高处仍有空气存在。近20年来,根据人造地球卫星和宇宙火箭的考察结果,在2000—3000千米的高空,也找到了气体分子,在远离地球16000千米的高空,还存在着气体的痕迹。
地下的情况怎么样呢?科学家们推断:地球内部可以分成地壳、地幔、地核等不同性质的同心圈层。地壳在大陆上厚度平均60多千米。而岩石圈是从地壳以后到深达1200千米处的圈层。在岩石圈以下到离地面2900千米间,叫中间层,或叫中间带。中间层以下到地球中心的部分,是半径达3471千米的核心,就是地核——外核平均厚2200千米,内核半径1271千米。目前,人类钻进不过8—10千米,还远没有突破地壳。
走近北纬30°
令人叹为观止的北纬30°
打开世界地图册,我们不难发现沿着北纬30°,从地理自然景观和人文景观可以明显地看出,这里既有世界屋脊“青藏高原”上的珠穆朗玛峰,又有海底最深处的马里亚纳海沟。同时世界著名的几大河流——比如埃及的尼罗河、伊拉克的幼发拉底河、中国的长江、美国的密西西比河等,都是在这一特殊的纬度线进入浩瀚的海洋。而且这里还有当今世界上许多著称于世的文明之谜:诸如众所周知的古代埃及金字塔群和狮身人面像,非洲北部撒哈拉沙漠的“火神火种”壁画,古巴比伦的“空中花园”和令人谈之色变、闻之丧胆的“百慕大三角区”以及远古玛雅文明遗址的所在地……在这里我们不能不提及大约距现在12000年前于一夜之间消失在海中的亚特兰特提斯岛,也就是我们通常说的大西洲。据说大西洲曾经位于大西洋中心。据史书记载大西洲文明的所在地是“亚特兰特提斯岛”,希腊哲学家柏拉图在《迪迈斯》和《格利迪亚斯》中描绘到:岛上有宏伟壮观的宫殿及供奉守护神波塞冬的神殿,以当地的白、黑、红色的石头建造成当时的建筑物。其首都“波塞多尼亚”的四周建有双层环状陆地和三层环状运河。还有冷泉和温泉,岛上还有庞大的造船厂、广阔的赛马场、壮美的体育场馆和绿树成荫供人们游览的公园等等。英国学者史考特·艾利欧德指出,亚特兰特提斯在当时已达文明的巅峰期。在19世纪中期,被誉为“科学性的亚特兰特提斯学之父”的美国人,在他的《亚特兰特提斯——太古的世界》一书中,提出了令人闻所未闻的13个科学论断:1.远古时代大西洋中确有“亚特兰特提斯岛”,是大西洋大陆的一个部分。2.柏拉图在其书中所描述“亚特兰特提斯”的故事不是凭空捏造的。3.当时的人类已经脱离了原始部落生活,已初步形成文明之地。4.随着时代的更替,社会的进步,科学技术的革新,人口不断的增多,人们已开始迁居世界各地。5.人们现在常说的伊甸园可能就是当时的“亚特兰特提斯”。6.当今欧洲盛传的希腊和北欧的“神”是“亚特兰特提斯”的国王、女王和英雄的化身。7.在埃及和秘鲁的神话故事当中,有“亚特兰特提斯”向往太阳神的叙述。8.“亚特兰特提斯”人最原始的殖民地是今天的埃及。9.欧洲的青铜器技术源自于“亚特兰特提斯”。10.今天字母的原形来源于“亚特兰特提斯”。11.“亚特兰特提斯”人是塞姆族、印度、欧洲诸族的先祖。12.“亚特兰特提斯”曾因大的变动而消失于海中。13.少数居民乘船逃离,留下了关于洪水的传说。它似乎可以回答包括《圣经》记事在内的一大批人类活动的疑问。
坎坷崎岖的北纬30°
据报道:我国地震局灾难专家顾建华告诉记者,在北纬30°从古到今都是灾难深重的地带,在那里,地震、海难、火山和空难等时有发生。据史料记载,在我国的西藏地区共发生过大于8级的地震4次,7—7.9级地震11次,6—6.9级地震86次。1950年8月15日在藏东的察隅——墨脱发生过8.6级地震。前苏联著名的地理学家奥圣多夫斯基教授于1931年在藏经中有了惊人的发现:几千年前,在今天的巴哈马群岛、安纳利斯群岛以及墨西哥湾地区,一块巨大的陆地沉没了。但遗憾的是他没有找到当时的西藏。闻名于世的百慕大三角区,自从16世纪以来,这片神秘的海域共失踪了数以百计的船只和飞机。
二战时期,在川藏这条北纬30°线上,美军共损失468架军用飞机。
北纬30°的探秘初见端倪
谈及北纬30°的各种神秘的自然现象,我国地震局贺传松博士认为:它们应来自地球的内部。青藏高原是当今世界隆起速度最快的地区之一,据测定它正以每年几至十几毫米的速度快速上升。而目前全球地壳的平均厚度仅为35千米,而青藏高原的地壳厚度高达70千米。这就导致青藏高原及其周边地区是当前世界上地壳最为活跃,构造变形最为强烈,大陆上地震活动最为频繁的地区之一。贺博士说,它的形成完全可能是因为大陆的沉没,地球上的大陆沉没了,在地球上造成的冲击力使青藏高原隆起,产生了喜马拉雅山的褶皱。大约4000万年前的第三纪初期,青藏高原最高耸的喜马拉雅山地还处在一片汪洋之中,史称古特提斯海。那时古印度大陆并不是亚洲的一部分,它在位于南纬40°的地方与古欧亚大陆隔海相望。经过漫长的地质历史,古特提斯海板块长途跋涉7000多千米,向欧亚大陆漂移,并且俯冲到欧亚板块之下,再经历最近的“短暂”的几百万年,强烈的板块俯冲运动,使古特提斯海消逝了,古印度大陆与古欧亚大陆会合了,形成了地球的第三极珠穆朗玛峰。
进一步探秘北纬30°
地球在46亿年的历史长河变迁的过程中,形成了今天独特的地质和地貌特征。当问及这些北纬30°的奇异现象,专家说:尽管地球物理学家发现了地球内部由地表至地心分布着地壳、地幔和地核,及三者不同尺度的三维横向不均匀性,但有些奇怪的自然现象,我们还无法搞清楚,很多问题仍需进一步研究。中国地震局吴庆举博士说:北纬30°现象,有一定的必然性。北纬30°被人称之为地球的脐带,其微量元素矿、磁场、电场、重力场对人和环境都有影响。另外地球自转,对引起内部不同的纬度有不同的力的作用。百慕大是磁场引起的,青藏高原隆起是由于板块碰撞产生的。
地球的磁层
地球磁场,近似于把一个磁铁棒放到地球中心,使它的北极大体上对着南极而产生的磁场形状。当然,地球中心并没有磁铁棒,而是通过电流在导电液体核中流动的发电机效应产生磁场的。
地球磁场不是孤立的,它受到外界扰动的影响,宇宙飞船就已经探测到太阳风的存在。太阳风是从太阳日冕层向行星际空间抛射出的高温高速低密度的粒子流,主要成分是电离氢和电离氦。
因为太阳风是一种等离子体,所以它也有磁场,太阳风磁场对地球磁场施加作用,好像要把地球磁场从地球上吹走似的。尽管这样,地球磁场仍有效地阻止了太阳风的长驱直入。在地球磁场的反抗下,太阳风绕过地球磁场,继续向前运动,于是形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域,这就是磁层。
地球磁层位于地面600—1000千米高处,磁层的外边界叫磁层顶,离地面5—7万千米。在太阳风的压缩下,地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很远,形成一条长长的尾巴,称为磁尾。在磁赤道附近,有一个特殊的界面,在界面两边,磁力线突然改变方向,此界面称为中性片。中性片上的磁场强度微乎其微,厚度大约有1000千米。中性片将磁尾部分成两部分:北面的磁力线向着地球,南面的磁力线离开地球。
1967年发现,在中性片两侧约10个地球半径的范围里,充满了密度较大的等离子体,这一区域称作等离子体片。当太阳活动剧烈时,等离子片中的高能粒子增多,并且快速地沿磁力线向地球极区沉降,于是便出现了千姿百态、绚丽多彩的极光。由于太阳风以高速接近地球磁场的边缘,便形成了一个无碰撞的地球弓形的波阵面。波阵面与磁层顶之间的过渡区叫做磁鞘,厚度为3—4个地球半径。
地球磁层是一个颇为复杂的问题,其中的物理机制有待于深入研究。磁层这一概念近来已从地球扩展到其他行星。甚至有人认为中子星和活动星系核也具有磁层特征。
绿地——城市的保护神
城市的绿地像人的肝脏一样,具有解毒作用。大片的森林、绿地能降低风速,气流穿过,绿化地区会受森林的阻滞,枝叶的摆动和摩擦等也消耗了气流的能量。据计算,在冬季能降低风速30%,在秋季能降低风速70%—80%,这样,由于风速的减小,空气中的大颗粒污染物就会沉降下来,较小的飘尘也会受到树叶上细绒毛的吸附而滞留在树叶上,经雨水冲刷后再降到地面。每年每公顷松林能滞留粉尘34吨;城市绿化地较非绿化地区空气沙尘含量少约50%—70%。这就对城市的空气起到了净化作用。所以,在树木多的地区,你会感到空气新鲜清爽。很多树木可以吸收有害气体,如一公顷柳杉林每天可吸收二氧化硫达60千克;臭椿、夹竹桃、银杏、梧桐、石榴等都有吸收二氧化硫的作用。据统计,城市绿化覆盖率每增加10%,夏季可使大气中二氧化硫的浓度减少30%,强烈致癌物质苯并芘的浓度减少20%,颗粒悬浮物减少20%。当城市绿化覆盖率增加到50%时,大气中的污染物质可以得到控制。绿地植物还有杀灭细菌的作用。据测定,每公顷侧柏林每天能分泌出30千克的杀菌素,可以杀死白喉、结核、伤寒和痢疾杆菌。地榆根的水浸液能在一分钟内杀死伤寒、副伤寒的病原体和痢疾杆菌;磨碎的稠麦冬芽0.1克能在一秒钟内杀死苍蝇。有很多植物,如松、柏、丁香、天竺葵、悬铃木等,也能分泌杀菌物质。据测定:有树木的城市街道比没有树木的街道,大气中含菌量少85%以上。有人测定,城市百货大楼内空气中含菌率比公园大400倍,比林区大10万倍。林区每立方米大气中有细菌3.5个,而人口稠密的城市可高达3.4万个。城市绿地还是一部很好的空调机。城市里凡有绿地的地方,温度都明显低于无绿地的地方。这里由于绿色植物对阳光直射的阻挡和蒸腾散热等作用造成的。在夏季,绿化地区内气温较非绿化地区气温低3℃—5℃,比建筑物地区低10℃左右。据计算,绿地面积每增加1%,城市气温可降低0.1℃。
有人曾计算过,城市中,每个居民平均拥有10平方米的树木,或者50平方米的草坪,城市绿地覆盖率达30%以上,才能起到改善环境的作用。
地壳动力源
我们现在都知道地球基本有两种运动,那就是自转与公转。可是在1996年,美国哥伦比亚大学的宋晓东博士和PaulRichards发现了地球内核差速旋转的惊人的地震学证据。地球内核以约每年1°(或1.1°)的差速旋转速率相对于地幔向东旋转,估计自1900—1996年的96年间,内核已旋转了1/4圈多。大约每300—400年,内核就要相对地幔和地壳转一圈。在内核赤道面上,内核自转速率与地壳自转速率的差,相当于数量级约为20km/a的线速率,这一线速率要比大陆板块运动的线速率的最大值快10万倍。这一发现对于地球磁场的起源,倒转,以及地球演化的诸多问题意义重大。