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第33章 破译地球(4)

20世纪60年代,利用氰化氢等物质,科学家奥罗成功地合成了生命物质腺嘌呤(核酸的重要组成成分之一)。1963年,利用紫外线照射,波兰的佩鲁马等科学家得到了一种在生命体中用于传输能量的重要物质ATP。

这些实验都有力地证明:在一定的能量和物质条件下,无机物转化为有机物、简单有机物转化为复杂生命物质的进化过程,完全有可能在地球上实现(即使没有生物酶的作用),这就是化学进化说。

化学进化说认为,早期地球的大气中有大量有机分子存在。这些有机分子在漫长的时间里,逐渐产生了一种相互关联的结构,这种结构能购临时组合。又过了很长时间后,这种分子周围出现一层东西,呈黏稠状,而且随着外界环境的变化,还能排放出一部分有机分子,也能接受另一类有机分子。这种复合化的分子已具备了最简单的代谢和繁殖功能,被看作是生命的最初形式,因为它们具备了生命的基本特性。

但是,地球生命诞生的奥秘还是没有解开。科学家们发现,在太阳系的8大行星中,火星、金星等类地行星的大气主要是二氧化碳,而木星、土星、海王星和天王星的大气成分主要是氨气、甲烷。于是有人提出:为什么就能断定“地球大气原始状态”时一定含有甲烷而不是二氧化碳呢?

后来,在格陵兰38亿年前形成的古老石英岩层中,德国和法国的两位科学家发现了单细胞有机物的内含物。这样的单细胞有机物的形成大约需要5亿年时间,因此可推测,生命应该在43亿年前才开始形成。

虽然目前仍无法解开地球生命诞生的奥秘,但新的重要发现越来越多,寻求生命起源的历程已经变得愈加清晰起来。我们相信,人类终有一天将解开地球生命起源的谜团。

新知博览——地极移动

地极移动是地球自转轴在地球本体内的运动,简称为极移。极移包括2个主要周期成分:一个是周年周期,另一个称为张德勒周期,是近14个月的周期。前者主要归因于大气周年运动,这种运动导致了地球的受迫摆动,后者则是一种地球自由摆动,是由于地球的非刚体引起的。极移的振幅约为±0.4角秒(在地面上相当于一个12×12平方米范围)。由于极移,也使地面上各点的纬度、经度发生变化。

根据天文观测资料,发现极移包含各种复杂的运动。除了上述两种周期外,还存在长期极移以及周月、半月和一天左右等各种短周期极移。其中长期极移表现为以每年3.3~3.5毫角秒的速度地极向着西经约70°~80°方向运动,主要原因是地球上北美、格陵兰和北欧等地区的冰盖融化,使地壳在冰期后反弹,进而引起地球转动的惯量变化。其它各种周期的极移主要与大气和海洋的作用及日月的潮汐作用有关。

地球的未来

地球的未来会是什么样子?科学家已经做出了迄今为止有关地球最终命运最详细的预言:数十亿年间太阳将变得比现在大10%,地球上的海洋将被炙热的太阳蒸发干,生命也无法继续生存;再经过60亿年,因膨胀变得非常大的太阳将把地球推离自己的轨道,让它达到致命的高温,从而走向灭亡。

科学家的这种预测是否合理呢?我们的地球有一天真的会毁灭吗?

地球毁灭论的探讨

长期以来,科学家一直预测太阳生命的最后周期将会演变为一颗红巨星,并且会烤干整个太阳系内部的行星。但是,这项研究提供了太阳毁灭动力的新细节。该研究是由天文学家克劳斯·彼得·斯克罗德和罗伯特·考恩·史密斯实施的,该研究提出了到目前为止有关这个问题的最详细的时间表,据它预测,我们的地球将最终被毁灭掉。他们的研究报告还发表在《英国皇家天文学会月刊》上。

史密斯称这项最新预测是“令人感到压抑的” ,不过“从其他方面来看,它是寻找离开我们的地球,到银河中的其他区域定居方法的动机。”他表示,在他和斯克罗德的这项最新评估对把地球拖向太阳的力量存在低估。他说:“如果在未来的论文中,谁能找到拯救地球的方法,我将感到非常吃惊。”不过还有一条好消息:面对新一轮世界末日,球上的生命还有大约10亿年用来作准备。之后,65.9亿岁的行星将自行消失,甚至不会有任何残片与痕迹留下。据有关星体演化的普遍理论显示,地球面临的基本问题是:太阳会逐渐变得更大、更明亮。考虑到太阳已经45亿岁了,根据这种情况推断,它的体积已经增长了大约40%。

而天文学家马里奥·利维沃认为,即使地球能避免被太阳吞噬,也终将会被炙热的太阳烧焦,最后地球上的生命将不复存在。这是面对每况愈下的地球状况,对未来10亿年将要发生的事情进行的预测。也就是说,从现在开始大约55亿年内,太阳将烧尽它核内的所有氢燃料,然后燃烧围绕在它外层的氢。在转变成红巨星的过程中,太阳的内核将收缩,外层很快膨胀,而这个过程释放出的热量会被传播到太阳系。海王星外的“柯依伯带”会得到短暂的春天,而水星和金星则被完全吞噬。地球的轨道将扩展,可以达到火星现在所处的位置,因为太阳外层膨胀,所以它的引力也将持续减小。

地球的最终结局

未来学家们预测,地球的未来将是一片黑暗。在未来,随着太阳的亮度和温度逐步增加,地球也会逐渐升温,这时地球的麻烦就开始了。地球极可能只有两种大结局:火场或者是冰原。

地理学家也称,太阳决定着地球的未来,而和其他星球一样,太阳也不是永远存在的。随着太阳寿命的增加,太阳将更亮、更热,从而对地表温度造成影响。当地球气温超过140℃以上时,地球便开始脱水。地球的大气层将含有10%~20%的水分,在进入同温层后,水蒸气将直接分解成氧气与氢气。而氢气会逃逸到外层空间,就这样地球水分逐渐流失了。

对地球的这一命运天文学家也很清楚,只是此前的估计是这一灾难还要等到50亿年后,不过目前利用新的电脑技术,他们已经认识到地球的大限会比预想中来得快很多。以前人们最悲观的估计是12亿年,地球的海洋将会消失,地球也将变成一个巨大的无水的沙漠。而科学家们经过进一步研究与计算,更正了这一说法:由于5亿年后的大气中缺少二氧化碳,地球上的生物将全部死亡,随后是所有依赖于生物的地球生命形式消失。

如果计算正确,作为可居住星球,地球的历史已经有45亿年,目前的寿命只剩下5亿年了。

其实,太阳系其他行星的命运也将和地球的命运一样,最终目前的太阳系中的一切物质将被消耗殆尽,留下的是无边无际的寒冷、漆黑的宇宙。

延伸阅读——地球最危险的敌人

自意大利天文学家皮亚齐于1801年发现新行星(在木星和火星轨道之间)之日起,就揭开了人类研究和发现小行星的序幕。第一颗谷神星、婚神星、智神星、灶神星……整个19世纪发现了400个以上小行星。迄今为止,小行星的发现越来越频繁,已多达5000多颗。在这些小行星中,有3000颗左右已测算出运行轨道并被编号。据估算,通过人类现代天文望远镜观测到的小行星很少,不足总数的千分之几。

而且这些小行星质量和体积都很小(虽然数量很多),最大的谷神星也仅有770千米的直径,赶不上月球直径的1/4,体积也不到地球体积的1/450;1937年发现的赫梅斯小行星,直径相当于泰山的一半高,不到1千米。因此,把所有目前发现的小行星聚集成团,大小也不过只相当于一颗中等卫星,比起大行星的体积与质量是差远了。

小行星军团的行走大多数集中在小行星带(木星和火星轨道之间)上,很少会越出这个范围。但是,也有极少数小行星非常不安分——沿着椭圆轨道运行。最远可以跑到木星以外,甚至有时跨过土星的轨道,最近的可以大踏步进入地球轨道内侧,更有甚者深入到金星轨道以内,变为“近地小行星”,成为太阳家族之中的不安定分子,更严重的是,它们很可能成为地球未来要面对的主要“杀手”。

通常来说,近地小行星轨道有着较大的偏心率,就地球与它们之间的距离来说,通常最近时有几百千米到五万千米,贴近到百万千米内的小行星非常少。1937年10月,小行星赫姆在地球外80万千米附近掠过,仅相当于月地距离的2倍。如果拿辽阔的宇宙空间尺度来衡量,说这些小行星与地球总是擦肩而过并不夸张。如此多的小行星在地球附近的空间里来回穿越,的确会让人心惊胆战。

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