书城童书奇妙的宇宙发现
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第11章 地月探秘(5)

不仅如此,当地的人们也感觉到了气温的升高。在阿拉斯加,永冻层的融解造成了许多起伏不平的“滑板路”,输电线路也歪七扭八,一些房屋开始慢慢下沉。在广阔的原野中,气温升高的迹象更加明显,很多地方出现了湿地、池塘和草地,在驯鹿离开时,麋鹿又来了。

在加拿大西北部,当地居民习惯于在永冻层挖地窖来储藏食物。但是,气温的升高对他们的这种传统的生活方式构成了威胁。加拿大北部地区的永冻层使沿海地区的土质非常坚硬。但是,气温的升高影响了土质,很多在海岸线上的村落因为土质变软崩塌不得不迁往其他地区。由于冰层离海岸线越来越远,捕猎者发现猎物常常跑到他们的船只到不了的地方。

北极可以说是地球自身的一个气温自动调节器,回归线和极地之间的气温差异左右着全球的气候系统。在回归线区域聚集的多余热气流基本上是在极地散尽的。其中,有一半是通过被称之为“海洋输送带”,相当于100条亚马逊河的深水洋流送往极地消耗掉的。剩余的热气流作为风暴的能量从回归线区域带到北极。如果极地气温上升的速度继续比回归线区域快的话,目前这种气温循环的调节系统就将被破坏,继而改变大风、洋流和降雨的模式。如此所造成的影响之一就是:如果降雨变得不稳定和无法预测的话,那么,美国和加拿大的农作物将会受严重影响。目前穿越北半球、来势凶猛,并且无法预测的风暴也许就已经预示了全球气候系统的变化。

甚至一些更大的气候变化也会随之发生。越来越多的科学家担心,这种气温变暖的趋势将严重破坏洋流循环的模式。从而造成“温暖”北半球大部分地区的洋流出现间歇性停止。如果这样的话,气温上升的结果反过来会使全球的气温下降,甚至达到寒冷的程度。

如果不及时采取任何措施,全球气候的巨变将不可避免。只要北极的水表温度再升高几度,海洋冰层将会全部消失。即使只有部分融化,也会对北半球的气候产生影响。

届时,冰川的融化和降雨量的增加将会使大量的淡水在北大西洋上形成淡水层,漂浮在海水的上面。而北大西洋的海水通常是比较冷,且在下沉。如果比重较轻的淡水不下沉,就会阻断在关键位置上通过海洋把热量进行循环的垂直环流,这就如同正在运行的传送带被你紧紧抓住,最后慢慢地停下来。

那么,这种情况又怎样使原来温暖的气候转冷的呢?通常来说,“大洋传输带”是被大西洋中大量的由下沉水流造成的阻力推动。所以,一旦这种推动力减少,湾流北部暖流的运动将会慢下来,或者完全停止。这样,就会造成欧洲、北美,或者其他地区的气温下降。

很早以前曾经发生过这种情况。在1.2万年以前的冰期时代,升高的气温融化了圣劳伦斯河的冰川,并流到了北大西洋,造成了洋流停止运行。从而使欧洲陷人了1300年的严寒期。越来越多的科学家担心海洋冰层的继续融化会使历史重演。

这种大灾难也许是人类自作自受的结果。很多科学家都认为气温变暖与人类不断增加废气排放量有很大的关系。

在21世纪要想避免气温的变化,无论是升高还是降低,也许都不太可能了。尽管地球的自身调节系统在发生这些变化时会起到一些补救作用。但是,可能性比较大的是,这种气温的变化会促使我们无论如何要尽快改变目前全球矿物原料的废气排放问题。如果我们把这一问题解决了,人类将会在各方面受益,而对目前面临的气候问题也大有好处。

能找到另一个地球吗

当美国宇航员阿姆斯特朗登上月球,并在月球上迈开一小步时,说明人类在航天事业上迈出了非常大的一步。然而月球上没刚和桂花树,月球上的环形山默默无语地告诉人类:

1000亿分之一,何况银河系外的宇宙无比巨大。地球之外没有生命吗?二十多年前,一位美国天文学权威曾推算,仅银河系就可能有300颗星球上存在智慧生命,并且有朝一日能与地球取得联系。我们尚没有先进的技术,使人类信步于宇宙天外,随意发现地球外的生命,或者与比地球更高度文明的智慧星球通讯联系。但是,地球上的人类是多么盼望探索出宇宙间生命的奥秘啊!

那么,什么样的星球上能够诞生生命?科学家们审视了导致地球文明的环境条件和演变史实的来龙去脉后提出:地球外智慧生命存在的必要条件是有一个类似地球的行星,并能绕类似太阳的恒星运动。地球的生物生存环境非常理想,地日位置适中,地表平均气温15T,生命之源液态水大量生存。地球大气中有78%的氮、21%的氧,另有少量氩、二氧化碳和水汽等。氧是高等生物维系生命之本,在太阳系其他行星上尚未发现有如此大量的自由氧。要找到另外一颗存在生命的“地球”,条件非常苛刻,生命演化过程中,被绕行的恒星必须不断发光,使之得到辐射能量。

然而,恒星周围形成原始行星系星云的可能性很高,而且我们目前受观测生命未曾属于此地!浩瀚的宇宙中月球只是沧海一粟,光银河系就有1000亿颗恒星,太阳也不过占条件限制,只能找到靠近太阳系的亮的恒星,因此碰到带有行星的恒星,并且又靠近我们,这样的可能性不太大。在离太阳81.5光年的范围内有近3000颗单体恒星,其中有些大质量恒星的寿命不过1亿年,如此短的时间内很难演化生命,如天琴座的织女星等周围均发现尘埃圆盘,其中若有行星也难孕育生命。还好,类似的恒星比例较低,尚余的恒星已够我们一一观测一阵子了。

如今,寻找天外文明的第一步已变成了寻找第二个太阳系,进而发现类似地球的行星。太阳系以外的行星距离我们50~1000光年之遥,相对于它们所环绕的发光天体的光辉来说,它们显得暗淡无光。人们无法到达那里,只能竭尽所能通过间接途径对其进行研究。发光天体的轻微晃动或光谱中的某些异常情况,都是判断遥远而又黯淡的行星存在的蛛丝马迹。1981年11月10日的夜晚,界平静一如既往,科学家们用直径3.6米的望远镜向从前很少光顾的绘架座方向观测。距地球光年的绘架座突然发生了不同寻常的情况,一颗形成时间不长的恒星的亮度曲线下降,在以后的几天中,亮度值又升至正常。科学家的好奇心受到激发,是什么使它光线变暗?是否因为行星定时飞过,降低了亮度?这颗恒星就是绘架座的D星。天文学家猜测有一颗绕9星运行的行星遮住了望远镜,造成D星亮度降低。如果真是这样,这就意味着人类发现了太阳系外第一颗行星。为了进一步证实这一发现,1983年欧洲空间局发射了一颗装备了当时最先进的远红外照相机的科研卫星。它从9星观测到了“过剩”的远红外射线。这就意味着大量的宇宙尘埃存在。三四十亿年前,在我们太阳系中,采也有尘埃围绕着原始太阳旋转,尘埃颗粒冷凝聚合,逐步产生了9个巨大的星m球。4个固态行星:水星、金星、地球和火星,5个气态行星:木星、土星、天王星、海王星和冥王星。从D星观测到尘埃圆盘向宇宙空间延伸达1500亿公里,相当于太阳到冥王星距离的25倍。更进一步分析表明,D星的尘埃环巳经开始聚合形成核心与碎块,即所谓行星的雏形。

科学家们还注意到一个特别的现象:绘架座D星的温度远远高于太阳。在没有其他天体干扰的情况下,尘埃接近高温星球时,应该产生极端高温尘埃颗粒发出的射线。然而这种射线却没有被测到,这说明尘埃中心约六百万公里的距离内几乎是空白。天文学家认为,这是行星吸走了尘埃,而且只有巨大的行A星才有可能通过重力吸引如此多的尘埃,留下巨大的空间。m绘架座9星的尘埃星云中经常有彗星飞人,留下大量的气体和宇宙尘埃。

彗星带来的丰富物质可能成为诞生生命有机体的必要条件。但如果没有行星定期吸走气体和尘埃的话,人们应该发现残留物,然而没有发现尘埃,那么一定有行星。

当科学家们正期待着72年的运转周期后再次测量这颗行星的体积时,他们发现D星显然还有另一颗行星!这一猜测的根据是有关D星的一张特别的照片。

一位天文学家用特别的办法将日冕仪盖住发光星球,发现了从前没有人看见的现象:尘埃环呈对称形状。这种非正常的情况一般在几百年内可以得到“修正”,而D星已有至少1亿年历史,唯一的解释是有两个重力中心在沿离心轨道绕转,也就是说,两个行星重塑了尘埃环的形状。

当前,已有许多关于发现新行星的报道,但没有像D星的行星那样进行过如此周密的科学论证。英国天文学家戴维体斯乐观地估计,仅银河系就有600亿颗行星,其中40亿与地球相似,潮湿,温度适宜,可能是孕育生命的温床。

虽然行星的形成是一个自然的过程,但也是有条件的,即宇宙重力与离心力必须达到平衡。如果恒星及其星云太大,致使旋转速度太快,尘埃会分散开,无法聚合形成行星,而速度太慢也无法形成行星。只有在中速的旋转频率下,才会根据自然发展规律,逐渐“孵化”出行星。

从理论上说,这样孕育出来的行星温度适宜,富含水分,为生命的诞生提供了有利的条件。没有人能确切说出究竟有多少星云正在向此方向发展。但是,越来越多的天文学家相信,太阳系外还有其他生命。理论家试图用各种方法论证可能的“生命客栈”的数目,实践家则努力改进仪器设备。因此不断有功能日益强大的远红外摄像机问世,如安装在智利的极高分辨率的探测器,还有直径越来越大的射电望远镜,如安装在波多黎各直径达304米的巨型望远镜。此外,光学领域也不断发展,最先进的望远镜能辨别6000公里外的硬币,天文学家能用它看见距离30光年,大小如木星的物体。

1995年1月中旬,在美国得克萨斯州圣安东尼奥市举行的美国天文学会会议上传出喜讯:美国旧金山州立大学的天文学家杰弗里马西和保罗巴特勒发现了两颗太阳系外的新行星系统。这两颗行星体积巨大,至少有一颗行星较为温暖,上面可能有液态水存在。这就是说,该行星上具备了生命栖息的必要条件。这一发现首次证实了在太阳系之外还存在着类似太阳系的行星。

马西和巴特勒的重要工作可能改变天文学的发展进程。同时,探寻太阳系外行星将成为人们关注的热点。美国国家航空航天局局长丹尼尔戈尔丁说“在未来25年中,科学家不仅可以探测到类似地球的新行星,而且还将直接拍摄到这些行星上海洋、大陆和山脉的图像。”

月球的起源

对于月球的起源,科学家提出三种理论,它们全都有缺陷,但是“阿波罗.计划”却有助于证明,其中看来可能性最小的理论是最佳理论。有些科学家认为,月球是和地球一起,于46亿年以前,从一团宇宙尘埃中生成的。另一种理论认为月球是地球的孩子,也许是从太平洋地区抠出去的。

然而“阿波罗”登月探险的结果表明,地球和月球的结构成分差别很大,有一些科学家提出了另一种假说,即“俘获说”。他们认为,月亮是偶然闯人地球引力场,而被锁定在目前的轨道上。

可是,要从理论上解释这一过程的机制,难度相当大。因此,上述三种理论全都难以站得住脚。正如罗宾布列特博士所称:要解释月球不存在,要比解释月球存在更容易些。

有关月震之谜

在人类到达月球之前,科学家们认为“月球是一个死寂的世界”,但是自从“阿波罗”飞船宇航员降落月面,并在月面设置了几台地震仪后他们才知道,月球是一个极其“活跃”的世界。月震发生在我们无法想像的月球深处,震源在月面下800一1600千米处,这里离月球外壳已相当远了。

设在月面的地震仪曾多次记录到月震,科学家们把多数月震称为“微型月震”,根据月震记录,月球的活动和振动不仅多次反复发生而且有时强度还相当可观。莱萨姆博士解释说:“当发生这种乱哄哄的微弱震动时,有时两小时发生一次,有时几天后才能平息下来。目前还不知道这种‘成群’震动的震源在哪里。”

设在月面的地震仪还记录到1~9分钟内传来的高频振动,科学家们感到十分困惑,他们推测只能是月面的某一区域正发生移动,可是这种高频振动发生了多次且持续不断,科学家们的推测似乎并不对6直到今天成千次这种微震仍在发生,可以认为是一种自然现象,莱萨姆博士后来发现在这种振动中有一种独特的类型,它们发生在月球最接近地球的时候。他认为这是由于这时地球作用于月球引力增强,使月壳产生振动。

有意思的是,微型月震多发生在月面的裂隙上。所谓裂隙就是月面上延绵几百千米的窄而深的沟。不过有的科学家认为月面上并不存在什么裂隙。

莱姆博士指出,微型月震和月壳的振动现象与月球内部的热能并无直接关联,与其说是月面火山活动不如说是月壳的变动。这些微震中的大者也在里氏震级二级以上,而且震源深度不500米。

对月球进行的种种其他研究也表明,在月球的岩石和土壤下存在着一个金属层。在美国航空航天局有关研究机构召开的第四届月球科学研讨会的专门报告中提到,美国圣克拉拉大学物理学博士卡契斯帕金与美国航空航天局艾姆斯研究中心的帕尔马——代亚尔和威廉迪利将“阿波罗”11号和15号设在月面的磁强计数据与“探险者”35号获得的数据综合起来绘制了整个月球的磁带曲线。他们在一家专业杂志上撰文说:“根据磁强计的测定,月球上有大量的铁。月球岩石并不是由非磁性物质构成的,而是由铁等强磁性物质构成的。这是一种游离态的铁。”这一研究结果具有不可忽视的意义。他们说,与他们测量到的数值相一致的具有高导磁性的矿物。有一定强磁性的矿物及其化合物都未能发现,由此可以推测,相当于整个月球导磁性的游离态金属铁一类物质,以强磁性状态存在于月球内壳,而且含量可观。根据其他资料研究所获得的结果与此相似。也就是说,紧挨着覆盖着月面的岩石的月面土壤有一个壳层,在这一壳层中存在着为数极大的金属矿物,在权威的国际月球研究杂志《月球》上,1971年里曾刊载了三份研究报告,这几份研究报告都谈到月球内部的金属层,因而受到广泛关注。