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第4章 地球奥秘(3)

据负责这项研究的科学家米切尔?佐伦斯基介绍,这块陨石是1998年坠落在美国得克萨斯莫纳汉斯的两块陨石中的一块,并在发现后48小时之内被送到约翰逊航天中心,在一个空气已被过滤的净化室里被打开后,科学家们惊奇地发现陨石里布满奇怪的紫色晶体,化验的结果让人震惊,竟然是盐!进一步分析后,结果令科学家们目瞪口呆:这些神秘的盐晶体里竟然有水!

科学家们因而认定,这些水绝不可能来源于地球,其唯一的来源就是产生陨石的天体或者包含盐分冰体的彗星。

地球之水是从天上来吗?对于小着星是否为地球带来过大量降水这一论断,科学家们正在不断地观察,不断地试验。

然而我们不应该忘记,地球虽然多水,却是一个缺水的星球。我们知道,地球上有大约14.5亿立方千米的水,每一平方千米为10亿立方米,这是一个大得惊人的数量。我们也知道,纟果把这些水全部均匀地铺在地球表面上,地球的平均水深可达到2800米,地球真可称作是“水球”。但是我们仍然说地球是个缺水的星球,这是为什么呢?

因为地球上绝大部分的水是不适合人类使用的,海洋虽然是个巨大的天然水库,约占地球总水量的94%,但因海水含盐太高(每升含盐量35克),故不能为人类直接利用。

在人类居住的陆地上约有2800多万立方千米的淡水,约占地球总水量的2%。在这些陆地水中,有冰川2400万立方千米,又占地球淡水总量的85%。由于冰川在自然界的特殊地位,开发起来十分艰巨。陆上比较容易开发利用的淡水资源是地下水、淡水湖泊、土壤水和河流,共有400多万立方千米,只占地球总水量的千分之三。而且由于这些水在地区上的分布很不均匀,所以很多国家的水资源十分贫乏。越来越多的人类和越来越严重的生态环境的破坏,使地球面1缺水的挑战。

宇宙中是否存在另一个地球

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。然而月球上没有嫦娥,也没有玉兔、吴刚和桂花树,月球上的环形山默默无语地告诉人类,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?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地球的,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15°C,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条件限制,只能找到靠近太阳系最亮的恒星,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,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52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星。天文学家猜测有一颗绕星运行的行星遮住了望远镜,造成D星亮度降低。々果真是这样,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,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8个巨大的星球。4个固态行星:水星、金星、地球和火星,4个气态行星:木星、土星、天王星、海王星。从星观测到尘埃圆盘向宇宙空间延伸达1500亿千米。更进一步分析表明,星的尘埃环已经开始聚合形成核;0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,这说明尘埃中心约六百万千米的距离内几乎是空白。天文学家认为,这是行星吸走了尘埃,而且只有巨大的行星才有可能通过重力吸引如此多的尘埃,留下巨大的空间。

绘架座星的尘埃星云中经常有着星飞人,留下大量的气体和宇宙尘埃。着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。

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,他们发现星显然还有另一颗行星!这一猜测的根据是有关星的一张特别的照片。

一位天文学家用特另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。没有人能确切地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6000千米外的硬币,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。”

地球上最大的冰架

这座世界最大的冰架,面积约52万平方千米,相当于一个法国,四周冰壁陡峭,险峻非凡。1841年1月5日,一支英国海军探险队乘坐两艘特别加固的三桅木船,穿过通往南极洲的太平洋浮冰区,企图确定地球南磁极的位置。4天后,他们驶出浮冰区,一心希望前面的航道畅通无阻,不料1月11日,迎面遇见一堵硕大无比的冰壁挡住去路。

探险队长罗斯爵士惊呼道,“要穿越这道冰壁犹纟穿越多佛悬崖,绝无可能!”1831年,罗斯曾找到北磁极位置。之后两年,他一直寻找通往南磁极的航道,却徒劳无功。现在,这座挡住他去路的南极巨大冰架,就以他的姓氏命名。

罗斯冰架填满南极一个巨大海湾,其面积与法国相近,位于爱德华七世半岛与罗斯岛之间,东西长约800千米,南北最宽约970千米,冰架靠海边缘高60米,接近陆地的边缘,最厚达750米。冰架宛如一个巨大的浮筏,在港湾漂浮,以每天1.5?3米的速度向海洋伸展,几条大冰川从遥远山脉流来,在冰架后部施压,增加其体积;冰架下极冷的海水,则不断冻结,增加其厚度。冰架靠近陆地处形成的裂隙,宽达几千米,待裂隙伸展割裂巨大冰块时,就形成巨大的冰山。已发现的最大冰山面积为3.1万平方千米。

古希腊人曾断言南半球一定有一块大陆,以平衡北半球的欧亚大陆,但长期以来,南极地区一直未被探索。

古希腊人的这种观点反映在早期的地图上,荷兰著名地图绘制家麦卡托(1512?1595年)绘制的地图上,在南极附近画了一块大陆。不过,1578年德雷克爵士航海时被风暴吹到遥远的南方,并未发现任何陆地迹象。

200年后,库克船长花了3年时间(年)寻找这块大陆,越过南纬70°,还未找到踪影。但他仍确信南极附近有块大陆,它是流人南极海洋的冰川之源。

19世纪初,这一地区日益受到海豹捕猎者重视。1820年,一艘英国皇家测量船发现了南极半岛,次年就有猎人来此。19世纪末,捕鲸业取代了捕海豹业。这一地区的科学探察和捕鲸活动迅速开展起来,但布满浮冰的海洋仍是通往南极的一大障碍。

南极洲覆盖的冰原,厚度达3500米,它是世界海拔最高的大陆,一半地区高达2000米,有许多活火山,最大的是罗斯岛上的埃伯斯火山。南极还是世界上最干旱的大陆,比撒哈拉沙漠还要干燥。内陆年降雪量只有50厘米,沿海为500厘米。

南极是世界最冷的地方,可冷到使泼出去的沸水立刻结冰。

尽管冰架是南极的屏障,但探险家还是登上了南极大陆,并在那里设立了科学考察站。科学家在那里发现了许多动植物化石,证明南极洲一度是冈瓦纳古陆的一部分,他们还证实地球臭氧层的确出现了空洞。

陆地最终会沉没吗

在著名的中国古代文献《淮南子》中,记述过古代的一个重要天文现象:“天倾西北,故日月星辰移焉”“地不满东南,故水潦尘埃归焉”。它告诉我们,我们所在的地球在历史上一度经历了一个重大的变故。事后幸存下来的地球人那时发现,夜晚许多星辰同平时正常情况相比较,向西北方向发生了移位,感觉就像天空朝西北方向倒下去一样;而在相反的东南方向地平线上也出现了许多平常见不到的新星,就如同是东南方的大地陷下去了一般。拨开语言的历史隔膜,我们能够感觉到这是典型的地轴由西北向东南方向偏移的现象。在本书《地球南北磁极互换之谜》一文中,我们曾经谈到地球磁场不是永恒不变的,整个地磁场曾经发生过颠倒,南磁极与北磁极曾经对换过位置。这种现象被科学家们称为“磁极倒转”。在地球的生命史中,磁极倒转现象曾经多次发生,仅在近450万年里,就可以分出四个极性不同的时期。

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