地球光環(huán)之迷

　　人類覺察到太陽系行星上的光環(huán)，可能是300年以前的事。17世紀(jì)，科學(xué)家伽俐略首先從天文望遠(yuǎn)鏡里看到土星周圍閃耀著一條明亮的光環(huán)。后來，人們又用天文望遠(yuǎn)鏡觀察了太陽系的其他行星，數(shù)百年過去了，也沒有聽說它們周圍出現(xiàn)光環(huán)。所以人們長期以來一直認(rèn)為土星是太陽系中惟一帶有光環(huán)的行星。1977年3月10日，美國、中國、澳大利亞、印度、南非等國的航天飛行器，在對(duì)天王星掩蔽恒星的天象觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了奇跡。他們看到天王星上也有一條閃亮的光環(huán)！這一發(fā)現(xiàn)打破了學(xué)術(shù)界的沉默，在世界上掀起了一陣光環(huán)熱，各國派出越來越多的航天飛行器去太空探秘。1979年3月，美國的行星探測(cè)器“旅行者l號(hào)”飛到距木星120萬千米的高空，發(fā)現(xiàn)木星周圍也有一條閃亮的光環(huán)。同年9月，“先驅(qū)者11號(hào)”在土星周圍又新發(fā)現(xiàn)兩個(gè)光環(huán)，土星周圍已經(jīng)是三環(huán)相繞了。太陽系其他行星上相繼發(fā)現(xiàn)光環(huán)以后，作為太陽系行星之一的地球，會(huì)不會(huì)也有光環(huán)呢？它以前有過光環(huán)或者將來還會(huì)有嗎？人們開始了思考。1.地球曾有過光環(huán)嗎面對(duì)太陽系中其他大行星光環(huán)的相繼發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們首先提出了“地球上曾經(jīng)有過光環(huán)”的大膽設(shè)想。他們認(rèn)為地球和其他行星一樣，同在太陽系中，繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，也應(yīng)該有光環(huán)。這些科學(xué)家在地球上找到了許多地外物質(zhì)，他們推測(cè)這些物質(zhì)可能就是地球光環(huán)的“遺骸”。美國有一位叫奧基夫的天文學(xué)家，曾經(jīng)解釋過這種光環(huán)現(xiàn)象的形成。他說，6000萬年前的始新世，由于月球上的火山噴發(fā)，大量的玻璃隕石碎塊被拋到地球，它們中的一部分變成隕石雨降到地球表面，另一部分則進(jìn)入地球外層形成了光環(huán)。奧基夫還推測(cè)，在那個(gè)時(shí)代，地球上赤道的上空出現(xiàn)了光環(huán)，它在地球上投下了淡薄的陰影。據(jù)估算，這個(gè)陰影遮蔽了地球l/3的陽光，使得地球上冬天變得更冷。當(dāng)時(shí)的北半球，夏季太陽的直射點(diǎn)位于赤道以北，這時(shí)赤道上空的光環(huán)影子正投向處于冬季的南半球，從而大大降低了南半球的氣溫。而此時(shí)正處于夏季的北半球沒有光環(huán)的影子，所以北半球氣溫正常。當(dāng)北半球進(jìn)入冬季以后，光環(huán)的影子也隨著移過來，從而使北半球氣溫降低而變得更冷。這種假說較為合理地回答了6000萬年前地質(zhì)時(shí)代的氣候問題，解釋了當(dāng)時(shí)地球上冬天氣溫異常寒冷，而到夏天氣溫又較正常的奇怪現(xiàn)象。地球上的光環(huán)是怎樣消失了的呢？奧基夫推斷是被陽光吹掉了。他說，太陽的光線可能像一股股涓涓細(xì)流，打在什么東西上就對(duì)什么東西產(chǎn)生壓力。在沒有摩擦力的空間環(huán)境里，它在幾百萬年的時(shí)間里，足以把光環(huán)里的粒子吹離地球的軌道。2.地球?qū)�來�?huì)有光環(huán)嗎根據(jù)奧基夫的推斷，如果月球火山還保持活動(dòng)的話，地球?qū)�來還會(huì)再度形成光環(huán)。對(duì)這位美國學(xué)者的觀點(diǎn)，學(xué)術(shù)界的認(rèn)識(shí)一直未能統(tǒng)一，他的觀點(diǎn)遭到了許多人的反對(duì)。但這些反對(duì)者中，許多人對(duì)“地球?qū)�來還會(huì)有光環(huán)”的預(yù)見并沒有異議，所不同的只是在形成地球光環(huán)的物質(zhì)上。有人認(rèn)為形成地球光環(huán)的物質(zhì)，并不是奧基夫所說的由月球上火山噴入地球軌道的熔巖，而是在地球強(qiáng)大引力作用下月球崩落下來的碎塊。根據(jù)天文學(xué)的理論計(jì)算和古生物的測(cè)定，在大約5億年前的奧陶紀(jì)，地球上的一年有450天左右，每晝夜只有21.4小時(shí)，到了距今約4億年的泥盆紀(jì)，一年仍有400天左右，每晝夜約合23個(gè)小時(shí)。這說明在漫長的地球發(fā)展史上，地球自轉(zhuǎn)速度漸漸變慢。這是什么原因造成的呢？專家們說主要因素是潮汐作用。潮汐是自然界由于天體對(duì)地球各部分的萬有引力不等引起的潮漲潮落現(xiàn)象。引潮力的大小與天體的質(zhì)量成正比，與天體距地球的距離的立方成反比。因此，月球的引潮力是太陽2.2倍。我們知道，月球在天空中每天東升西落，它在地球上的潮汐隆起（太陰潮），也是從東向西運(yùn)轉(zhuǎn)的。這種運(yùn)轉(zhuǎn)方向正好與地球自轉(zhuǎn)相反，潮汐和淺海海底的摩擦，對(duì)地球起制動(dòng)作用，使得地球自轉(zhuǎn)逐漸變慢，自轉(zhuǎn)周期逐漸變長。有人通過計(jì)算，推測(cè)出這種變化大約每百年地球的自轉(zhuǎn)周期增加0.0016秒。由于地月系統(tǒng)是一個(gè)能量守恒系統(tǒng)，地球自轉(zhuǎn)速度的減慢，破壞了這個(gè)系統(tǒng)原來已有的平衡狀態(tài)，這就需要建立一種新的平衡，于是導(dǎo)致了地月距離的逐步拉大。地球自轉(zhuǎn)速度的不斷減慢，引起地月距離的不斷增大，這種平衡形式的不斷破壞和重建若能持續(xù)下去，那么在遙遠(yuǎn)的將來，勢(shì)必有一天地球和月球的各自自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期都相等。到那時(shí)，一天就等于一個(gè)月了。這樣，太陰潮也就是月球在地球上的潮汐隆起也就停止了。但是這個(gè)時(shí)候，太陽在地球上的潮汐隆起作用仍在進(jìn)行，專家們給這種作用取名為太陽潮。由于太陽潮也是自東向西傳播的，這種作用使地球與月球距離的增大繼續(xù)進(jìn)行，再過一段時(shí)間，地球上的一天將長于一年。于是又出現(xiàn)了與過去形式相反的太陽潮。由以前的地球自轉(zhuǎn)周期短、公轉(zhuǎn)周期長，變成了相反的自轉(zhuǎn)周期長、公轉(zhuǎn)周期短。換句話說，就是以前的太陽潮時(shí)期是一月等于30天，新的太陽潮出現(xiàn)后，過一定時(shí)間就是一天等于幾個(gè)月了。但這時(shí)的月球自轉(zhuǎn)方向不是自東向西的周日視運(yùn)動(dòng)，而相反卻是自西向東運(yùn)動(dòng)了。那時(shí)，如果人類存在的話，看到的月亮可不是東升西落，而是西升東落了，到那時(shí)，“日月平升東升西落”的自然現(xiàn)象可能也一樣成為流傳的遠(yuǎn)古神話了。在那個(gè)時(shí)候，由于月球周日視運(yùn)動(dòng)方向的改變，使太陽潮的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與地球的自轉(zhuǎn)方向一致，不僅消除了潮汐和淺海海底的摩擦引起的對(duì)地球的制動(dòng)作用，而且方向一致產(chǎn)生的極大慣性加速度，使地球就像順風(fēng)船，自轉(zhuǎn)速度變快，自轉(zhuǎn)周期變短，這樣月球和地球的距離又隨著縮短。有人曾進(jìn)行過推算，當(dāng)?shù)厍蚝驮虑騼烧咧�間的中心距離只有15000千米的時(shí)候，那時(shí)的一個(gè)月只有5.3小時(shí)，而一天卻有48小時(shí)。估計(jì)強(qiáng)大的引潮力能把月球撕裂成一塊塊的巨大碎片，散布到地球的外層軌道中去，那時(shí)地球的外層空間里就會(huì)出現(xiàn)一圈明亮的光環(huán)�！暗厍�?qū)�來還會(huì)出現(xiàn)光環(huán)”，科學(xué)家根據(jù)潮汐作用引起的地球自轉(zhuǎn)速度、方向和月球與地球距離周而復(fù)始的變化，推出的這個(gè)假想，似乎是一個(gè)天方夜譚式的神話，缺乏令人完全置信的說服力，況且這種推想還沒有建立起證據(jù)確鑿的科學(xué)基礎(chǔ)。但人們現(xiàn)在也很難拿出足以否定它的證據(jù)。按照這個(gè)假說，地球光環(huán)的再度出現(xiàn)將會(huì)是相當(dāng)遙遠(yuǎn)的事，檢驗(yàn)這種光環(huán)的出現(xiàn)的最高權(quán)威是事實(shí)，我們?nèi)祟愔姓l能留下來欣賞這樣的宇宙奇觀，并為這種假說充當(dāng)人證呢？顯然誰也沒有時(shí)間等這么長。我們只能通過宇宙衛(wèi)星資料去尋找更多的解決這個(gè)問題的證據(jù)，完全解決這個(gè)問題恐怕不是一個(gè)短時(shí)間的事情�！暗厍蚬猸h(huán)”問題已經(jīng)被有關(guān)高技術(shù)國家列為重點(diǎn)研究課題，不久的將來恐怕會(huì)有更多解釋這種現(xiàn)象的理論著述問世，從而出現(xiàn)更多的揭謎假說，我們可以預(yù)見人類總有一天會(huì)揭開這個(gè)謎底的。