书城童书探索百科(中国儿童课外必读)
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第40章 对文明的探索(11)

最令人不解的是月球的形成。根据研究结果发现,月球从诞生到现在已有45亿年历史,与地球同样古老。这45亿年的月球是怎样形成的?目前,主要有5种假说被较多的人接受。首先是分裂说:月球原为地球的一部分,早期地球还处于熔融状态,由于旋转太快,在赤道附近鼓了起来,越鼓越大,有部分向外凸出,最后断裂脱离,形成了月球。其次是俘获说:认为月球原是一个绕太阳公转的小行星,在30~40亿年前,因靠近地球,被地球引力俘获,从此成了地球的一颗卫星。还有孪生说:认为在太阳附近原有一大片分散着的星云物质,后来以其中两个较大的星团为中心,凝聚其他云状物质,便形成了地球和月球两个星球,它们是“孪生兄弟”。更有一种离奇的假说,认为月球本身是一艘巨大的外星文明所操纵的飞行器,它一直守候在我们地球人身边,注视着我们的一举一动。只是这种假说不能充分说明外星人为什么要监视着我们且不与我们发生直接联系,而我们地球人有什么值得外星人来监视或观察的。持后一种观点的人认为:公元前1万多年地球经过长期的发展,已经在许多低海拔、交通便利、土地肥美的地方形成了一定的文明,拥有了一批城市和大量人口。但是有一天,月亮突然闯入了地球人的生活,于是出现了全球性的大洪水,进而地球地轴发生了移位和随之而来频繁爆发的地壳及火山活动,史前人类文明由此遭到了毁灭性的破坏。大灾变过后的人类幸存者又回到了野蛮时代,从高山上下来的无文化的牧羊人面对史前文明社会创造的东西一无所知,因此只能从原始阶段重新开始。

众多假说,许多科学家认为最合理的一种是:月球在太阳系形成初期因行星相撞而产生。这种假说叫做“巨大撞击论”,它提出:曾有个火星一般大的行星撞向地球,当时两个星球都处于熔融状态,各有一个高密度的岩石核心,核心外包着一层较轻的岩石,一旦相撞,熔融的岩石就迸射而出,后来聚拢成为月球。月球形成时产生高热,排除了水等容易汽化的物质。撞向地球的行星,其核心熔入了地球的核心。

起初,许多天文家拒绝接受此说,因为这种发生概率微乎其微。不过,今天的超级电脑非常先进,算出如果当时发生过这样的事,月球会有些什么成分,计算结果竟与事实相吻合。

这些月球形成假说,都能从某一角度解答月球的形成原因,并能解释许多客观现象,但至今谁也无法提出确凿的证据。

彗星是灾星探索

在繁星闪耀的夜空中,有时候,会出现一种形态奇特的星,它拖着长长的尾巴,看起来像是倒挂在天上的一把扫帚。这就是我国人民所说的“扫帚星”。天文学家把它叫做“彗星”,并且用特定的象形符号来表示它。

在汉语中,彗字的意思就是扫帚。把彗星叫做扫帚星,真是名实相符。而在希腊语中,彗星的意思则是“毛发”,因为古希腊人觉得它毛茸茸的活像一绺头发。

在科学不发达的古代,无论是东方还是西方,人们对彗星都产生过迷信和恐惧,认为只要彗星一出现,战争、饥荒、洪水、瘟疫等灾祸就会降临。两千多年前的我国秦始皇时期,曾经出现过大彗星。有人认为,这预示着秦朝即将灭亡。公元前44年,古罗马帝国统帅恺撒去世,恰巧在第二年天空中就出现了彗星。于是古罗马人认为,这颗彗星是运载恺撒上天的灵车。

严格地说,彗星简直算不上一颗星,它只是一大团气体,中间夹杂着冰粒和宇宙尘。天文家证明,彗星的主要化学成分是碳、氢、氧、氮。彗星明亮的“头”,叫“彗头”;又有长长的“尾”,叫“彗尾”。彗头又包括两部分:彗核和彗发。彗核很小,直径只有几百米到几十公里,可是,彗星的绝大多数物质都集中在彗头里。它的平均密度是每立方厘米1克,和水差不多。

彗尾通常总是背离太阳的。彗尾的体积大极了,大的有上亿公里长,宽度从几千公里到1万~2万公里。彗尾的物质非常稀薄,密度只有地面上空气的十亿分之一。

哈雷是英国着名天文学家。在哈雷以前,人们一直认为,天空中每次出现彗星都是一位新的“过客”。1705年,哈雷发现,1531年和1607年先后出现的大彗星,在天空中运行的轨道十分相似。它们出现的时间大约相隔七十五、六年。哈雷猜想:它们可能是同一颗彗星。于是,哈雷大胆地预言等到1758年,这颗大彗星还会再次光临。到了1758年,这颗巨大的彗星果然来了。当时哈雷已经去世,人们为了纪念他的功绩,把这颗大彗星叫做“哈雷彗星”。

哈雷是大科学家牛顿的好朋友。他利用牛顿的万有引力定律准确地计算和预言了彗星的行踪,这对出现不久的万有引力定律是有力的支持。他是第一个全力计算彗星轨道的人。

在所有彗星中,最着名的就是哈雷彗星了。1758年之后,它在1835年和1910年又回来过两次,1910年5月20日前后,哈雷彗星壮丽极了,慧尾横跨大半个天空,像银河一样宽阔明亮。这时候它的长度超过2亿公里,地球居然从它的尾巴里穿了过去。

1985年年底和1986年年初,哈雷彗星又回到了地球附近。科学家为此发出了观测卫星,用大型望远镜仔细地进行了观察。遗憾的是,这一次在北半球观测它的条件很差,如果用肉眼,要非常细心才能找到它。

中国是世界上记录彗星最早的国家。早在3000多年以前,周武王率领着大军,征伐商代最后一个皇帝时,队伍走到共头山的时候,一颗彗星从东方升起。古书《淮南子》里讲了这个故事。我国当代着名天文学张鲸哲利用计算机算出,3000多年前的那颗彗星就是哈雷彗星。

从公元前240年起,哈雷彗星的每次出现,我国史书都有记载,这在世界上也是最完整的。另外,1300多年前的《晋书》中写道,彗星本身没有光,在它接近太阳的时候,靠了反射太阳光才发出光来,这是比较正确的。

另外,比拉彗星也是一颗着名的彗星。它绕太阳旋转的周期是66年。1982年11月27日夜晚,本来应该是比拉彗星再次出现的时候,天空中却突然出现了一场灿烂的“流星雨”,好像节日里的焰火。在几小时里,天空中的流星多达16万颗,比拉彗星崩溃了。

彗星和其天体一样,有诞生,也有死亡。“死亡”的形式很多,有的像比拉彗星那样崩溃,有的和其他天体相撞而毁灭,也有的是每次接近太阳的时候,都受热蒸发,损失一些气体,最后彻底瓦解。

彗星轨道有三种:椭圆、抛物线、双曲线。沿着椭圆轨道运转的彗星叫“周期彗星”,它们绕太阳一周的时间,短的只有几年,长的甚至有几十万年。沿着抛物线和双曲线轨道运动的彗星,绕着太阳就一去不复返了。

地球的变动探索

地球绕日运动的同时,自己发生了哪些变动呢?据最新研究成果表明:

地轴在摆动:地球绕轴自转。现已发现地轴有周期性摆动,其时间和太阳的运动相吻合。

温度在上升:石油、煤炭和其他化石燃料的开发利用,使地球的大气变得越来越暖和。

从人造卫星拍摄的照片上可以看出,南极洲的冰雪仅1980年夏就比1977年夏少了35%。如果各国继续燃烧上述各类燃料,那么在下一个100年中,地球将变得和几千万年以前那样热,科学家们相信它足以融化南极洲的冰块,使海水升高。

体积在膨胀:由于大洋底部的扩张活动使地心的密度逐渐变小,地球的体积越来越大,自转速度降低。在36亿年前,地球上一年为480天,而现在的一年只有365天。

首先,地球上的陆地在不断变位。在美洲东北部,北冰洋边上,有一个面积达21756万平方公里的世界第一大岛——格陵兰岛。全岛84%的面积常年为冰雪所覆盖,以有珍奇的生物和独特的自然景色闻名世界。

1870~1926年和1933年两次大规模的精密大地测量,查出欧洲和美洲之间的距离在增大,沿北纬45°这条线上,7年中增大了455米。除了格陵兰岛逐渐远离欧洲这样的运动,像北欧的芬兰、瑞典、挪威等地,近一万年来一直在比较迅速地上升。

芬兰的海岸最多的升高了将近百米,这里的波的尼亚湾已逐渐变浅,如今地势还在以每年大约1厘米的速度上升;与此同时,西欧一带则在下沉,如荷兰便因此以地势低下而着名,这里的海岸一年要下沉2~3毫米。

大地无时无处不在动荡,既然有水平方向运动,同时也有垂直方向的运动,只是平时我们不易察觉罢了。当强烈地震发生时,则常有显着的表现。1976年河北唐山大地震中,大地发生水平的位移清楚地显示出来了,譬如原来成行的树木被错开成为不连续的两行。

原来成排的房屋被错开变得凌乱,它们错开的距离都大致相同,约12米左右,错动的方向也相同,都是按顺时针方向扭动。垂直方向的运动也有表现,由于上下错动,原来平坦的地方变成了台阶,高度一般达50~60厘米。

早在1910年,有一个叫魏格纳的德国气象学家注意到:南美洲东部的海岸线和非洲西部的海岸线非常相似,这两个大陆简直可以像拼板游戏中两块互相契合的拼板。

后来,人们又在这两个大陆上发现了极其相似的动物化石——几乎是一模一样的。有些科学家提出,这两个大陆极有可能曾一度连在一起,后来才分裂漂移开来。

有的科学家甚至提出假设,说所有的大陆都曾经是一个整块。现在许多事实证明这一假设是基本正确的,大多数地质学家都同意这一假设。

魏格纳的大陆漂浮学说已被一些直接的证据所证实。第一个证据是美国宇航局戈达德空间飞行中心的科学家们测得的。他们把两台射电望远镜指向同一个类星体,然后测定来自星体的无线电讯号到达这两台望远镜的时间差异,经过计算作出如下结论:北美洲正以每年06英寸的速度漂离欧洲大陆。

第二个证据是运用激光技术测得的。宇航局的一些科学家把一束激光信号发向某个地球卫星,并使它反射回来,测定地球上的某一点在激光往返的这段时间内所移动的距离,通过计算获知:澳大利亚和夏威夷正以每年27英寸的速度相互靠拢,同时双双缓缓地漂离南美洲。

中国地质工作者在西藏进行多年考察研究后,得出的结论:大约在3.5亿年前,当今的印度大陆、喜马拉雅和唐古拉、冈底斯山古生代时不在我国,而在当今的南极。

大约在3.5亿年前,当今的印度大陆、喜马拉雅、非洲、澳洲、南美洲,同属南极的成员,统称冈瓦纳大陆。大约在2.5亿年前,冈瓦纳大陆开始向北漂移,并先分裂出唐古拉、冈底斯、印度大陆等板块,与北部的亚洲大陆相撞。

大约6500万年前,印度大陆向北漂移,与欧亚大陆相撞,形成喜马拉雅山脉和青藏高原,并由于印度大陆向北潜入欧亚大陆之下,使喜马拉雅和青藏高原迅速上升,持续至今。

万物变化兮,固无休息!人类脚下的大地仍在不断的变动之中,只不过以人类短暂的生命,无法体验得更明显罢了。

除陆地不断变动外,地球的气候也在不断变化。首先我们知道地球有春夏秋冬四季,它的存在本身就是一个至今未解探索。生活在地球上的人类不禁会问,地球为什么会有四季,是什么原因会使地球风云变色,出现盛夏严冬截然迥异的气候,是什么使地球经历漫长的冰河时期?

科学家们也一直在渴望找到最真实、最有说服力的答案。

在当代,解释气候变化的理论不下数种,这些理论的共通之处是:它们一致认为二氧化碳是引致地球天气出现诸般变化的“疑凶”。

二氧化碳分子像一块单面镜子,接收从太阳那里发出的辐射,太阳辐射穿过它直达地球,地球把这些辐射反射到天空时,二氧化碳便将它们吸收。

科学家发现,地球早期的二氧化碳含量比现在要低三成。储藏二氧化碳的地方是地球本身。在深海里,海水中二氧化碳的含量比大气层的还多出十几倍。

地壳的移动,一方面将被储藏的二氧化碳释放到大气层去,使地球温度上升,形成炎热天空;另一方面也能从大气层中将二氧化碳吸走,使地球气温骤降,制造酷寒的气候。

目前,最让人担心的是地球出现“温室效应”,弥漫在大气层中的二氧化碳会把海洋煮滚,届时,地球上的生物将面临灭绝的厄运,就难免使科学家提出以下的问题:二氧化碳的命运如何?

当太阳越来越炽热时,地球采取什么“隔热”措施,免被太阳的热力熔掉?

20世纪80年代中期,美国太空总署的汉森教授和沃森教授向参议院呈交了一份报告,预言在未来15年,温度将升到“地球10年未曾有过的水平”,这一预言已初步得到证实。太空总署研究人员认为,在过去100年期间,地球平均气温增加了接近华氏一度,增加最快的是最近30多年。

倘若继续下去的话,将引发出来大灾难。极地冰雪将开始融解,海水淹没低洼陆地,到2100年,海平面可能上升1~4米。

汉森和沃森认为,远离海岸的地方也将发生反效果,整个地区从农地变成沙漠,造成某种动物灭绝。但也有些专家说,温度上升的理论未得到证实,他们也强调海洋在调节温度的作用。科学家指出:地球的大气之所以正变得越来越暖和,这是由于大气中二氧化碳含量不断增加所引起的,并警告说,总有一天温暖的气候会使南北极的冰融化,引起海水上涨而造成水灾。

据人造卫星探测,南极洲的冰在夏季比早年少了许多,以1980年与1973年相比,就减少了35%。科学家还发现:从1880年到现在,地球的温度已上升了半度多,而大气中的二氧化碳含量也增加了15%。

如果世界各国继续燃烧化石燃料,那么在下一个100年中,大气中的二氧化碳含量会增加76%,地球也将变得和几千万年以前的恐龙时代那样热。那么热的天气将能融化南极洲所有的冰,海水将比现在上涨5~7米。

地球越来越圆,也是变动征候之一。科学家们已首次观察到:地球形状有极其微小的变化。

得克萨斯州大学一组对地球大气层及其外面的宇宙间进行研究的工程师,根据1976年发射的一颗绕地球旋转的卫星的轨道变位来测定地球的形状变化。太空研究中心的鲍勃博士说:“地球引力场的变化引起卫星轨道的变化。这些引力变化是地球形状变化的反映,我们认为这是由于几千年前最后一块冰块融化所产生的长期无法检测的变化而引起的。”这种变化的结果是地球质量的更大部分向两极移动从而使地球越来越圆。