第五章 生命的誕生 大爆炸后92億年到現(xiàn)在
大約在46億年前,地球誕生了,此時(shí)它處于熔融狀態(tài)。在它的表面還沒冷卻下來的時(shí)候,發(fā)生了一件猛烈的事件,月球因之而生。目前被廣泛接受的理論認(rèn)為,這是源起于一次超級大碰撞:一個(gè)大小很可能與火星相似的星體和地球的碰撞。兩個(gè)星球并合在了一起,四散的碎片殘骸形成了月球。月球的密度比地球低的事實(shí)表明,這兩個(gè)天體的實(shí)際核心并沒有卷入到月球形成的過程中去,而是合并成了地球現(xiàn)在的核心。
月球的角色
我們的月亮看上去是獨(dú)一無二的,而且在地球生命的演化過程中扮演著舉足輕重的角色。月球使得地球的自轉(zhuǎn)軸傾角(現(xiàn)在是23.5度)穩(wěn)定下來,使它的變化不超過1度。如果沒有月亮,這個(gè)傾角將發(fā)生顯著改變,地球上的氣候環(huán)境也將大不一樣。與沒有類似的天然衛(wèi)星的火星(它的兩顆衛(wèi)星:福博斯和德莫斯都太小了,它們的影響幾乎可以忽略不計(jì))相比,由于沒有這種穩(wěn)定力的作用,火星的自轉(zhuǎn)軸以大約100000年的周期在11度到35度之間變化。生命的演化依賴于長期穩(wěn)定的氣候。如果地球的自轉(zhuǎn)軸在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈變化,這種穩(wěn)定性將喪失,我們所熟悉的生命就不會演化出來。看來我們要向月球表示由衷的感謝,正是它使我們的存在成為可能。
月球?qū)Φ厍蛟斐傻淖蠲黠@的影響是潮汐現(xiàn)象。潮汐摩擦使得地球的自轉(zhuǎn)變慢,而且這個(gè)過程至今仍在持續(xù)。它導(dǎo)致的另一個(gè)重要的結(jié)果是使得地球和月球之間的距離變大,它們間的距離每年增大4厘米。
不難想象,地球也對月球產(chǎn)生類似的效應(yīng),而且地球的質(zhì)量是月球的80倍,因此它的影響應(yīng)該更大。很久以前,月球的自轉(zhuǎn)就因?yàn)槌毕Σ炼兟?,直到變成被“俘獲”的狀態(tài),或稱為“同步自轉(zhuǎn)”,意思是說它的自轉(zhuǎn)周期精確等于公轉(zhuǎn)周期。結(jié)果就是月球總是以同一面朝向地球。請務(wù)必記住,雖然月球總是以同一面對著我們,但它并不總以同一面朝向太陽,認(rèn)為月球的背面總是暗無天日的想法是完全錯誤的。事實(shí)是在月球的背面將永遠(yuǎn)看不到地球,但月球兩面的晝夜情況是完全一樣的。
月球的自轉(zhuǎn)速率很快就變成了一個(gè)常數(shù),但是它在繞地球的軌道上的公轉(zhuǎn)速度并不是固定不變的。根據(jù)太陽系里的普遍公轉(zhuǎn)規(guī)律,月球在“近地點(diǎn)”(即它與地球最接近的那一點(diǎn))時(shí)公轉(zhuǎn)速度最快,在別處則要慢一些。因此,它在軌道上的位置和自轉(zhuǎn)過的角度也不是完全一致的。結(jié)果,從地球上看,月球看上去在輕微地來回?cái)[動。有時(shí)候我們能看到西部邊緣更多一點(diǎn)的區(qū)域,有時(shí)又能看到東部邊緣更多的區(qū)域。這種效應(yīng)與其他一些更輕微的小“天平動”(即這種擺動的天文專業(yè)術(shù)語)疊加在一起導(dǎo)致的總效果就是,我們從地球上能看到月球總表面的59%,當(dāng)然在同一時(shí)刻最多只能看到50%。只有41%的月表是我們無法看到的。