地球:行星的力量(BBC科普三部曲)
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彗星

数百万颗彗星滞留在“柯伊伯带”,这是海王星以外的一个黑暗而神秘的区域,但数十亿颗彗星栖息在“奥尔特云”这个更为遥远的区域,那是一个充斥着冰冷残骸的球形晕圈,位于我们太阳系的边界之外。彗星的体积巨大,直径达数百千米。这些巨大的雪球在遥远的太空形成之后,就会沿着漫长的轨道自由地飞向太阳系的中心。每当它们靠近太阳时,太阳风就会蒸发掉它们表层的大部分气体,由此产生的雾化尾迹使彗星具有了独特而明亮的尾部。在多次飞过太阳边缘之后,彗星冰冻的表层有可能会被完全蒸发,只剩下一个与小行星非常相像的碎石内核。然而,彗星的运行速度约有70千米/秒,比一颗普通的小行星快三倍,因此,彗星本身巨大的能量使它们很有可能与其他行星发生撞击。这也正是“苏梅克-列维9号”彗星会与木星相撞的原因。

1997年,在加利福尼亚州内华达山脉,“海尔-波普”彗星的雾化尾迹发出明亮的光,照亮了惠特尼山连绵起伏的山峰。

从古代起,彗星就被看成灾难的先兆。长期以来,它们一直是恐惧和迷信的源头:从罗马皇帝尼禄的偏执狂到阿兹特克帝国的瓦解,都被认为与彗星脱不了干系。甚至到了今天,彗星仍然是宗教复兴和大规模自杀关注的焦点。许多彗星(尤其是那些在柯伊伯带“附近”形成的彗星)会在几十年到两个世纪的周期内围绕太阳运行,因此是我们的常客。实际上,人类已经对彗星的路径做了充分的研究,并得知这些常客几乎不会给地球带来可预见的危险,而更难测量的是那些来自太阳系以外的彗星的习性。在太空深处气体云的引力牵引下,它们被挤出偏远的轨道,随后在接近太阳的椭圆形轨道上疯狂地向我们飞驰。有些彗星要用很长时间才能走完它们的轨道,这就是说,从人类历史的角度来讲,它们的飞行是一次单程旅行。这些昙花一现的彗星无声无息地突然出现在太空的幽暗处,事先无任何征兆,并以飞快的速度行进,仅提前几个月向我们发出警告。而且,因为它们尚未经历过多次靠近太阳的筛选,所以可能会突然以巨大的规模出现在我们的面前。1997年,“海尔-波普”彗星成为夜空中最突出、最耀眼的一颗彗星,它的周长最短达25千米,最长可能超过70千米。值得庆幸的是,这颗巨型彗星虽然进入了地球轨道,但它是在太阳系的另一边。假如这颗和伦敦面积差不多大的大冰块撞到了地球,那么我们的星球可能已经毁灭了。

宜居带

在好莱坞影片《太阳浩劫》中观众可以看到,随着太阳能量的逐渐衰竭,地球将因缺乏光照能源而进入冰期。为了拯救人类,重新点燃垂死的太阳,装有一颗能毁灭曼哈顿的核弹的宇宙飞船被派往太阳。虽然指出这些观点的错误有点不够礼貌,但是当太阳在燃烧殆尽时,它的温度实际上会越来越高;或者注意到由于太阳每秒钟释放出相当于40亿颗氢弹爆炸所产生的能量,我们邻近的星球提供的能量可能还不足以完成任务,然而,影片着重强调地球对太阳绝对的依赖。实际上,地球上的所有生命都因为太阳的光芒而存在:它为每一棵植物提供能量,并维系每个动物的生命。假如我们能够利用这个太阳发电站输出的能量,哪怕只有一秒钟,就能满足全世界100万年的能量需求,那是因为每秒钟都有500万吨太阳质量转化为纯能量。幸运的是,对我们来讲,太阳只走完了能量供应的一半路程,稍后我们将在本书中确切地说明,当太阳能量最终消耗完的时候将会发生什么。

等离子体喷流(带电气体原子)从太阳灼热的表面喷出来。这样的喷发会对地球造成破坏,从而使我们的通信陷入混乱。这幅图像是通过具有极高能量的紫外线光波拍摄的,因为肉眼看不见,所以我们在这里用蓝色来表示。

现在,我们只管欣赏美丽的日出和日落,同时也可以思考一下:这就是我们在1.5亿千米以外所看到的核聚变威力。幸运的是,我们和这个核反应堆之间的距离恰到好处,刚好有利于维持生命。要是更近一些,地球就会像金星那样被烘烤,金星表面热得几乎可以燃烧;要是更远一些,地球又会像火星那样被冻结,而冻结厚度达数千米。天文学家把太空中的这块狭长地带称作宜居带。地球在这个狭长区域内存在了45亿年,如果不是这样,人类将不会存在。实际上太阳可以有各种不同的尺寸,但事实证明,它现在的大小比较理想。太阳的体积十分庞大,如果把地球放在太阳内部,你会发现太阳的体积至少比地球大100万倍。假如太阳的体积更大一些,那么,在地球上的复杂生命出现之前的几百万年内,地球就已经把能量消耗完了;如果太阳的体积更小一些,这颗适宜人类居住的星球就必须离太阳非常近,这样一来,我们就有可能陷入重力锁定的状态,结果是,地球只有一面可以持续地沐浴阳光。我们碰巧发现自己与一颗理想大小的恒星之间保持着理想的距离,长期以来,它以一种稳定的速度释放着地球上的生命所需的能量。

这些都为像《天地大冲撞》或《世界末日》这样的好莱坞影片提供了素材——一场来自太空日益逼近而又不可避免的毁灭。具有讽刺意味的是,在地球的历史上,小行星和彗星具有一种稳定性力量,它们甚至还会赋予地球生命。从诸多方面来讲,地球的生命历程是从它自身所经历的大撞击开始的。