书城科普读物灾祸的降临上
27658500000011

第11章 月亮——地球的伴娘

遥望星空,无边无垠,繁星满天,皓月当空,引发人们多少遐想!自古以来,有关月亮的故事,月亮的传说,何止千千万!“嫦娥奔月”真的发生过吗?“桂树玉兔”月亮上有吗?月亮到底是个什么样……

1.明月几时有,把酒问青天

明月几时有,把酒问青天,

不知天上宫阙,今夕是何年。

我欲乘风归去,又恐琼楼玉宇,

高处不胜寒。

起舞弄清影,何似在人间。

人有悲欢离合,月有阴晴圆缺,

此事古难全。

但愿人长久,千里共婵娟。九百年多前的北宋大文学家苏轼,在一个中秋之夜,思念自己的亲人,喝得大醉,醉酒后写下了这首流传千古的名词“水调歌头·明月几时有”。

那么月球究竟是如何起源的呢?从天文学角度曾有三种假说:①地月兄弟说。即认为月球和地球起源于宇宙形成的同一时期,如果此假说成立,那么月球和地球的组成元素和年龄都应是相似的;②地月父子说。该学说认为月球是地球在运行过程中甩出去的一部分,如果这个学说成立,那么月球和地球的成分和结构都应是相同的;③月球被捕获说。该学说是认为月球是一自然天体,在运行到地球附近时被地球捕获形成天然卫星。如果该学说成立,那么月球绕地球运行的轨迹和所有天文参数都应符合天体运行规律。

对科学家们来说,回答月亮起源问题是很不容易的。在“阿波罗号”宇宙飞船把岩石与土壤样品从月球表面带回地球上的实验室以后,数年期间,尚未有一个解释月球生成史的学说能取得共识。月亮是否同它的姐姐——地球在一起长大的?地球是否同火星一样,俘获了一颗过路的小行星?在从前,地球的自转是不是转得特别快,以致从自己身上掉下了一块?一个较好的学说应顾及各方面证据。有证据表明地球与月亮原是一体。月亮的组成成分同地幔成分极为相似。按其大小与到太阳的距离,月亮现有的核心未免太小了。地球与月亮的氧同位素比例是一样的,意味着它们起源于太阳系的同一区域。但是,月亮上缺少气态挥发物,如果像地球那样,挥发物存在于月球内部,那么月球就会有薄薄一层大气,可是它却没有;另一个困扰科学家的问题是,月球的反常轴向自旋,它转得非常之快,远远快于大小、距离与其类似的行星所应有的速度。

1969年7月,美国阿波罗飞船数次载人登月后,取回大量月球岩石、土壤标本,经化验后得知有的岩石寿命达70亿年之久,并有6种元素是地球上所没有的。这就完全否定了头两种月球起源说。

科学家们还发现,月亮是一个异乎寻常的天体,对于自然天体卫星来讲,它有出奇的个头,且有不合常规的运行轨道。月球直径为地球的1/4,这样大的自然卫星在宇宙中是没有的。(太阳系中木卫3号是最大的卫星,它的直径是木星的1/27)。对于如此之大的月球,地球离它显得太远,地球对月球的引力远远小于太阳对月球的引力,但月球却没有被太阳吸过去而仍留在地球轨道上,这不是很奇怪吗?如果月球是一颗宇宙中的天然星体,那么它一进入太阳系就会被个大无比的木星吸引过去而不会跑到地球身边。一般天然卫星轨道都是椭圆的,而月球轨道却是圆形的。

于是,有科学家提出,月亮是地球早期与另一个天体发生猛烈的宇宙碰撞时产生的。换句话说,月亮是在一次“大撞击”之后,从地球母体中撕裂出来的一块而形成的。

1984年,探索月球的科学家们就碰撞学说第一次举行了严肃的学术讨论会,大家的看法已逐步趋于一致。最近的计算机模拟使撞击镜头变得更加活灵活现。大约45亿年以前,一颗巨大的星体,也许有火星那样大小,在一次空前的宇宙大碰撞中猛击了地球。两个天体的球壳都很薄,撞击时破裂开来。撞击物艰难地破开地幔,全面进入地核,在那里留下了大部分躯体。来自两个天体地幔中含硅非常丰富的岩石挥发掉了,残片便形成一团环绕地球运转的云雾。气体冷却以后,云雾颗粒冷凝成一个薄薄的光环。在那里,通过不断碰撞,粒子开始聚合增大,经过数千万年之后,就诞生了月亮。

在月球的快速聚合中释放出大量能量,月球生长时,熔出了一个有几百公里深的岩浆之海。毗邻的地球重力产生了炽热的熔岩之潮。许多地质学家认为,在聚合时期地球也曾有过这类熔岩的海洋,但没有留下地质记录。

碰撞学说概括了一切重要的观测现象。如果一个撞击物在中心附近猛击地球,它将增加地球的轨道速度。月亮没有大气,这也合乎事实:撞击以后,挥发性物质汽化了。撞击物有个星核,它留在了地核里面,月亮与同样大小的行星相比,密度要小得多。

与碰撞学说一致的其他事实还有:月亮正在远离地球,其速度约为每年3厘米。当初,撞击所形成的残粒环,相距不过几个地球直径。随着时间的流逝,潮汐力把卫星逐渐往外推。45亿年前,月亮升起来的时候,看上去要比现在至少大40倍。

月球的起源到今天为止仍不能说已得到圆满的解释。还不断有人提出一些稀奇古怪的假说。

例如,前苏联科学家瓦欣和谢尔巴科夫提出:月球是一个受智慧生物控制的天体——巨形宇宙飞船说。如果该假说成立,那么月球应该是中空的。月球的所有天文参数都应符合这种特性。事实说明,前苏联两名科学家的假说得到了许多事实的支持。美国多次载人登月的阿波罗飞船飞行证明,第四种假说是令人信服的。宇航员在月面上做的月震试验,火箭三级坠毁月面试验都表明月球是中空的,产生如铜钟般的震动效果,再加上月面环形山不论大小,其深度都相同,说明月表下层有加固钢体的可能。月球过去曾离地球较近,现在远离地球,且轨道越来越远。如此种种,都说明月球很可能是受外星人操控的而来到地球身边的一个外星人人造天体。借助宇宙信息,有人更确切地提出,月球确是外星人改造过的一个天体,是外星人的宇航基地。在100万年前开到地球附近,近轨道运行在地球周围,利用它来控制地球的轨道稳定运行,不至于偏向金星的轨道。否则在太阳系中,地球可能变轨进入金星轨道,于是会给地球人类带来麻烦。多年来,外星人(常居月球内部,故又称为月球人)在操控着月球,经常调整着地球轨道,他们使用的完全是超现代的高科技手段。后来,种种原因又使月球变为高轨道飞行,且逐渐远离地球。这种假说似乎神奇怪异,但近年来的地球气候变迁和宇航登月飞行的种种试验证明,上述假说又似乎很合道理。但要彻底证明第四种假说,还有好多谜底待解。

10年前,有人提出一个更新奇的观点,认为月球不是地球的卫星,而是太阳系的第十大行星!1989年8月22日的《科技日报》载文说:“在人们的传统认识中,还有一个地心说的顽固堡垒,一直被认为是天经地义而被保留着,这个堡垒就是:月球围绕地球旋转,是地球的卫星。而现代天文学早已为这个荒谬的说法提供了无数反证……”

那些认为月球不是地球的卫星的人,曾列举了下述四大“证据”予以说明,它们是:

第一,在形成年代上,月球略早于地球,这是现代科学早已证明了的。月球表面最古老的岩石形成于46亿年前,而我们地球上发现最早的岩石形成时间不过是39亿年。先生者反成了后生者的直系后代,岂不太荒唐了?

第二,地、月的直径比和质量比相差不多。月球的直径是地球的1/4,质量是地球的1/81.3.卫星与主体行星之间这样大的比值,在太阳系中没有第二例。

第三,不合乎行星类别规律的特点。地球属于类地行星,而类地行星除地球以外,其他的都无卫星。

第四,也是最关键的证据:月球并没有绕着地球旋转,而是伴着地球对转。在太阳系中,其他行星的公转轨道都是直线的图形,唯有地球的公转轨道是波浪的图形,这是一种怪事。

鉴于上述四点证据,他们得出月球不是地球的卫星的结论,并以此推出月球是太阳系的第十大行星的推论。

由此可见,月球的“出身”之谜,仍待人们通过探索来解开。

2.揭秘月球的天文参数

月球的直径为3476公里,这个尺寸,作为一个太阳系的某行星(地球)的卫星来说似乎有点太大,有点不太符合天体结构的特点。月球的自转周期为27天12时44分,公转周期为27天7时43分。月球的公转轨道称为白道。月球轨道几乎接近圆形,轨道半径为38万公里,月球如此的公转周期和自转周期使得月球始终以一面朝向地球,而另一面则永远背向地球,使地球人在不用运载工具的情况下永远望不到月球的背面。月球的这种奇特的运行规律和天王星的运行怪异姿态形成了显明的对照。可见宇宙形成时期奥妙无穷。月球的密度很不均匀,平均密度小于地球,但个别区域(月海)的密度又大于地球。月球运行时,近地点为35.64万公里,远地点为40.67万公里。月球的体积是地球的1/49.3.总质量是地球的1/81.3,月球最引人注意的现象无疑是它的盈亏变化。月亮在1个月之内呈现出的不同形状是与它在运行过程中所处的轨道位置与地球、太阳的角度不同而定。上半月和下半月所见到的“月牙”形状、方向也不同。上半月初见到的月牙叫“新月”,下半月最后见到的月牙叫“残月”,形状与“残”字的汉语拼音字头“C”类似,而新月则形如反C字母“)”。新月与残月之间的周期是29.5天。在“新月”到“残月”这29.5天又分为几个阶段,每5天算一个月龄,分别称:朔月(初一)→眉月(初六)→上弦月(十一)→望月(十六)→下弦月(二十一)→残月(二十六)。朔月又称新月,望月又称满月或称圆月。望月可在十五、十六、十七日中任一天。根据上述规律,我们观月时,只要看一看月亮的形状,弯曲方向和盈亏情况就可以判断当时是一个月的什么时间。这对古代航海和远出,手头又无日历的人来说极为有用,这是刻在天空中的日历。

月食是月球进入地影(地球挡住太阳光)的现象,月全食只能发生在望月(十五)前后几天内,最多1年可发生3次月食,而最少1年连1次月食都没有。月食又分月全食和月偏食。月偏食发生的概率要大于月全食,每年只少也有2次,最多可达5次。

3.月球风光:黑白交替的世界

由于月球的运行周期和运行方式特殊,所以月亮上的白昼和黑夜交替是以15天为周期,即15天白昼之后,又有15天黑夜。近几十年来对月球的考察发现,月球四周没有大气,所以月球上没有光线的反射和折射,所以月亮上的白天和黑夜交替是突然的,突然亮天,满天明亮;又会突然黑天,满天星斗,一片漆黑。而且一亮就是15天,一黑也是15天。在月亮上是看不到美丽的晚霞和渐白的黎明晨光。由于月球上无大气,因此月亮上也没有雨,没有风,没有云(但偶尔可以看到一点云层,它来自何方?目前仍在探讨),也没有地球上的种种现象。在这种自然条件下,月球表面上无生命,没有水,没有植物,没有动物,是一个满地尘灰(玻璃质粉末,又称月球灰),满地岩石(像玄武岩状的熔岩),到处有环形山的一个荒凉而凄惨的世界。月球上的环形山是月球受宇宙陨石轰击的见证。大环形山的直径可达一二百公里,最大的一个直径达295公里,小的实际上只不过是些凹坑。环形山是月面上最大和最明显的特征,据统计,我们平常经常看到的那半个月球面上,直径大于1公里的环形山,总数大体上在3.3万个以上,而直径大于1米的,简直就难以数清。它们不仅大小悬殊,形态各异,而且重重叠叠,最优秀的艺术家恐怕也难以勾画出如此丰富多彩的场景。大环形山除了完整或比较完整的环壁之外,其凹陷下去的部分,即环形山底部,往往另有较小的中央峰或峰群。

尽管环形山形态各异,呈轮廓光滑的碗状者有之,位于平坦环底或中央的丘峰者有之,环绕内壁展现同心圆状突起者亦有之。如果将它们缩绘在图上,便似打在软泥上的雹痕、雨迹状,故又有“月坑”之称。

一些中型月坑周围常具有的四散放射状亮条痕被称为辐射纹,其最长可延伸几千公里且方向不变。月球南极附近的第谷环形山所发射出来的辐射线特别美丽,长短共12条,其中最长的一条长达1800公里,超过了月球半径。

有关环形山的成因也有很多假说。

开普勒曾认为环形山是月球智慧生物的杰作,而惠更斯却有要找其自然成因的先见之明。围绕环形山身世,众说纷纭:“气泡说”认为它是类似煮沸稠面糊表层冒出气泡而产生的凹坑:“潮汐说”则将它看成是潮汐扰动引起的月面塌陷;“火山说”主张为喷发火山或破火山口;“撞击说”则提出它是陨星撞月的“星伤”。此外,还有“旋涡说”、“渗出说”和“膨胀说”等,众说纷纭。

早在17世纪,物理学家R·胡克就进行了月坑成因模拟实验,发现射进湿粘土的枪弹或煮开的雪花膏糊均可产生类似月坑形态。但他却认为未曾有任何星体坠落月球。

1918年,“大陆漂移说”倡导者A·魏格纳用玉石打击水泥粉末,获得了各参数非常接近环形山的坑穴,其中较大的坑穴甚至还出现了中央丘峰,这有力地支持了“撞击说”。

现据“阿波罗号”飞行器对月坑的研究,以及对采回月样中冲击变质作用痕迹的研究和阿波罗地震网对月面陨击事件的监测,都确证撞击作用曾经是、而且至今仍是塑造月面形态的一种重要作用。

据研究,大多数环形山所具有的溅射覆盖面、辐射纹、次生环形山以及中央峰等次级构造,均是确凿的撞击成因特征。1977年,哈特曼指出,月球环形山与所观测到的小行星、陨星的大小频率曲线很吻合。所以,“撞击说”目前已基本被世人所公认。环形山因此也有“撞击坑”这样的成因名称。

当然,许多月坑外形和地貌很像地球火山口,月海熔岩也广泛分布。进行水蒸气喷出低熔点合金板小孔的模拟实验,还真能产生内侧35度、外侧5度的“环形山”。所以,月球完全可能存在火山口环形山。月球正面的马里乌斯环形山是目前已肯定具火山特征的环形山的典型。据估算,月球环形山的83%是撞击坑,而火山口仅占17%。

由于大多数月坑是撞击成因,因而往往将“环形山”与“撞击坑”混为一谈。实际上,环形山是撞击坑、火山口和其他成因的碗状凹坑等环形构造的统称。而撞击坑单指那些撞击环形山而言,它包含在环形山这一概念之内。

环形山一般都以各国著名科学家和学者的名字命名,如哥白尼环形山、开普勒环形山等。月球表面的众多环形山中,有四座是以我国古代天文学家的名字命名的,他们是战国中期、公元前约4世纪的天文学家石申,东汉时期的伟大天文学家、文学家张衡(78~139),南北朝时期杰出的数学家和天文学家祖冲之(429~500),元代的大天文学家、数学家、水利专家和仪器制造家郭守敬(1231~1316)。另外还有一座环形山是以我国明代官职“万户”命名的,因为据说某位万户曾为发展火箭技术做了许多先驱性的工作,作出了历史性的贡献。

除了环形山之外,月面的另一大特征无疑是月海,实际上它们都是些低凹的平原。在不使用天文望远镜的情况下,月海比环形山更容易被辨认出来,肉眼看起来月面上那些略暗的斑块就是月海。用天文望远镜观测月海,情况就一目了然了:原来它们并不那么黑,不过都是些比周围月面低而比较平坦的地方。

已经被命名的月海至少有22个,譬如:风暴洋、雨海、危海、丰富海、静海、澄海、云海、冷海、边界海等,这些海的绝大多数都集中在我们常能看到的月球正面,几乎占了正面的一半面积。月海中最大的是风暴洋,面积达500万平方公里。我们知道,地球上最大的陆间海,是位于欧、亚、非三大洲之间的地中海,东西长约4000公里,南北宽约1800公里,面积为250.5万平方公里,与月球上的风暴洋相比,面积只及它的一半。次大的月球海是雨海,面积达90万平方公里,也比里海和黑海的总面积,还要大些。

月海的密度极大,引力超常,能使飞越其上空的登月舱产生下坠变轨现象。月海的熔岩是我们研究月球历史和外星生命是否存在的极好标本。几次阿波罗登月已取回大量(约380公斤)月球岩石作标本。

月球上高出月海的地区被称为月陆,一般高出二、三公里。月球正面的月陆和月海部分的面积大体相等,在月球背面,月陆面积比月海要大得多。月陆的反照率比月海要高,我们从地球上看起来,月面暗淡斑块之外的明亮部分,就是月陆。月陆形成的年代比月海要早,多数环形山是在月陆部分。

月球上存在好几条大山脉,月球山脉一般以地球上山脉的名字来命名,因此,月球上也有亚平宁山脉、高加索山脉、阿尔卑斯山脉等。月球山脉的规模一般都比地球上的小,最长的也只有1000公里左右,并且都不太高。但也有少数山峰则高得出奇,在月球南极附近的一处高峰高约9000米。直径只及地球3/11的月球上,却有比地球上最高峰——珠穆朗玛峰还高的山峰,也可算是一大奇观。如果我们地球上也有这么一座高峰,那么按照月球高峰与月球半径的比例,这座地球最高峰就应该高达33000米!

上面讲的主要是月球正面的情况。大家一定会问:月球大体上是个圆球,怎么还有正、反面?我们简单地说一下。

月球绕地球转一圈得27.32166日,即27日07时43分12秒,这也就是它的公转周期,天文学上把这叫作恒星月。月球绕轴自转一周的周期也是27.32166日。月球的公转周期和自转周期完全相等,使得它总以同一面向着地球,因而地球上的人就永远只能不多也不少看到半个月球的表面,这半个月面自然被人们称为月球的正面,另外一半是月球的背面。

事情还不是那么简单。一种叫作天平动的现象,使得我们从地球上进行观测时,看上去月球似乎经常地上下左右有点轻微摆动。只要你仔细看,隔二三天比较一下,就不难看出来。其结果是:月球表面的41%是我们常能看到的,另外的41%表面则是,不管天平动使得月球如何摆动,地球上的观测者永远也没有机会看到的;其余的18%表面则是我们有时看得见、有时看不见,这得看天平动和月球具体的摆动情况了。总起来说,月球天平动使得人类看到过的月球表面,达到其表面总面积的59%左右,至于其余的41%,则是从来没有见过。有人猜测月球背面正中的部位有可能是个很大的大海,也许比正面那些月海中的任何一个都要大;也有人认为月球背面和正面差不多,不会有太大差别,等等。

月背之谜直到20世纪50年代末才逐渐被揭开。1959年10月,当时的苏联成功发射“月球”3号火箭,它所携带的自动行星际站于10月7日绕到了月球背面上空,拍到了有史以来第一批月球背面照片,为人类揭开月背之谜提供了十分宝贵的第一手资料。

事实表明,月背的真实情况与人们猜测的竟是那么不同,月球背面与人们千百年来一直观测着的月球正面,存在着很大的差异。月背的月陆面积大大超过月海的面积,环形山比较多,与正面相比有过之无不及,月海则很少,而且也不大。月球正面已经是够起伏不平的了,而月背的凹凸不平、高低起伏更加悬殊,但没有像正面那样的高而长的山脉,更没有高大到令人惊讶的山峰。

月背的这些情况不仅使科学家们非常感兴趣,还使他们十分惊讶:月球的平均半径是1738公里,它的最长半径约1742公里,比平均半径长约4公里,而它的最短半径又比平均半径短约5公里。有意思的是,月球的最长和最短半径都是在月球的背面。月壳的情况也是这样,正面的月壳厚度只有60公里左右,月背处的月壳却要厚得多,最厚处竟然两倍于正面,达到150公里左右。为什么月球背面与正面有这么多不同的地方?这意味着什么呢?是巧合,还是有它的特殊意义呢?

4.“月宫”游览:人类的飞天梦

在月球探测史上,1969年7月21日是一个值得纪念的日子。在经过4天多的长途跋涉之后,执行载人登月飞行的美国“阿波罗”11号宇宙飞船,把3名宇航员送到了月球附近,其中的2名随即登上月球,成为登上除地球之外其它天体的最初两人,月球也就成了除地球之外迎接人类到来的第一个天体。当飞船的指令长阿姆斯特朗小心翼翼地把脚踩在月球表面的瞬间,他说了一句含义深刻的话:“对个人来说,这只是迈了一小步;对人类来说,这是迈了一大步。”

从1969年7月到1972年12月的约3年半时间中,先后有7艘“阿波罗”飞船飞向月球,其中6次成功,1次失败,共18名宇航员到达了月球附近,他们中的12名踏上了月球,总共在月球上停留了300多小时,走出登月舱来到月面上进行活动的时间共约80多小时。宇航员们在月面上安置仪器,进行科学实验,还从月球上总共收集了400多公斤的月球岩石和土壤标本,带回到地球上来供科学家们作进一步的分析和研究。从捡拾回来的一些标本来看,月球岩石至少跟地壳中最古老的岩石一样古老,而月球土壤的年龄则明显地比岩石年龄要大得多,接近46亿年。科学家们希望月岩和月壤能对月球起源和早期历史,以及对整个太阳系的演化史,提供有价值的信息。

通过历次登上月球的宇航员所进行的考察和实验,也根据安装在月面上的月震仪所记录和提供的第一手资料,我们已了解到月球和行星一样,也有壳、幔和核等分层结构。最外面的是月壳,厚约60~65公里;月壳之下是月幔,大体上从1000公里深处开始为月核。月幔占了月球的大部分体积,月核是月球内部温度最高的地方,约为1000℃。

月球上白天阳光直射处可达127℃高温,夜间又猛降至-183℃,这种奇热奇冷现象和近310℃的温差,使地球人望而生畏。此外,月球上还有活火山喷发现象,月球结构有壳(60~65公里)、幔(1000公里)和核(核温约1000℃),和地球相比,月球应属于已冷却的星球。

“阿波罗”登月飞行的现场考察和研究结果是丰硕的,譬如:发现月面上覆盖着一层松软而多孔的土壤,土壤层不厚,但却夹杂着一些晶体岩的碎片;发现了一种从未见过的黄色土壤,引起科学家们的兴趣和关注,只是关于它的形成,还没有得出比较一致的结论;确定月球上目前根本没有明显的生命,似乎在过去的漫长历史年代中,也从来没有过生命;月球不存在磁场(月球周围的磁场强度不及地球磁场强度的1/1000),它的四周也不像地球那样存在辐射带;在月球上发现的60多种矿物中,至少有6种是地球上不存在的,也是科学家们从未听说过的。尽管如此,不少人评论这些耗资巨大的登月飞行:虽然对月球周围空间的环境、月球重力场、月面地形和月貌、内部结构等收集到了大量有价值的资料,但总的说来,对月球的科学研究,只是取得了有限的成就,对许多重大的关键性的问题,包括月球的诞生和形成、在月球上造成大量环形山的原因等等,依然未能解决。

5.假若地球没有月亮

如若说明月球对地球的影响,不如倒过来设问:假若地球不曾有过月亮,地球上的今天会是什么样?还会有潮汐吗?还会有生命吗?还会有人类吗……

(1)潮汐的失落

春江潮水连海平,海上明月共潮生,

滟滟随波千万里,何处春江无月明。江潮连海,月共潮生,江潮浩瀚无限,仿佛和大海连在一起,气势宏伟,这时一轮明月随潮涌生,景象壮观。

海水每天的涨落叫潮汐。很早以前,人们就发现了月亮与大海潮汐之间的关系。

潮汐主要是由月球的引力对地球产生的影响所造成的。地球在旋转时,它的不同部位朝向月球。在直接朝向月球或直接与月球反向的区域就会产生高潮。在24或25小时的时间里,地球会完整地自转一周,从而出现了两次高潮和两次低潮。

若没有月球,是否会有潮汐呢?有的。不过这些潮汐会小得多。太阳对地球上的潮汐也有影响;但由于其离地球更遥远,因此这种影响远不如月球强。若没有月球,高潮不会很高,低潮也不会很低。

(2)生命的转换更为艰难

潮汐对于许多有生命的东西的生存是很重要的。低潮时露出、高潮时被淹没的海岸线地区——潮汐区提供了一个适宜于多种植物和动物群体生活的独特环境。各种软体生物、甲壳类生物及海藻在这种时而湿润、时而干燥的环境里茁壮成长。而这些又为许多鸟类提供了食物。这一巨大的变化加剧了生存的竞争,也推动了新物种的适应和进化。如果潮汐区更狭窄的话,就像在没有月球存在的时候一样,地球上存在有机物的种类就会大量减少。

曾有人争论,若没有月球,或更确切地说,若没有潮汐区的话——陆上的生命永远不会进化。这是为什么呢?

地球上的生命大约在35亿年前起源于海洋。生命为何不是起源于陆地这一点很好解释。陆地上的环境更充满危险,更不适宜于生命的存在。陆地上白昼与黑夜之间,季节与季节之间的温差也远远大于海洋。陆地上的引力也要大得多,因而造成很大的负载。水的浮力有助于减轻这种重负,这就是海洋生物比陆地上生物要大得多的缘故。大象是陆地上最大的动物,重达6吨,而最大的海洋动物蓝鲸却重达160吨——几乎是地球上最庞大的动物——恐龙的两倍。作为生命要素的化学反应一般都需要水。水能溶解化学成分以便其融合并产生反应。再说,繁殖也需要水。精子必须通过游弋才能与卵子接触,没有水的话,二者都是无能为力的。

正因为如此,生命在地球的水域中得到了进化和发展。从水里移向陆地可能是一种十分危险和艰难的转变。而潮汐区则提供了一种有趣的可能:即一个可作为水陆之间的桥梁的环境。人们相信,有生命的东西就是利用这一环境于大约5亿年前——在生命起源于海洋的30多亿年之后——通过这个桥梁的。若没有潮汐区——由于潮汐是月球形成的——谁知道进化过程是否推动了向陆地的转变。自然障碍可能会很大。若没有地球上的生命,也不会有我们所知的人类生命,而只会有哺乳类动物和人鱼。

(3)时光更为短暂

月球的潮汐影响不仅在地球生命的进化中扮演了重要的角色,而且也在地球运动中起到了重要的作用。地球是绕其轴旋转的。这种旋转形成了白昼和黑夜,并造成了太阳和星星在天空的运动。地球绕太阳完整旋转一周平均需要24小时,但并非总是这样的。地球上的潮汐,由于不断冲刷海边的岩石,在海边上下滚动,从而产生一种使旋转中的地球逐渐变慢的摩擦力——运动的阻力。地球旋转正在以每世纪近2毫秒(0.002秒)的速度变慢。地球上的一天则是第62500年就延长1秒。这似乎并不很多——因此还没有必要把您的时钟往回拨。但是在一个较长的时间里,这些毫秒就会愈聚愈多。

假如这种变慢率是一直不断的话,那么10亿年前的一天可能会不到24小时,而30亿年前的一天可能接近于现代的半天时间。若没有月球,这种潮汐影响造成的速度变慢现象可能不是那么明显。换句话说,现在的一天可能只有10~20小时。

除了我们大家将要稍微早一点入睡这个事实外,一天时间的变短将有着深远的影响。有生命的东西都有生物钟——一种与有机体发挥功能相关的体内机能,例如睡觉、吃饭的习惯,何时找食物,何时在太阳下取暖等等。这有助于有机体充分利用白昼,多数有机体的生物钟是在24小时或25小时的周期内运作的。由于一天变短了,生物钟也就有可能相应地变短。

随着一天在几百万年的时间里慢慢变长,某些有机体可能很不适应。它们的生物钟本能与白昼—黑夜的周期同步,因而降低了它们的生存优势。恐龙可能就是这样在6500万年前大规模灭绝之前逐渐减少的。

如果一天变得更短的话也会产生其它令人困惑的结果。比如,地球上刮风的强度和方向就会有所不同。刮风是受旋转影响的。旋转越快,风力就越强,飓风刮得会更大更久。在完整地旋转一周10小时的木星上,飓风比地球上的飓风要强许多倍,并可延续几十年甚至几个世纪(不过,造成木星上这种刮风模式的还有其他因素)。如果地球表面不断有狂风怒吼,生命会产生不同的进化。也许树的根会扎得更深,而树枝和树叶却会寥寥无几。我们人类又会有什么差异呢?

(4)轴心的倾斜

最近,有人假定月球对地球的巨大引力有助于使地球的旋转轴避免出现摇晃或改变位置。因为这种引力提供了一种叫作抑制矩的力量。目前,地球的旋转轴(从北极到南极穿过地球的一条想象线)从其旋转平面上倾斜了23.5度。而地球的倾斜与这一倾斜值的差别不会超过1.3度。而另一方面,没有大型且稳定的(只有2颗小的)卫星的火星却在其旋转轴上有更大的出入。火星的旋转轴目前倾斜了24度,而且有可能会在10~50度之间波动。因此,人们相信,若没有月球,地球的摇动就一定会很大。

这一切又意味着什么呢?其一,气候和四季就会出现运转失常。而旋转轴的倾斜度为零时则意味着完全没有四季,而90度的倾斜却又意味着整个地球对在经历了6个月的白昼之后就是6个月的黑夜。这时候,极地的冰冠可能会溶化,导致洋面升高上百米,进而淹没海边地区。冰期可能有一个完全不同的历史(事实上,我们的地球经历了至少6个主要的冰期),如果有这样巨大差异的气候,地球上的生命可能永远也不会出现。

因此,若没有月球,生命可能永远不会移到陆地,人类可能也永远不会出现,一天可能只有14小时,而不是24小时。刮风的力量之大能使飓风相比之下显得就像夏日的轻风一样,地球也会斜着旋转,赤道上也会下雪。

但如果我们是在一个没有月球的地球上进化的,又会是什么样的一种情形呢?我们对那些更黑暗的夜晚是如何适应的呢?也许我们会有6只,而不是2只——对光更加敏感的硕大且突出的眼睛。也许,它们既对可见光敏感,又对红外光(热)感到敏感。也许……

没有月球的地球情形还可能有待发生。我们的月球正以每年0.25厘米的速度在逐渐远离地球。50亿年后,月球离地球的距离将会比现在的距离还要远16.1万公里,其引力影响也会减少一半。地球至少会存在到太阳要求其停止存在的时候为止。