如果月球消失会怎样?地球潮汐、时间、季节皆受影响
2016-07-27 10:54:05   来源:中国新闻网
内容摘要
如果有一天月球消失了,地球将会变成什么模样?人类生活将会怎么样?对于这样一种大胆的假设,美国俄亥俄州立大学天体物理学家保罗-苏特尔以一种通俗易懂的方式,从潮汐、时间、季节等几个方面解释了月球消失可能对地球和人类产生的影响。

作为地球的卫星,月球对我们的地球具有非常重要的意义,它对人类社会的文化、语言和思想都产生了深远的影响。

潮汐

从牛顿学说的角度来看,重力作用的变化可能是最直接的影响。你与某一物体距离越近,你受到它的引力越强。因此,地球与月球越近,两者之间的引力越大,反之则引力越小。月球对地球的影响,可以从三个角度来分析,即地球本身、靠近月球的海洋和远离月球的海洋。如果有一天,距离月球最近的海洋受到了额外的引力,海水就有可能涨潮,洋面上升到此前从未浸湿过的地方,某一海域形成迷人的潮汐隆起现象。

如果月球消失,我们将可能完全看不到潮汐现象,而且太阳将可能进一步挤压地球,在地球上快乐地冲浪将成为一种难以实现的奢望。

时间

历史上,地球的自转速度要比如今快得多。根据某些科学家提出的假想理论,一次巨大的撞击事件导致月球形成后,一个地球日仅为6小时。那么,地球日是如何变成如今的24小时呢?这个问题的答案与月球有关。月球造成了有规律的潮汐现象,同时地球仍然在不断地自转,自转运动也在物理地牵引全球的潮汐运动。

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因此,在某些区域你会看到难以置信的超量海水,正常情况下不会出现这种情况。由于引力是双向的,因此这些大量的海水其实也在吸引着月球。就像主人在大街上拉扯一只不乐意的懒狗一样,潮汐也在轻微地拉动着月球,让其加速进入更高的轨道。通过这种方式,月球缓慢地远离地球。这种加速月球的能量来自何处?来自地球。经过成千上万年时间,地球自转也渐渐放慢了,因为它的自转能量已慢慢转换成为月球的公转能量。

如果月球消失,这一过程可能不会反转,但它也不可能持续下去。但月球消失,可能既是好事,也可能变得非常糟糕,那要看你想不想加班。

季节

地球的自转轴是倾斜的,而且倾斜度是可以随时间变化的。有趣的是,所有行星都这样。不过,如果这种倾斜度变化得越来越快时,故事就没那么有趣了。如果南极洲每天24小时都在太阳底下暴晒,同时北美、欧洲进入长时间的暗无天日的状态,接下来直到数百年后,两地才有可能互换角色,这样还有趣吗?人类还能生存于地球之上吗?幸运的是,我们已经长期适应了四季变化,尽情享受春夏秋冬四季转换带来我们的美好生活。

假如太阳系其它天体对地球产生不良影响,就有可能造成地球自转轴倾斜度变化,比如如果有一天地球自转轴与木星处于同一方向。每一次发生此类事件,木星都会对地球产生极其微小的引力。最初,这种影响可能很小,但经过数百万年的积累,这种引力会越来越大,从而让地球自转得越来越不稳定。那么在这种情况下,起到稳定地球自转作用的是什么?月球。它围绕地球的公转运动可以有效防止其它行星拉扯地球导致地球自转轴的恶性变化。

从长远来看,月球其实也是在慢慢地伤害我们,因为它正在让我们逐渐变慢,让我们更容易受到其它行星的影响。但是,那是十亿年之后的事情了。


【小行星可能为月球当过“搬水工”:持续时间最长两亿年

  英国《自然—通讯》杂志上的一则行星科学研究称,月球内部的大部分水是在45亿年到43亿年前月球形成早期通过小行星输送到月球上的。

  月球被认为是由45亿年前一颗火星大小的行星和地球碰撞后的碎片形成的。形成后不久,月球上存在着一个岩浆海洋。此前,月球高地样本分析显示,在矿物质颗粒中可以检测到水分。科学家由此知道月球内部也有水。月球高地被认为是由早期近乎熔融状态的月球冷却结晶而成的原始地壳,该发现意味着,在冷却成型之前的熔融阶段,月球内部就存在水分。然而直到现在,科学家们一直不清楚两件事:一是这些水是何时及以何种方式到达月球的;二是小行星和彗星对这些水的相对贡献是多少。

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    此次,英国开放大学的杰西卡·巴恩斯和她的研究团队,使用一系列数字模型和先前研究中测量的月球样本同位素组成,限定了向月球输送水的速率、来源和时间。他们发现,小行星“送水”过程持续的时间在1000万年到两亿年间。当时月球岩浆海洋也存在。根据样本中氢与氮的数据分析,有一类富含水的小行星——碳质球粒陨石,正是月球内部水的主要来源,而彗星带来的水只占月球总水量的20%。

  在最新模型中,彗星和小行星与月球上的岩浆海洋碰撞后,岩浆海表面会形成一个“热度盖”,防止水变成气体逃逸至太空,从而让水得以保留在月球内部。

  虽然这些结果表明,月球上的水大多可能来自小行星,但研究人员仍然表示,其中一部分水也有可能来自形成月球的碰撞事件发生之时的早期地球。


【月球是如何让加州发生地震的

  位于加利福尼亚州的圣安德烈亚斯断层绵延800英里,根据最新的研究,一些发生在这里的地震其实是太阳和月亮之间的引力造成的。

  多年来,科学家们一直很好奇太阳和月亮的引力“拔河”是如何影响地球的。跟海平面一样,地球表面也会因为这种引力产生像潮汐一样的高低起伏。在目前的研究中,团队发现在这一循环的某些特定阶段,更有可能发生低频率地震。

  “这听起来很疯狂,是吧?”美国地质调查局(USGS)地球物理学者,研究首席作者Nicholas van der Elst说。“当月亮引力往断层滑动的同一方向拉动时,就会导致断层滑动得更剧烈更快。我们发现这个断层炒鸡脆弱——比我们想象的脆弱多了,毕竟这上面堆着20英里厚的石头呢。”

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Van der Elst和他的团队调查了发生在2008年到2015年沿圣安德烈亚斯断层Parkfield区域的约81000次低频率地震,试图寻找一种跟“半月潮”有关的联系,即该断层的半月周期。数据显示这些地震在上弦月时(即潮汐以最快速度增强时)发生频率更高。

  当太阳、月亮和地球成一条线时,地球表面的潮汐是最强的,这一引力可以导致地壳拉伸和压缩。一些断层比其他断层对潮汐力更加敏感,断层的朝向,相对地壳的距离等因素也会影响这一敏感度。

  研究低频率地震和它们跟潮汐力的关系可以帮助地质学家更加了解圣安德烈亚斯断层以及预测未来大型地震的可能后果。此外,这些数据还提供了该断层区域深达地下20英里的信息,之前的研究者根本无法获取这些。

  “这好比在断层中嵌入大量的测量仪,”USGS地震学家,研究合著者David Shelly说。“我们可以使用这些低频率地震作为测量断层深处每一次滑动的程度。当我们看不见这些事件时,我们就不知道下面发生了什么,就不知道断层是在静悄悄地滑动还是没有动静。”


【阿波罗登月47周年:探索不停,人类文明大步迈向外太空

    “休斯顿,这里是静海基地,‘鹰’舱已经着陆”——这是来自1969年7月20日,月球上的声音。

  47年前,两名美国宇航员先后踏上月球表面,标志着人类首次登陆另外一颗天体的壮举。阿姆斯特朗的一小步,代表整个人类向着历史的进步迈出了一大步。

  阿姆斯特朗把人类的印迹带向了月球。“月球表面是纤细的粉末状,它象木炭粉似的一层层粘满了我的鞋底和鞋帮。我一步踩下去不到一英寸深,也许只有八分之一英寸,但我能在细沙似的地面上看出自己的脚印来。”

  其实,在第一次登上月球以前,人类对外太空的探索就已经开始了。经历了无数个第一次,在时间的长河中,人类正一步步把属于自己的文明带到浩瀚的外太空里……

  冲出大气层:第一次太空行走

  1965年3月18日,苏联发射载有别列亚耶夫、阿里克谢?列昂诺夫的“上升”2号飞船。飞行中,阿里克谢?列昂诺夫进行了世界航天史上第一次太空行走。他在离飞船5米处活动了12分钟, 他离开“上升”2号飞船密封舱,系着安全带实现了到茫茫太空中行走。

  奔向月球:第一次进入月球轨道

  1968年12月21日,美国的土星5号火箭发射升空,它携带的阿波罗8号飞船乘坐着3名航天员。在12月24日上午,机组抵达了月球轨道并进入环绕月球的轨道运动。这是人类第一次环绕月球飞行。

  开辟新领域:第一座空间站

  1971年4月19日,苏联发射了世界上第一座空间站“礼炮”1号,开辟了载人航天的新领域。“礼炮”1号重18425公斤,在太空运行6个月,相继与联盟10号,联盟11号两艘飞船对接组成轨道联合体,每艘飞船各载3名宇航员,共在空间站上停留26天,于同年10月11日在太平洋上空坠毁。

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    飞向太空:第一架航天飞机

  “哥伦比亚”号的诞生揭开了人类航天史上新的一页——1981年4月12日,这个世界第一架航天飞机在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射成功。在太空飞行54小时,环绕地球飞行36周之后,飞机安全着陆。

  47年后,人类已经不满足于只是登上月球了。欧洲航天局不仅想重返月球,还想留在那里。该机构已经宣布在月球上建立人类第一座永久性基地的计划,其目的是使人类能够开发月球上的金属、矿产和水资源。月球,将成为人类进军宇宙的固定哨所。

  新希望:火星

  而除了月球,火星也成为了人类的又一个新希望。

  荷兰“火星一号”公司宣称要在火星建立永久的人类定居点——“火星一号”计划于2027年3月把第一批24人送上火星。为此,第一批补给品和第一台“定居探测器”可能分别于2016年10月和2020年发射。

  “火星一号”还打算,到本世纪20年代中期,实现每2年向火星送出4名宇航员的目标。从地球飞到火星,大概需要200天。

  新目标:木星

  2011年8月5日,“朱诺”号木星探测器由一枚宇宙神-V551型火箭从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空,踏上远征木星之旅。

  5年后,“朱诺”成功进入环绕木星轨道,将展开木星探测任务。

  它的主要任务是全面探测木星的大气层、磁层、等离子体、内部结构、重力场,研究木星系统的起源和演化,以及太阳系早期的历史等,试图为人类解开木星的神秘面纱。

  天高地迥,觉宇宙之无穷。古希借唯物主义哲学家德谟克利特曾说过,“整个大地对贤智的人都是敞开着的,因为一个高尚的灵魂的祖国,就是这个宇宙”。对于太空的探索是无止境的,人类的脚步也从未停止,并将向着更遥远、更广袤的宇宙进发……

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