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科普知识---月亮是如何影响地球的?(网摘)  

2018-05-18 15:41:33|  分类: 生活点滴 |  标签: |举报 |字号 订阅

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40多亿年了,不能没有你——月亮是如何影响地球的?

2018-05-03 · 牧夫天文

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  地球是类地行星中很特别的一个,因为它拥有月球这颗巨大的卫星,在所有行星-卫星系统中,月球与地球的相对质量是最大的( 以前比不过冥王星的“卫星”卡戎,但现在冥王星和卡戎已经被重新认定为双矮行星系统了 )。很多证据表明,月球是在地球最初形成后不久一场不同寻常的撞击事件的产物。作为结果,地球后来的演化和生命的出现、发展都因月球的存在而受到强烈影响。

  2018年05月03日 - 宗令      峻岭 - 畅想曲

  本文将重点解释说明月球如何直接和间接影响了地球上生命的产生和发展,此进程终至形成了人类这一拥有智慧、技术高度发展的物种。

  潮 汐

  也许月球对地球影响最明显的表现就是海洋潮汐,特别是太阳和月亮的引力相结合产生最大效果的大潮时期。海平面规律的涨落创造了太阳系中最独特的环境,在这里,生物在数小时内会经历浸没水中和暴露于空气两种状态。许多人认为这两种不同生态环境之间的交界(潮间带)是具有决定性的演化条件。

  2018年05月03日 - 宗令      峻岭 - 畅想曲

  潮间带(图片来自网络)

  这是一个生命体在安全返回其水生环境之前能体验到完全不同世界的应力和应变的环境,这种变化可能会促进生命体从一种到另一种环境的改变和(或)迁移。因此,由于月球存在而产生的潮汐可能大大激励了生命体从海洋向陆地的扩展。

  月球还会引起地球固态本体的潮汐,在过去,当月球轨道比现在近得多的时候,估计这种潮汐造成了地球固体表面多达1000米的移动。这会在地球内部产生强烈的应力和变形,再加上吸积的衰变热量和放射性元素(铀、钍和钾)成分的增加,会极大地促进早期地球的熔融。这种熔融可能在地球早期的分异作用中扮演了重要的角色,特别是演化出了最早的地壳,而后才可能通过初期的板块构造过程实现循环。

  稳定的地轴倾角

  许多著作认为,如今大约23.5°的地轴倾角是造就了月球的那次斜向碰撞的结果。而且,在大部分地质年代当中,绕地月球的存在稳定了地轴倾角或地球的倾斜。这对地球上的生物来说具有重要意义,因为倾角重大或频繁的改变会引起两极和赤道日照值的变化,从而导致地球气候明显和迅速的变化。有人提出了类似的机理,以解释火星气候记录中明显的矛盾。

  2018年05月03日 - 宗令      峻岭 - 畅想曲

  图片来自网络

  如今相对适当的地轴倾角保证了两极和赤道之间的受热差异对促进形成健全而多样的气候带是适宜的,不会从一个极端突变到另一个极端(例如“雪球假说”Snowball Earth hypothesis)。特别是,因月球稳定下来的地轴倾角与中生代晚期盘古大陆(the Pangean supercontinent)的解体相结合,产生了比已经过去的恐龙时代更加多种多样的气候带及与其相关的生态环境。这为哺乳动物(包括人类)的崛起提供了舞台。

  金属

  或许,月球对地球上的生命最不明显却最重要的贡献之一,就是地球表面可开采的金属矿床。自从阿波罗宇航员带回第一块月球岩石标本,并获取了其地质化学数据之后,科学家就被硅酸盐质地球的亲铁和亲铜金属(siderophile and chalcophile metals)富集度比月球高这一点吸引住了。当前理论指出,如果地球曾经完全熔融,这些金属应该在地球冷却时被锁定在了它的金属核心。如今这些元素在地幔中的富集度应该低得多,与月球相仿(它的一部分来自地球的原始地幔)。

  通过计算机模拟地球与火星般大小撞击体之间的冲撞,显示大量撞击体的地幔和一部分地球的硅酸盐地幔被抛射到地球轨道,并结合形成了月球。但是,撞击体的金属核却没有被抛射到轨道上,而是沉入了地球的主体内。在一些模型中,这个撞击体核心的材料在撞击后如同金属的“婚戒”般沉入地球的硅酸盐地幔内,然后在漫长的地质年代中随着板块构造过程再循环成为可开采的矿藏。没有这些天赋的金属,即所谓“后增薄层”(late veneer),技术文明很可能无法在地球上发展起来。

  数学、艺术与日食

  月亮还以不可量化的方式促进了智慧的发展。原始人对这颗持续半个月照亮夜空、在28天中不断改变相位和亮度的明亮光球是如何认知的呢?月亮随着地球运转周而复始的运行与太阳和星辰随着季节更替的运行,是否支持和促进了人类思考宇宙的自然规律呢?当然,最早的天文学家在这些观测的基础上计算和制订了历法,并据此安排他们的农业活动。从照映苦情的恋人,到把人变成狼人,关于月亮的传说、神话和文学充满了人类的文化和社会。当伽利略把他的望远镜转向月亮并识别出山脉、环形山和“海”,这难道没有刺激人类去想象“另一个世界”吗?或许月亮通过一种更直接的方式,刺激了技术的发展。显然,尽管有争议,“到月球去!”这句口号还是帮助促进了轨道学、推进技术、电子技术、生命支持等高技术产业中一些最迅速的进步,并且改变了人类对自身的看法。如果没有月亮,这一切会发生吗?

  关于我们与月亮的依存关系,最美丽也最有说明力的表征也许就是日全食了,这种距离和角直径的巧合不仅使我们得以看到并理解我们恒星的真实尺度,而且初步观测证实了爱因斯坦的理论,改变了我们对宇宙认识。

  我们得到的结论是,月球自身诞生于一个独特的随机事件,它对于地球上智慧生命的出现是不可或缺的,而这种智慧本身也许就是一种奇迹。

  原文链接

  http://www.astronomytoday.com/astronomy/earthmoon.html

  作者:Paul J. Henney

  翻译:王克义

  校对:马明阳

  编排:邱煜欣

  责任编辑:解仁江

  牧夫新媒体编辑部

  本账号系网易新闻网易号“各有态度”签约账号

  『天文湿刻』 牧夫出品

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