未來的地球什么樣？

地磁場千年后發(fā)生逆轉

地球的磁場大部分是由地核形成的，地球的內核是以金屬鐵為主要成分的導電體，外核由于溫度接近于巖石的熔點，所以其內部物質處于塑性流動狀態(tài)(專業(yè)上稱為“軟流圈”)。通過外核物質塑性流動，產生電流，電流產生的磁場作為地磁場被觀測到。地磁場與條形磁鐵生成的磁場極相似。如果我們將條形磁鐵與地球自轉軸平行放置，由于N極與南極、S極與北極幾乎一致，所以在地表的大部分地方，磁力線朝著地理上的北面，根據(jù)這一現(xiàn)象，古代中國人發(fā)明了指南針。

這個地磁方向并非是一成不變，在地球史上已不知道重復過多少次逆轉。最近的1000萬年已發(fā)生了50次左右逆轉，所以幾乎是每20萬年發(fā)生一次逆轉。最后一次發(fā)生逆轉是在78萬年前，現(xiàn)在正處在又一輪逆轉發(fā)生的開始時期。逆轉之際的地球磁場就如條形磁鐵的一端磁場強度變小，接著逆轉后的條形磁鐵的磁場強度逐漸增強。地磁場的逆轉需要幾千年的時間才能完成。逆轉的時候，在地表觀察到的磁場強度會減弱到現(xiàn)在的1/10左右。最近，磁場強度正以每100年5％的比例繼續(xù)減少。這樣再經過2000年磁場幾近消失。

地球磁場能阻擋來自太陽等星體強輻射的高能帶電粒子流到地表，起到保護生物屏障作用，但是部分帶電粒子在靠近南北磁極的時候會與大氣中的原子或離子碰撞，釋放光或x射線。高緯度地方看到的極光就是高能帶電粒子流與大氣的氮原子或氧原子等碰撞引起的發(fā)光現(xiàn)象。現(xiàn)在地球的磁極在南極與北極各有一個，因此極光只能在高緯度地區(qū)看到。但是在地磁場逆轉之際，磁場變小，除兩極外可能會在其他地方出現(xiàn)很多的小磁極，所以未來在低緯度地區(qū)形成的磁極也可以看到極光。

一旦磁場變弱，宇宙帶電粒子可能對地球某些地方造成威脅。例如在各地構成磁極的近旁，帶電高能粒子會接近到地表，潛入距地面100千米左右低空的質子，還會破壞臭氧層，這樣未被臭氧層吸收的有害紫外線等也到達地表，對地球生物造成一定危害。

周期慧星雨襲擊行星

據(jù)科學家推測太陽大約65億年后可能開始膨脹，而且1億年后在太陽近旁引起超新星爆發(fā)，此外還有眾多的彗星沖擊太陽系中心，引發(fā)地球生物大滅絕。

太陽系是以太陽為中心的行星系，幾乎是圓盤狀地分布。在海王星的外側，將圓盤擴大到100天文單位(1天文單位等于地球與太陽的平均距離，約1億4960萬千米)左右，有庫珀彗星帶，1990年以來已先后發(fā)現(xiàn)，屬于這個帶的直徑超過100千米以上的彗星有數(shù)十個。彗星主要是由冰組成的小天體。1萬～10萬天文單位的范圍內有包圍太陽系的無數(shù)彗星，稱之為奧爾特星云。庫珀帶和奧爾特星云是大約45億年前太陽系誕生時形成的。

現(xiàn)在已知道，地球生物的滅絕事件不僅是6500萬年前的恐龍滅絕，過去已經發(fā)生過10余次。而且根據(jù)科學家調查，這些滅絕事件似乎有周期性，其周期大約是2600萬年。

如果這樣的周期性是真實的話，那到底是什么原因呢?眾所周知，銀河系集中了大量的行星或恒星。太陽系不但繞著銀河系旋轉，而且還在銀河系上下運動。太陽通過恒星最集中的銀河系中心層時，有可能通過某些恒星的近旁，于是存在這些恒星的引力對在奧爾特星云中的彗星產生影響的可能。結果在恒星近旁的奧爾特星云中的彗星從太陽系中逃脫，反而墜落到太陽系的中心，變成無數(shù)的彗星雨。假如彗星沖撞地球，必然導致大量生物滅絕。

近年來，根據(jù)太陽系外行星系存在的數(shù)據(jù)已發(fā)現(xiàn)幾例系外行星。另外，通過對恒星形成的研究，查明太陽系這樣的彗星分布并不是特例。研究發(fā)現(xiàn)，當太陽系接近某恒星時，那個恒星也存在奧爾特星云，會與太陽系的奧爾特星云相互影響，有可能引發(fā)無數(shù)的彗星紛紛落到恒星的區(qū)域上。

伽馬射線直擊地球

現(xiàn)已知道，在距地球幾十億光年的宇宙深處，伽馬射線爆發(fā)所發(fā)出的明亮而短暫的光束，比宇宙中任何恒星的光芒都耀眼，其形成機理至今還是一個謎，專家認為最有可能是與黑洞有關。

紅巨星死亡之際發(fā)生大爆發(fā)，大部分氣體被驅散到宇宙空間中去，最后變成了中子星，這是普通的超新星爆發(fā)。但是具有太陽質量30倍以上的紅巨星，在其死亡時不會馬上發(fā)生爆發(fā)，由于其引力巨大，紅巨星會向中心坍塌，在中心形成黑洞，原來星體的外部物質會一邊旋轉一邊落入黑洞，這時巨大的能量被釋放出來，一些物質則以接近光速被噴射出來。這些噴射物質沖擊宇宙空間，如果撞上另外一撥的噴射物質，將形成高溫火球，同時釋放大量的伽馬射線。這就是所謂的伽馬射線爆發(fā)。有時，甚至引起物質噴射的恒星也會被刮跑。這就是專家觀測到的比普通超新星更巨大的“極超新星爆發(fā)”。

伽馬射線爆發(fā)能量巨大，單是作為伽馬射線釋放的能量就可達到普通超新星爆發(fā)能量的幾十倍到幾百倍。在銀河系內也可能發(fā)生伽馬射線爆發(fā)，其頻率因觀測例子不多，還說不清楚。如果從目前觀測到的情況估計，在銀河系每1000萬年便可能發(fā)生一次伽馬射線爆發(fā)，相比之下，在距地球3000光年以內的區(qū)域，可能要幾億年發(fā)生一次。盡管頻率不高，卻對地球的生物有可能造成毀滅性打擊。

由于氮氧化合物破壞臭氧層，在以后幾十年間地球生物將直接遭受來自太陽紫外線的傷害。另外，氮氧化合物還能形成酸雨，對地球表面的生物和建筑物造成破壞。高能量的伽馬射線在大氣中有可能通過核反應制造放射性物質，對地球的災害可能遠比紫外線和酸雨嚴重。如果伽馬射線爆發(fā)產生的沖擊波襲擊地球，將引起大規(guī)模的地震或海嘯，地表也將受到大量宇宙射線的照射，這將引起災難性后果。專家認為，在過去地球發(fā)生的數(shù)起生物大滅絕中，不排除有因伽馬射線爆發(fā)而造成的。

地球自轉周期延長

月球以每年約3.8厘米的速度遠離地球，地球自轉的周期也正一點點地變長。現(xiàn)在的地球一天(自轉周期)約24個小時，月球與地球的平均距離大約38萬千米。但是，10億年后地球的1天約變?yōu)?1個小時，月球將遠離地球約41萬千米。反過來追溯過去，月球靠近地球時的每天時間比現(xiàn)在短，10億年前的地球一天約19個小時，與月球的距離約35萬千米。再者月球誕生的45億年前，地球的一天約5個小時，可推斷當時月球距地球只有2萬千米左右。

4億6千萬年后，那時人們將永遠不可能看到日全食了。日食是月球進入太陽與地球之間，遮住太陽光的現(xiàn)象。現(xiàn)在，在地球看月球與太陽的外觀大小幾乎相等，可以看到月球完全遮住太陽的日全食，遮住局部的日環(huán)食或日偏食。未來月球遠離地球而去，人們看到的月球比太陽小得多，因此，月球將無法完全遮住太陽，人類只能看到日環(huán)食和日偏食。

地球在月球力作用下引起海潮的漲落，在潮汐力作用下向著月球方向及其相反方向的海面上漲。月球作用在地球上各點的引力均向著月球中心，而且越靠近月球引力越大。所以向著月球的一側引力大，背著月球的另一側是地球的離心力占主導地位。但是由于海面的變化需要時間，潮水上漲的方向實際上是偏向地球的自轉方向，即使海面上漲的月潮汐力是作用在地球自轉的反方向上，對地球自轉起到制動的作用，使地球自轉減速。

那么，地球的自轉會減慢到什么程度?月球會遠離到多遠呢?現(xiàn)在月球大約27日繞地球1周。隨著月球的遠離，公轉周期變長，地球自轉的周期也減慢，其減速的比例大于月球公轉的速度。所以，地球的自轉周期早晚應與月球的公轉周期一致。

如果太陽不把地球吞滅，地球上的大海也仍然存在，那么大約140億年后地球的自轉周期將與月球的公轉周期相同，均為47天。地球與月球的距離約是現(xiàn)在的1.4倍，約55萬千米。那時從地球來看，月球在同一個位置，朝向月球一面的海水仍將上漲，背向月球一面的海水不再變化。這是由于沒有使地球減速的潮汐摩擦力的作用，此后地球自轉不會再減慢，月球也不再遠離地球。

責任編輯 蒲 暉