假如地球被鎖定了

莫菲

在宇宙中有一種關系，一個星球完全被另一個星球“迷住”，始終只有一面對著它。沒錯，那就是“潮汐鎖定”。現在月球就被我們的地球潮汐鎖定著。那么，地球有沒有可能也被潮汐鎖定？地球生命又將如何生存？

地球會被鎖定嗎？

潮汐鎖定也被稱為引力鎖定、俘獲自轉和旋轉軌道鎖定，即由于引力的作用，旋轉天體的一個半球始終面對著伙伴天體，繞著自己的自轉軸旋轉所需的時間和繞著伙伴天體旋轉所需的時間一樣長的現象。通常，只有衛星被潮汐鎖定在較大的天體上。不過，如果兩個物體之間的質量差和它們之間的距離比較小，那么兩個天體可能會互相潮汐鎖定，比如冥王星和它的衛星卡戎。

雖然在太陽系中，潮汐鎖定比較常見，但是什么樣的天體會被潮汐鎖定取決于軌道距離、兩個天體的質量以及軌道物體的延展性。對于恒星來說，離恒星較近的天體更有可能被它“抓住”，不過如果恒星的引力足夠強，那么位于宜居帶中的天體也可能在恒星潮汐鎖定的范圍內。地球位于宜居帶，是否也可能被太陽鎖定呢？

從現在的情況來看，地球還不太可能被太陽潮汐鎖定，一方面當然是因為地球與太陽的距離是安全的;另一方面，地球的小兄弟月球干擾著太陽對地球的作用。雖然太陽是太陽系中的老大，但是月球與地球的距離更近，因此對地球的作用也就更大。月球每年都在拖地球的“后腿”，讓它漸漸慢下來，如果持續下去，地球到時可能會與月球互相潮汐鎖定。

不過，人類恐怕是看不到那一幕了，因為在那一幕發生之前，地球和月球早就被演變成紅巨星的太陽吞噬了。

氣候劇變

現在假設地球被潮汐鎖定了，會怎么樣呢？一般情況下，當一顆行星被潮汐鎖定之后，一面永遠是白天，另一面則永遠是黑夜。地球的情況也大致如此，不過科學家也表示，現在還不能確定地球上會有哪些具體變化。

系外行星給了我們一些啟發。研究人員發現，又暗、又小、又冷的紅矮星周圍被潮汐鎖定的行星上可能存在海洋，并且這些行星的環境似乎不那么惡劣。英國格林威治學院的馬丁·希思在一項研究中發現，當行星的海洋足夠深時，海水可以在背陰面的冰蓋下自由流動，將熱量帶到寒冷地區，背陰面的溫度不至于非常寒冷。并且如果星球上的溫室效應或者恒星輻射足夠強，海洋熱傳輸甚至可能使整個星球無冰。

2013年，在一項模擬研究中，美國加州大學的研究人員建立了潮汐鎖定行星的氣候模型。結果顯示，這些行星上會形成云層，這將減小明暗兩面的溫差，使行星的可居住性更高。

而地球上同樣有海洋和厚厚的大氣層，距離太陽還比較遠，這意味著，如果地球被潮汐鎖定了，它的環境應該與紅矮星周圍的行星有相似之處，但是又優于它們。一些研究人員通過計算機模擬和對海洋熱傳輸的研究，得出了一些可能的結果。

首先，由于地球離太陽較遠，又有一個很厚的大氣層，因此即使是對著太陽的一面，氣溫也不會非常高，海洋依然存在。而在黑暗面，常年得不到陽光的溫暖，氣溫自然會很低。但是由于明暗兩面存在溫度差，兩側的空氣會進行交換。更重要的是，地球上還有覆蓋全球大部分地區的海洋，不同海區的溫度、密度的差異都會促使海水流動，使熱量流動起來。這可能意味著，朝陽的一面不會非常熱，背陽的一面一部分海洋和陸地雖然可能覆蓋冰層，但是還有一些地區可能是0℃以上的。

其次，地球不再像現在這樣有四季之分。背陽一面結冰會導致全球海平面下降，使朝陽一面暴露出更多的陸地，這將使地面反射增強，云層難以形成，降雨稀少。而在朝陽和背陽之間的晨昏線附近，那里的氣候有所不同。被潮汐鎖定后地球明暗兩面的溫差會很大，這可能會導致明暗交界處經常出現風雪交加等極端天氣。

值得一提的是，更多的巖石和礦物會在海平面下降后暴露出來，它們在陽光和風的作用下快速風化，將二氧化碳等氣體加速釋放到大氣中，這可能會加劇地球的溫室效應，進而對整個地球的氣候產生影響。

在被鎖定的地球上如何生活？

被潮汐鎖定的地球環境的改變，將會如何影響人類和其他生物在地球上的生活呢？

2017年，科學家在距離地球約39光年的地方發現了TRAPPIST-1，這是一顆表面溫度極低的紅矮星。這顆紅矮星有3顆位于宜居帶、并且可能擁有海洋的行星。但是，TRAPPIST-1恒星系統的行星都是被潮汐鎖定的。

研究人員認為，在那些星球上刮著強烈的風，將星球上的礦物和營養物質源源不斷地吹到海洋中，這意味著海洋中可能生活著海洋生物，甚至可能有復雜的海洋動物。而在明暗交界處附近可能生活著陸地生物，它們能夠在颶風中將自己固定在地面上，不至于被吹走。除了較大的動物，可能還會有一些類似水熊蟲的物種，這類“超級”生物生命力極強，可以在沒有水和食物的情況下存活很多年，可以在真空中生存，可以耐受γ輻射和太陽風的沖擊，它們可以在任何環境中生存。在空中，可能漂浮著凝膠狀的水母，這種無脊椎動物可以在風暴中漂移，不會被強風撕碎。

那么，在被潮汐鎖定的地球上情況又如何呢？假如那個時候人類還在地球上，主要的定居點也是在明暗交界處，因為那里溫度不太冷也不太熱，有不那么強烈的陽光，還有液態水。但是鑒于那里的氣候條件也較為惡劣，因此人類可能會把家安在地下。考慮到那時人類的科技水平應該比現在要高許多，能有效地在明暗兩面傳遞熱量，因此能在明暗交界處兩側更廣闊的地區建立定居點。

而到那時，地球上的許多陸地動物會因為環境的變化，棲息地被破壞而滅絕，只有一部分存活下來，為了適應環境，它們還會進化出相應的能力，比如像TRAPPIST-1的行星上能將自己固定在風中的動物一樣的能力。植物也會經歷大滅絕，只有那些能牢牢抓住土壤，能抵抗干旱、酷暑或者嚴寒的植物能存活下來。與TRAPPIST-1的行星類似，地球的海洋中也會生活著生物，而且地球海洋中的生物可能比TRAPPIST-1的行星上的海洋生物要高級得多。

當然，這只是地球被潮汐鎖定后可能的模樣，地球到底會如何變化，生物將如何生存，還與地球哪個位置正對著太陽有關。如果陸地對著太陽，那么由于陸地比海洋反射陽光的能力更強，因此地球會更熱。如果太平洋中部對著太陽，那么非洲和歐洲就要被凍在寒冷的黑暗中。總之，被潮汐鎖定的地球會變成什么樣，現在還是個謎。