月球幫地球躲過了雪球的命運

石無魚

暗淡太陽悖論

按照天文學(xué)家的說法，像太陽這樣的恒星，屬于那種越燒越亮的天體。這是因為太陽是靠把氫聚變成氦而發(fā)光的，這種聚變一開始發(fā)生在中心部位，那兒的溫度最高，所以核聚變最先“點燃”。等到中心的氫燃燒完了，核聚變才會漸漸移到靠近太陽表面的區(qū)域。考慮到太陽的表面離我們更近，而且光線也更容易逃逸出來，所以這種轉(zhuǎn)移會讓太陽越來越熱。據(jù)科學(xué)家推算，早期的太陽每秒釋放出的能量只及現(xiàn)在的70%，如此一來，早期地球的溫度比現(xiàn)在差不多要低25℃。

這可不是鬧著玩的。在氣溫下降25℃的情況下，除了熱帶地區(qū)，地球上其他地方的水都結(jié)成冰，整個地球也差不多成一個冰球了。液態(tài)水的存在是生命進(jìn)化的必要條件，水都凍結(jié)了，還怎么進(jìn)化出生命來呢？

蹊蹺的是，在地球上這一切似乎并未發(fā)生。地質(zhì)史上的記錄表明，地球上除了在24億年前曾出現(xiàn)過短暫的冰期，其他時間一直比較暖和。大量與水流有關(guān)的沉積巖表明，38億年前就存在液態(tài)水了。而挖掘出的35億年前地球上最早生命的化石也表明，那時覆蓋地球表面的不是冰而是水。地球差不多以目前這個平均溫度存在了28億年，沒有證據(jù)表明地球上曾經(jīng)存在過全球范圍的冰凍期。

由此可見，上面的理論推算是不對的。這個理論和實際的不一致，被稱為“暗淡太陽悖論”。

過去，對這一悖論的解釋有很多假說。其中一個比較讓人信服的假說認(rèn)為，當(dāng)時地球大氣中的二氧化碳濃度比現(xiàn)在要高得多，它們?yōu)榈厍虿东@了更多的太陽熱量。

那么，濃度這么高的二氧化碳是從哪里來的呢？科學(xué)家研究的結(jié)果是，這些二氧化碳是地球早期活躍的火山噴發(fā)釋放出來的。

月球幫地球保溫

至于為什么地球的早期火山活動會那么活躍，這個問題一直困擾著天文學(xué)家，但現(xiàn)在我們有了一個答案——月球。

當(dāng)月球和地球形成之時，地月距離只有2萬千米，而現(xiàn)在兩者的平均距離是38萬千米。那時地球的自轉(zhuǎn)速度也快得多，一天差不多只有3小時。

這兩個因素意味著兩個天體之間的引力作用會更強(qiáng)。說到引力作用，這里要多說一句。當(dāng)兩個天體距離足夠遠(yuǎn)的時候，我們可以把它們各自的形狀、大小忽略，近似地看作兩個理想的點。但是在考慮地球-月球這樣的系統(tǒng)時，它們的形狀和大小就不能忽略了。這樣一來，引力作用就比理想狀態(tài)下要復(fù)雜。譬如眾所周知，地球面對月球的一側(cè)受到的引力要大于背對月球的一側(cè)受到的引力;受力不平衡的結(jié)果是，面對月球的一側(cè)拉扯背對月球的一側(cè)，從而形成海洋的潮汐。

引力的潮汐作用不僅對海水的運動有影響，對固體的地殼同樣也有影響。巖石在潮汐作用下，會反復(fù)摩擦，更容易斷裂，給火山噴發(fā)創(chuàng)造條件。我們的太陽系中就有一個典型例子。木衛(wèi)一由于跟木星靠得太近，受木星潮汐作用的影響，它表面的火山非常壯觀。

所以，也許正是月球潮汐作用引發(fā)的大規(guī)模火山活動，帶給地球一個溫室氣體濃度更高的大氣層，使地球在太陽能量不足的情況下，躲過了凍成一個雪球的命運。

從這里我們再次看到了宇宙中適合生命存在的條件的苛刻：地球雖然處于太陽系的適宜居住帶上，但如果沒有月球這樣一顆衛(wèi)星，它在大部分時間里說不定還是不適合生命居住的。這對于我們尋找外星生命，是一個重要啟示。