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        濕漉漉的太空“入侵者”

        2015-10-15 03:07:40塞思·肖斯塔克
        飛碟探索 2015年8期
        關(guān)鍵詞:入侵者彗星木星

        塞思·肖斯塔克

        如果你正在尋找地外生物,那么這是一個(gè)重要的問題。專家會(huì)告訴你,雖然其他液體也可能孕育出生命(這時(shí)候你也許會(huì)想到氨和液化天然氣),但水總是首選。歸根結(jié)底,就地球而言,我們認(rèn)為生命首先出現(xiàn)在海洋中,并且對其大洋中的出生地一直都很滿意,30多億年來,它們一直待在那里。

        現(xiàn)在我們已經(jīng)可以估計(jì)出,大約有1萬億顆其他行星散布于整個(gè)銀河系中。于是,我們很自然地猜測,在這1萬億顆其他行星中會(huì)有一些同地球一樣潮濕,其中有些還可能已經(jīng)產(chǎn)生了生命。但是最近對小行星的研究(它們就像太陽系里的“野孩子”)使得人們對上述看似合理的場景頓生疑竇。這項(xiàng)研究同時(shí)也開啟了另一種可能性的大門,即大多數(shù)溫度適中、如地球般大小的行星,也許干巴得就像英國幽默一樣。

        這一切都取決于地球是如何獲取水的。地球表面積的2/3碧波蕩漾,其大洋的平均深度約是3200米。據(jù)此我們可以推算,地球上的水總共有約132.5億億立方米。這么多的水的確令人震撼,但是,要說明的是,這么多的水只占地球質(zhì)量的約0.02%,而這大概與你的頭發(fā)占你身體其他部分的比例相同。但對地球來說,水是必不可少而又極不尋常的標(biāo)志。

        然而,覆蓋地球表面的這層薄薄的液體,一開始并不是地球表面的一個(gè)組成部分。在我童年時(shí)代讀過的地質(zhì)學(xué)書籍中,就有插圖描繪了戲劇性的一幕:火山將蒸汽噴射入史前大氣層,而彼時(shí)的地球還是一個(gè)死氣沉沉、毫無生機(jī)的世界。這表明我們居住的星球自出生之日起就已經(jīng)在其表層下儲備了足夠的水,只等著“樂于助人”的火山刺破地球的表層,將其噴射到地表。在一個(gè)孩子看來,這一切肯定是合情合理的。

        但事實(shí)并非如此。

        地球是由內(nèi)爆云中小的灰塵顆粒形成的,而內(nèi)爆云同時(shí)也形成了我們的太陽。雖然這些灰塵顆粒的混合物中肯定有水,但由于太陽光的作用,它們都是以蒸汽的形式存在的。對,你理解得沒錯(cuò),地球一開始是熱氣騰騰的。這是沒辦法的事,因?yàn)楫?dāng)時(shí)地球的重力很弱,無法使那些“渾身濕透的云”沉下來。

        現(xiàn)在繪就了地球表面山川大陸的水,則是來自其他地方。很長一段時(shí)間以來,許多天文學(xué)家認(rèn)為這個(gè)其他地方就是彗星。彗星常常被我們描繪成一個(gè)“臟冰球”,根據(jù)這一說法,你身邊的海洋就是“彗星果汁”了。

        但是這一觀點(diǎn)現(xiàn)在已經(jīng)不再流行。因?yàn)槟愫茈y想象,怎么可能有足夠的彗星專門繞道到我們的星球(彗星通常只出現(xiàn)在太陽系內(nèi)偏遠(yuǎn)的地方),并將它們的“水貨”交付給地球。

        現(xiàn)在人們傾向認(rèn)為,那些在電影中經(jīng)常威脅星際飛船的、黑暗的、難以發(fā)現(xiàn)的巖石——也就是小行星——才是地球表面水的來源,而它們是通過撞進(jìn)地球來做到這一點(diǎn)的。盡管在你的印象中它們是干燥、花生狀的大石頭,但它們也含有大量的水冰。

        當(dāng)然,需要大量的小行星才能造就一個(gè)像地球這樣的藍(lán)色巖質(zhì)行星。我們假設(shè)小行星的直徑平均為1.6千米,有1/5是水,要填滿大西洋、太平洋以及地球上所有被“藍(lán)色墨水”覆蓋的區(qū)域,將需要大約50億顆這樣的小行星。

        那么,是什么使得這些濕漉漉的巖石變成了瘋狂的“神風(fēng)特攻隊(duì)隊(duì)員”,墜落到地球的呢?我們給出的可能是:被木星和土星怪異的舞姿驅(qū)趕到地球附近的,時(shí)間是太陽系開始形成后的四五百萬年,即大約45億年前。當(dāng)時(shí),原始塵埃顆粒導(dǎo)致新生的木星和土星呈螺旋狀向內(nèi)旋轉(zhuǎn)。最終,它們得以盡可能地接近太陽,出現(xiàn)在現(xiàn)在的火星軌道上。如果你能親眼見證這次行星之間“背對背的換位舞步”,會(huì)看到木星在天空中像一個(gè)大盤子,而不是現(xiàn)在這樣的一顆明亮的星星。

        這對巨人行星之間的舞蹈撼動(dòng)了小行星,使得它們中的很多來到了離太陽足夠近的地方,從而使它們與地球相撞成為可能。它們與地球融合時(shí)留下的“傷疤”,形成了今天地球上碧波蕩漾的海洋。這種不正常的態(tài)勢并沒有持續(xù)多久,大約50萬年后,木星和土星退回到它們目前所處的位置,也就是我們現(xiàn)在用以界定外太陽系的位置。但是,它們親手為地球打造水層的任務(wù)已經(jīng)完成了。

        現(xiàn)在,所有這一切都還只是一個(gè)溫和而有趣的故事。真正的問題是:這只是一個(gè)還說得過去的故事嗎?其他恒星周圍的行星,也會(huì)經(jīng)歷類似的一系列事件嗎?還是說,我們的太陽系非比尋常,其他系外行星都是焦土一片、死氣沉沉?

        我們不知道。地球的確是有些特別,也許還相當(dāng)特別。但是許多天文學(xué)家,對“除了錯(cuò)綜復(fù)雜的‘巨行星舞蹈’這一機(jī)制可以為巖質(zhì)行星提供水外,還可能有其他機(jī)制也能做到這一點(diǎn)”感到樂觀。

        基于mass的觀測數(shù)據(jù)繪制的銀河系紅外線畫像

        博爾德城西南研究所的行星科學(xué)家凱文·沃爾什曾致力解開地球水的來源之謎。他指出:“雖然地球歷史似乎的確很特別,但我們真的不知道,它是否就是那么不同尋常。此外,行星上沉積著水的場景也不難想象,它們中既有小行星也有彗星。”

        沃爾什說,要確認(rèn)這樣的場景是罕見的還是常見的,需要時(shí)間。只有當(dāng)我們建造起足以查實(shí)地球大小的行星上是否有水的大型望遠(yuǎn)鏡,才達(dá)到可以斷定行星上是否存在水的條件。同時(shí),對那些想與其他生物分享宇宙的人士來說,你們只能寄希望于銀河系有許多大洋,而不只是地球上的七大洋。(譯者注:現(xiàn)在,西方科學(xué)界的相當(dāng)一部分科學(xué)家,主張將我們熟知的地球上的四大洋細(xì)分為七大洋,分別是南太平洋、北太平洋、南大西洋、北大西洋、印度洋、北冰洋和南大洋。因?yàn)檫@一觀點(diǎn)有其科學(xué)性,所以現(xiàn)在西方主流地圖很多都采用七大洋。)

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