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第27章 行星中的代表:地球(3)

1960年,有科学家到南极进行科学考察时,发现大坑下面岩石的重力非常不正常,这也是科学家们首次意识到南极可能遭到过巨大陨石的撞击。而巧合的是,在此之前就有另一位科学家得出过,南半球某个地方可能在大约78万年前发生过巨大撞击事件的结论。然而直到卫星绘制出大坑范围内,岩石重力反常的地图时,科学家才真正的意识到南极冰盾可能真正被陨石撞击过。卫星发回来的照片显示,岩石孔内有冰、岩石和其他密度不大的残骸的混合物。这种混合物被称为是角砾岩,它可以表明大坑的位置以及深度。

据权威科学家说,这次陨石撞击的不同寻常之处就在于它似乎并没有给地球带来很大的破坏力。与那次造成恐龙灭绝的撞击不同,目前还没有发现任何能说明这次撞击事件的历史证据。尽管陨石撞击南极对地球造成破坏并不大,但也有可能使几个物种灭绝,只是目前还没有发现任何的证据来证明这一点。但有一点是肯定的,那就是当时地球的磁场忽然向相反的方向旋转。至于为什么会出现这种奇特的现象,目前还不得而知。

据科学分析,尽管陨石撞击地球是几百万年甚至几千万年才发生一次的事情,但是只要地球被撞人类就可能会灭绝。因为,一颗直径100米的陨石或小行星砸在地球上的撞击力相当于100万吨级的原子弹的破坏力。所以人们对小行星的恐惧不是没有理由的,据报道1908年,西伯利亚通古斯地区上空有一颗直径约50米的小行星爆炸,使得大约2000平方公里的森林被摧毁,而当时的尘土就高达一万米。

美国太空科学家最近表示,2亿5000万年前曾经统治地球的三叶虫,还有90%的水中生物和70%的陆上鸟兽,就是在一次行星撞及地球而产生的剧烈火山爆发是灭绝的。在地球诞生的40多亿年中,这些危险的“天外来客”给地球留下累累伤痕,目前人类能找到的天体撞击坑就有一百多个,而直径达140公里的南非伏利德佛坑是最大最老的一个,迄今已有超过19亿年的历史。

美国还有科学调查报告说,在大约35亿年前的一次陨石撞击地球,可能推迟了地球生命的进化过程。同6500万年前撞击地球并造成恐龙绝迹的小行星体积相比,35亿年前撞击地球的陨石体积约为它的两倍以上。科学家估计,陨石撞击地球时可能掀起覆盖了整个地球的碎石和灰尘组成的尘埃层,而且陨石引起的巨大海浪也影响了地球大陆。这些都可能影响地球生命的进化。

科学家根据还根据古代的岩层做出推断,35亿年前的地球遭到多块陨石的同时撞击。而遭到陨石撞击的地球留下的惟一的生物体可能就是细菌。尽管细菌可以在如此极端的环境中生存下来,但是地球的其他生命所遭到的致命威胁是不可否认的。

6.地球的生命之源:水

在大至无穷尽的太阳系里,地球所处的位置和它的外界环境决定它是颗得天独厚的天体。它离太阳不近不远的距离,适宜万物生长的不高不低的温度,以及稠密的大气层和丰富的水资源,都决定在地球这个天体上会有蓬勃的生命相传不息。经科学统计,地球上水的总量可达到145亿亿吨。它的分布在地球的各个角落似乎是无处不在,无论是江、河、湖、海还是地下、天上、岩石、矿物等都是它们的载体,而且水几乎占了所有生物体组成部分的三分之二。

水的地位真的是不可估量,地球的生机盎然、生命的繁衍生息、人类的文明、世界的进步,种种等似乎都离不开水的作用。当人们放眼宇宙时,才发现地球比其他行星最为特殊的就是水的存在,水孕育了世界的万物。在太阳系的各大星球里,地球是惟一拥有液态水的行星,那么地球之水究竟是与生俱来的,还是来自于人类未知的领域呢?

据此,科学界形成了各大的假说学派,其中的星云说认为,包括地球以及各大行星在内的太阳系均起源于一个原始星云——太阳星云。而太阳星云的物质是由气物质、冰物质、土物质三大类组成,其中第一类包括氦和氢在内的气物质,约占总重量的98.2%;第二类包括水冰、氨、甲烷、氧、碳、氮和氢化合物在内的冰物质,含量只约占总量的1.4%;而第三类包括铁、硅、镁、硫等重元素与氧化合物在内的土物质,只约占总重量的0.4%。起初太阳星云是比较疏散的,后来在万有引力的作用下,大的物质吸引小的物质,最后在中间形成了太阳,周围形成行星。在行星演化的漫长过程中,由于受到中心天体太阳的热力、引力以及距离的远近的影响,使三大物质的分配产生不均匀。因为地球离开太阳较近,所以它除了少量的冰物质和气物质的参与,其他的主要组成成分就是土物质。尽管有少量的冰物质参与,但它就是地球上水的来源。

科学家还认为,地球之水除了一部分是与生俱来之外,还有一部分是通过自身的演化而不断地释放出来的。例如在火山活动区和火山喷发时,大量喷出的气体中水蒸气就占75%以上。而且地下深处的岩浆中也含有水分,而且深度越大含水量越多。除此以外,和地球同宗同祖的陨石,里面也含有0.5%~5%的细微水分。由此可以证明,有一定数量的水参与了由土物质所组成的地球。

然而随着科学的发展,人们对火山的深入研究也有了新的发现,有人发现火山爆发时所释放出的水分并不是新生的水,而是长期以来渗入地下的雨水。因为这种说法是科学家是通过测定这些水的同位素而得出的结果。所以它的出现无疑是对“地球之水与生俱来”之一假说的挑战。为了寻求地球之水的渊源,有人把眼光投向了宇宙,他们认为地球之水是宇宙在地球形成之后另外添加的。

在1961年,令人耳目一新的“太阳风”假说,由一位叫托维利的科学家提出后让人颇为震撼。托维利认为地球上的水是太阳风的杰作,那么这个“太阳风”究竟又是何方神圣呢?他指出这种风当然不会是一般流动的空气,而是一种微粒流或者叫做带电粒子流。太阳风的平均速度是地球风速的几万倍,每秒可达到450千米。当太阳风向地球空间吹来时,地磁层会阻挡住绝大部分的带电粒子流,而少量闯进来的高能粒子也会被磁场逮捕并囚禁在高空特定的区域内。托维利认为,太阳风为地球送来了水,这是它做出的最有益的贡献。我们该怎样理解这句话呢?

托维利认为,地球自从形成以来就已从太阳风中吸收了总量达1.70×1023克的氢。若把这些氢和地球上的氧结合,就可产生1.53×1024克的水。令人吃惊但是这个数字竟然真的与现在地球上水体的总量十分接近。而更令人震惊的是地球上水中氢和氘的含量之比与太阳表面氢、氘的含量之比也十分接近。所以,托维利十分肯定的认为地球之水多是太阳风的功劳。

但是,也有人提出了这样的质疑,如果按照托维利的说法水虽有可能来自太空,却也在不断地向太空散逸。因为大气中的水蒸气分子会在紫外线的作用下分解成氢原子和氧原子。而由于氢原子很轻,摆脱地球的束缚飞向星际空间并不是难事。按照这种情况去计算,它的逃逸数量与进入地球的数量也是大致相等。因此他们认为,如果地球之水没有自身的来源而只靠太空供给,是不可能维持现有的水量的。

不久前,美国的科学家又提出了另一个论点,也就是说地球之水来自于天外的陨石。地球上每天都在接纳天外来而来的陨石,这些来自太空陨石不仅有石陨石和铁陨石,还有一部分是冰陨石。那么这些冰陨石究竟有多少?它们对地球之水是否有贡献?

原来,美国的科学家在研究人造卫星发回的图像时,注意到1981~1986年5年以来的数千张地球大气紫外辐射图的一些特点。他发现,在圆盘形的地球图像上总有一些会存在2~3分钟的小黑斑。那么这些小黑斑又是什么物体呢?经过多次的研究分析和否定了多种的其他可能性之后,他认为这些黑斑是由一些冰块组成的小彗星撞入地球外界大气层后,破裂、融化形成水蒸气而造成的。他还估计,大约每分钟会有20颗这种平均直径为10米的冰球坠入地球。

但是依照他的说法来算,如果每颗冰块可融化成水100吨,那么一年每年就可以使地球增加10亿吨水。如果从地球形成至今已的46亿年来算,地球就会从这种冰球上获得460亿亿吨的水,比现在地球水体总量的三倍还要多。就算扣除了历年散失掉的水分,和在各种矿物和岩石所吸收的水分,以及生物体所吸收的水之外,还是会有多余的水不知去向。所以尽管这种说法也有一定的道理,但依然受到严峻的考验。而且从后来一些研究者所拍摄的大量照片可以看出,大量冰球飞入地球的看法似乎也不太靠谱。

因为关于宇宙和地球实在是门太大的学问,所以,尽管现在的科技已经相当的发达,但是对于地球水的来源这样的难题,依然很难被破解的。因此,地球之水哪里来,依然是个没有定论的地球奥秘。

7.2亿年前的“大灭绝”

经专业人员的推测,在2亿5千万年前,地球上出现过一次“大灭绝”事件,也就是绝大多数的物种在相对较短的时间内都了出现灭绝现象,这成为地球史上绝无仅有的一个物种灭绝时期。长久以来,科学家也在寻找灭绝背后的原因而进行不懈的努力。最近,美国的《科学》杂志向人们揭示这次大灭绝并不是一个逐渐消灭的过程,而是一次突然爆发的灾难性事件。使绝大多数物种几乎在没有了解到发生了什么之前就已经灭绝。

那次空前绝后的物种大灭绝,也就是历史上所谓的“二叠纪~三叠纪大灭绝”,因为它发生在地理上二叠纪时期的末代和三叠纪时期的开始而被以此命名。据推测,当时地球上90%以上的海洋动植物以及70%的陆地物种都惨遭灭绝。那次大灭绝的开始也标志了地球上第一次的生命时代已经结束,同时又宣告了第二次生命时代的到来,爬行动物的兴盛就此开始。但是,到底是什么原因才导致了那次的大灭绝?

对历史充满求知的科学家们希望像侦探办案一样,通过对大灭绝时代的场景重建来还原历史的真相。近期,《科学》杂志又公布了另一项研究结果,研究结果表示那次的大灭绝可能是在50万年或是更短的时间内发生的。《科学》杂志的研究员还公布了其他惊人的线索,包括有人从灭绝时期的岩石层里发现了一些细小的金属球,不要小看这些微小的元素,因为它们不仅大大缩小了查找原因的范围,还极有可能帮助科学家们搞清历史的真相。

中国浙江的煤山有一系列的岩石层横跨了二叠纪和三叠纪这两个地理时期。所以曾有中国和美国的科学家,共同在中国浙江长兴县煤山对“二叠纪——三叠纪大灭绝”进行了研究。

经科学家们研究发现,早在二叠纪~三叠纪交界时期之前,已经有33%的物种灭绝,而到了交界时,物种的灭绝率已高达94%。可见当时灭绝率的上升是突然出现的,可能是在仅仅50万年内活着更短的时间按内发生的。中国的科学家认为,煤山的大灭绝是独立又突然的出现的,而不是连续性、小形式的灭绝。在那次大灭绝之后,仅存的少量的幸存生物也在之后的1百万年中逐渐消失了。

有人推断那次的灾难,很可能是由超大规模的火山喷发或者是地外物体撞击等突发性因素引发的。它的发生可能与6500万年前恐龙灭绝事件有很多相似之处。关于大灭绝原因的研究还在继续,但是有一些科学家的兴趣却已经转移到了后来的生物大复兴之上。

很多的科学家想通过之前研究大灭绝的原因时找到的部分资料信息来研究,在灾难之后的新的生命是以怎样的形式重新复燃的。他们可以以此来探索那些幸存下来的动植物的本质和生命反弹的时间和形式。他们认为生命从最初形态发展进化到今天,物种大灭绝是一种最基本的变化,当今生物的是由一次次的灭绝发展而来的。所以他们认为关于生命的历史了解,如果去追究灾难本身的原因,可能没有去追究灭绝后再复兴的原因更具有价值。

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