暗淡太陽(yáng)悖論

按照天文學(xué)家的說(shuō)法，像太陽(yáng)這樣的恒星，屬于那種越燒越亮的天體。這是因?yàn)樘?yáng)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(diǎn)燃”。等到中心的氫燃燒完了，核聚變才會(huì)漸漸移到靠近太陽(yáng)表面的區(qū)域?？紤]到太陽(yáng)的表面離我們更近，而且光線也更容易逃逸出來(lái)，所以這種轉(zhuǎn)移會(huì)讓太陽(yáng)越來(lái)越熱。據(jù)科學(xué)家推算，早期的太陽(yáng)每秒釋放出的能量只及現(xiàn)在的70%，如此一來(lái)，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(gè)地球也差不多成一個(gè)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(lái)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(guò)短暫的冰期，其他時(shí)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(shí)覆蓋地球表面的不是冰而是水。地球差不多以目前這個(gè)平均溫度存在了28億年，沒(méi)有證據(jù)表明地球上曾經(jīng)存在過(guò)全球范圍的冰凍期。

由此可見(jiàn)，上面的理論推算是不對(duì)的。這個(gè)理論和實(shí)際的不一致，被稱為“暗淡太陽(yáng)悖論”。

過(guò)去，對(duì)這一悖論的解釋有很多假說(shuō)。其中一個(gè)比較讓人信服的假說(shuō)認(rèn)為，當(dāng)時(shí)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(yáng)熱量。

那么，濃度這么高的二氧化碳是從哪里來(lái)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(lái)的。

月球幫地球保溫

至于為什么地球的早期火山活動(dòng)會(huì)那么活躍，這個(gè)問(wèn)題一直困擾著天文學(xué)家，但現(xiàn)在我們有了一個(gè)答案——月球。

當(dāng)月球和地球形成之時(shí)，地月距離只有2萬(wàn)千米，而現(xiàn)在兩者的平均距離是38萬(wàn)千米。那時(shí)地球的自轉(zhuǎn)速度也快得多，一天差不多只有3小時(shí)。

這兩個(gè)因素意味著兩個(gè)天體之間的引力作用會(huì)更強(qiáng)。說(shuō)到引力作用，這里要多說(shuō)一句。當(dāng)兩個(gè)天體距離足夠遠(yuǎn)的時(shí)候，我們可以把它們各自的形狀、大小忽略，近似地看作兩個(gè)理想的點(diǎn)。但是在考慮地球-月球這樣的系統(tǒng)時(shí)，它們的形狀和大小就不能忽略了。這樣一來(lái)，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(duì)月球的一側(cè)受到的引力要大于背對(duì)月球的一側(cè)受到的引力；受力不平衡的結(jié)果是，面對(duì)月球的一側(cè)拉扯背對(duì)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(duì)海水的運(yùn)動(dòng)有影響，對(duì)固體的地殼同樣也有影響。巖石在潮汐作用下，會(huì)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(yáng)系中就有一個(gè)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)?；鹕交顒?dòng)，帶給地球一個(gè)溫室氣體濃度更高的大氣層，使地球在太陽(yáng)能量不足的情況下，躲過(guò)了凍成一個(gè)雪球的命運(yùn)。

從這里我們?cè)俅慰吹搅擞钪嬷羞m合生命存在的條件的苛刻：地球雖然處于太陽(yáng)系的適宜居住帶上，但如果沒(méi)有月球這樣一顆衛(wèi)星，它在大部分時(shí)間里說(shuō)不定還是不適合生命居住的。這對(duì)于我們尋找外星生命，是一個(gè)重要啟示。