2.4 星体影响和撞击事件
太阳系的结构包括了不同类型星体的复杂轨道系统,它们总体上受到中心天体(太阳)引力场控制并绕其公转,实际上,其他星体反过来对中心天体及其相互之间也都存在引力影响。例如太阳活动周期性的成因与大行星对太阳的引潮力可能有关。不同星体对地球的综合引力影响,可使地球轨道参数发生周期性变化。九大行星在太阳系内的相互位置也经常调整。太阳系内有的小天体受到较大行星的引力影响,可能突然偏离原有轨道,导致星体间的猛烈碰撞。
(1)米兰科维奇轨道参数
相邻大行星对地球轨道的微弱摄动,可以使地球轨道扁心率和地轴斜度(黄赤交角)发生周期性变化。现在已知偏心率(e)在500万年内可发生自0.0005~0.0607范围的变化(现为0.0167),变化周期为10万年左右和40万年左右。e值改变引起地球上日照量的季节变化可达30%,对地球表面温度有重要影响。地轴斜度(ε)在百万年内变化的范围为22°02′~24°30′(现在是23°26′21″),变化周期约4万年。ε值越大,一年中冬夏差异越大,对极区冰盖的发育有很大影响。岁差(p)周期约2万年左右,对赤道带的气候影响较大(图1-20)。南斯拉夫学者米兰科维奇(M.Milanko-vich,1920)首先研究三个轨道要素变化和第四纪冰川成因的关系,并得出“轨道要素变化周期导致地球的夏季半年日照量减少是冰期形成主要因素”的结论。米兰科维奇的上述假说提出后,学术界一直存在争论。直到20世纪70年代获得大量地质记录中古气候变化研究成果提供的有力支持后,才成为广泛承认的米兰科维奇学说。
(2)彗木撞击及启示
北京时间1994年7月17日晨4时15分至22日16时期间,根据事先准确的预报(1993年5月作出,提前不到1年2个月),人类第一次抓住这次千年难逢机会,亲自目睹了宇宙间彗星与木星的猛烈撞击过程。通过全世界天文台的联合行动,利用先进仪器设备收集到大量第一手资料,对于星体撞击发生的能量和形成的物理、化学现象作出了定量估算,是天文学研究史上的一项重大进展,对于地球科学研究也极富启迪意义。
1993年3月中旬,日本、智利和美国都有人开始见到天空中新出现的这个不速之客,但只有天文学家苏梅克夫妇(E.Shoemaker和C.Shoemaker)和业余天文学家利维(D.Levy)这个研究集体及时予以重视,提出可能是一颗新出现的彗星,并通过E-mail进行国际学术联系。很快得到美国国立天文台等的观测证实,并按发现者名字命名为苏梅克-利维9号彗星(SL9)。因此可见,对新事物的敏锐性和及时运用现代通讯手段是获得科学上重大突破的必要条件。
SL9原来是一颗直径约10km、质量约5×1011t的彗星(脏雪球),由于过分接近巨大的木星,被它捕获并撕裂,当发生撞击时已经是一组由22个较大碎块组成的“彗星列车”,首尾长达500km。因此实际上的撞击作用呈连珠炮式在近130小时内连续进行。总共释放的能量相当于20亿颗广岛原子弹爆炸,平均每秒钟达4200颗。其中,最大的碎块G(第七次撞击)直径估计不小于3.5km,撞击时相当于3亿颗原子弹同时爆发,瞬间温度超过30000~50000℃,烈焰升腾到1600km高度,爆炸范围达到2200km高空,形成的撞击点相当于地球的80%面积。撞击产生的红外辐射十分强烈,连专门在夏威夷天文台观察撞击事件的红外望远镜都不得不把镜面2/3挡起来。其威力超出科学家的预料。
这次彗木撞击事件在全世界各界人士中都引起强烈反响,人们更加关切地球的安全问题了。除轨道变化不定的彗星外,近地小行星由于存在与地球轨道的交叉,发生撞击的可能性也不能排除,只是机率很小。例如,天文学家已经算出一颗名为斯威夫特-塔特尔(SwiftTuttle)的彗星,在2126年8月21日与地球相撞的概率为百万分之一。国际天文学联合会(IAU)已成立一个包括中国天文学家在内的16人工作小组,开展预警研究。
(3)科学预警与迷信邪说
九大行星绕日公转时相互间一般相当分散,有时会出现相对集中于太阳某一侧面视角近100°范围内的情况,称为九星联珠。这种现象在1982年3~5月曾经出现,据预报,2357年将再度发生。九星联珠可能因星体间力距(非引力)效应的调整对地球不同圈层的运动规律和相互关系产生一些异常影响,有时与地球上的某些天灾、人祸在时间上存在耦合关系,值得进一步研究。
法国医生和预言家诺查丹玛斯(M.Nostradamus)在四百多年前完成的预言长诗《诸世纪(Tes siecles)》(1558)中,曾提出“1999年7月,恐怖魔王从天而降,为使盎格鲁莫尔(古代法语词典中指中世纪杀人放火强盗)王复活,这期间,玛尔斯(Mars)战神以幸福名义主宰世界”,认为到那时由于某种可怕的原因,人类几乎会灭亡殆尽。国际上有人据此宣扬,1999年8月18日九大行星排列成一个“大十字架形”的凶险天文现象时,20世纪末是“地球末日”和“人类大劫难来临”。无独有偶,国内也出现“地球大爆炸”即将来临的危言耸听邪说。但大多数学者和有科学知识的人们都知晓,太阳和地球的关系在50亿年内不会发生根本性变化,世纪之交的局部灾难不会引起地球和人类灭亡。
本文标题:地球在太阳系中的运动-宇宙中的行星地球(4)
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