书城社会科学教师公文包-地理拾趣
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第3章 宇宙地球、趣谈(2)

在月球上看太阳东升西落,需要很长的时间。在月球上,太阳从东边升出“月平线”之后,要经过160多个钟头才能升至“中天”。从“中天”移至两边“月平线”落下,又需要160多个小时;再经过320多个小时的黑夜,才算一个“昼夜”。这就是说:地球上的一个昼夜是23小时56分4秒(“简化为”24小时);而月球上的“一昼夜”’则达27.32天(即“阴历”

的一个月)。

那么,月球上的“白昼”和“黑夜”的情景又是怎样的呢?

在月球上,没有空气,也没有任何形态的水,更没有风、云、雨、雪、雷、电等等天气变化,太阳“出来”后,由于没有大气的遮隔,白天看到的太阳喷吐着火焰,光芒万丈,远比地球上看到的太阳要明亮千百倍。由于没有空气和云层的阻隔(吸收和反射),月面的温度可达127℃,连月面上的石头都被烤得炙手!有趣的是:即使是在“白天”,在月球上往外看,你依然能清楚地看到布满在漆黑天空中的点点繁星和因“地相”变化而残缺不全的地球!

太阳刚一落下,夜幕立即笼罩月球——漫漫的“月球之夜”开始了。在月球上,黑夜长达2个星期左右。而且由于缺少大气和云层的保护(没有云层,故缺乏逆辐射),月面温度可以一直下降到—183℃。漆黑的夜空中,你可以看到一轮硕大无比的“明月”——反射着阳光的地球高悬天穹,“发出”耀眼的光芒,亮度比咱们在地球上所看到的月亮亮度大80倍!

月球,巨大的燃料库

日本百田教授认为,最快可于下世纪初,我们将在月球上开采到地球上不存在的氦—3矿藏,用于取代氚,从而使目前世界各地建造的实验性聚变反应堆可以攻克关键性难关,使其走向商用成为可能。

地球上并不存在天然的氦—3,作为核武器研究的副产品,美国每年生产大约20千克的氦—3,但仅一台实验性反应堆就需要至少40千克的氦—3。

月球上的钛矿中蕴藏着丰富的氦—3资源。月球表面的钛金属能吸收太阳风刮来的氦—3粒子。据估计,月球诞生至今的40亿年间,钛矿吸收了大约100万吨的氦—3,它们都蕴藏在月球表面低洼地区3米厚的表层中。

目前全世界每年的能源消费大约为1千万兆瓦,而据联合国1990年公布的数字,到2050年时这一数字会骤增至3千万兆瓦。百田教授认为,每年从月球上开采1500吨氦—3,就能满足世界范围内对能源的需求。按上述开采量推算,月球上的氦—3可够地球上使用700年。

那么700年后呢百田教授认为不用担心,“木星和土星上的氦—3几乎是取之不尽用之不竭的。”

人类为何要再登月球

月面观测清晰无比重返月球对于天文学界来说是个极好的机会。从地震的角度而言,月震仅是地球的百分之一。这就是说,在月面建立光学天文望远镜观测网,其观测清晰度可以比哈勃太空望远镜高10万倍。月面光学天文望远镜观测网可以看清地球上的人穿的是什么衣服。这个观测网的更大作用是根据美国航天局提出的设想.在太阳系附近的星系中寻找大小类似地球、可供人居住的星球。

丰富能源运回地球月球的表层土壤中富含稀有的同位素氦—3,如果加以开发,可以安全地供地球上的热核聚变站使用。月球上的岩石,正如阿波罗飞船带回地球的月岩标本证明的那样,大多是含氧化合物。液氧是火箭发动机不可缺少的,它不是用作燃料而是用来点燃液氢。

月球的质量是地球的1/80,引力是地球的1/6。从月球把液氧运回地球供轨道飞船使用将极为便宜。从月球把货物运回地球所需的能源,仅是从地球把相同货物发射到地球上空数百英里轨道所需能源的3%。

月球旅行其乐无穷一旦价格便宜的月球旅行成为可能,可把老年人和残疾人送入对他们身体压力较少的低重力环境。

去月球旅行的人,在茫茫太空之中遥望地球,月球表面的环形山、凹坑、山谷、山脉可以使人置身于地球上找不到的旷野环境。在重力仅有地球1/6的环境中游泳、跳舞和开展球类比赛也是令人心旷神怡的活动。

月球有水证据确凿

美国一艘不载人的宇宙飞船克莱门蒂号,在月球南极附近的一座巨大环形山中发现了水冰,其冰层面积大如小型湖泊。

这一次克莱门蒂号用雷达信号探测月球上环形山深处时,发现了大面积的冰层。科学家们已经得出肯定的结论,这一次发现的冰层是冰冻的水,而不是结冰的其他液体或气体。

肯定月球上有水,对人类移居月球意义重大。有了水,可以在月球上种植粮食和植物,制造空气和燃料。不再考虑用宇宙飞船从地球上运去大量的水,从而可省却运水的巨额费用。

该飞船是在1995年初升空的,数月后得到了月球有水冰的信息,但直到最近,科学家们才一致认为月球环形山地表深处存在的是冰冻的水。

科学家们认为,月球上的水可能来自彗星。36亿年前,一颗彗星撞向了月球,彗星的大量水滴残留于环形山的底部。由十月球南面总是漆黑一片,环形山区的温度为—230℃,所以大量的水就以冰的形式积聚下来。

气候变化与月球有关

过去曾有报道,月圆(天文学上称为满月)会导致精神病发作,犯罪率上升,受孕比例提高等等,研究月球的科学家最近发现,这些传说都没有科学根据,但满月倒确实与地球的气候有关。

甚至早在牛顿解释万有引力之前,人们就注意到,月亮的圆缺(天文学称为月相)与潮汐的涨退有关,后来,人们还发现,月球使地球坚硬的外壳轻微变形,然而科学家们指出,鲜为人知的是,月球有影响大气潮的能力,大气潮是大气中类似海洋潮汐的运动。它由万有引力或一日间的温度变化所引起。科学家说,大气潮在某种程度上与月相惊人地同步影响着云层的厚薄、下雨与否,甚至与飓风的形成有关。

美国研究人员在研究卫星资料时还发现,在满月时,接近地球的那四英里大气层的温度上升几百分之一度。虽然这种温度变化不足以令人们增减衣服,但这足以显示,地球的气候变化与月球有关。

月亮以两种方式提高大气层的温度,首先,月球表面受到太阳照射而发热,然后把热能反射到地球。这种热能是我们直接接受的太阳热能的十万分之一。而这种热能可能接着由第二种机制补充——那就是满月在晚上向地球反射阳光。

月亮对天气的影响甚至涉及更精细的机制。满月期间雷暴雨的增加可能是满月导致地球磁场失真所致。因为,这种失真可能影响大气层的电子性能。

人类对月球的新认识

去年美国“克莱门汀”号无人驾驶宇宙飞船对月球进行了地貌测绘,并对其矿物构成和引力分布进行了分析,得到了关于月球的最新探测数据。——其一,与早先月球在30亿年间未有重大变化的观点相反,月球南极地区一处盆地内在较近的时期内还有过熔岩流动的现象,所以,月球上最近的火山活动是在10亿年前。——其二,飞船以11种可见光线和红外线对月球表面进行的探测显示,月球地壳的厚度以及地表的硬度差别极大。在其最深谷地所处的南极地区,盆地的周围也点缀着多个高峰,或许只有一个以极小角度撞击月球的庞大天体才能形成如此大反差的地貌。——其三,靠近月球南极有一处巨大的深陷凹地,与月球的自转轴线成一小角度,在凹地边缘的阴影下常年能够躲避阳光的照射。在此环境下,即使液态水在月球上无法存在,以冰的形式存在的固态水也有可能在低温条件下逐个分子地积累起来。——其四,月球上一处环形山非常年轻,其边缘的尘土才开始转成红色,科学家猜测,这发生在欧洲中世纪时期的是一颗小行星或彗星撞击月球的结果。——其五,正像早先观测得到的结果那样,月球上确实有着一处巨大的环形山,其跨度相当于美国东海岸至接近西海岸的落基山脉之间的距离。对于月球以及地球的形成过程,科学家目前还坚持原有的观点,即几十亿年前曾有一个火星大小的天体曾经撞击当时的地球,使它演变成了目前的状况。与此同时,撞击使相当部分地球物质进入到空间中,由这些材料“浓缩”成了拥有岩石结构的月球。按照这一理论推测,经历了辐射物质衰变能量驱动下长达约10亿年的火山活跃期之后,月球的温度应该逐渐降低并达到平均分布,而月球地貌也应该变得“光滑”,类似于一个完美的球体。

地球概貌揽胜

地球是人类的家园,我们应该了解地球、热爱地球。在九大行星中,只有地球上有生物。这与地球距离太阳的远近关系十分密切。因为地球具有介于0℃—100℃之间的温度,这是水能在液体状态下存在的温度范围。其次,地球具有适合生物呼吸的大气。有的行星表层虽有大气,但缺少生物呼吸需要的氧气。

地球有两种运动:绕日公转及绕轴自转运动都与人类关系密切。首先,地球自转产生了昼夜更替现象。其次,由于自转,地球上不同经度的地方,有不同的地方时,地方时相差一小时。第三,地球水平运动的方向产生偏向。第四,自转使地球成为略扁的旋转椭球体。

由于黄赤交角的存在,地球公转引起正午太阳高度、昼夜长短的周年变化,从而产生四季的更替。

地球年龄探奇

地球究竟有多大年龄?它的年龄从什么时候计算起?经过无数科学家从神奇臆测到科学论证,今天,人们才逐步揭开地球年龄之谜。

地壳里的矿物、岩石自形成之日起,就含有放射性同位素。我们知道放射性元素的衰变速度是很稳定的,不受任何环境变化的影响,所以可应用放射性元素来测定年代。铀235,衰变后的最终产物为铅。每年大约有74分之1亿的铀235衰变为铅。这样,我们可以根据矿物中现在含有多少铀和铅计算出岩石的年龄。用这种方法测出的年龄,在地质学上称为同位素年龄,也叫绝对年龄。

根据多种放射元素的测定,知道地球上许多地方的岩石,年龄为30亿年左右。我国河北迁西、遵化一带的变质岩,年龄有35亿年。个别地区,例如:南美圭亚那的正角内石的年龄为413亿年,西伯利亚东部阿尔丹地区基性正结晶片岩的绝对年龄竟达452亿年。地壳的年龄不等于地球的年龄。因为在形成地壳以前,地壳还要经过一段表面处于溶解状态的时期,估计地球年龄为46亿年。

现在一般人都同意地球年龄为46亿年。特别是“阿波罗”号从月球取回的月岩标本,年龄也为45—46亿年,科学家们更坚信地球已有46亿岁了。但在茫茫的宇宙之中,比地球年龄大的星球还多着呢!可称得上是地球的老大哥。也有比地球还年轻的星球,因此,今日的地球年龄好像人的壮年期。正处在朝气蓬勃充满活力的时期。

天有多高地有多厚

在日常生活中,“天高地厚”是一个常用的成语。人们会用不知“天高地厚”来比喻不知道事情的严重、艰巨,形容人不懂事。

那么,天到底有多高,地究竟有多厚呢?

我们都知道,地球是一个圆球,它围绕太阳运转,是太阳系的一颗行星。通常所说的天,是指包围地球的大气层和大气层以外到太阳的距离。太阳系以外的宇宙是无边无际的太空,我们就无法计算了。地球与太阳的距离在14710万公里到15210万公里之间。冬天离太阳近,1月3日前后,我们北半球离太阳最近;夏天离太阳远,7月4日前后,我们北半球离太阳最远。所以,天的高度冬夏天不一样,总的说来,在15亿公里左右。

地有多厚呢?有一句诗这样写:坐地日行八万里。就是说,地球的一圈是4万公里左右。圆的直径与周长的关系是一比三点一四,用4除以314得12万多公里,这就是地厚了。

科学家们根据地球的构造,把地球分为地壳、地幔和地核三个部分。

地球最表面的一层叫地壳,包括地表的土壤,土壤下的岩石圈,一共只有十几公里厚。地壳下面是地幔,有将近3000公里厚。最里面是地核,半径有3400公里左右。把以上三个数字加到一块儿,就是地球的半径,再乘以2,就是地球的直径,即地厚了。

地球生命,雌雄之分何时起

大约在距今十八九亿年前,随着地球内外环境的不断变化,大气开始有了氧气,一种需氧代谢的真核细胞随之在地球上诞生。到了距今大约6亿年多前的元古宙末,即晚前寒武纪,真正具备超原始性生殖能力的多细胞原植体生物,终于随着原始生命的总体进化而诞生,并在浅海环境中迅速达到了一种非常繁荣的程度,地球生命开始跨入了一个“种群爆炸”的新时代。生物的自身结构越来越趋向于复杂化、多样化;很多种生物个体不断脱离细胞式的“微观世界”,向宏观体积的方向迈进;生物之间的各种食物链不断组成、扩大,并保持至今……可是,我们的地球终于形成了今天所看到的拥有万千生物、充满生机与活力的模样。

地球上的八次奇变

第一次奇变:出现生命。这次奇变是在19亿年前,地球上出现生命。科学家在一块19亿年前形成的岩石中发现了植物含有的木质素和纤维素,表明地球已有生命存生。

第二次奇变:出现昆虫。这次奇变是在4.8亿年前,地球上出现了1厘米长的小昆虫。它是由日本生物学家在本州岛山脉中最古老的有机化石残片里发现的。

第三次奇变:出现恐龙。这次奇变是在2.25亿年前,地球上出现恐龙。美国古生物学家在亚利桑那沙漠发现这个恐龙化石。

第四次奇变:出现猿人。这次奇变是在400万年前,地球上出现猿人。埃塞俄比亚的阿瓦什河岸有一具距今400万年的古尸,经鉴定是一具猿人尸体。

第五次奇变:出现石器工具。这次奇变是在200万年前,人类已会制造和使用石器工具。考古学家在埃塞俄比亚东北沙漠地区发现一批原始石制工具。

第六次奇变:出现直立人。这次奇变是在160万年前,出现了直立人。这是在肯尼亚北部图尔卡纳湖两岸发现的。经鉴定,这具骨骼化石是一个12岁的男孩,身高与现代人一样。

第七次奇变:出现原始村落。这次奇变是在1.5万年前,出现了原始村落。在俄罗斯波加尔斯克地区发现了极其珍贵的原始村落遗址。

第八次奇变:出现象形文字。这次奇变是在7000年前,在埃及尼罗河三角洲地区的墓壁上残留着绘画,墓内有陶器,上面镌刻有象形文字。

地球到底能养活多少人

地球的承载能力与人口的增长速度有直接关系。按照九十年代初的人口出生率计算,到2050年,人口将增加到220亿左右。到2150年时,全球人口将达6942亿多,为目前人口的125倍多。每平方英里土地上将有12100人,即每平方英里地球表面(包括海洋在内)上有3500人。

第一个“称”地球的人