此刻,地球距离太阳约1.49197亿千米,为了方便叙述,人们通常把这个数字取整为约1.5亿千米。
看上去这是一个静止的距离,可事实并非如此。这颗蔚蓝色的星球其实一直处于运动之中,而它与太阳之间的距离,也在悄然地不断增加。造成这一现象的根本原因,是太阳因辐射而持续损失质量。
不过大可不必担心,地球并不会在短时间内远离太阳。
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2019年1月3日,地球运行到了当年距离太阳最近的位置,也就是天文学上所说的近日点。与前一年的近日点相比,这一年近日点上地球与太阳的距离大约多出了1.5厘米,而这个数值又比再前一年略大,如此逐年递增。
因此,尽管地球时时刻刻都在远离太阳,但这种远离的幅度极其微小,眼下并没有令人担忧之处。值得一提的是,天文学家还从更大的尺度上归纳出地球远离太阳的三重原因。
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第一重是宇宙膨胀:约140亿年前的大爆炸至今仍在延续,宇宙空间就像被不断充气的气球一样持续变大,天体之间的距离也随之被拉长。
第二重是太阳系自身的成长——太阳系已有大约46亿岁,在浩瀚宇宙中仍算年轻,其内部行星轨道会经历缓慢的动力学演化。
第三重才是最直接的一点,即太阳持续以辐射的形式抛洒质量,引力约束随之减弱,行星轨道自然向外微微推移。
当前,地球正处在一个恰到好处的位置上,既不过热也不过冷,正好落在所谓的"宜居带"内。然而,哪怕地球轨道发生极其微小的变化,也可能酿成一场灾难——当然,这里的"微小"是相对于整个太阳系的尺度而言。
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据首尔大学研究人员的分析,如果地球再稍稍远离太阳一些,它就将不再是人们所熟知的模样,会变得毫无生机,人类也将迅速走向灭亡。
反过来,如果地球更靠近太阳,冰川便会融化,海平面随之上升,陆地遭到淹没;而如果地球远离太阳,二氧化碳则会在两极凝结,形成厚厚的冰层,行星再也无法回暖,从此陷入永恒的冰河时代。那将是一种地狱般的境地,一种极度严寒的地狱。
另有研究者指出,无论出现上述哪种情形,地球表面的绝大多数生命都会消亡,人类也难逃厄运;但地表以下或深海之中的生命,仍有可能延续。
问题在于,地核会逐渐冷却,其自转速度也会随之减慢,磁场因而消失。
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而正是磁场在为地球抵御太阳风,一旦磁场失守,太阳风便会长驱直入,逐步剥离地球的大气层,地球终将变成一片荒芜,与水星或火星并无二致。
这样的推演并非危言耸听,就以2022年为例,北半球那个夏天几乎让人体会到了始新世—古新世交界时期的极端气候:北极热得能穿短袖,欧洲多条河流被晒得干涸见底,气温屡屡刷新历史纪录。
根据欧盟统计局的数据,欧洲那一轮炎热与干旱,是过去500年来最严重的一次。
这些迹象都在提醒人们,即便地球与太阳的距离只是极缓慢地变化,气候系统对能量分配的微调也可能极为敏感。谈及其他行星,不妨看看它们与太阳之间的距离,如此便能更清楚地推想:若地球远离太阳,究竟会是何种模样。
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距太阳最近的行星是水星,距离约为5800万千米;紧随其后的是金星,距离约为1.08亿千米;地球则是从太阳数起的第三颗行星,距离约为1.5亿千米。
再往外是火星,距离太阳约2.28亿千米,那里的生活恐怕难言愉快,天气预报员播报的想必都是漫长而单调的寒冷、干燥与沙尘。
再往深空走去,气候的严苛程度就成倍地增加。以天王星为例,那绝非愉快的经历。据美国国家航空航天局介绍,天王星的核心温度约为华氏9000度,这一数字看似惊人,但与其他行星相比却相当低——比如木星的核心温度高达华氏4.3万度。
然而,人们其实根本无法抵达那里,因为远在到达核心之前,飞船早已被巨大的压力碾成齑粉。而天王星大气层顶部的境况也好不到哪里去,那里的温度大约在华氏零下170度上下,风速可达每小时560米。
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天王星上的一天很短,只有17小时,但一年则要漫长得多,相当于地球上的84年。这种昼夜与年岁之间的巨大反差,本身就是远离太阳后光照与轨道尺度失衡的直观写照。
科学家认为,土星的部分卫星或许能够孕育生命,例如土卫六。它与地球相似,拥有大气层,很可能是距太阳约100万英里范围内最接近地球的天体。土卫六上有降雨、有海洋、有湖泊,还有作家所描述的"残酷的风暴"。
当然,两者之间的差异不少,其中最显著的一点在于大气成分:土卫六的大气由98%的氮气和2%的甲烷构成,而地球大气则约含78%的氮气和20%的氧气,其余由二氧化碳、氩气等气体组成。
因此,土卫六虽与地球相似,但正如某位科学家所形容的那样,它是"地球的一个扭曲版本"。
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另一位科学家谈及土卫六时表示:孕育生命所需的化学基本元素在其大气层中都能找到,但由于表面温度极低,加之缺乏液态水,土卫六的地表对于人类所熟知的生命而言仍是极为恶劣的环境。低温之说绝非戏言。
据美国国家航空航天局的数据,土卫六表面的平均温度约为华氏零下290度。它所接收的太阳光只相当于地球所获阳光的约1%左右,因而经常笼罩在漫长的黑暗之中。
倘若上司承诺次年给员工加薪,员工恐怕也难以喜形于色——因为土星连同其卫星土卫六绕太阳一周需要整整29个地球年。这也大致就是地球一旦真正远离太阳所要面对的景象:严酷的低温、稀薄的阳光、可能荡然无存的磁场,以及几乎必然消失的生命。
若地球被推离太阳达10亿英里之远,那将是怎样的图景,人们只能凭空想象。但毋庸赘言,在距离太阳10亿英里的位置上,几乎不存在任何适合生命的可能性。哪怕只是稍稍远离一些,情况也会迅速恶化。
因此,无需谈及10亿英里之外,人类当下所处的位置已是最为完美的所在,理应对地球在太阳系中这得天独厚的位置心怀感恩。
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既然地球正一点点远离太阳,为什么气温还在往上走?答案其实并不矛盾。
每年多出的那1.5厘米级别的距离,放在1.5亿千米的尺度上几乎可以忽略不计,太阳辐射到达地表的总量并没有因此明显减少。真正在短时间内改变地表温度的,是大气成分的变化——温室气体的堆积让本该逸散的热量被留在了近地层。
换句话说,宇宙膨胀、太阳系演化、太阳质量流失这三重远离机制,都是以亿年为单位在缓慢作用,几乎与人类的日常感受无关;而工业化以来短短两三百年间累积的碳排放,却已经足以在几代人时间里改写气候纪录,让欧洲遭遇500年一遇的酷暑、让北极出现短袖天。
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"地球会不会越来越热"这个问题,其实与"地球是否远离太阳"关系不大。真正决定人们脚下这颗行星未来温度走向的,是大气如何吸收和留住阳光。
地球在轨道上依旧位于那条恰到好处的宜居带里,能不能把这份得天独厚的运气保持下去,答案不写在遥远的星辰之间,而写在人类自己手里。
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