亿万年来,月亮就是地球的忠实伴侣,伴随地球共同经历了荒古的演化过程;它抵御了很多小天体对地球的攻击,虽然它的表面被砸得千疮百孔,但毕竟保护了我们的地球;月球还使地球产生了汹涌澎湃的潮汐,增添了地球的活力;月球还把它圣洁的光辉洒遍了地球的各个角落。
因此,让我们来设想一下,假如没有月亮,地球会怎样?有两个月亮呢?如果目前的月亮逆方向旋转又会怎样?或者干脆把地球变成月亮的卫星又会怎样?……
如果地球没有月亮
如果想要知道没了月球地球会怎样,我们就要先看看当初它是怎么来的。
在大约45亿年前,一个跟火星大小差不多的行星天体撞上了地球(这个天体被命名为忒伊亚,即希腊神话中月神的母亲),剧烈的撞击让不但粉碎了忒伊亚,也让地球受伤不轻。碰撞产生的一部分碎片,飞上了绕地轨道,在自身引力作用下聚集在一起形成了月球。忒伊亚的其他部分被地球吸收,让地球的质量增加了10%。如果这次撞击从未发生过,地球的质量就会小一些,地球重力减小,那么我们每个人的体重都变轻了些。
月球的潮汐力拖慢了地球的自转,让地球自转一周的时间从最早的8小时延长到现在的24小时。如果没有月球的话,在太阳单独作用下,地球自转速度仍然会很快,现在的一昼夜大概还只有12小时。
如果没有月球,生命出现的可能会晚一些。月球新生时距离地球只有现在的1/10,类似于通讯卫星的高度,所以那时月球引力所制造的海潮要比现在高1000倍。巨大的海潮不断冲刷陆地,把矿物质带回海洋,让海水成为了富含营养物质的“原始汤”,为生命诞生预备好了摇篮。
此后,由于潮汐力的拉扯作用,月球每年都从地球上吸取一点自转能量,并利用这能量使自己在轨道上远离地球3.8厘米。随着时间的推移,月球越走越远,今天已经离开我们38万公里之遥。月球对地球的影响依然巨大。没了月球,地球上的夜晚一片漆黑,不会有动物在夜晚趁着月色捕猎了;没了月球,也就没了海洋的潮汐效应,不会有动物在退潮留下的水坑中觅食了。
还有一点,如果没了月球帮忙,地球的自转轴很可能越来越倾斜,最终可能会像天王星一样躺在公转轨道上。这样一年里,阳光会从地球的一极照射到另一极,在这样的世界中所有生物恐怕就得随着阳光迁徙了。
两个月亮爬上来
太阳系中的好几个行星都拥有多个卫星,而地球只有月球这一个。虽然忒伊亚的撞击在理论上可能暂时制造出两个月球,由于两个月球之间距离太近,过不多久,它们就会在引力的作用下发生碰撞而合二为一了。
地球唯一获得第二个月球的方法就是俘获某颗路过的天体。假设这个月球2号和月球大小相同,轨道平面和方向也一样,只是到地球的距离是月球的一半,我们在地球上看月球2号,有月球的两个大,亮度也是月球的4倍,而且绕地球一周仅需要10天。陆上的居民将欣赏到极为壮观的月色,当两个满月升上天空时,即使身处深夜也可以在户外毫无费力的读书。
在地球和月球引力的双重按摩下,月球2号内部将会一直处于熔融状态,熔岩会通过火山和裂缝喷出。在地球上就可以看到月球2号上壮观的熔岩裂隙,而有些岩浆甚至会飞溅到地球上来,洒下一串串流星。
但两个月球命中注定不能相容。在潮汐力的作用下,它们都在远离地球而去,但月球2号的速度要更快一些。在15亿年后它会最终追上月球,发生灾难性的碰撞,它们相撞的碎片会雨点般落到地球上,造成新一轮的物种大灭绝。
开倒车的月球
月球绕地球的运动方向有没有可能和地球自转方向相反呢?通过撞击是不可能产生倒转的月球的,如果当初忒伊亚携带的动能大到可以让撞击后飞溅出的月球倒着转,那地球也就保不住了。
根据科学家的计算,只有当某颗小天体迎面路过地球、被地球俘获时,一个反向旋转的月亮才可能会出现,这种情况虽然很难出现但并非绝无可能。假设这样诞生的月球,除了转动方向相反之外,和现实中的月球完全一样,那么,在复杂的引力作用下,倒转的月球会越来越靠近地球,旋转速度也越来越快,轨道也越来越扁。而在这样一个开倒车月球的反向拉拽下,地球的自转则会越来越慢,最后甚至完全停止然后倒过来。
当地球的自转陷于停顿时,一天的长度变成了一年,地球被太阳照射的一面会陷入极端高热而另一面则坠入了冰窖。不过这个地球放慢脚步的过程要缓慢持续数十亿年,因此,动物应该有足够的时间进化出的迁徙的习性来。它们可能会生活在阳光照射的边界线上,在这里太阳总是挂在地平线上。
在这之后,当地球自转方向翻转过来,太阳开始西升东落。随着月球越来越靠近,海岸线将会被高达3千米的大潮侵蚀的支离破碎。最终,月球靠得如此之近,以至于被地球的潮汐力撕成碎片,形成一条飞行在地面上空4500千米的圆环。一部分碎片落向地面,引发地球环境的巨大变化,可能会导致全球性的生物大灭绝。
假如地球变成卫星
如果地球是电影《阿凡达》中的潘多拉那样的一颗卫星的话呢?假设让地球围绕着一个类似海王星大小的行星运转,并把这个假设中“海王星-地球”系统放在同现实中的地月系统相同的轨道位置,会发生什么结果呢?由于地球公转速度总是比自转速度慢很多,那么快速自转的地球总会被“海王星”的引力向后拖拽着,自转速度会不断减慢,直到和公转完全同步,地球的一面将永远向着“海王星”。如果卫星地球到“海王星”的距离也像地月距离那样是38万千米,那么最终地球的一天和一年的时间都会是相同的100小时,在地球上看到的“海王星”极为壮观,直径将相当于18个月亮。
如果你生活在面向“海王星”一面的中心地区,“海王星”将正好悬在你头顶。太阳升起的时候,“海王星”也有一半会被照亮,然后逐渐缩成一弯月牙,在正午左右完全把太阳遮住,此时在漆黑的天空中可以清楚地看到闪烁的群星。之后“海王星”又会从月牙逐渐长大,并在午夜成为一轮“满星”,它要比满月明亮2800倍,将地面照得亮如白昼。在这里实际上有两段白昼,居民将会感受到完全不同于地球的特殊昼夜变化,也会产生截然不同的生物钟节律。
虽然景色壮观,但卫星地球的环境对于生物来说是严苛的,漫长的白昼和寒夜会导致巨大的昼夜温差。更糟的是,“海王星”的巨大引力也会像磁石一样把小行星和彗星聚集过来,威胁地球的安全。
总之,我们可以这样无限设想下去,只要地球与月亮的关系稍微改变一下,我们的地球就会发生翻天覆地的变化,足见月球对地球的影响之深。