科學也可以如此靠近

當我們看金星時相當於看地球的過去,看火星時相當於看地球的將來

1月
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2019

2019年1月22日09時 生活小妙招放大招

生活小妙招放大招

金星和火星,跟地球一樣處於太陽系,繞著太陽轉,太陽系還有其他一些行星,然而為什麼科學家們老喜歡把金星和火星擺出來研究,對其他行星的研究興趣相對來說淡了許多?這是有原因的,除了這兩顆行星離地球相對較近以外,還因為金星和火星實在跟地球有太多的相似之處,所以不得不讓人產生聯想,既然地球上存在生命,那麼這兩顆行星跟地球如此相像,那麼一定很有可能存在生命。於是科學家們陸續對這兩顆行星做了一些研究,也發射了一些探測器,然而研究得出的結果是失望的,終於從理論和實際探測結果上,幾乎排除了金星上存在生命的可能,而火星上存在生命的可能性也非常的微弱,那麼這究竟是為什麼呢?

首先我們來看下金星,地球的直徑是12756千米,而金星是12103千米,金星的大小與地球幾乎一樣,金星相對於地球來說離太陽更近一點,但完全可以進化出更耐熱的生命來適應環境,那麼究竟為什麼金星上沒有產生生命呢?原因就是金星比地球的自轉速度慢太多太多了,金星的自轉周期是243天,也就是說要243天金星才會自轉一圈,而地球的自轉周期大家都知道,是24小時,每24小時地球就可以自轉一圈。地球由於自轉速度足夠快,所以可以通過旋轉使內部熱熔化了的鐵和鎳對流產生電流(類似於電池),而電流導致了磁場的產生,磁場的作用可不僅僅是讓我們拿出指南針時可以指示方向這麼簡單,磁場使地球上早期因彗核而帶來的水分子不至於流失到太空中去,還將太陽發射到地球的粒子流(太陽風)改變了方向,使其繞過了地球(兩極會碰到一些,就是美麗的極光),不至對地球的大氣層產生破壞。而水和大氣層是生命誕生和存活的必要條件,就是因為有了磁場對這二者的保護,地球上才成為了生命的搖籃。而金星由於自轉太慢,無法產生磁場,表面沒有水(可能內部會有一些早期水),大氣層也被破壞的嚴重(幾乎只剩下二氧化碳),生命也就無從誕生了。

那麼問題就來了,為什麼地球的自轉速度這麼快,而金星的這麼慢?其實起先地球和金星的自轉速度差不多,都是十分緩慢的,大約45億年前,一顆相當於地球一半大小的行星撞擊了地球,這個撞擊力非常大,而且角度恰到好處,正好擦著地球撞過來,所以把地球撞的旋轉了起來,其原理差不多就相當於用桌球拍削球,使球高速旋轉一樣。聽起來真的挺無厘頭的,但其實大到天體運行,小到我們生活中的球類運動,都是一樣的力學定律在發生作用。就是這麼個本來有可能導致地球滅亡的意外,卻反而讓地球產生了磁場,從而獲得了生機,有時也真的覺得冥冥中似有天意。

那麼火星呢?火星約是地球的一半大小,自轉速度卻跟地球幾乎一樣,大約24.6小時自轉一圈,那麼火星上為什麼沒有生命的存在?其實火星上不是沒有生命存在過,而是現在存在生命的可能性非常微弱了,這個說起來話就比較長了。火星比地球更早碰到了類似的行星撞擊,所以獲得了跟地球類似的旋轉速度,撞擊還產生了高溫,使火星溫度由外到內越來越高,最內核有著極高的溫度(地球內核也一樣,也是由於撞擊獲得的高溫),而旋轉使得大量金屬元素和放射性元素沉積在內部,被高溫融化後,形成一種熔融流動的「金屬水」狀態。這種熔融的「金屬水」旋轉起來後,使鐵和鎳產生對流,從而形成電流,產生了磁場,地球是如此,火星也是如此。可是為什麼現在的火星磁場這麼弱呢,檢測到的數據表明大概只有地球磁場的

0.1%~0.2%。那是因為星球內部初期由於撞擊獲得的高溫,後期需要靠早先沉積在內部的放射性元素如鈾-235、釷-232的衰變來維持,而火星由於比地球更早受到撞擊,所以其內部也比地球維持了更長時間的高溫,也消耗了更多的放射性元素。現在火星內部的放射性元素幾乎已經消耗殆盡,內部慢慢冷卻,產生熔融的金屬水較少,電流也變小了,所以磁場也只剩這麼點了,生命存活的可能性也微乎其微了。

所以其實我們可以想像,不知道多少億年前,在早先火星內核還沒冷卻的時候,火星上是有大量的水(現在只有少量)和正常的大氣層(現在大氣層密度很低)的,當時很有可能存在著生命。可隨著內核的漸漸冷卻,火星的磁場漸漸變弱,再也無法保護火星免受太陽風的肆掠,大氣層密度越來越低,而火星上的水分子,也不斷的流失到太空中去,導致水含量越來越少,火星變得越來越不適宜生命存活,那麼如果當時存在有火星人的話,他們只有兩個下場,一個是文明進化程度較高了,可以離開火星,可能那時地球還沒發生行星撞擊,所以他們到了其他星球生活,也許還在太陽系內,也許離開了太陽系;另一個是可能還處於比較落後的狀態,所以火星人跟火星上的其他生命一樣直接就滅亡了。不過也有人提出第三種可能:也許火星上還會有部分生命進化,轉到了地下,來躲避太陽風,靠著微量的水存活,這也說不定,這就有耐於科學家們的繼續探索了。地球內部的放射性元素也會有因衰變而消耗完的那一天,到時也會跟火星一樣,內核冷卻,磁場消失,生命不再存在,當然大家無需當心,這至少也是幾億年後才會發生的事了。

現在大家都知道了,金星和火星,真的是非常有趣的兩個星球。金星還沒有發生撞擊,因此當我們看著金星時,相當於看著還沒被撞擊前的地球,也就是地球的過去;而火星因撞擊產生的高溫已經冷卻,將來地球內部也會像火星內部一樣冷卻,成為第二個火星,因此看著火星時,相當於看著地球的將來。


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