月球从一开始就是人类文化的一个内在组成部分。自从第一批人类开始在洞穴中进行艺术创作以来,月亮就已经是他们绘画中的一个特殊元素。它今天对我们来说仍然很特别。作为我们最亲密的宇宙伙伴,人类在许多方面与月球分享了数千年的进化。
但我们通常不会停下来想一想如果月球从未陪伴我们会发生什么。如果月球从未存在过或者今天消失了怎么办?我们可以期望地球上的事物保持不变吗?
事实上,我们即将看到,如果没有这样一块尘土飞扬的岩石围绕我们运行,或许我们也无法在地球生存。
10地球的季节会变得疯狂
当地球围绕太阳旋转时,它也围绕自己的轴旋转,结果证明它是倾斜的。目前,地球的自转轴倾斜了大约23.4度,这个值在一年中不会改变。
因此,在一年中的某个时候,北半球比南半球更朝向太阳。六个月后,当地球在其围绕太阳运行的轨道的另一侧时,南半球现在是面向恒星的。通过这种方式,地球的两个半球在我们所知的一年四季中,根据一年中的时间接收不同数量的阳光和热量。
地球在其轴上倾斜的原因可以追溯到45亿年前的形成。当早期版本的地球与另一个行星体相撞时,它的自转轴急剧倾斜。然后,月亮的吸引力使这种倾向稳定在当前的倾向上,在数千年的时间里出现了小幅波动。
那么,如果月球不存在会发生什么呢?
一些专家认为地球会比现在多倾斜85度。其他人则更为温和,并假设这种倾斜度可能高达20度。无论哪种方式,地球的轴都会倾斜得如此之大,以至于两极都会暴露在太阳下,融化它们的冰盖并引发极端的气候变化。事实上,地球轴心倾角仅改变一度就足以导致冰河时代。
9海洋会沉没
月球对地球产生的最著名影响之一是海洋潮汐。与太阳一起,月亮负责每天数次升高和降低我们的海平面。当月球围绕地球旋转时,前者的引力将海洋拉向它,从而产生高潮。
从本质上讲,越靠近月球,潮汐越高。要了解月球在海洋上的力量,低潮和高潮之间的最大高度差可能高达16米(52英尺)。
如果月球不在那里造成这种影响,海洋潮汐将显着减少。仍然会有潮汐,因为太阳的引力也会对地球的水产生影响,尽管它的吸引力小于月球的吸引力。
简而言之,潮汐将减少到目前规模的三分之一,海洋将变得更加平静。海平面也会受到影响。如果没有月球的引力,海水将在整个地球表面重新均匀分布。因此,两极的海平面将急剧上升。
8告别任何其他月亮
地球的引力影响我们的航天器绕地球运行的高度。出于这个原因,一些低轨道上的结构——例如国际空间站——必须在其运行过程中定期进行修正,以避免掉入地球大气层。
然而,太空中有一些点在地球引力和月球引力之间有着完美的平衡。这些点内的任何东西都将相对于两个天体保持相对静止。地球和月球都无法吸引物体,直到它落到它们的任何一个表面上。这些是拉格朗日点。
年,匈牙利天文学家发现,在其中两个点——L4和L5——有巨大的行星际尘埃云围绕地球运行,其大小比我们的星球大九倍。此外,另一项研究表明,拉格朗日点可以暂时捕获小型小行星,这些小行星在恢复旅行之前成为地球的临时“迷你卫星”。
如果没有月球,与地球共享的拉格朗日点也会消失。被困在那里的尘埃云会散开,最终与地球相交或被太阳风和其他行星的引力吹走。就小行星而言,月球的缺失将使这些天体继续以不变的轨迹穿越外层空间,直到撞击到更大的天体——也许是我们自己的世界。
7一天只有4个小时
使我们的星球如此宜居的原因之一是它的自转时间。目前,地球每24小时完成一圈——具体来说,23小时56分钟。这使得地球拥有宜人的气候,因为它的所有表面都有足够的时间根据当下的情况进行加热和冷却。但情况并非总是如此。科学家们现在确信,数百万年前地球的日子要短得多。
当地球和月球在45亿年前形成时,地球旋转得如此之快,以至于一天只持续了四个小时。[4]在恐龙漫游地球的时候,一天已经持续了23个小时。年6月30日,世界各地的时钟必须在00:00前多标记一秒,以跟上更长的日子。
造成这种延迟的原因不亚于,你猜对了,是月球。碰巧的是,月球的引力对地球本身施加了摩擦力,每年就会使地球的自转速度减慢两毫秒。随着月球以每年3.82厘米(1.5英寸)的速度不断远离地球,我们的世界会失去自转能量并减慢自转速度。
如果月球从一开始就没有存在,我们可以预计白天会比现在短几个小时。如果月亮现在消失,那么白天将几乎保持不变,大约为24小时。但是,如果一切都保持至今为止,那么在大约1.8亿年之后,白天将持续25个小时。
6忘掉板块构造
至此,我们已经清楚月球的引力对地球的自然过程产生了巨大的影响。例如,我们看到月球引起海洋潮汐。但是月球在我们的世界上是如此强大,以至于它也会在坚实的地面上产生潮汐——我们称之为地球潮汐。
地球潮汐是地壳相对高度的波动,其频率与海洋潮汐的频率相似。随着月球不断拉动地球表面,我们脚下的地面在一天中的某个特定时间可以上升30厘米(12英寸)。这是由于地壳的弹性造成的,地壳具有裂缝,允许大型陆地(构造板块)移动。
说到构造板块,如果没有月亮,它们会怎样?
人们相信月球起源于地球在一次行星际碰撞中失去了大部分原始地壳。如果月球从未形成,那么所有地壳都会留在地球上,填补今天海洋所在的空隙。
地球不会有构造板块,因为它们没有空间可以移动。此外,地球表面将由一个整体构成,这将阻止形成山脉所需的过程。没错。除了一些分散的火山外,我们的星球上不会有山脉。假设地球上还有一些海洋,水将覆盖地球的整个表面。
一些研究表明,地球潮汐与小地震的发生有关。当月球引力引起的地壳应力较高时,就有可能发生弱地震。所以,如果今天月球消失,地球潮汐大大减少,这种震动的频率也会减少。
5我们将失去抵御不需要的太空岩石的盾牌
今天,我们知道地球被小流星体以比以前认为的更高的频率轰击。在过去的2.9亿年里,流星撞击地球的次数增加了两倍,每天有33吨太空碎片落入地球。由于它们的大小,这些岩石中的大多数在地球大气层中完全燃烧。然而,如果没有月球的存在,撞击率可能会高得多,使地球成为一个相当敌对的地方。
月球的直径将近3,公里(2,英里)——大约是地球直径的27%。由于其巨大的尺寸,月球在宇宙逆境中起到了保护地球的作用。
在这颗行星的早期,月球将大部分在太阳系这一区域游荡的行星际碎片和小行星吸引到自己身上。如果我们的天然伴侣不存在,地球附近就会像一个雷区,对于生命的发展来说太危险了。
即使在今天,月球仍然像一个小盾牌,保护我们免受流星撞击。研究表明,月球的引力有助于防止小行星与地球的碰撞比它造成的要多。
那是多少?
嗯,就在年到年之间,美国宇航局在月球表面检测到了多次撞击。这意味着在没有月球的情况下,数百个这样的天体最终可能会撞击我们。因此,从这个意义上说,很难想象没有月球的地球。
4没有月亮,没有*金
金、铂、钯、铱。事实证明,这些金属元素对我们的文明极其宝贵。我们已经将它们用于各种发明——从汽车和宇宙飞船到电子产品和珠宝。但同样,如果没有月球,我们很可能不会拥有这样的材料。
为什么?
要理解它,我们必须更深入地了解有关月球形成的事实。大约45亿年前,一块火星大小的岩石——科学家们称之为Theia——直接撞击了早期地球炽热的熔融表面。
忒伊亚的外层和部分地球地幔都被喷射到太空中,在地球轨道上聚集形成月球。然而,忒伊亚的核心留在地球上,构成忒伊亚的金属成为我们星球的一部分。
如果月球从未形成,地幔中贵金属的浓度会低得多。碰巧的是,像金和铂这样的金属往往会被铁所吸引。起初,在像地球这样的熔融行星上,这些金属会沉没,直到到达铁核。一旦核心开始冷却,他们就会永远被困在那里。
但是由于行星间撞击后月球的形成,大量的金属元素分散在地球的地幔中。他们在那里等待,直到地震活动将他们拖到地表和我们身边。
3地球的磁场将永远关闭
地球磁场(又名磁层)对于这个星球上生命的发展至关重要。这种磁泡环绕地球并不断保护它免受太阳风的影响,太阳风是一种来自太阳的带电粒子流,具有破坏大气层的能力。但是磁层也保护我们,因为它可以防止生命受到有害的宇宙和太阳辐射的轰击。
磁层的存在是由于地球发电机的存在,它是地球铁水核心的旋转运动。内部磁性金属的这种运动导致磁层保持强大。
由于月球对地球施加的潮汐力,地球发电机的存在。当月球以其引力压平和拉伸地球的内层时,就会产生足够的能量来保持地球核心的温度和运动。
如果我们没有月球和它的自转能量交换,地球的核心就会停止运动,然后就会凝固。随着地球发电机的消失,行星的磁层将消失,让太阳风完全吞噬大气。没有大气层,地球表面的每个水库都会蒸发,太阳辐射会使我们的世界变成一片贫瘠的沙漠。
事实上,这种描述可以完美地应用于火星上发生的事情。火星曾经和地球一样,在42亿年前失去了它的磁层,变成了今天的烧焦的红色岩石。
2恶劣天气
如果没有月亮,地球上的天气模式会变得疯狂。当然,这是假设地球仍然有大气层。首先,由于没有月球,地轴的不稳定会导致全球温度的极端变化。
由于两极在太阳的热量下会保持更长的时间,因此周围海洋的温度可能至少达到47摄氏度(华氏度)。与此同时,赤道地区将遭受冰川作用。
月亮在天空中的相位也会影响一个地区的降雨量。当月球在头顶上时,大气压力和气温升高,这意味着该地区的降雨量减少。如果月球不存在,我们可以期待更多的降雨。但月球造成的影响非常小,降雨量增加的幅度仅为1%。
此外,我们知道自转速度更快的行星也有更强的风。例如,木星上的一天持续大约10个小时,其风速为每小时-公里(-英里/小时)。
与此同时,土星在大约10.5小时内完成自转,风速可达每小时1,公里(1,英里/小时)。正如我们之前所讨论的,如果没有月球,地球会自转得更快,几天基本上可以少几个小时。
在这些条件下,尽管行星(例如地球和木星在大小和组成方面)之间存在明显差异,但我们星球上的风速在任何一天都可能达到每小时公里(英里/小时)。飓风会产生更强的风,具有更大的破坏力。
1这将是一个没有智能生活的世界
尽管我们已经讨论了一切,但我们还没有深入研究地球上复杂的生命可能根本不存在没有月球来照顾我们的事实。如果没有月球,地球就会被更多的大型小行星和行星体撞击。在这种情况下,生命将很难生存,这意味着随着时间的推移,生物变得更加复杂的可能性较低。
据信,月球提供的地球轴的稳定性,加上大陆漂移,使得地球上出现了许多不同的生态系统。这些生态系统比恐龙时代更复杂,促成了哺乳动物的出现,并最终促成了人类的出现。所以,如果月球从来没有存在过,像我们这样的生物出现的概率也会更低。
但是,如果没有月球的帮助,地球上甚至可能不会出现我们所知道的生命。我们知道生命起源于原始海洋,在那里分子融合形成核酸,这是生命的基本组成部分。如果没有月球的引力,海水中的盐分浓度就不会足以发生这种创造生命的化学反应。
由于月球控制地球上的潮汐,潮汐运输海洋生物生存所需的矿物质,因此很难想象没有我们的天然卫星使海洋中的生命成为可能。还值得一提的是,如果没有地球的磁层(月球对此负主要责任),太阳辐射会破坏海洋,消除在那里发生重要化学过程的所有机会。
这就是为什么在寻找银河系其他区域的宜居星球时,科学家们专注于寻找具有允许生命发展的大型卫星的行星。