奇异的天空（二）

何积惠

与水、风、土、火这些经典物质要素相比，我们人类在更大程度上是空气的产物。我们总是和大气保持着亲密的接触———或沉浸其中，或为了活下去而大口将它吸入体内，或受到其喜怒无常的天气的支配。尽管两者间的关系如此密切，可大气还是向我们保守了很多秘密。从诡异阴森之光到预示凶兆的炽热，从太空边缘泛着微光的缕缕冰柱到看不见的隐形潮汐，孕育这一切的策源地正是空气。甚至在高空的云端里，也潜伏着大嚼化学物质并因此而影响天气的生命。那么，在浩瀚无垠的天空里到底隐藏着什么秘密呢？

为了探明是否真的牵涉到超新星，俄克拉马何州立大学的气象学家威廉·比斯莱正在同物理学家合作研制一个地面的监视系统。“我们把宇宙射线检测器和闪电测绘阵列布置在一起，看一看两者的结果是否重合。”他说。

即使两者碰巧重合，这个谜团也是不会被解开的。宇宙射线射丛所释放的电子只准维持几微秒的自由，这一长度是不够维系大电流的。不过，正如比斯莱的同事、内华达大学的达尼亚·彼得森所指出的，其长度足以将云中的电场增强到几百千伏/米。强电场会允许启动另一个过程，因为它能将云内雨滴拉伸成酷似缝衣针的尖头形状。如同避雷针一样，这些雨针能增强局部电场，进而形成冠状荷电云。它们能通过扩散和融合，最终形成有望承载狂暴不羁的雷霆闪电的电离路径。要验证这一理论是否正确，只需测定整个过程所发射的无线电频率序列就可以了。

威力无比的空气海洋

如果说大海的沉浮起伏受制于月亮的话，那么，我们的空气海洋则是按一种更加复杂的节拍而涌动不已的。太阳的热量与月亮的引力相结合会推动日复一日的周期，影响着大气的压力和运动。这些空气潮汐具有令人惊叹的威力，涌往低处动辄引发山崩塌方，窜向高空每每屏蔽无线链路乃至阻截卫星。

在低空底下，空气潮汐衬托以正常气候这一背景几乎是难以觉察的。然而，随着潮汐般的气压波逐渐向上翻涌，它们的能量会传递给质地稀薄得多的空气，形成更加狂暴的运动，不时达到飓风的速度。在数十万米的上空，一次高潮能使大气明显地增厚，从而加大对沿轨道行驶的卫星的曳力。工程师必须考虑这一因素才能保持对它们的跟踪。

按照美国大学大气研究协会毛拉·哈甘的说法，潮汐还会对无线电通讯造成干扰。她怀疑空气潮汐可能有助于等离子泡沫在高层大气中的形成，进而扰乱包括GPS（全球定位系统）数据在内的无线电信号。

过去几年适值太阳活动处于暂时平息的时期，潮汐的一个全新源头正是在此期间被找到的。太阳风暴和耀斑大部分时间都在反复轰击着我们的大气外层，对带电荷的电离层构成了滋扰，但太阳自从2006年以来一直非常平静。这些安静的条件泄露出电离层中电荷密度的微妙模式，也就是看似符合热带特定地区的模式。据哈甘分析，这些地区以雷暴活动密集为特点，日复一日形成的热带雨云会给电离层送去轻柔的气压波，增加那里的电荷密度。所以，地球天气会对太空天气产生影响。

空气潮汐在表面上看虽然无足轻重，却依然能使我们脚下的大地发生位移。科罗拉多州就有大块的泥土的岩石正在缓慢地向山下滑动，业界称之为“矿泥滑行”。基地设在丹佛的美国地质调查局的威廉·舒尔茨发现，滑动速度同空气潮汐密切相关。他解释说，潮汐会造成气压失衡，改变山崩底层泥土颗粒间的接触压力。

奇特罕见的地震之光

从空中飘过的发光天体；蓝白相间的巨光；火花、闪光以及吞噬地面的火焰……凡此种种可能是灾难将临的征兆。数千年来，一直有人报告在地震前夕和期间出现的诡异离奇、凶险不祥的光。例如在1746年，秘鲁圣洛伦索岛上摇曳闪烁的火焰令典狱长曼纽尔·罗梅洛印象十分深刻，他当即释放了在押犯人，好让他们一起留神察看。三星期后，一场大地震袭击了附近的利马，海啸洗劫了方圆5公里的小岛。

有关地震光的影像佐证就更为丰富了。它们往往伴随有以相当浅表的地壳点为中心、震级在6级以上的大地震。地震光是如何形成的尚不清楚，但美国宇航局艾姆斯研究中心的弗里德曼·弗罗因德认为，当地壳中的岩石受到挤压时，化学键就会断裂而形成往上向地表传播的脉动电荷。“岩石变得犹如蓄电池似的产生出巨量电力。”他解释说。

这个过程只是产生低电压而已，但弗洛罗因德认为电荷会在地表形成一个超薄层。由于电荷集中在狭小的间距内，因此它会形成一个强大的电场，也许足以使空气电离而发生由地表向上空传播的熠熠闪烁的放电现象———这一点或许可解释何以会出现发光天体、火焰和大片酷似极地光的光芒的原因。

弗罗因德不知道电荷何以会形成这样的薄层，或者说电离波是如何维系其穿越空气的任何间距的。但试验结果令人鼓舞：在实验室里将岩石碾碎可产生电荷和闪光。而且在地震区里已经测到低频无线电波，表明地面底下的确存在着电流。

地震光是如此的罕见，因此很难证实电离和无线电波发射是跟它们同时发生的。弗罗因德准备通过设置摄像网络和数据处理中心来监测类似的事变，但他又希望这个系统配合卫星成像技术，总有一天能提供近似于气象预报的地震警示。

光或许不是厄运迫在眉睫的惟一空中预兆。2004年，在伊朗断层线上方的云中出现了一个奇特的直线型缺口。69天以后，一场地震接踵而至。2005年缺口再度形成，这次地震是在6天以后发生的。两位中国地球物理学家郭广猛和王赋认为，从断层中逃逸的热气体很可能是斜穿过云层的。

宜居气候的最后挣扎

假如人类没有把事情搞得一团糟，那么总的来说，地球大气理应还可保持长达数百万年的“宜居性”———但是不会更长久了。太阳正在随着核心收缩和热量加剧而缓慢地变亮。到数亿年以后，它的亮度会比现今增强约10%，从而将整个星球加热到极不舒适的境地。蒸发自海洋的水会引发恶性温室效应，将地球变成一颗潮湿版的金星，被恒久地包裹在厚重的白色云毯里。或者说，这种剧变可能会随着时间推移而愈趋徐缓，致使越来越炎热和阴霾的大气有望为微生物生命提供一段时间的庇护。

无论是通过哪一种方式，水都会逃逸到中间层，被紫外光分解为氢和氧。氢将滞留在中间层里———或许会让外星人误以为这个星球依然是有人居住的；而氧则轻盈得直向太空中飘逸。所以，我们的水源会逐渐地漏泄殆尽。

到20或30亿年以后，海洋可能已消失不见了。如果火山继续将二氧化碳灌输到空气中，那么地球可能会更加酷似金星而被笼罩在稠厚超热的二氧化碳大气层中。没有海洋之水为地球板块构造提供润滑，这个星球可能会被“卡住”，造成掩埋的碳无法通过火山爆发重返空气。

康奈尔大学的乔纳森·卢宁声称，在这以后我们的星球可能会开始酷似土卫六，亦即土星的巨大卫星。土星上多半是遍布山丘的沙漠，只是偶尔被猛烈的甲烷雨风暴沾湿了地面。地球可能会变成温暖版的土卫六，南北极地有少数注满水的湖泊将打破广袤沙漠的格局。天空在大部分时间万里无云，但偶尔也会突然乌云翻滚，干裂的土地上只剩下少得可怜的水。“我们的大气中暂时依然有大量的水。”卢宁说，“由于太阳变得更为明亮，有更多的能源可以得到系统的利用，这也构成了酝酿巨大风暴的潜力。”

在残存的最后水脉尚未被耗尽之前，这样的环境可能会持续数亿年之久。等到它最终也消逝的时候，那将是我们所知道的气候的终结。