于鹏翔
就在你閱读这篇文章的时候,地球正以大约24小时为周期进行自转,而地球自转一周我们就会经历一个昼夜的交替。当地球自转速度慢慢减缓,我们最直观的感受将是昼夜时间不断拉长。
如果地球完全停止自转,只剩下公转,我们的一个昼夜将会拉长为365 天,也就是大约8760个小时。这样一来,一天就成了一年,我们岂不是可以一觉睡半年?事实上,情况可能完全没有我们想的那么有趣。因为在地球生物亿万年的进化过程中,我们早已习惯了以24小时为周期的生物节律。人们会在天亮的时候起床工作,天黑的时候上床睡觉,动物和植物也会跟随太阳的升落,完成自己一天的作息。当这种亿万年形成的节律突然被打乱后,生命体就会出现各种不适。
如果说昼夜的变化我们还能克服一下或者通过技术手段—— 比如人造光源来修正,那自转停止产生的另外一些情况对于我们来说可能就是灭顶之灾了。我们知道地球的自转会产生离心力,赤道附近的离心力最大,两极的离心力最小。科学家测量后发现:地球从地心到赤道的半径约为6378千米,而从地心到两极的半径约为6357千米。整个地球的样子有点儿像被稍稍压扁的气球。本来,这21000米的差距相对于地球巨大的体积来说几乎可以忽略不计,但是这种差距使赤道上的海水高度高于两极,一旦自转停止,自转产生的离心力就会消失,此时赤道上的海水就会向两极运动。海水在流向两极的过程中会给途经地区带来毁灭性的打击,汇聚到两极的海水还会将土地淹没,居住在那里的人或动物将流离失所。
不仅如此,地球大气也会发生变化。本来,大气与地球一起自转,在地球上空较稳定地分布着。但随着地球自转速度减慢,空气就会和海水一样向两极运动,寻求新的平衡。在这个过程中,中低纬度地区的空气会变得稀薄,含氧量也会下降,生活在这些地方的人们就会像突然到了几千米的高山上一样呼吸困难。
除了海水和大气,地下也将暗流涌动。地壳之下的地球内部圈层不仅有内地核、下地幔等固体部分,还有外地核和软流层等黏稠部分。原本这些圈层无论固态还是黏稠态,都是在一起稳定旋转的。但当地球自转速度减慢时,其内部不同圈层就会因不同的物质状态而产生不同程度的减速。当地球内部每一层都有自己不同的速度时,它们之间就会形成强大的摩擦力,最直接的后果就是大地被撕裂,地球上出现遍布全球的火山和地震活动。
当地球完全停止自转,海洋、天空和大地将重新找回平衡。幸存的地球生物可能会长舒一口气,但不要高兴得太早!因为随着地球自转的停止,地球磁场也会消失。
我们现在对于地球磁场的产生原因还没有定论,但一种叫作“地球发电机”的磁场理论得到很多科学家的支持。这个理论认为地球磁场的形成与地球外地核中熔融状态的铁、镍的运动以及整个地球自转产生的地转偏向力有关。简单来说,就是金属物质的流动产生了磁场,而地球的自转加强了这种磁场,并使它稳定下来。假如地球自转消失,地球的磁场也会逐渐消失。而没有了磁场的保护,地球将直面宇宙辐射和太阳风的侵袭,最终使地球上的生命走向灭绝之路。
地球停止自转,生命就会消失。那要是地球停止公转呢?
我们的地球之所以没有在宇宙中到处“流浪”,是因为太阳对地球存在引力。但如何不被太阳的引力吞噬呢?地球有一个好办法:围绕太阳公转!因为公转时会产生离心力,这种离心力与引力的方向正相反,所以能让地球不被太阳吞噬,而且从太阳系行星各自的公转速度来看,离太阳越近,行星的公转速度就越快。因为行星距离太阳越近受到太阳的引力越大,那就需要越快的公转速度形成越大的离心力才能与之抗衡。而根据太阳对地球的引力大小,地球最终将自己的公转速度锁定在每秒30000米左右。想象一下,你在心里默默滴答一下,地球已经在它的公转轨道上运行了30000米,是不是很快?
那如果地球公转速度变慢了会发生什么呢?我们会无法抵抗太阳的引力。那时我们就会被太阳的引力吸引着做自由落体运动,直至坠入太阳中心。在这个过程中,地球的温度会逐渐升高,直到地表熔化。同时太阳巨大的潮汐力会将地球撕裂、吞噬。从此,地球将消失在茫茫宇宙之中。
“假如地球停止转动”这个大胆的假想带我们预览了一下地球毁灭的场景。接下来我们再做一个更大胆的设想:假如我们让地球在霎时间停止旋转,又会发生什么呢?这个假想可能让大家想到了急刹车,我们的身体因为惯性作用,会随刹车突然前倾。其实,我们平时感受不到地球的自转和公转,就是因为我们在惯性的作用下与地球一起运动,如果此时地球急刹车,我们还按照惯性保持原有的旋转状态,那会发生什么呢?我们连同地球上的其他物体都会被抛向宇宙。
听到这里你可能会不寒而栗。别担心,这只是我们的假想,这种情况几乎不可能发生。因为有人计算过:如果要让地球停止自转,需要约2.6×1029焦耳的能量;要是让地球停止公转,则需要约2.7×1033焦耳的能量。2015年,全球人口总共消耗了5.5×1020焦耳的能量,如果以这个消耗量来算的话,要让地球停止自转需要消耗人类52亿年的能量,要想停止地球公转就需要消耗人类4900亿年的能量。宇宙诞生不过137亿年,积攒几千亿年的能量只为去改变一颗行星的运动,我想即使是外星人也不会这么无聊吧。