科学●新视野
我们的星球
完美的设计
曾
亦
军
诸 天 述 说 神 的 荣 耀 ; 穹 苍 传 扬 他 的 手 段 。
——詩篇 19:1
地球的位置完美适中
「地址」通常会包括国家、城市和街道的名称。倘若要为地球所在的位置写“地址”,不妨把银河系比作地球所属的“国家”,把太阳系(包括太阳及各行星)比作地球所在的“城市”,把地球在太阳系中运行的轨道,称之为“街道”。随着天文学和物理学的发展,科学家已经深刻了解到,地球在宇宙中所佔的空间很小,但位置极其优越。
先谈谈地球所属的“城市”──太阳系。太阳系位于银河系中一个适合生物生存的区域,科学家称之为“银河系适居带”。1 这个区域距离银河系中心大约二万八千光年,所属的化学元素恰恰足以维持生命。在距离银河系中心较远的区域,生存所需的化学元素过於稀少。2 靠近银河系中心的地带,则存在著大量可能致命的辐射和其他威胁生存的因素,可说危机四伏。3
银河系的生命宜居带(也称作星系可栖居区,用绿色表示),其不包括银河系危险的内测区域以及缺乏金属的外侧区域。银河系的核球部分在图中用黄色表示,而旋臂中活跃的恒星形成区域则用蓝色和粉红色表示
“街道”位置适中
地球所在的“街道”,即地球在太阳系这“城市”中所运行的轨道,也是最理想的。地球距太阳约一亿五千万公里,位于科学家称之为“恒星适居带”4 的区域内。这个区域温度适中,生物既不会冻僵,也不会烤焦。此外,地球的轨道接近圆形,所以一年到头与太阳的距离都相差不大。
另一方面,大阳是地球最佳的“能源供应者”。太阳性能稳定,大小适中,输送到地球来的能量,刚好能满足地球的需要。有人称太阳为“非常独特的恒星”,5 一点也不为过。
最佳邻居
谈到地球的最佳“邻居”,非地球卫星──月球莫属。6 月球的直径是地球的四分之一多一点,与其它卫星与主星的比例相比,月球的体积相对于地球算是大得出奇,但这个比例绝非巧合。
其中一个重要的原因是,月球在地球的海洋潮汐中起著主导作用,而海洋潮汐在地球的生态环境中又扮演著至关重要的角色。7 此外,月球的存在也有助於稳定地球的自转轨道。8 没有月球,地球就会像陀螺一样左右摇摆,甚至可能会一头栽倒。如果没有月球在发挥作用,气候、潮汐等就会发生变异,地球也就大难临头了。
不可思议的23.5度
地球的自转轴倾斜23.5度,由此产生循环更选的四季,宜人的气候,以及多姿多彩的气候带。9 “恩宠之星”10 一书说“地球自转轴的倾斜度看来非常适中。”此外,地球因自转而产生的日夜长度,也非常适中。如果地球自转的速度太慢,向着太阳一面就会被烤成焦土,背着太阳的一面则会寒冷如冰。相反,如果地球自转的速度太快,以至白日缩短至几个小时,地面就会狂风大作,还会出现其他的不利影响。
地球的“保护罩”保护周全
太空是个险象环生之地,既有致命的辐射,又有流星体,飞来流窜去。虽然如此,而地球却能在银河系的“射击场内”穿梭,而几乎丝毫无损。为什么呢?因为地球有大约两个不同凡响的保护罩。也就是强大的磁场和独特的大气层。
地球的磁场产生于地球的深层,并延展至太空,形成一道隐形的屏障。11 这道屏障的保护作用,能减低宇宙射线对我们的影响,也使我们不致受到太阳的威胁。没有磁场,地球就可能受到以下的威胁:太阳风 (一股持续不断的粒子流), 太阳耀斑 (在几分钟内释放的巨大能量,相当於数十亿颗氢弹的爆炸力),以及日冕物质拋射 (从太阳日冕拋射到太空的物质,重量达数十亿吨)。日冕和太阳耀斑造成眩目的极光,这是一种绚丽多彩现象,出现在地球两极附近的高空。
地球的大气层为我们提供了另层保护。12 大气层中有一层称为平流层,含有臭氧,能够吸收高达99%的紫外线。从人类到浮游生物,都因臭氧层而得到保护,免受致命的辐射所伤害。值得留意的是,臭氧层中的臭氧含量可以根据紫外线的强度调整。臭气层实在是个很灵活、很强大的屏障。
太空中,每天都有数以百万计的流星体密集地冲击地球,从微小的粒子到巨大的石块都有。多亏大气层的保护,人类才免受灾难。这些流星体大都会在大气层中燃烧,化为一闪而过的流星。
地球的“保护罩”不会阻拟生命所需要的射线,比如热能和光。大气层能将热能输送至地球的每个角落。每到夜晚,大气层就仿佛像一张大毛毯,减缓地球表面热量的散失。
地球的磁场和大气层的设计的确令人称奇,与地球丰富的水资源同样让人惊叹,不能不将赞美归于造物之主。
愚頑人心裏說沒有神。
(詩14﹕1)
自 从 造 天 地 以 来 , 神 的 永 能 和 神 性 是 明 明 可 知 的 , 虽 是 眼 不 能 见 , 但 藉 着 所 造 之 物 就 可 以 晓 得 , 叫 人 无 可 推 诿 。
(罗1:20)
作者介绍
作者曾任芝加哥大学细胞移植研究室主任
注释
Doyle, L. R. 1996. Circumstellar habitable zones, Proceedings of the First International Conference Menlo Park, CA: Travis House.
les-Almar, E. Almar, I, Berczi, S., and Likacs, B. 1997. On a broader concept of circumstellar habitable zones. Conference Paper, Astronomical and Biochemical Origins and the Search for Life in the Universe, IAU Colloquium 161, Bologna, Italy, p. 747.
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