大約 45.6 億年前,太陽系開始形成,當時太陽核心點燃了核聚變,周圍的原行星盤開始碎裂,形成微小的原行星。大約 5000 萬年後,許多我們熟悉的世界(包括行星和衛星)已經形成。然而,地球與一顆名為忒伊亞(Theia)的巨大原行星(現已被吞沒)發生的致命碰撞激起了巨大的碎片雲,這些碎片雲將我們的家園星球包圍在了一個圓環狀結構中,被稱為 synestia 。 其中一些物質逃逸到行星際空間,一些落回地球,但剩余部份聚結在一起,形成了迄今為止在巖石世界周圍發現的最大的天然衛星:我們的月球。
在過去的 45 億年裏,月球以多種方式影響著地球。它是地球上潮汐的主要原因,也有助於穩定我們的軸向傾斜。它是地球上一天的持續時間隨著時間的推移而延長的主要原因,也是我們世界經歷過的所有日全食、日環食和月食的原因。它還與各種經不起科學檢驗的現象有關,包括:
· 精神錯亂(或瘋狂),
· 動物行為(例如對著月亮嚎叫),
· 農業周期(例如豐收月),
· 甚至女性的月經周期。
一個有趣的問題是,如果我們真的成功摧毀了月球,地球將會發生怎樣的變化。以下七個變化可能是最重要的。
在土星環內,可以發現許多小衛星和小衛星,例如 Daphnis。這些物體可能是由吸積粒子形成的,然後被碰撞和潮汐力摧毀。環本身可能由曾經是衛星一部份的物質組成,後來被摧毀,可能是由於撞擊或潮汐力。
1.) 地球將遭受巨大破壞,但生命仍將繼續存在 。
這幅地球周圍有環狀物的影像代表了如果月球被摧毀並被帶入相對較近的地球軌域時將會發生什麽。一系列碎片環將圍繞著我們的星球,最終以 7-8 公裏/秒的速度落向我們。
然而,這些撞擊的能量與撞擊地球的小行星或彗星的能量相比要低得多。一顆撞擊地球的小行星撞擊地球的速度通常為 20-30 公裏/秒,具體取決於它相對於地球軌域的相對運動。一顆撞擊地球的彗星撞擊地球的速度通常為 50-100 公裏/秒。然而,(假設)月球被摧毀後,月球碎片撞擊地球的速度僅為 7-9 公裏/秒:比小行星慢三倍,比彗星慢十倍。
這一點很重要,因為撞擊事件的動能與撞擊速度的平方成正比,這意味著對於任何給定質素的月球碎片,傳遞給地球的能量僅為小行星撞擊所造成能量的約 10%,僅為彗星撞擊所造成能量的約 1%。
當然,撞擊地球的碎片會造成破壞,但可能只會在局部範圍內。雖然摧毀月球需要大量的能量,但摧毀月球的影響不應該對目前地球上的生命造成滅絕級別的威脅。
在純凈的夜空下,銀河系中心投下陰影。隨著光汙染的加劇,星雲和恒星逐漸消失,直到只剩下幾十顆恒星。數碼 1 到 9 是博特爾尺度,它為觀察者提供了一個衡量其所在位置天空黑暗度和清晰度的指標。
2.) 夜晚自然會變得更暗 。
在日環食發生時,日環食的中心線上的「火環」特征將形成一個完美的圓形環,太陽部份不會被月球遮擋。這張照片拍攝於 2012 年 5 月的日環食期間,雖然目前地球上只有大約 50% 的日食是日環食,但再過 6 億至 6.5 億年,隨著月球繼續因潮汐制動而遠離地球,所有日食都將成為日環食。
3.) 沒有月亮會導致日食結束 。
為了發生日食,你需要三個物體對齊:
· 太陽發出的光線被所有物體吸收和反射,
· 地球(或任何行星),觀察員駐紮在那裏觀看日食,
· 和月亮(或任何衛星),
月球既可以穿過太陽和相關行星之間形成日食,也可以穿過行星投射的陰影錐形成月食。
目前,地球上擁有令人羨慕的條件:月球距離地球足夠近、足夠大,並且位於合適的軌域上,因此當月球經過地球和太陽之間時,它可以完全遮擋太陽圓盤,月球的陰影可以直接落在地球上,從而為日全食創造條件。此外,月球位於橢圓軌域上,因此當它距離地球最遠時,它無法再遮擋太陽圓盤,因此即使是完美對齊的日食也只能是環形的。最後,當月球進入地球的陰影錐時,我們將經歷月食。到目前為止,我們是宇宙中唯一已知的經歷這三種類別日食的天體;如果沒有月球,我們根本不會經歷任何一種日食。
低潮時的戈裏港,展示了地球上海灣、水灣和其他淺水沿海地區高潮和低潮之間的極端差異。在這樣的地方,水位高度相差幾米是很常見的。
4.) 我們仍然會有潮汐,但與現代潮汐相比,潮汐會微不足道 。
地球上的「高潮」和「低潮」之間的差異可能很大,特別是對於我們這些居住在沿海水域附近的人來說,尤其是當我們身處海灣、海峽、入口或其他經常有水匯集的區域時。我們的潮汐主要受月球的影響,月球約占地球總潮汐的 75%,其次是受太陽的影響,太陽僅占其余 25%。
在滿月和新月階段,當太陽、地球和月亮都排成一條直線時,我們就會經歷所謂的大潮,即最高的高潮和最低的低潮。當地球和太陽與地球和月亮的連線成直角時,在上弦月或下弦月期間,我們就會經歷小潮,此時高潮和低潮的振幅只有大潮的一半。
但如果沒有月亮,我們的潮汐將完全由太陽決定,潮汐的強度將只有小潮時的一半:是目前地球上最小潮汐強度的一半。如果沒有月亮,我們仍然會有潮汐,但它們會比我們今天地球上的潮汐小得多。
月球對地球施加潮汐力,這不僅會造成潮汐,還會阻礙地球自轉,從而導致一天變長。地球的不對稱性質,加上月球和太陽的重力作用,導致地球自轉速度變慢。為了補償和保持角動量,月球必須向外螺旋旋轉。正是由於這個原因,地球在 6 億年後將不再發生日全食,而且隨著時間的推移,每天的時間越來越長。
5.) 一天的長度將不再增加 。
隨著時間的推移,已知有許多因素會導致地球自轉軸發生偏移。一項令人驚訝的新研究表明,地下水枯竭是導致地球兩極在 17 年內偏移超過 70 厘米的原因。人類在極短的時間內對地球的影響如此之大,令人驚嘆。除了人類的影響之外,地球的軸線是穩定的,從 22.1 度到 24.5 度,這主要歸功於月球的穩定力。
6.) 地球的軸傾角會變得不穩定 。
這張照片是人類首次用肉眼看到地球從月球邊緣升起的景象,拍攝時間是在原始地球升起照片(黑白)拍攝幾分鐘後。用人類的眼睛從太空發現地球,仍然是人類歷史上最具標誌性的成就之一。1968 年 12 月發射的阿波羅 8 號是成功登月的重要前奏之一。這張照片可以說是有史以來對環境影響最大的一張照片。
7.) 我們將失去與宇宙其他部份最近的墊腳石 。
20 世紀 60 年代末,就在第一架飛機發明的幾十年後,人類首次踏上了另一個世界的表面:月球。從 1969 年到 1972 年,有 12 個人踏上月球表面,從那以後,沒有人重復這一壯舉,甚至沒有人類踏上地球以外的任何世界。為什麽可能呢?一個主要因素是,至少從宇宙和行星的尺度上來說,月球距離地球非常近。平均距離僅為 380,000 公裏,常規火箭僅需三天即可完成單程月球之旅,而以光速發送的往返訊號(從地球到月球再返回)僅需 2.5 秒。
如果沒有月球,下一個離我們最近的選擇會是什麽?像金星或火星這樣的星球,即使在最接近地球時,距離地球也有 3800 萬和 5600 萬公裏:是地月距離的一百倍甚至更多。往返通訊需要幾分鐘而不是幾秒鐘;單程需要幾個月而不是幾天;往返需要至少一年而不是大約一周。此外,這些其他星球有大氣層、風、巨大的重力和惡劣的環境需要應對,而月球沒有空氣,質素也很低。我們通往宇宙其他部份的「墊腳石」,雖然在過去半個世紀裏一直被低估和未得到充分利用,但在人類太空飛行事業中卻具有巨大的價值。
這張照片拍攝於 1971 年 1 月 31 日,是艾倫·謝潑德在 EVA-1(月球行走)開始時在登月艙附近拍攝的 12 點鐘方向的日出照片。沒有太陽的眩光,我們可以看到錐坑山脊的一些細節。旗幟、S 波段天線、梯子和 LRRR(激光測距反射器)都位於西側腳墊上。MET(模組化器材運輸機)尚未展開,仍然折疊在 MESA(模組化器材存放元件)上。
無論我們如何想象沒有月球的生活,它都會在許多重大方面有所不同。其中一些差異只是很小的差異——例如日食消失、潮汐變小或夜空持續黑暗——但有些差異將對地球上生命未來的前進演化產生重大影響。
如果沒有月球,我們的軸向傾斜就會不穩定,導致季節的極端變化,甚至【權力的遊戲】裏的冬天也相形見絀。在地球早期的歷史中,一次完整的自轉可能只需要 6 到 8 個小時,而不是現代的 24 個小時,一年有 1000 多天;如果沒有月球,所有隨後的白晝變長效應都將完全可以忽略不計。月球是我們進入宇宙的所有第一步的試驗場,無論是載人任務還是無人任務,但如果沒有月球,探索宇宙就會變得更加艱巨。
盡管人類可能過於急切地將許多看似周期性的現象歸咎於月球,但實際上並不存在這種聯系,事實是,我們星球歷史的許多方面確實依賴於我們這顆巨大的天然衛星。所以下次你想淪陷月球時,應該先想想它給我們帶來了什麽,並感激它的陪伴。