地球的存在形式
地球:宇宙中的一顆塵埃
1.地球隻是宇宙中的一個小分子
地球是人類的搖籃,它是太陽係形成過程中產生的,這一事件大約發生在距今46億年以前。地球形成後最初的10億多年,是無生命時代。距今35億年前,通過地球的化學演化,原始生命才產生出來。這些原始生命體,就是人類最遠古的祖先。
太陽為我們的地球這個美麗的家園提供了能源,注入了活力。太陽是離我們最近、與我們關係最密切的恒星,它以燦爛的光芒普照天際。在它強大的引力作用下,九大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星以及它們的衛星,成千上萬的小行星、彗星,億萬顆流星體,無數的行星際物質,都圍繞著它不停地運動,由此組成了以太陽為中心的太陽係。
然而,太陽係也僅僅是銀河係中小小的一員,它位居銀河係的一個旋臂附近,離銀河係中心約有33000光年。銀河係內約有1000億顆以上的恒星,還有數千個星團,包括疏散星團和球狀星團。由十幾顆至幾千顆恒星聚集一起所形成的疏散星團大多分布在銀河麵附近,結構比較鬆散,其成員比較年輕;球狀星團則包含成千上萬顆較老的星,它們大多離我們較遠。銀河係內所有的成員都圍繞著銀河係的中心繞轉,也就是說,整個銀河係在自轉。除了自轉以外,銀河係還以每秒21千米的速度朝著麒麟座的方向飛馳。
在遼闊的宇宙之中,除了銀河係以外,還有近百億個與銀河係相似的星係,人們把它們叫做河外星係或河外星雲。成千上萬的星係又組成不同的星係團和更大的超星係團。我們所認識的宇宙已誕生了150億年,但是在宇宙無限的時間長河中,它還很年輕,充滿了活力。
由此可見,在浩瀚的宇宙海洋中,我們的地球是多麼普通,多麼渺小,簡直連“滄海一粟”也算不上,不過是廣袤無垠的宇宙中一粒小小的微塵。
2.不識地球真麵目,隻緣身在地球中
人們常讚美夜空中高懸的明月,歌頌她的聖潔、美麗與安詳。然而,如果你站在月球上仰望地球,就會發現我們居住的這個星球更是魅力無窮:在深邃的夜空中,一輪藍色的明亮星球冉冉升起,她身披色彩斑斕的紗裙,寧靜、莊重而落落大方。那藍色是海洋,白色是雲層,若隱若現的棕色、綠色則是大陸和山巒。
從宇航員在太空中所拍攝的照片上看,藍色球體的地球懸浮在茫茫太空中,無異於普通球體。隻是隱約可見的少有幾個地球奇跡才提醒宇航員:黑色天幕下的那個球體是我們人類的家園。那幾個地球奇跡之一就包括我們中國的萬裏長城。
3.宇宙對地球上人類的恩惠
我們地球人生活在這顆圓圓的太陽係第三顆行星——地球上,地球是我們的故鄉,它給我們衣、食、住、行以依托,我們因此稱地球為我們的生存之母。與此同時,人們也沒有忘記與此對應的另一星球——太陽這顆恒星給以人類的恩惠,可以說,太陽是萬物之本,是萬能之源。因此,地球人自古就崇拜太陽,祭祀太陽。“萬物生長靠太陽”道出了地球大氣層內事物的本質。人類得以生存的三要素——光、水、氧氣也都得益於太陽,沒有太陽光,萬物都不會生存。植物沒有光合作用,就不會生產糧食,也不會釋放出氧氣,如果大氣層氧氣枯竭,則人類不複存在。因此,太陽為天,地球為地,養育了千千萬萬不同膚色的民族和人類,造就了林林總總的物種和自然生存鏈。然而,就在我們驚歎大自然鬼斧神工之際,切不可忘記宇宙時空和地球大氣外空——即太空給以地球人類的另一種恩惠。這空空如也的太空中,充滿了宇宙場,充滿了宇宙射線,充滿了能量,也充滿了萬有引力場。如果利用得當,宇宙飛船就可利用各星球間的引力而進行宇宙飛行節省能量;除此之外,太空的微重力環境,無大氣,無菌環境對人類進行某些試驗,製造某些地球上的稀有元素是難得的場所。此外,太空中的特殊環境,說不定將來還會成為人類賴以生存的場所或宇宙飛行的中繼站。目前俄羅斯的“和平號”空間軌道站就是進行這方麵試驗的典範。此外,經過太空環境培育過的種子,送回大地就會產生新的優異品種,個大、味美、抗病。可見太空是人類生存需要開拓的新領域。
據《生活報》1997年7月24日報道,利用太空育種,2000年吃太空蔬菜不稀奇。所謂太空育種,就是說將蔬菜種子搭乘人造衛星遨遊太空後返回黑土地,進行種植,結果將會豐產。報道說:早市上,人們有時會見到一種比通常青椒大出1~2倍的青椒,叫賣者稱之為“太空椒”。那真的是在太空遨遊過的青椒嗎?黑龍江省農業科學院園藝研究所生物技術研究室研究員21日證實了這一說法。研究員介紹說,太空蔬菜是空中誘變技術的產物。1987年他們與中科院遺傳所合作,將茄子、青椒、黃瓜、西瓜等七八種植物的種子搭載到我國第一顆返地人造衛星上,當年10月份在太空遨遊了170多個小時後的種子回到了黑龍江。在太空經過高輻射等與地表環境截然不同的外界刺激後,種子的表皮、細胞、遺傳等方麵發生了變化。經試驗,這種種子到第四代遺傳表現開始穩定,而常規育種需七八代才能開始穩定。未經搭載的青椒平均每個重90克,而空間誘變的青椒平均每個重200克,而且抗病性、抗災性較強,Vc含量和可溶性比對照組青椒高出20%。研究員鄧立平說,1990年、1994年、1996年他們又進行了繼續搭載,在太空停留時間最長的種子已有14天,最短的也有5天。目前他們培育的太空誘變的種子,已被全國各地種植。預計2000年之後,人們即可普遍吃到太空青椒、太空番茄、太空黃瓜、太空茄子等。
另外,太空香瓜也投放在哈爾濱市場。這批香瓜種子是經過太空“鍍金”,地麵結果的。據哈爾濱工業大學高科技園區航天育種實驗基地人員介紹,這批香瓜種子於1995年10月搭乘返回式衛星,發射到太空,進行“鍍金”15天,然後利用太空的微重力、高真空、強輻射等條件對種子進行異化處理,進而優化。當返回地麵時進行種植,從而培育出高產、抗病性強的香瓜。這種瓜個個飽滿,又甜又脆。至今為止,哈爾濱市有關部門已種植出太空椒、太空番茄、太空香瓜。專家們還在對第二代香瓜進行試驗,明年可望結果。
如此說來,太空又是人們育種改良的極好場所。難怪1996年在北京召開的第47屆國際宇航大會,會議標題就是“向太空要效益”。這種提法是準確的,太空有能量場、射線、強輻射等,故可利用其進行太空通信、宇宙航行、農業育種、生物工程等研究,前途無量。
4.太空資源:人類未來生存、發展的希望
宇宙太空有蘊藏極為豐富的礦物資源。在宇宙恒河沙數般的天體中,有很大一部分也和我們地球一樣是由已知的一百多種元素組成的,隻是它們的組成比例不盡相同。
眾所周知,黃金是世界上最貴重的金屬之一,原因在於它稀少、難開采。據測算,地球表層共有黃金10萬噸,若以每年開采1000噸計算,用不了100年金就被挖盡了。於是,一些富有遠見的科學家已開始把眼光轉向了浩瀚的太空。美國、英國與歐洲經濟共同體聯合發射的一顆國際紫外線探測衛星,探測到位於雙子星座以東、獅子座以西的巨蟹座中,有一顆明亮的星,大小約為太陽的3倍。科學家研究表明,這是一顆由黃金構成的星球,黃金儲量竟達1000億噸,是地球含金總量的100多萬倍。不久前,科學家們又在接近地球的軌道附近發現了一顆金屬小行星,上麵竟也蘊藏著1萬噸的黃金和10萬噸的白金等稀有金屬,總價值達上萬億美元。尤其令人振奮的是,它距離地球僅僅有1000萬公裏,這對於已進入太空幾十年的人類而言,可謂垂手可得。
天文學家們發現,在銀河係星雲中有大量金剛石微粒,數以10億噸計,從質量上講跟行星質量相等。
距地球7.7億多公裏、比地球質量大318倍的木星,經宇宙飛船觀測表明,它不同於太陽係內那些體積較小、密度較大、岩石結構的行星,它是一個體積龐大且快速旋轉的液氫集團,由74%的氫元素組成。它的24000公裏深處溫度為11000℃,壓力高達300萬個地球大氣壓,此時液態氫已變成能導電的液態金屬氫。探測顯示,液態金屬氫形成一個大內球,直徑約為100000公裏,占去木星大部分質量。更為重要的是金屬氫有許多不可思議的性質,因而用途廣闊。由於金屬氫的密度為固態氫的6.3倍,為液態氫的7.9倍,因而具有很高的氫貯存量,如用它作火箭的燃料,則龐然大物的火箭要小得多。利用金屬氫可製造體積更小、威力更大的熱核武器,同時金屬氫的獲得將有利於受控核聚變的實現,以取得大量廉價而無汙染的能源。
就在月球、火星、金星這些鄰近的天體上,也存在豐富的礦產資源。在太陽係中,月球離地球最近。人們在躍上這塊連簡單生命也沒有的荒涼天地之後才發現,月球擁有豐富的物質資源。例如,地球上相對稀少的稀土元素,在月球上則要豐富得多,以致在月球上可以找到一些地球上沒有的含稀土的礦物。人類要想在月球上生活,最關鍵的技術是如何獲得氧氣。而月球岩石中含有多種氧化物,如矽酸鹽、氧化鐵、氧化鈦等。如果能成功地分解這些氧化物,便可獲取氧氣。
小行星帶上的許多行星,也蘊藏著極為寶貴的礦產資源,比如小行星1986DA,就含有價值7000億英鎊的鉑、700億英鎊的金。
浩瀚的太空有許多秘密還不為人類所知,太空資源的豐度到底有多大,現在還無法測定。然而僅從以上所述而言,我們就可以得出結論;如果說地球陸地資源是人類生存和發展的第一希望、海洋資源是人類生存和發展的第二希望的話,那麼太空資源則是人類生存和發展的第三希望,也是最大的希望、最後的希望、永恒的希望,太空是人類未來生存和發展的廣闊天地。
宇宙對地球的影響
1.飛來的橫禍——星地相撞
1994年7月,一顆被人類命名為“蘇梅克——利維”的彗星以每小時20萬公裏的速度轟然衝向木星,其衝擊的能量相當於地球上核武器能量總和的1000倍。人們自然會想到,同樣的災難會不會降臨到地球上?或者說,在地球46億年的悠久曆史中,是否曾有過這樣的災難降臨?