又如,1976年V號彗星從6月開始接近地球,在8月12日距地球最近(0.125個天文單位);在7月上旬到9月中旬相當長的一段時間內和地球的距離在0.3個天文單位以下。8月16日在菲律賓發生8.1級地震,5月底到8月下旬中國發生了7級以上地震6次。7月28日唐山大地震就是在這一期間發生的。
我國學者徐道一根據近2000年的資料分析,在16世紀—17世紀,也就是明末清初那一時期,我國的彗星記錄特別多。而這一時期我國和世界上的地震也特別多。如1556年關中發生大地震,《明史》稱:死亡八十三萬有餘。雲南在這期間地震也特別活躍,有的地方地震接連不斷,幾年才停下來。這期間智利、日本的大地震也是此起彼伏,災難嚴重。
我國學者徐道一、安振聲等人編製的4顆彗星與大地震的對應關係可列下表。從表中可以看出,這4顆彗星與大地震確有關係。可以想象,1996年春天百武彗星的光臨與這年春天我國雲南麗江和內蒙古包頭地區的地震相繼發生,以及1997年4月的海爾—波普彗星接近地球,而幾乎同時在新疆伽師地區接連不斷地發生6級以上地震,這些不一定是巧合。
4.太陽黑子,不可淡然視之
人們對太陽黑子的研究,在古代僅僅是出於對自然現象的關注,並沒有想到它會對我們的地球產生什麼樣的影響。可後來人們發現地球上很多自然現象也具有大約11年或22年4周期,許多天災都發生在太陽黑子達到極小值或極大值前後,這就使人們不得不注意太陽黑子活動與地球的關係。
首先引起人們注意的是黑子活動與氣象的關係。我們知道,我國江淮大雨具有22年周期,這並不是個別現象。美國的內布拉斯加地區,1820—1958年期間共發生了8次幹旱,它們的間隔為20~22年,每次幹旱都出現在太陽黑子周期的極小值附近,第9次幹旱出現在1974—1976年,也在極小值附近。
又如,科學家們用巴西某地的年降雨量繪製的曲線,與同期的太陽黑子活動曲線相比較,發現兩者驚人的相似,都具有22年周期。當太陽黑子數達到極大值時,這個地區的降水量也達到最大;反之,黑子數最少時,降水量也最小。
同樣,希臘雅典1891—1961年每年季風的天數與同期的太陽黑子數相比較,也發現兩者具有共同的11年周期。太陽上黑子數越多,這一年的季風天數也越多。
太陽黑子活動與地球氣象的關係還表現在許多方麵。例如,人們對1804—1910年的全球氣溫進行分析,發現太陽黑子處於極大值時全球平均氣溫高於黑子處於極小值時。另外,1880—1968年期間北半球的溫度平均值也與太陽黑子活動有關,當黑子極盛時溫度高,黑子極弱時溫度低,兩者相差平均可達0.3℃,這足以引起大氣環流的變化和氣候變遷。
太陽黑子活動不僅影響地球氣候,而且還對生物的繁殖與生長有重要影響。科學家們繪製了整個19世紀(1800—1900年)歐洲出生人數的變化曲線。發現這個曲線和太陽黑子活動曲線的對應是相當好的。當太陽黑子數增多時,歐洲出生的人數就多,反之則少。
太陽黑子活動不僅影響動物,而且影響植物和微生物的生長。一株有3200年樹齡的世界“樹爺”的年輪資料分析結果表明,它的生長速度有10~12年的周期變化,與太陽黑子活動周期吻合。若繪製出歐洲一些地區的樹木生長曲線,也同樣會發現它與太陽黑子活動曲線對應得很好。
太陽黑子活動對微生物的影響很早就引起了人們的注意,因為這直接關係到人的健康。有研究表明,太陽黑子活動與霍亂、傷寒、黑熱病有關係。科學家繪製了1901—1931年印度每年死於霍亂的人數變化曲線,把它與太陽黑子相對數的曲線進行比較,發現兩者的總趨勢是相同的。
地震是破壞性十分嚴重的自然災害,科學家們發現地震也呈現出大約11年和22年的周期,明顯與太陽黑子活動有關。
更為不可思議的是,太陽黑子活動不僅對自然現象發生影響,它與人類的發明創造也有關係。俄羅斯科學家伊德裏斯教授通過對理論物理的發展進行深入研究後證明,科學創建確有一定的規律。他發現,卓越的科學發現按11年的周期發生,與太陽黑子的活動周期同步。
以愛因斯坦為例,他在物理學上的四次重大突破,時間分別是1905年、1916年、1927年、1938年,其周期恰為11年,而且這四年又正是太陽黑子活動的高峰年。
不僅如此,人的藝術才能也受太陽活動影響。18世紀—19世紀的50名著名作曲家的創作高峰幾乎都同太陽黑子活動高峰一致。他們都是在太陽黑子活動高峰年代寫出了自己的傳世之作。
總之,太陽黑子活動的11年、22年周期非常明顯地影響到了地球上的氣候變化、地質變遷、生物的生長繁殖乃至人的創造行為。接下來的問題是:這些影響是怎樣產生的?
這是一個沒有解決的問題。比如,太陽黑子活動對氣象的影響,一些科學家認為,太陽黑子活動改變了大氣中的雲量、臭氧層含量和懸浮微粒的總量及分布,從而改變了到達地球表麵的日照量值,進而改變了大氣組分的垂直分布和熱平衡,影響到風在垂直方向和水平方向移動,使大氣環流和氣壓產生一係列變化。但有一些氣象學家不承認這種影響,他們認為,雖說有些氣象變化與太陽黑子活動有關,但也有相當多的氣象變化與太陽黑子活動沒有關係。而且,上麵對太陽黑子活動影響氣象變化這一過程所作的解釋是模糊的,不能令人滿意。
太陽黑子活動對地球生物、地震等的影響更沒有人提出一個滿意的解釋。對於太陽黑子活動影響人的科學和藝術創造,研究者這樣認為:太陽黑子活動加強,黑子數增多時,大氣中的放射性氣體也隨之增多,從而對人體神經係統產生興奮作用,迫使人體的潛能最大限度地釋放出來。這隻是一個猜測和估計,太陽黑子活動對地球和人類的影響還需要作更深入的研究,而且事實越來越清楚地表明,這種影響是不可忽視的。
5.神奇的極光,影響人類的正常生活
極光,又稱為北極光,早在古代我國就有了它的記載。從人們第一次看到極光以來,對這種美麗的景象就提出了許多疑問:極光究竟是什麼?它為什麼會動?為什麼會不停地改變顏色?直到本世紀,現代科學才對這些問題作出了科學的解釋。
極光究竟是怎樣產生的呢?要回答這個問題,我們得先從太陽說起。太陽是由一團溫度極高的熾熱氣體組成的,內部不停地進行著熱核反應,釋放出大量的能量。這些能量一類以各種波長的輻射形式放出,另一類釋放出各種不同能量的粒子流,其中一部分稱作“太陽風”。太陽風主要由電子和質子構成,它的速度通常是每秒幾百公裏,從太陽出發到達地球大約要3天左右的時間。我們知道,地球周圍存在磁場,磁力線的形狀就像在地磁軸上放一塊條形磁鐵那樣,但是磁南極在地球北極,磁北極在地球南極。當太陽風中的電子到達地球附近時,就會被地磁場俘獲,並沿著看不見的磁力線以螺旋狀形式進入大氣層。當電子到達地麵以上約300公裏的地方便開始撞擊那裏的氧分子和氮分子,氧分子被撞擊激發而放出綠光,而激發的氮分子則放出紅光。電子很小,它們在下降過程中會與分子撞擊幾百次,每撞擊一個分子就發出一點點閃光,同時電子因損失能量而速度減慢。當到達80公裏的高度時,電子的能量就喪失殆盡了。我們在地麵看到的隻是極光的一小部分,億萬個電子撞擊出的閃光足以照亮整個天空。
極光一般發生在離地麵100公裏的高度,有幾百公裏長。
有趣的是,在多數情況下,在北極和南極可以同時看到極光,而且它們的形狀極為相似,運動方向也相同。在美國阿拉斯加大學地球物理研究所,我們可以看到在南、北極同時拍攝到的完全相同的極光照片。南、北極的極光之所以如此相似,是因為大量太陽風電子被地球磁場俘獲後,是沿磁力線同時分別向南、北極運動的。
事實上,極光這種現象並非隻有在極地才能看到,在美國中部平均一年有5個夜晚可以看到極光。但是,人們不會每夜都守在那裏等待極光的出現,而且天空也不是每夜都晴朗無雲,所以人們看到極光的次數比極光實際出現的次數要少得多。在加拿大和美國阿拉斯加中部每年平均出現243次極光,再向北看到的次數反而減少了。這與地球磁場的特點有關,在高緯度(一般大於70°磁緯)地區,地球磁場的磁力線不是像條形磁鐵那樣南北封閉的曲線,而是開放的、與行星際空間的磁場相連。我們常把看到極光次數最多的地區稱做“極光區”。
如果站在北極上空向下看的話,極光區是穿過美國阿拉斯加、加拿大北部、格陵蘭和冰島南端、挪威北部海岸以及蘇聯北端,形成一個橢圓形的帶子,也稱極光橢圓帶,橢圓的中心就是磁極點。在南極地區也有一個極光橢圓帶,它部分穿過南極大陸,部分在南太平洋上,其中心也是磁極點。但長久以來,由於南半球的非洲、南美洲、澳洲離南極的極光區較遠,南極光鮮為人知。直到1773年,英國著名探險家詹姆斯·庫克船長才首次在南部海域看到南極光。
極光對人類活動具有實際意義。我們現在已經知道,當有強極光活動時,無線電和雷達信號會受到強烈的幹擾,甚至可能中斷。極光的放電常常會向在極區飛行的人造衛星發出虛假的命令信號,現在確知已有一顆人造衛星毀於這種虛假命令。此外,太陽強烈活動時,在極區伴隨極光活動產生的強電磁擾動還會在輸電線路中產生強電流衝擊,嚴重的會損壞輸電線路。
我們知道,宇宙中99.9%的物質是處於所謂的物質第四態——等離子體狀態。等離子體是一種熾熱的氣體,高溫使其中的原子或部分或全部地呈電離狀態。等離子體是空間物理和天體物理的一個基本問題,而極光產生的等離子體離人類最近,是惟一能用火箭直接探測的天然等離子體。極光等離子體的研究,還有助於從事可控熱核反應研究的科學家解決某些難題,為開辟一種更高效而又潔淨的能源提供天然實驗室。