第十章
火星上有水嗎
火星上有水嗎?如果有水，那麼水又在哪裏呢?
從1964年到1967年，美國對火星發射了“水手號”和“海盜號”兩個係列共8個探測器。1971年11月，“水手”9號對火星全部表麵進行了高分辨率的照相，發現了火星上有寬闊而彎曲的河床。不過，這些河床與轟動一時的運河完全是兩回事。這些幹涸的河床，最長的約1，500公裏，寬達60公裏或更多。主要的大河床分布在赤道地區，大河床和它的支流係統結合，形成脈絡分明的水道係統，還可以觀測到呈淚滴狀的島、沙洲和辮形花紋，支流幾乎全部朝著下坡方向流去。科學家們分析，隻有像水那樣的少粘滯性流體才能造成這種河床，這是天然河床，絕不是“火星人”的運河。
那麼，火星上的河水流到哪裏去了呢？這便成了當代“火星河之謎”。
今天的火星表麵溫度很低，大部分水作為地下冰存在於極冠之中。極稀薄的大氣，使得冰在溫度足夠高時隻能直接升華為水蒸氣，自由流動的河水是無法存在的。
火星河床說明，過去的火星肯定與今日的火星大不相同。有一種假說認為，在火星曆史的早期，頻繁的火山活動噴出了大量氣體，這些濃厚的原始大氣曾經使火星表麵溫暖如春，造成了冰雪融化、河水滔滔的景色。後來火山活動減少，火山氣體逐漸分解，火星大氣變得稀薄、幹燥、寒冷，從此，河水幹涸，火星成為一個荒涼的世界。
另一種假說認為，在火星的早期曆史，自轉軸的傾斜度比現在更大，因而兩極的極冠融化，大量二氧化碳進入大氣，大量的水蒸發並凝成雨滴在赤道地區落下，形成河流。
還有很多關於火星河流消失的假說，但這並不是最終的目的，科學家們最關心的是：水到底哪裏去了?是什麼使火星有這麼大的變化?
水星上的“冰山”
看到水星的名字，人們腦海裏總會產生這樣的聯想：水星上麵有水嗎？水星和水有何關聯呢？
很早的古代，日、月和五顆行星能被肉眼觀測到。它們在天空有移動而且明亮，能發出連續不斷的光，而那些遙遠的星星，看來位置穩定，閃閃爍爍。我們的祖先就給了日、月、五顆行星以特殊的位置，想像它們是主宰物質世界神靈的化身或是天神的住地。在西方，古羅馬人看到水星繞太陽公轉一周的時間最少，運行得最快，所以把希臘神話中一個跑得最快的信使“墨丘利”的名字給了水星。在中國，古時盛行用陰陽五行說，把宇宙簡化成陰陽兩大係統，揭示自然萬物的構成變化，“陰陽者，天地之道也”。
為反映陰陽兩大係統的動態變化，又引伸出金、木、水、火、土五行的相生相克、互相承接或製約，“陽變陰合，而生水、火、木、金、土”。宇宙萬物是統一的，天、地、人也是三位一體。總之，任何事物的構成變化都可以用陰陽五行說來解釋。在天，就為日月星；在地，就為珠玉金；在人，則為耳目口。
於是，日月的名字分別又叫太陽、太陰，五大行星又可以用五行來表示，就有了現在的水星、金星、火星、木星、土星的名稱。它反映了炎黃子孫特有的智慧和思維方式，是東方的精神文化之花。難怪法蘭西有句格言：“結論取決於觀點”。行星的名字可以反映當時的觀點，流傳到現在，成為人們習慣的稱呼。
看來，水星和水不是一回事。
從現代天文觀測事實上，水星上有水嗎？
“水手二號”對水星天氣的觀測表明，水星最高溫427℃，最低溫零下173℃，水星表麵沒有任何液體水存在的痕跡。就算是我們給水星送去水，水星表麵的高溫會使液體和氣體分子的運動速度加快，足以逃出水星的引力場。也就是說，要不了多久，水和蒸氣會全部跑到宇宙空間，逃得無影無蹤了。
水星大氣中有水蒸氣嗎？
水星上的大氣非常稀薄，大氣壓力不到地球大氣壓力的一百萬億分之一，水星大氣主要成分是氮、氫、氧、碳等。水星質量小，本身吸引力不能把大氣保留住，大氣會不斷地向空中飛逸。現在的稀薄大氣可能靠了太陽不斷地拋射太陽風來補充。從成分上，也有相似的係統，太陽風的大部分成分就是氫、氮的原子核和電子。
從水星光譜分析來看，水星表麵有點大氣，但大氣中沒有水。這已是普遍公認的事實了。
然而，宇宙的奧妙無窮，常會有人們意想不到的事情發生。沒有液體水，沒有水蒸氣的水星，卻發現了“冰山”。
1991年8月，水星飛至離太陽最近點，美國天文學家用27個雷達天線的巨型天文望遠鏡在新墨西哥州對水星觀測，得出了破天荒的結論——水星表麵的陰影處，存在著以冰山形式出現的水。
冰山直徑15～60千米，多達20處，最大的可達到130千米。都是在太陽從未照射到的火山口內和山穀之中的陰暗處，那裏的溫度在零下170℃。它們都位於極地，那裏通常在零下100℃，隱藏著30億年前生成的冰山。由於水星表麵的真空狀態，冰山每10億年才融化8米左右。
天文學家是這樣解釋水星冰山形成的過程：水星形成時，內核先凝固並發生劇烈的抖動，水星表麵形成褶皺——高山，同時火山爆發頻繁，隕星和慧星又多次相衝擊，致使水星表麵坑坑窪窪。至於水是水星原來就有的，還是後來由隕星和慧星帶來的，看法上還有許多分歧。
雖然，水星有水的說法尚待證實，但有水就有生命。美國科學家們的新發現，引起學術界的濃厚興趣。
天上為什麼會有好幾個太陽
“天上有個太陽，水中有個月亮……”這首歌許多人都會唱。如果我把歌詞改成“天上有好幾個太陽”，你一定接受不了，可是，現實生活中，確實出現過好幾個太陽同時掛在天空的奇異景象。下麵給你舉幾個例子。
1661年2月20日，波蘭格但斯克出現了7個太陽並現的奇景。1790年7月18日，俄國聖彼得堡出現了6個太陽。1866年4月的一天，俄國烏克蘭地區的人們看到了8日並出的景象。1934年1月22至23日，胡振鋒在我國西安連續兩天記錄了7日並現的奇觀。1970年12月3日，有人畫下了加拿大薩斯卡通8日並現的圖像。1971年5月5日9時，我國小興安嶺上空10日並現，人們無不稱奇。1975年2月18日11時30分，遼寧省本溪市出現了3個太陽。1985年l月3日11時，劉貴在黑龍江省綏化市畫下了5日並現的圖像，圖像在刊物上發表。1988年1月27日上午，河南省漯河市氣象站劉躍紅畫下了5日並現的圖像，圖像在刊物上發表。1988年3月7日日出後，沈陽出現了2日並升的景象。
這樣的多日並現現象還可以舉出許多。
其實，這許多並現的太陽，隻有一個是真太陽，其他都是假太陽。假太陽稱為“假日”、“幻日”或“偽日”，屬於暈的一種表現形式。暈就是民間俗稱的“風圈”，它是由於太陽光或月光在雲中冰晶上發生反射和折射而形成的。在距地麵六七千米以上的高空，確實有一種由小冰晶組成的乳白色的絲縷狀的薄雲，學名叫“卷層雲”。構成這種雲的小冰晶就好像三棱鏡一樣，當日光或月光照到它們時，就會產生反射和折射現象，如果角度合適，就會形成彩色或白色光圈、光弧、光點或假日，統稱為“暈”。通常太陽或月亮周圍隻有一個暈圈，但個別時候也會出現相互套著的多個暈圈、多個暈弧和多個假日並現的怪暈。
日長變長之謎
50年代中期原子鍾的問世，使人們驚奇地發現地球自轉並不是完全均勻和絕對穩定的。日長有長期減慢、季節性周期變化和不規則變化這3種不同類型的變化。
地球自轉的長期減慢，使日長在1個世紀內大約要增長1～2毫秒，即1／1000到2／1000秒。這樣說來，一天的時間在變長，雖然這樣微小的變化是難以直接檢驗的，但是它的長期累積效應卻是能夠測量到的。目前最好的辦法是利用人類有史以來日月食等天象觀測資料，研究日長變化的長期積累效應。我們知道，日月食是可以準確地計算出來的，我們把曆史上發生過的日月食計算出來後，與曆史上的天象觀測記錄相比較就能發現問題。例如，公元前181年3月4日的日全食，如果地球自轉並不存在長期變化，推算到的全食帶並不經過我國西漢時的長安。但是根據《漢書》的記載，長安當時確實看到了日全食。這說明日長確有變化。推算結果與實際觀測記錄兩者的差異正好反映了在這一段時間裏地球自轉長期變化的累積效應。通過對古珊瑚化石生長線的研究，也能了解到過去地球自轉的情況。用這一方法，科學家們證實了在3．7萬年前，每年約有400天！這說明那時地球自轉速率比今天的快多了。
引起地球自轉長期減慢的原因一直沒搞清楚。許多科學家認為，近海地區潮汐摩擦引起的地球自轉角動量逐漸減小是一個主要的原因。但是它的理論估算值比以上觀測值要小，所以肯定還有別的因素影響著地球自轉的速率，比如地球半徑的脹縮、海平麵的變化、地球內部放射性元素的加熱作用所引起的物質分布的變化等。可是這些問題都還沒最終搞明白。
上海天文台的一位專家認為，地球板塊運動對日長變長也有影響。上麵說的對地球自轉速率的測量都是在地麵上進行的，但地球上每一個板塊都在運動著，都呈現向西和向赤道漂移的趨向，這將會影響我們對日長變化的測量結果。他提出：我們討論的日長到底指的是什麼？是指對運動著的大陸板塊上的一個天文台站而言的一天，還是指對地球表麵上一個不動的點而言的一天？顯然，測量的數據是指前者，而理論研究又是指後者。所以，日長變化問題的研究還應該同地球板塊運動的研究聯係起來才行。