章節7
地球三大謎團
成因
關心我們這個地球，並熱愛它的人，難免會提出這樣的問題：我們生活的這個地球是如何形成的?具有了一定科學知識的當代人，當然不會滿足上帝“創世說”這樣的答案。實際上，早在18世紀，法國生物學家布封就以他的彗星碰撞說打破了神學的禁錮。然而，人們也許還不知道，隨著科學的進步，關於地球成因的學說已多達十多種，它們主要是：
1彗星碰撞說。認為很久很久以前，一顆彗星進入太陽內，從太陽上麵打下了包括地球在內的幾個不同行星。（17４9年）
2隕星說。認為隕星積聚形成太陽和行星（1755年，康德在《宇宙發展史概論》中提出的）。
3宇宙星雲說。1796年，法國拉普拉斯在《宇宙體係論》中提出。認為星雲（塵埃）積聚，產生太陽，太陽排出氣體物質而形成行星。
４雙星說。認為除太陽之外，曾經有過第二顆恒星，行星都是由這顆恒星產生的。
5行星平麵說。認為所有的行星都在一個平麵上繞太陽轉，因而太陽係才能由原始的星雲盤而產生。
6衛星說。認為海王星、地球和土星的衛星大小相等，也可能存在過數百個同月球一樣大的天體，它們構成了太陽係，而我們已知的衛星則是被遺留下來的“未被利用的”材料。
在以上眾多的學說當中，康德的隕星假說與拉普拉斯的宇宙星雲說，雖然在具體說法上有所不同，但二者都認為太陽係起源於彌漫物質（星雲）。因此，後來把這個假說統稱為康德——拉普拉斯假說，而被相當多的科學家所認可。
但隨著科學的發展，人們發現“星雲假說”也暴露了不少不能自圓其說的新問題。如逆行衛星和角動量分布異常問題。根據天文學家觀察到的事實：在太陽係的係統內，太陽本身質量占太陽係總質量的9987％，角動量隻占073％；而其他九大行星及所有的衛星、彗星、流星群等總共隻占太陽係總質量的013％，但它們的角動量卻占9927％。這個奇特現象，天文學上稱為太陽係角動量分布異常問題。星雲說對產生這種分布異常的原因“束手無策”。
另外，現代宇航科學發現越來越多的太空星體互相碰撞的現象，1979年8月30日美國的一顆衛星Ｐ78—1拍攝到了一個罕見的現象：一顆彗星以每秒560千米的高速，一頭栽入了太陽的烈焰中。照片清晰地記錄了彗星衝向太陽被吞噬的情景，12小時以後，彗星就無影無蹤了。
1887年，也發生了一次“太空車禍”，人們觀測到一顆彗星在行經近日點時，彗頭被太陽吞噬；19４5年，也有一顆彗星在近日點“失蹤”。
前蘇聯天文學家沙弗洛諾夫還認為，地球所以側著身子圍繞太陽轉，是地球形成1億年後被一顆直徑1000千米、重達1012億噸的小行星撞斜的……
既然宇宙間存在天體相撞的事實，那麼，布封的“彗星碰撞”說的可能性依然存在，於是新的災變說應運而生。
今天，地球起源的學說層出不窮，但地球是怎樣形成的，仍是一個謎。
轉動
眾所周知，地球在一個橢圓形軌道上圍繞太陽公轉，同時又繞地軸自轉。因為這種不停的公轉和自轉地球上才有了季節變化和晝夜交替。然而，是什麼力量驅使地球這樣永不停息地運動呢?地球運動的過去、現在、將來又是怎樣的呢?
人們最容易產生的錯覺，是認為地球的運動是一種標準的勻速運動，否則，一日的長短就會改變。偉大的科學家牛頓就是這樣認為的。他將整個宇宙天體的運動，看成是上好發條的機械，準確無誤，完美無缺。
其實，地球的運動是在變化著，而且極不穩定。根據“古生物鍾”的研究發現，地球的自轉速度在逐年變慢。如在４４億年的晚奧陶紀，地球公轉一周要４12天；到４2億年前的中誌留紀，每年隻有４00天；37億前年的雖泥盆紀，一年為398天。
到了億年前的晚石炭紀，每年約為385天；6500萬年前的白堊紀，每年約為376天；而現在一年隻有36525天。天體物理學的計算，也就證明了地球自轉正在變慢。科學家將此現象解釋為是由於月球和太陽對地球的潮汐作用的結果。
石英鍾的發明，使人們能更準確地測量和記錄時間。通過石英鍾記時觀測日地的相對運動，發現在一年內地球自轉存在著時快時慢的周期性變化：春季自轉變慢，秋季則加快。
科學家經過長期觀測認為，引起這種周期性變化，與地球上的大氣和冰的季節性變化有關。此外，地球內部物質的運動，如重元素下沉，向地心集中，輕元素上浮、岩漿噴發等，都會影響地球的自轉速度。
除了地球的自轉外，地球的公轉也不是勻速運動。這是因為地球公轉的軌道是一橢圓，最近點與最遠點相差約500萬千米。當地球遠日點同近日點運動時，離太陽越近，受太陽引力的作用越強，速度越快。由近日點到遠日點時則相反，運行速度減慢。
還有，地球自轉軸與公轉軌道並不垂直；地軸也並不穩定，而是像一個陀螺在地球軌道麵上作圓錐形的旋轉。地軸的兩端並非始終如一地指向天空中的某一個方向，如北極點，而定圍繞著這個點不規則地畫著圓圈。地軸指向的這種不規則，是地球的運動所造成的。
科學家還發現，地球運動時，地軸向天空劃的圓圈並不規整。就是說地軸在天空上的點跡根本就不是在圓周上的移動，而是在圓周內外作周期性的擺動，擺幅為9″。
由此可以看出，地球的公轉和自轉是許多複雜運動的組合，而不是簡單的線速或角速運動。地球就像一個年老體弱的病人，一邊時快時慢、搖搖擺擺地繞日運動著，一邊又顫顫巍巍地自己旋轉著。
地球還隨太陽係一道圍繞銀河係運動，並隨著銀河係在宇宙中飛馳。地球在宇宙中運動不息，這種奔波可能自它形成時起便開始了。
就現在地球在太陽係中的運動而言，其加速或減速都離不開太陽、月亮及太陽係其他行星的引力。人們一定會問，地球最初是如何運動起來的呢?未來將如何運動下去，其自動速度會一直慢嗎?