宇宙中星球的自转轴大多不垂直于各自的轨道平面,也不垂直于各自所依属的中心天体的赤道延伸面。那么,这些天体的自转轴从它们开始形成到衰亡,是始终不变的吗?当时不是,自转轴的变化,贯穿天体的整个演化过程,甚至在某些时候还会有较大变动。 从自身来说,星球在演化过程中不断向外抛射物质,有时候是剧烈地向外抛射。 据计算,像M87这样巨大的星系核,就曾大量地向外喷射物质和气体流。它的喷射竟长达5000光年,抛出的质量相当于太阳的几千万倍。像银河系中最年轻的、质量很大的O型星,爆发产生的喷射流速度也达1700千米/秒,有时甚至达到4000千米/秒!这些强大的星际风暴造成的结果,使这些星体每年要损失大约十万分之一的质量。 M87 星体非径向抛射产生巨大的反冲力矩,再加上物质的失衡,就能使星体失去往常的平衡,影响到它们转动的轴心。例如,3CB4星系的中心轴在逐渐改变它原来的位置,并有大量的高能粒子沿着它的中心轴抛射出来。 据计算机模拟结果显示,在以后不到20亿年的时间里,银河系有可能与仙女座星系近距离擦肩而过。这两个大星系的重力将改变各自的结构,处在银河系边缘的太阳很可能经受不住这样巨大的牵引力,会带着整个 太阳系集体逃逸到仙女座星系。
星系的相互碰撞,不仅使其轨道改变,而且会调整各自的结构并改变自转轴。再说,星体本身大量向外抛射物质,使星体往日的平衡局面被打破,也会影响它的转动惯量。 据计算,太阳如果抛射出十分之几个太阳质量的非径向抛射物质,或者只要达到它质量的千分之一,就有可能改变它的赤道面与轨道面之间的交角。也就是说,太阳的自转轴到一定的时候也会发生改变。 大部分星球自转轴的变动和稳定都有一个相对长时间的周期,但这个长时间的稳定并不是现代人类一生能够观测到的。对于短暂的人类生命来说,这却是一个漫长的岁月,无与伦比,望尘莫及。 地球在太阳的牵引下围绕银心做以2亿年为周期的绕行,整个银河系又在银心的带领下向仙女座方向飞行。当太阳系经过银河系旋臂附近的尘埃带时,不仅使宇宙尘埃吸收了大量阳光,地球气温降低,而且因为这时太阳系进入了宇宙物质的密集带,也使地球遭受到更密集的其他天体的撞击。
苏联科学家沙弗洛诺夫曾提出,大约在地球形成1亿年的时候,在地球轨道附近有一颗直径约1000千米,重达10000亿吨的小行星,以14千米/秒的速度撞向年轻的地球。幸好那时候的地球上既无生命也无大气层,但却把地球的自转轴撞斜了。
不是经过这一次撞击后就“万事大吉”了,从现在地球累累的伤痕来看,至少遭受过七次较大的撞击。 25亿年前,太古代晚期,地球形成的早期地壳经过撞击后,再加上自转轴的变动,龟裂成不规则的若干块,几经碰撞形成了陆核泛大陆。如中国河北省遵化县境内发现的那一时期陆核相撞而形成的缝合线,以及洋底才有的大片蛇绿岩。 19亿年前的元古代中期,地球受到的撞击造成一次强烈的地壳运动。从华北来看,相撞使早先沉积的5000余米厚的地层发生强烈的褶皱,形成了山西的吕梁山脉。在全球其他地方却陆续形成了南、北美板块。 约在10亿年前的太古代晚期,撞击又形成了强烈的造山运动,在中国形成了华南、西南、闽、浙一带的华夏大陆,云南的康滇大陆,贵州的黔中古陆等。 到六七亿年前,撞击的剧烈运动在地球上形成了超级古陆,即冈瓦纳古大陆。 而3亿年前的撞击,使冈瓦纳超级古陆分裂,北半球的大陆在运动中又重新聚合在一起,形成了劳亚古陆,而原来冈瓦纳超级古陆剩下的部分在南半球形成了超级大陆。长约2400千米的南北走向的乌拉尔山系,也是在这一时期由欧亚大陆板块碰撞形成的。 大约在2.6亿年前的二叠纪、三叠纪之间,有一颗直径10千米左右的天体撞击了地球,使地壳又一次发生剧烈运动。从三叠纪的古生物化石来看,在此之前,南极洲、澳洲、非洲及南美洲等还是相邻或是相连在一起的。由于强烈撞击而导致的地壳运动,使得它们开始分离,而中国的华南、西南板块也从一片烟波浩渺的汪洋中,开始慢慢升起。25000万年前,中国的华南地区还是一片浩瀚的海洋。后来,地球上90%的海洋生物灭绝,70%的陆地生物灭绝。由于长期以来的火山活动,熔岩、火山灰掩没了撞击时留下的大坑,而在界线地层散落着的数以万计的微球粒,却见证了历史的沧桑。 在6500万年前的白垩纪,地球又一次走进了“飞沙走石”的境地,一场较大的“流星雨”把地球撞击得百孔千疮,其中直径最大的约10千米的天体,撞击在墨西哥的尤卡坦半岛,也有小一些的撞击发生在欧洲和中国的贵州等地,结果使全球发生了包括西伯利亚在内的大规模火山喷发活动,导致全球发生沧海桑田的造山运动,大地变迁,同时也使95%以上的物种灭绝。 地球自形成以来,总体来说它的自转速度是在变慢的,但又不是一直在变慢,其中有些时期的自转速度有加快的迹象。比如在2.5亿年前,地球的自转速度就有加快的迹象。
在过去的任何一个地质时期内, 地球自转轴的摆动以及类似的变化,哪怕是很微小的变化,都会影响到地球的方方面面,甚至使两极和赤道位置发生相应的变化,不仅影响到自转速度,而且还使地球出现了“四极废、九州裂”的满目疮痍的景象。 天体撞击溅起的尘埃以及火山喷发的大量物质,在地球自转速度加快的作用下,一度从两极上空慢慢聚向地球新的赤道上空,形成了一个隐隐约约的环带。它吸收并遮挡住一部分太阳光,并在之后的一段时期内使全球气温大大下降,并使地球南北半球同时进入冰河时期。随着地球自转惯性旋转力的作用以及潮汐作用的阻尼,另一方面受到赤道半径的慢慢加长,它自转的速度就又慢慢地趋向缓慢,在其赤道上空飘浮的物质,一部分落回地球,一部分受其他天体引力的作用逃离了地球引力,飞向太空,使地球一度出现了“玉宇澄清万里埃”的环境。 因为地球的磁极与地球的旋转轴不会离得很远,当地球自转轴发生变化时,地磁极也容易发生倒转。当地磁场发生变化时,再加上天体猛烈的轰击及火山喷发物质的撞击,使臭氧层出现一片一片的“漏洞”,各种宇宙射线会直扑地球。这方方面面的因素综合在一起,一方面使地球温度迅速升高,另一方面使大气中的氢、氧分子很快就分解成氢、氧离子,再遭到这些能量的轰击又结合成水分子。这样一来,又使地球周围阴云密布,大雨连年,导致地球的南北半球同时进入冰河时期。 当爆炸的毒气导致大批生物灭绝时,天体撞击产生的尘埃和大批火山灰迅速掩埋了这些动植物的尸体。紧接而来的地壳运动,沧海桑田的大地变迁,又将相当一部分动植物的尸体深深地埋进了地下,形成了今天的各种化石。 而后,或者天外带来的铱,或者从地球深处喷发出来的铱,就慢慢落到地面。在地球的土壤中,一段时期时铱的成分就多起来。 这时候,幸存下来的生物,由于恶劣的环境条件,迫使它们迅速改变自己,不断地改变着自身的结构和体内的基因,不断地演变着自己,以便在新的环境中生存,或者产生新的物种。 因此,地球上大规模的造山运动,地球磁场的倒转,地球自转速度的变化,地球上生物的兴衰,以及冰河时期的反复及地球板块水平运动的机理,都是地球自转轴的变动引起的。 较大天体的撞击或者较大的地震等地壳运动,都能直接影响到地球的转动或摆动。例如,2004年12月26日发生在苏门答腊岛东南250千米海底的9级大地震,不仅引起了海啸,导致沿岸近30万人伤亡,其释放的巨大能量还使地球的轴线发生了震动,同时还把该岛从西北端向西南方向移动了二三十米。 由于地球本身的喷发和其他天体的撞击,地球的自转轴就不可能永远地垂直于它的黄道面。目前,地球自转轴的倾斜角度是23°27',在过去地质史或未来的运动中(不是在我们人类的有生之年所能看到的)都会发生变化,有时甚至会达到54°,从而使得原来的赤道变成最冷的地方,在地球的两极又可能在夏季达到30℃左右的高温。在其附近,如辽宁的辽阳、宁夏的灵武、新疆的准噶尔盆地,以及哈萨克海以东的广大沙漠地区,还有南极大陆以及北极圈内的一些地带,都曾生活着 恐龙,它们沐浴在阳光下,繁衍生息。而且,当时在环绕古赤道附近的热带雨林地带形成的大批丰富的煤层,却又在今天的较高纬度地区频频出现。 1.8亿年前的印度孟买还在南纬46°,到了今天,它已经在北纬18°的位置上,难道真的是它向北漂移了7000余千米,还越过了今天的赤道? 当然不是。由于地球自转轴和与之相对应的赤道位置的改变,它只是从古赤道的南纬移动到现赤道的北纬罢了。凡是地球自转轴发生变动的时候,正是地壳运动最剧烈的时候,并且是气温升高的时候,也是生物大灭绝发生的时候,同时又是地球自转速度加快的时候。 凡是地球自转轴趋向稳定的时候,大地构造运动就趋向相对稳定,大规模的造山运动就慢慢过去,却面临着冰河时期的到来,但同时又是生物界新物种产生的时候,也是地球自转速度变慢的时候。因此,地球生命的发展史,物种的灭绝、产生与进化是随着地球自转轴变更的周期而周而复始地变化的。 总之,地球转速周期性的快慢,地球磁场的变化,地球气候的变迁,冰河周期的往复以及剧烈的地壳运动、地震带、火山链及其洋底、海平面直至生物的大量灭绝,这一系列的变动都与地球自转轴的变化息息相关,它们有着明显的因果关系。这一系列现象的出现,难道都是偶然的巧合吗?当然不是。根据以上的资料及其古地磁、古生物和冰碛物等方面的分析,地球上这一系列的变化,都是相辅相成的,都是因为地球自转轴的变化而引起的。 所以,无论在广袤的宇宙空间,还是在太阳系中,无论是从哪个星球的一系列运动来看,星球的自转轴并不是恒定不动的,而是在不断的变化之中。静只是相对的、暂时的状况。动久必静,静久必动,这是相辅相成的。自转轴的变化是自然的,也是必然的。 |