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第五篇地球未解之谜(第3页)

所谓太阳的状态,就是指它的温度和引力。现在的太阳的温度对于金星显然是太热了一些,而对于地球就非常合适。然而,太阳只要温度变化一点点,大约20℃左右,它就会变得对金星合适而对地球不合适了。所谓温度变化,就是太阳的质量的大小,只要太阳比现在小十分之一,那么今天就可能是金星上的生命研究地球了。

地球和金星在温度上的差异可能就是一场雨,因为早期地球的表面温度也不低,但是那些在厚厚的大气中游**的水分子还是得到了机会能够落到地表上。尽管40亿年前的地球上雨水几乎像热水浴一样,但毕竟是能够落下来了。而且,由于当时地球上的二氧化碳非常浓,地球的大气压也远比今天高得多,所以水要达到150℃以上才会沸腾。

总之,早期的地球到处都是“火锅”,而早期的生命和有机物就在这种情境中开拓混沌。这是一些多么坚强的生命啊!生命的立足太重要了。一旦生命开始在早期地球的火烫的地面上挣扎,地球的命运就要由它们说了才算。

这些生命的最大特点就是“吃”二氧化碳,这是它们唯一的食物,而阳光就是使它们能够消化二氧化碳的酵母片。在光子的光合作用下,二氧化碳被分解成早期生命需要的碳和不需要的氧。

正是这一简单的分离,40亿年之后,宇宙中的智慧生命就诞生了。早期生命不断吞噬二氧化碳,这丰富的资源使地球的早期生命繁衍得很快。从今天的地貌来看,喀斯特地形非常普遍,也就是说,早期的二氧化碳几乎把如今的地球上装修了一层地板。我们就站在这层二氧化碳的地板上眺望蓝天白云。

也许就是第一场雨没有落到金星上,这场至关重要的雨可能落到离其地面还有几十米的时候就蒸发了。就差这么一点点,金星的生命连挣扎的机会也没有了。因为再坚韧的生命也总是需要一个起码的条件:水。哪怕这水是加了“火锅”里的各种辛辣佐料的水。

生命诞生之谜

解释生命诞生之谜得由化学概念开始。人体由不少于25种不同的化学元素组成,而世上存在100种自然产生的化学元素,最小的为氢,最大的是铀。所有这些元素来自哪儿?为什么我们拥有如此丰富的化学可能性?首先简要的说明一下。

氢从创世大爆炸后不久即存在,几乎所有其他要素中都是在这过后才被创造的,例如透过超新星的爆炸,这些超新星爆炸对于生命也是重要的,因为它们把新产生的元素吐进外层空间,并形成新星系或新生命,我们身体里的大多数要素,都产生在太阳形成之前,我们的生命其实很大程度上由星尘所组成的。

那些决定性元素的产生,都是由更小的原子的原子核透过核反应熔合产生更大的原子的原子核,并释放出生命诞生必需要的能量;而核反应熔合的第一步,就是两个氢原子的结合,形成氘,氘是整个生命诞生链里的第一个和至关重要的元素,氘如果不能形成,宇宙可能除了氢以外就不会有另外的元素了,所有生命(如果还存在的话)都会由氢这单一元素所组成。而且,核反应失败,新星也会停止形成。因此,一切生命都取决于能否熔化和制造氢和氘。

这里出现第一个人类生命的巧合。

熔化和制造氢和氘的自然力量,如果这力量并不是刚刚好,而是弱了百分之十,人类生命就不会出现。不止如此,如果这力量稍稍强了百分之十,生命也永远不会出现。可是,一切力量却全都刚刚好操控在这理想的百分之十之内,因而最终产生了人类的生命。核反应没有稍稍快了一点,另一方面,核反应却也没有在生命来临之前就耗尽,一切都是刚刚好,天衣无缝。

这时候第二个生命的巧合来了:当氢和氘被成功制造了之后,氘原子透过同样的熔化过程结合成氦原子,但氦原子必须形成更大的原子,但问题是:两个氦原子的结合,是违反物理定律的,也就是说,两个氦原子结合根本是不可能的。

两个氦原子不能结合,但在熔化的新星内部,他们却能相撞并“暂时”黏在一块,有多“暂时”呢?大概是千亿亿亿分之一秒吧。

这还不止,在这千亿亿亿分之一秒里,偏又剐好,有第三个氦原子粘上来,这样,氦原子就能结合了,诞生了宇宙第一个C\+<12>差不多宇宙中所有的碳也是这样婀情况之下产生的,没有碳,也就永远不会有现在的生命。生命的起源,就是不可能的居然发生了。

接着,又出现了第三个更巧合的巧合。

这样一次稀有的事件不足以让生命诞生,除非某些事情大大提升它的效力:有谐共振。而有谐共振必须保持在一定的能量水平上,才能发挥效用。曾经出现的那次,让生命诞生的有谐共振,其能量水平如果高了一点儿或者低了一点儿,人类生命也不会出现,然而,一切又是刚刚好,恰恰好,天衣无缝地,被放在一块。

生命的巧合和幸运还远不止此,接着的例如,电磁作用刚好比核力量弱一百倍,爱因斯坦所说的奇异的空间平坦(大爆炸后宇宙空间只出现极轻微弯曲),不是一元二元也不是四元五元而是刚好三元次方的世界,刚好平衡的量子世界,宇宙的历史和生命诞生的历史刚好配合,等等。

总而言之,生命的幸运,是比任何戏剧效果还惊人的一连串巧合的结果,如果把那些可能性的比值相乘,得出的生命诞生的可能性,可能是科学史上曾经出现过的最低的一个值。

神秘的地心

在中学地理课本中,我们了解到地球由地壳、地幔、地核三部分组成,然而这种认识应当说是很肤浅的。因为就目前来说,我们只能“触摸”到地球表面薄薄的一层壳。地球的最高峰珠穆朗玛峰的高度为8848米,而最深的勘探井(在科利斯半岛)深约12千米。对比这些数字,我们会发现,人们可以直接研究的地球表层的厚度仅为20千米左右。那么,再往底下是什么?地球内部中心究竟为何物?这是千百万年来始终令人困惑不解的一个谜。

在很早以前,就存在着“地球中空”的假说,认为在地球内部存茁着一个“生命世界”。尽管目前我们还没有什么证据证明地球不是中空的,但“地球中空”假说也并没有令人信服的证据。

19世纪后期,人们注意到了这样一种现象:火山喷出熔岩的温度随着深度而增高。根据温度随深度增加的速率来计算,地心的温度竟可达10万℃左右。在这样高的温度下,即使地心具有极高的压力,任何物质也都会变为气体状态。于是许多研究者提出了“气态地核说”。

但是许多学者认为这一学说是建立在钻井和火山资料基础上的,因此所推测出的地心高温概念是不可信的。19世纪末,人们通过重力测量求出了地球密度值为5.52克厘米\+3。它比地表任何岩石的密度都大许多,因此推想地核内部一定有密度更大的东西。

19世纪中期到20世纪初期,地震波的研究,对人们探索地球内部的奥秘提供了一个好帮手。

第一个利用地震仪探索地球内部奥秘的是前南斯拉夫的地震学家莫霍罗维奇。1909年10月8日以前南斯拉夫的萨格勒布发生了一次强烈地震,莫霍罗维奇在研究这次地震所记录的数据时,发现地震波传播的速度在地表下面33千米处存在一个不连续的跳跃,说明在这一深度的上下物质密度相差很大。以后,科学家确证这个球面是地壳和地幔的分界面,并以莫霍罗维奇的名字来命名,称为莫霍不连续面,简称莫霍面。

1914年,地震专家古登堡在探测远方地震所发出的地震波时,又发现在地表下面2900千米处,地震波的传播速度也发生了急剧改变。这里是地幔和地核的分界面,地学上称作古登堡面。

通过进一步的研究,人们知道了地幔的物质具有固态特征,它的上部由含二氧化硅24%~45%左右的超基性岩组成,性质类似橄榄岩,因此,被称为橄榄岩层;同时,它又含有丰富的硅和镁元素,又称它为硅镁层。

1936年,丹麦地质学家莱曼对地核中传播的地震波速度进行了更精确的测量,又发现地核可分为内核和外核两部分,内外核的分界处在地表下5100千米处。外核中地震波横波不能通过,人们推测它为波态。而到内核,横波又重新出现,说明它是固态的。由于地震波在整个地核中的传播速度与它在高压下铁的传播速度相等,人们很自然地想到地核可能是高压状态下由铁、镍一类物质构成的。

近年来又有人提出地球有个“黄金核”的说法,据持此观点的人测算,以铁、镍为主要成分的地核(其半径3473千米)之中,黄金的平均含量是地壳平均含金量的600多倍,地核中的黄金总含量竟多达.500亿千克。

然而,并非所有学者都同意上述观点,又先后有人提出了“金属氢地核说”、。金属氢化合物地核说”、“铁硫地核说”、“铁硅地核说”、“铁氧地核说”,等等。所有这些学说都只是人类用智能对地球内部情形的间接“窥视”,人们无法直接用肉眼去证实这些说法,所以地球中心为何物仍是一个谜。

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