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地球的气候为什么能保持稳定?

1984-11-01

青年文摘·上半月 1984年4期
关键词:保持稳定温室效应金星

马 中

人们常常惊异于地球气候的变幻莫测。其实更使科学家们困惑不解的恰恰是这个问题的反面:地球的气候为什么能一直保持着相对稳定,为人类创造出适宜的生存环境。

科学家们指出,地球的气候在火与冰之间保持着一种微妙的平衡。所以说它微妙,因为如果地球稍微靠近或稍微远离太阳一点,后果都是不堪设想的。

如果地球靠太阳近了一点,那么海洋水温就会逐渐升高,大量水蒸汽就会蒸发到大气层里。水蒸汽产生的屏壁作用就会使热无法进入太空。这样,地球就会越来越热,地球上的碳酸盐在高热中就会释放出大量的二氧化碳,而二氧化碳造成的温室效应更加剧了气温的升高,最后,地球就会变得象金星一样。我们地球的这位紧邻,就是因为被主要由二氧化碳组成的大气层紧裹着,表面温度高达480℃,使得生物无法生存。

反过来,如果地球的位置离开太阳稍微远一点,由于气温降低,南极的冰逐渐向北移动;加拿大、欧洲、西伯利亚也都会被冰雪覆盖。这些冰雪把大量太阳光反射回太空,使得地球越来越冷,冰层逐渐向赤道延伸,最后,地球将会变成了一个大冰球。

所幸,这些都是假设。地质学家通过分析几十亿年以前的海洋微生物化石,证明了地球气候在46亿年的历史中一直保持稳定。虽然地球的运行轨道经常发生微小的、周期性的变化,这种变化可能陷一切生物于灭顶之灾。但是灾难终于没有发生,其中的原因,科学至今还无法提供准确答案。

有人认为,地球上生物之所以没有灭绝,完全出于偶然,天文学家不同意这种看法。他们从另一个角度探讨了气候稳定之谜,认为,太阳虽然是一颗比较稳定的恒星,但是它同许多同类一样,随着年龄的增长,也在逐渐变热。比如说,太阳现在要比地球诞生时增热了40%。那么,在不断变热的太阳下面,地球的气温是怎么保持稳定的?如果地球现在的气温是适宜的,那么数十亿年前,在比较“冷”的太阳下,海洋应该是结冰的。但事实并非如此。要是那时海洋里就是液态水,为什么今天的太阳增热了40%,却没有把地球变成第2个金星呢?有些生物学家拥护这样一个理论:地球年轻时,空气中二氧化碳的含量要比现在多得多。正是这些二氧化碳造成的温室效应,使地球没有“冷却”。如果这种大气环境万古不变,那么最终这个温室会失去平衡,就象在金星上一样(有证据表明金星诞生时也有象我们这样的海洋)。但是我们很幸运,大约20亿年前,一些蓝绿色的海藻开始吸收大气中的二氧化碳,并把它们转化成为有机碳化合物。这就是我们所说的光合作用。在这以后的漫长年代里,随着海藻和它们的后代的繁衍进化,不断减少着大气中二氧化碳的水平,而这种二氧化碳减少的速度,正好和太阳变暖的速度同步。因此,生物学家说,正是生命本身挽救了地球上的生命。

当然,这个理论只是一个猜测,远未得到证明。

(题图:贺敏忠)

(译自〔美]《八十年代的科学》1983年7-8期)

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