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所有人都有道理。
我們所受的教育一直教我們幻想自己知道事情的正確答案。但進入地質學這個題目時,你會發現每個年代都被賦予不同的起始和終結時間。雖然我們有官方的正式年代劃分,但有效期一般只持續到鉆探和化石帶來的新發現為止。想一想關于白堊紀末期隕石的眾說紛紜,或最近剛剛確立下來的埃迪卡拉紀吧。時間刻度一直在變化中,并不戲劇化,但很模糊。因此“大約”、“大概”以及“也許”這些詞深受地質學家的喜愛。我們所知道的一切都可以重構。
三葉蟲逃脫厄運或巨齒鯊一命嗚呼時,并沒有目擊者在場。歷史是一種關于趨近的科學。在科學家的聚會中,千萬不要進行世紀千年之爭。不管恐龍是在 6500 萬年前還是 6550 萬年前翹了辮子,反正它是活不過來了。關于某物種生存時代的爭論也是一樣,我們永遠只知道大概。在“進化女神的手提包”那章中我們得知,關于人類誕生時代的說法也是眾說紛紜。誰知道呢,也許世界上現在還有巨齒鯊呢,比在我們噩夢中出現的還要多。
我們確切知道的是以下這些內容:
第三紀末期,氣候逐漸變冷。大約、也許、大概 170 萬年前,在第四紀的初期,地球每年的平均溫度下降到 10℃ ,深海溫度為 1.5℃ 。緊接下來的是目前我們知道的最后一次冰河期,共分為 4 個大冰期,都是以河流命名的:古薩冰期(64 萬年前到 54 萬年前)、民德冰期(48 萬年前到 43 萬年前)、里斯冰期(24 萬年前到 18 萬年前)和沃姆冰期(12 萬年前到 1 萬年前)。沃姆冰期在 2 萬年前達到了高峰期,將德國中部的夏天變成了冰天雪地。在此期間,冰塊也有消退的時候。偶爾還會出現小冰期,例如 17 世紀初,北極的冰川一直向南推移,過程長達 150 年。
在冰河期中,1/3 的陸地被冰凍的雪覆蓋,沒有人愿意去海中游泳。4℃ 到 12℃ 的冰冷海水或許只適合芬蘭的沿海居民和冰島的明星們。北大西洋的一部分也被凍住了,浮冰一直延伸到摩洛哥和葡萄牙。海平面開始下降,陸地上的尼安德特人和智人迅速進化到最高等形態。如果惡劣的環境沒有促進我們祖先大腦容量的快速發展,今天的我們也不會如此聰明。要想存活,就必須要去適應。隨著最后一次冰河期消退,海平面再次上升,阿爾卑斯山的雪線也向上退了 1000 多米。
正如上文所提到的,今天我們生活在冰河期之間,因為極地依然被冰封著。某一天,極地的冰川會消失,然后又在遙遠的將來再次返回地球。我們完全有理由擔心全球海平面的上升,因為它會全盤改變我們的生活習慣,然而從地球歷史的角度來看,這只是微不足道的小事。
在我們時間之旅的最后一刻,讓我們欣賞欣賞當時那些奇特的生物吧,比如咀嚼海草的樹懶和南極糙齒海豚,這種海豚吃烏賊就像我們吃牡蠣一樣。某些生物對我們而言顯得很奇特,除此之外,那時的海底世界幾乎和今天無異。陸地上的長毛象、乳齒象和劍齒虎瀕臨滅絕時,海洋中的生物正在進化,無論是 21 世紀初還是在此之前,它們一直保持著這一狀態:一個未知的宇宙。
請戴上潛水鏡,穿上潛水服,我們要去海底了。
* * *
① 泰坦是希臘神話中的大力巨人族,擊敗了天神烏拉諾斯并奪取其位,但最終敗在宙斯率領的奧林波斯諸神手下。
今天
月球背后
潛水服準備好了嗎?我們要升空了。
抱歉,你得先當上航天員,才能獲取關于大海的信息。比如說,我們得先登陸月球,然后在回望地球的時候得出結論:如果沒有月球,這樣的航行壓根兒就不可能實現。因為沒有月球,首先就不會有航天員,沒有航天員就不會有人造火箭,也不會有人提出美國人從未登陸月球的陰謀論,什么都不會有,更不會有像我這樣對“大海和月球到底有什么關系”這個問題追根究底的作家。
大海迎合著月球,換句話說,大海不自覺地為月球所吸引。我們還記得遠古時代的那次大沖撞,當時忒伊亞這顆脫軌妄為的巨型小行星撞上了地球,差點造成同歸于盡的慘事。幸好地球逃過了這一劫,增加了重量,而且從此有了形影相隨的小伙伴。月球自己也有質量,雖然遠遠小于地球,不過已經足夠給地球施加點影響了。
等等,什么叫質量?
物理學中,質量意味著物體具有慣性,也就是說,物體對自己運動狀態改變的反抗。你可以想象一下,帕瓦羅蒂和一個骨瘦如柴的男高音新秀站在舞臺邊,兩人都不愿意先登臺,這時假如你用力推那個瘦家伙一把,他就會改變位置,跌跌撞撞地來到聚光燈前。假設這人的體重是 52 公斤,那么你讓他動起來的力量,就足夠讓這 52 公斤重的物體登臺去面對觀眾。如果你用同樣的力量對付帕瓦羅蒂,那他會幾乎紋絲不動地待在原地。我雖然不知道這位世界頂尖的男高音有多重,但可以肯定,要想在他身上達到和在那個瘦家伙身上同樣的效果,就得用上更大的力量,因為帕瓦羅蒂的質量大得多,因此慣性也強得多。
對天體而言,這意味著天體愈重,慣性就愈大,我們稱之為慣性質量。如果天體突然克服了自己的慣性開始運動,要讓它停下來就需要力量——它動得愈快,需要的阻力就愈大。愛因斯坦的相對論有個重點,就是正確指出了質量和能量之間的對應關系。比如說,意大利的男高音明星一旦開始手舞足蹈,我們將很難讓他停下來。
根據愛因斯坦的理論,質量有一個驚人的效果:它沉重地貼在時空上,使其凹陷,從而產生重力。這就好比你展開一條毛巾,將一個蘋果放在上面,蘋果的重量會在毛巾上壓出一個淺坑。如果你將同樣大小的鉛球放在蘋果旁邊,因為它比蘋果重,所以會造成一個較深的坑,而蘋果也會因此滾進這個深坑。質量龐大的物體,如月球和行星,也有類似的現象。時空就是我們這里的毛巾,月球等于蘋果,地球則相當于鉛球。接下來我們要談的都是大質量的物體。
你完全有理由問:為什么月球沒有撲通一下掉到地球上呢?這里還涉及另一個概念:圓周速度。天體持續移動,如果動能和移動速度足夠大的話,較重天體的吸引力會受到制衡,即較輕的天體會以固定的距離繞著較重的天體旋轉。在賭場也能觀察到這種效應。在輪盤游戲中,根據自然規律,在邊緣有斜坡的圓盤里小球會滑向中心,但只要它保持一定的速度,就會留在外緣。這其中有兩種作用力,一種是重力,將小球引向低處的中心;另一種是慣性,讓小球保持直線運動以遠離中心。結果我們便得到了一個平衡公式:這兩種力一同作用的結果,就是小球繞著圓盤中心跑。還有另一個公式是,你百分之百會以破產的狀態離開賭場,所以千萬不要嘗試這個實驗。
地球和月球也會構成這種平衡,因此月球小姐并不會掉落到我們頭上,或者飆飛到太空的茫茫深處。事實上,月球的確一直在朝我們墜落,但同時它又試圖以平均每秒 2.4 公里的速度逃向太空。在這場拉鋸戰之中,它既和我們拉開了距離,又不會棄我們而去。不過它與地球的距離和它在自己軌道上運行的速度都是不斷變化的,這就是所謂的“開普勒定律”。這個定律是 16 世紀與 17 世紀之交的德國天文學家開普勒發現的,他將太陽系的行星運動總結為三大定律:
一、行星運動的軌跡為橢圓形,太陽便位于橢圓的焦點之一。(簡而言之,行星以橢圓形軌跡繞著太陽轉。)
二、太陽和某行星連成的直線,在相等時間內掃過的面積相等。(說得簡單點,離太陽近的時候會運行得比較快。)
三、行星運行軌道半長軸的三次方和公轉周期的二次方之間,其比例是恒定的。
我體內的水會不會受月球影響——月球與潮汐
適用于行星的規律,也適用于月球,因此月球有時離地球近些(約 35 萬 6000 公里),有時離地球遠些(接近 38 萬 5000 公里)。離地球近的時候,速度會稍微快些,一旦離遠了,速度就會稍稍減慢。月球環繞地球一周約需 27 天多,質量是地球的 0.0123 倍。所有這些因素對地球都有可觀的影響,因為重力是雙向的,不僅地球在吸引月球,月球也同樣吸引著地球。由于月球是兩者中較小較弱的一方,所以它并不奢望地球會繞著它旋轉,然而它會引起地球上的一些運動,甚至地表會被它抬高 1/4 米,而首當其沖的正是海洋。月球調整著潮汐,所有水體在朝向它的那一面都會形成潮峰,而在對立的一面會形成另一個潮峰。