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10级则表示小行星肯定会对某地、某地区甚至整个地球造成灾难性的危害。根据国际天文联合会报告,截止目前,天文学家还没有观测到超过都灵1级的小行星,也没有发现在相当长的一段时间内会对地球造成重大威胁的天体。至于刚刚光临过地球“近郊”的2001YB5,它下次再接近地球的时间是2052年,但与地球的距离将是2700万公里,即便在更远的未来,它撞上地球的可能也是微乎其微。从科学上分析,只有直径超过1公里的小行星才能对地球带来灾难性的毁灭。天文学家估计,对地球有潜在威胁的这类小行星大约超过1000个,但现在已知的只有300多个。
目前,美国正全力支持对1公里以上小行星进行观测,预计到2008年以前,所有直径在1公里以上、对地球存在潜在威胁的小行星都将归档登记并被追踪轨迹。针对小行星对地球的威胁,科学界已经有了许多设想,如向对地球具有威胁的小行星发射核弹,将小行星击碎。关于这种方法,有专家评论说,这种方法不难达到,但并不理想,因为每个小行星的物质构成不一,科学界尚无法知道核弹的力量是否足以使小行星粉碎成不会对地球造成任何威胁的直径不足10米的碎块,如果小行星不能被击成足够小的碎块,被击碎的直径为数百米的大型天体可能会变成众多直径为数十米的行星碎块,沿着原来的轨道像行星雨一样降到地球上,这样虽然减少了局部的撞击,但却会使撞击面增多。于是便有专家提出了改变小行星轨道的方法,让它偏离可能与地球相撞的轨道,如在小行星表面放置离子发动机,或借助太阳风,或向小行星周围发射核弹等等。但无论是发射核弹击碎小行星,还是使用各种方法让它改变运行轨道,前提条件都是要提早发现,发现得越早,成功的可能越大。
目前,除美国外,英法等国也都启动了小行星国家观测计划,并为这一计划配备了先进的天文设备。在科技飞速发展的今天,只要全世界对小行星研究给予足够的重视,人类就不会遭到和恐龙一样的灭顶之灾。
12。炫耀迷离的极光极光,不同的文化赋予它有各种奇异的名字:光蛇、狐火、跳舞的山羊、火之战线、天堂飞行……伽利略称之为“黎明的女神”,在罗马神话中,黎明女神Aurora,在每一天开始时,总是跑在太阳的前面。
早期有关极光的描述在《圣经。旧约》中也有记载,书中称极光是从天堂跌落人间的火焰。加拿大的爱斯基摩人相信,极光是火炬,照亮着天堂之路,它是死去的幽灵们在夜空中舞蹈。而在古老的挪威传说中,它是青鱼的鳞片,以及冰岛上的热泉反射出的月光。即使是亚里士多德和本。弗兰克林也对极光迷惑不解。北极光,auroraborealis,英文原意是“北方的黎明”。由于一系列的太阳风暴,这个季节的极光显得特别明亮。当猛烈的风暴在太阳外部沸腾,太阳风将以百万英里的时速轰击地球,这就是太阳风暴,或称日冕大爆发。太阳风暴可能导致卫星通信中断,干扰无线电的传输,但同时,它也会以自然界最绚丽的光芒高照极地的夜空。即便对科学家而言,极光依然保留着许多未解之谜。太阳风携带着质子和电子,吹向地球,由于它们带有电荷,这些粒子陷入地球磁场。它们沿着磁力线抵达极地,然后闯入大气层上层。
极光,是黎明的女神,是天堂跌入人间的焰火,是幽灵们在夜空中舞蹈太阳风粒子下降时,与大气中的氧、氮分子发生冲撞。冲撞的能量以光的形式释放,就产生了极光,这与霓虹灯管里的发光原理类似。然而,是什么使极光看起来宛若拂动的薄纱,是什么令其呈现为各种形状,这些问题都仍在探索之中。
从浅兰到深红,极光的色彩绮丽夺目,几个世纪以来,吸引了无数观察者。就在几十年前,我们对极光的成因还是完全误解的。最近几年,科学家用发送高空轨道探测器的方法,了解制造这种自然奇观的动力。关于极光,我们在近20年间所了解的,远远超过了过去2000年的经验。然而科学家仍然不知道,是什么使极光看起来宛若拂动的薄纱,是什么令其呈现为各种形状,正如一些观察者所描述的,状如头骨或动物。当你追寻极光的绚丽时,当地人会告诉你,看到极光的时候不要吹口哨。任何无理的行为,都将遭到魔咒诅咒,令你灵魂错乱。那些光有一种力量,让你不由地肃然起敬。面对这片原始、荒芜、而又苍凉的土地,人们似乎已经感觉到了那种力量。
终于看到它了,就像一扇窗前,飞舞着的薄薄的窗纱,绿色轻盈的光照亮了整个夜空,那一刻如此震撼而神秘!它是拉普兰人所说的勇士的灵魂:是印第安神话里照亮夜路的巨人的火把;是爱斯基摩的亡灵休憩的伊甸园;是芬兰传说中灵狐跃过丛林时闪现的狐火……不知道它到底是什么,但看到了它,就像看到了自己不朽的梦想。观看极光的最佳地区其实是在北美洲,有时,极光活跃地带在北美洲可以延伸到很南的纬度。阿拉斯加山脉北部、育空地区中部、大奴湖周围、任何一个加拿大北部州,以及冰岛全岛和斯堪的纳维亚北部都是理想的极光观测点。
最好的观察时间是在每年的8月15到次年的4月15日之间,黄昏到黎明则是最佳观测时间段,最好选择没有月亮的夜晚,而且要尽可能远离城市和人类制造的光源。对于极光,经过所有的研究,许多问题仍然没有答案。“每次我们感觉已经与答案如此接近,即将揭开奥秘时,一些新的问题又出现了。”查尔斯。迪尔说。迪尔是阿拉斯加大学地球物理学会的极光预报员,该学会位于北半球极光活跃地区的中心费尔班克斯。当火箭在大气层上层划过,有几个会留下飞行痕迹,就像喷气式飞机的飞行云。这些痕迹能帮助科学家研究在大气层上层极光对风的影响。另一个实验中,承载于火箭上的仪器将向大气层发射出带电粒子,模仿极光。这些实验能令我们对极光的了解更加精确、深入。太阳风携带着质子和电子,吹向地球,由于它们带有电荷,这些粒子陷入地球磁场。它样沿着磁力线抵达极地,然后闯入大气层上层。
太阳风粒子下降时,与大气中的氧、氮分子发生冲撞。冲撞的能量以光的形式被释放,这与霓虹灯管里的发光原理类似。极光的颜色取决于粒子的类型,它们冲撞的是哪一种分子或原子,被冲击的气体中是否带电荷。在抵大气层,电子撞击氮,将产生红色的光,但如果它们撞击的是大气层上层的带电荷的氮,则会制造出兰色和紫色的光。
大约在60英里的上空,与氧原子撞击所产生的是最常见的极光色———白中泛绿。而在200英尺的高空,氧原子散发出的却是深红色的光,也称作“血红光”。通常,只有在极地地区才能见到极光,但有时极光也会出现在比北纬48度还要偏南的地区。由于这两年属于“太阳活动高峰期”,更南的地区出现极光的现象会明显增多。在太阳活动高峰期,从太阳吹来的风暴“将用粒子填满地球的磁场”,迪尔说,太阳风“侵蚀”着地球磁场。这使得更多的粒子能够朝赤道飞移,因而扩大了极光发生的范围。所以,这两年的冬天北半球会更多的人可以观看到极光。尽管很难预测极光发生的时间和地点,要想观看极光,需要选择夜空特别黑的地区,最好是没有月光的晚上。
有些人称不仅看到了极光,还听到了极光的声音。自几个世纪前,第一次有此类报道开始,这个现象一直困扰着科学家们。极光发生在地表以上60至200英里的高空,那里空气非常稀薄,不可能传载声波。然而,类似的报道依然不断。物理学家罗伯特。H。依瑟在他的著作《壮丽的极光》中列举了许多这一类的报道。他写道人们所描述的伴随极光的声音都“非常相似,是一种微弱的沙沙、嘶嘶、嗖嗖、或劈啪声”。
1916年,加拿大人类学家欧内斯特。霍克斯辩解说:“这些伴随着极光的嗖嗖和劈啪声是死去的幽灵试图与尘世间的人们沟通的声音。”科学家们持有疑问,但无法反驳这些报道。阿拉斯加大学的地球物理学者汤姆。哈林纳认为,大脑或许能够感应来自极光的电磁波,将其转化为声音。其他人则提出,“劈啪声”可能来自树木与建筑物的放电现象。面对这些未解的迷题,像查尔斯。迪尔这样的科学家们,将在整个冬季花去大部分时间,站在寒冷的室外,观测和沉思这个神秘的现象。
13。南极上空的大气层希腊的哲学家认为,既然地球是球形的,那么南半球应有类似北半球的气候带,在与北半球陆地相对称的位置上,也应有大陆存在才对。因此,新大陆发现不久后,15世纪所绘制的地图上,就有所谓“未来的南方大陆”。自15世纪以来,南极大陆也一直是冒险家的目标,也因此而留下许多可歌可泣的故事。但在英国探险家科克前后三次的太平洋航海中,确定了一项事实,那就是即使存在所谓的南极大陆,也应该是在南纬60度以南的地域。白色大陆南极是地球上气温最低的地方;在这里,热能无法聚集,太阳的辐射能量有80%被冰和雪反射掉,内陆地区的平均温度即使在最温暖的季节也只有摄氏零下20度至30度。
距今1。8亿年前,南极大陆和澳洲及南美大陆是连成一块的,称为冈瓦纳大陆,是从盘古超大陆分裂出来的。从发现的化石可以得知,当时的南极大陆气候相当温暖,如今却成为地球上最寒冷的地方,对于地球的气候有相当大的影响。这块酷寒的大陆现在由于某些原因而备受瞩目,那就是其上空平流层的臭氧大量减少,形成所谓的臭氧洞,原本以为只是局部的现象,但现在却以被视为和全球性臭氧层的破坏有关,或许,地球尽头的南极大陆,对地球的危机是最敏感的。
世界上气温最低的地区位于南极点四周,上面覆盖着冰雪的大陆,为世界第五大陆。四周围绕着多风暴且易结冰的南极海。南极洲几呈圆形,这块大陆几乎完全位于南极圈内,约占地球陆地总面积的十分之一。南极洲平均高度为1830米,几乎为其他大陆平均高度的两倍。加上陆地上所覆盖的冰雪,厚度高达2440米,使得南极洲的总平均高度抬高为4270米。海岸线长30010公里的南极洲海域,布满冰山、冰河的冰块和大浮冰。
如果这些冰雪全部融化,则全球的海平面将升高60公尺。如果将东南极大陆上的积雪全部扫除,那么东南极大陆的大部分地区仍位于海面上,但西南极大陆的大部分地区却位于海面下。
1991年3月,英国南极调查站的杜克博士与其研究人员提出报告,指出位于南美大陆南方的南极半岛西海岸上的瓦迪棚冰目前正急速崩溃之中。据他们表示,除了瓦迪棚冰之外,其他还有一些棚冰也出现了相同崩溃和后退的征兆。
另一方面,从19世纪80年代中期起,世界各地陆续提出20多项案例报告,指出由南极分离的巨大冰山漂流至大西洋和印度洋中的现象。1991年10月,从菲尔希纳棚冰分离的巨大冰山,更到达了福克兰群岛附近。
南极大陆的形成根据韦伯纳(AlfredLotharWegener)提出之山陆漂移说,认为在2亿年前,地球上所有的大陆是连成一块的,称之为“联合陆”,后来分成二部分;北叫“劳亚古陆”,南称“冈瓦纳古陆”(Gondnaland)。
劳亚古陆形成北美大陆、格陵兰、与欧亚大陆。冈瓦纳大陆则分裂成为南美洲、非洲、澳大利亚、印度次大陆及南极大陆。冰碛岩是冰河搬运来的砾石,大多堆积在冰河溶解的地点,因此,这些岩石的存在可以证明3亿年前的南极大陆仍被掩盖在冰河之下,但是到了中生代时期,覆盖在南极大陆上的冰雪溶解,广大的陆地开始裸露出来,半齿类植物逐渐地生长繁殖,脊椎动物也栖居起来。
侏罗纪时南极大陆的地质活动趋于活跃,而这种地质活动,就是使冈瓦纳大陆分裂与移动的主要原因。再根据南极大陆附近之海底沉积物的调查,发现南极大陆大约在4000万年前,有一部分地区没有冰河,而是翁郁的温暖气候,直到3700万年前才开始急速转变成严寒气候。
南极的生物南极半岛发现有四种显花植物(禾本科1种,石竹科1种)外,其他地方没有高等植物,只有地衣、苔藓和藻类等低等植物。
南极大陆也没有高等动物,大约有44种昆虫主要分布于南极半岛。南极洲沿海数量较多的鸟类和海豹都是海洋生物。在南极复合带以南繁殖后代的鸟类,有企鹅、海鸥、海燕和信天翁等41种。磷虾是南大洋中各种鸟、兽,尤其是鲸赖以生存的基础,是海洋生物链重要的环节,富含蛋白质,是人类潜在的食品来源。
大气环境大气中氮和氧的成分大约占99%以上,其余有少量的Ar、二氧化碳、水汽和臭氧。这些总和不足百分之一的气体,却对整个地球变化影响很大。
包围地球的大气,其特性会随高度不同而有些许变化,科学家便依照气温梯度来划分大气的垂直结构。最接近地表的是“对流层”,其次为“平流层”、“中气层”和“热气层”。热气层是大气的最外圈,大气越向外越稀薄,并没有一条明显的界线。由于大气是受地球重力吸引而环绕在地球四周,因此距离地表越近,空气密度越高,大约90%的空气都聚集在离地表30公里的范围内;到了距离100公里处,大气密度已不及海平面的百万分之一,故若与地球半径约6370公里相比,大气的确只有薄薄一层而已。其位置大约在离地10—15公里处,但大气中的臭氧绝大部分都集中在离地面大约20—30公里的上平流层中称为“臭氧层”。名虽为一层,但实际上臭氧分布并不均匀,而且大气中臭氧的含量非常的少,尚不到1ppm。这极薄的一层臭氧,对地球上的生命非常重要,因为臭氧能吸收阳光中的紫色线,将这些波长很短,而且有致命危险的辐射,转换成热能,只有极少量能到达地表。紫色线会破坏包括DNA在内的生物分子,增加罹患皮肤癌及白内障的机率,而且和许多免疫系统疾病有关。此外,紫外线对于农作物,甚至海洋生态系都会造成负面引响。然而这层重要的臭氧已经受到严重破坏,而且情形一年比一年恶化。大气污染不断吞噬臭氧,使紫外线外露,狰狞的白光似要摧毁人类脆弱的生命●南极上空的臭氧洞1985年,英国南极观测站的科学加法曼(JosephG。Farman)等人发现,从1977—1984年,南极郝利湾(HalleyBay)上空,春季时的大气臭氧含量大约减少了4%以上,其他研究团体也迅速证实了这项发现,并指出臭氧量急剧减少的这块区域,其面积甚至大于南极大陆,高度则是介于12—24公里之间的平流层,这就是所谓的“臭氧洞”(ozonehole)。
臭氧洞其实并不是真正有个“洞”,而只是表示臭氧含量非常稀少的地区。1895年以前,南极臭氧洞的大小和深度,约以2年为消长时间,但从1989—1991年却连续3年观测到大规模的臭氧洞,根据日本气象厅发布的资料显示,从1982—1991年10年间,南极臭氧洞的面积扩大了10倍,深度增加了32倍,被破坏的臭氧则估计为过去的4。3倍,而且自1990年之后南极上空臭氧洞的形成时间也开始提早。1992年南极臭氧洞最大时的范围曾一度超过2300万平方公里,约为南极大陆面积的1。5倍,根据NASA和“世界气象组织”(WMO)的调查,已经确定1993年南极臭氧层的破洞不但遍及南极大陆,而且将扩及南美洲部分地区。1895年10月臭氧量到了1979年的三分之二,而1987年则降为二分之一臭氧地区性的消失率,到达每天约为全球臭氧移动率的1%,而到10月中旬更高达32%。
CFCs和臭氧的破坏人类一直到1970年代初期才开始警觉有许多人为因素会破坏大气中的臭氧,直到1974年6月两位加州大学的化学家刊登于《自然》杂志的一篇文章,才真正使臭氧问题国际化。大部分平流层中臭氧的减少,或是臭氧洞的形成主要原因是CFCs(氟氯碳化物)释放至大气,所导致的化学变化。对流层的最上部是“对流层顶”(Tropopause),对流层顶的高度各地并不相同,会因季节和纬度而异,以在赤道附近最高,约达18公里;在高纬度的两极,则只有8公里,而夏季比冬季时略高。副热带地区会产生不连续的现象,形成“对流层顶缺口”。在这个缺口处,上下层空气混合非常强烈,CFCs等物质便因而进入平流层。CFCs在工业上应用广泛,而且非常安定,生命期长达40-150年,因此会在大气中不断累积,最后将上升至平流层,在平流层因受到紫外线照射而分解产生氯原子,活泼的氯原子会与臭氧反应,使臭氧分解消�