旅行到时空边缘：月球对地球生命系统的重要性

2023-09-17 理论教育版权反馈

【摘要】：第32章伴侣月球这个伴侣，对地球生命系统的形成和稳定至关重要夜间的照明如果把地球理解为一艘宇宙飞船，那么月亮就是它的子飞船，它们一起组成了地月系。平均下来，整个月面对太阳光的吸收率高达93％，反射出来的只有7％而已。结果是，地球自转轴和黄道面的夹角总是维持在23度半附近，只摆动一个很小的幅度—在22.1和24.5度之间徘徊，周期是41，000年。

第32章　伴侣

月球这个伴侣，对地球生命系统的形成和稳定至关重要

夜间的照明

如果把地球理解为一艘宇宙飞船，那么月亮就是它的子飞船，它们一起组成了地月系。月亮不但使地球的夜晚更富有诗意，而且还给地球生命带来了夜间照明，看上去大自然对地球生命真是关怀备至；或者说，地球实在是一个完美的宇宙飞船。

对于一部分习惯夜生活的现代人来说，月亮也许显得太暗，但夜晚是需要安眠的，月亮作为夜间照明是恰到好处的。事实上，在满月之夜，一些生物已经表现出了亢奋状态，这一天人们平均要多花5分钟才能进入睡眠，这天夜晚的总睡眠时间也会比平时缩短20分钟。据统计，满月之夜各种刑事暴力事件明显增多，纽约的放火事件在满月时比平时增加一倍以上，东京消防厅的急救车出动次数也在满月时出现高峰。可见，为了保持生物的节律，夜晚的月亮是必须足够柔和的。

如果把月亮换成别的同样大的天体，通常都会亮好多倍，月亮本身很黑暗，因为它表面覆盖着一层厚厚的月壤，这些月壤黑得像煤，能够把大部分太阳光吸收掉。平均下来，整个月面对太阳光的吸收率高达93％，反射出来的只有7％而已。为什么人们会感觉到月亮很明亮呢？那是因为夜晚的天空更黑暗，它把月亮衬托得明亮了。

月亮是足够暗淡的，即便是满月，也只相当于20多米外一盏100瓦电灯的亮度。在大部分时间里月亮的亮度远低于满月，比如，弦月（半月）的亮度只有满月的1/10，而不是想象中的1/2。

月亮的圆缺变化还给地球生命提供了一个天然计时周期—朔望月，这是阴历的一个月，因为月亮又叫太阴。

月亮对地轴的稳定作用

月亮当然不仅仅是给地球飞船提供夜间照明，也不仅仅给地球乘客提供一个时间周期，更重要的，它和地球共同造就了生命系统。首要的，它稳定了地球。

在人们看来，地球是一个极其沉重的大球体，它的行动严肃又稳重，或者说极为笨重，很难受外界影响，实际情况并非如此。因为地球悬浮在太空中，不受任何支撑，没有一点儿摩擦，因而非常敏感与活跃，外界微小的影响都会引起它的反应，就像飘荡在空中的肥皂泡，轻盈摇摆。不但太阳的巨大引力牵引地球，而且路过的行星，比如邻近的金星和火星，乃至遥远的木星和土星等，都会对地球产生牵引作用，使其位置产生移动，或者姿态发生摇摆。比如木星，地球每次靠近它时（木星冲日前后），虽然距离有6亿多公里之遥，但木星却能将地球拉出轨道几公里。地球每次与木星交会，都要起身离开，趋向木星，向木星大哥恭敬施礼。而金星在轨道上接近地球时，地球也要向轨道内移动一下，侧身向小妹问好。

行星不但会把地球拉出轨道，还想迫使它不停地摇摆跳舞。因为地球并不是一个理想的球体，自转的离心力造成赤道部分略微向外鼓出一些，赤道半径比极半径长21公里。赤道鼓出的这一点会受到其他星球的牵引，地球自转轴就会摇摆不定。

但月亮的存在稳定了地球。月亮虽然比其他行星质量小许多，但距离近得多，它施加给地球的引力影响有效抑制了其他行星的引力摄动影响，成为稳定地球姿态的强大力量。结果是，地球自转轴和黄道面的夹角总是维持在23度半附近，只摆动一个很小的幅度—在22.1和24.5度之间徘徊，周期是41，000年。

并不是每个行星都能轻而易举地保持旋转轴稳定。看一看地球的一个近邻—火星，它和地球很相似，自转周期是24小时37分。火星的两颗卫星—火卫一和火卫二都很小，长度只有几十公里，对火星的姿态起不到任何调控作用。火星目前的自转轴倾角是25度，但它会在13度至40度间摇摆变化，相应地，火星气候常常会出现灾害性巨变，这种巨变能够达到生物灭绝的程度。

地轴的进动

月亮虽然使地轴的倾斜角保持稳定，但它也会导致另一个结果—地轴会缓慢转动，这叫地轴的进动。一个快速旋转的陀螺即使在倾斜的时候也不会立即倒下，因为它的旋转轴会转动。地轴的旋转也是如此，只是慢了许多，25800年才转动一周。我们通常说地球的自转轴保持不变，稳定地指向北极星，实际是忽略了它的转动。

因为地轴在旋转，它实际上不会永远指向同一颗恒星，因而北极星是由不同的恒星轮流担任的，交替的周期就是25800年。

地轴以 25800 年为周期旋转，北极星也由不同的星星轮流担任

公元前1000年前后，北天极指向了小熊座帝星附近，帝星就是那时的北极星，帝星的名字就由此而得。此后很长时间，地轴指向的北天极附近没有亮星。几百年前，北天极渐渐指向勾陈一，于是勾陈一成为众星环绕的北极星。勾陈一的地位目前还在不断加强，因为地轴还在继续靠近它。100年后，22世纪初，北天极最接近勾陈一，然后渐渐偏离而去。公元130世纪，地轴将指向北天耀眼的明星—织女星。在那前后上千年时间里，织女星将成为北极星，正如公元前130世纪，它曾是冰川时期我们祖先的北极星一样。上一次织女星作为北极星时，地球上是荒芜的冰河世纪，地球自转轴进动了半圈后，地球上迎来了高度繁荣的现代文明；地轴再转动半圈，织女星再次成为北极星时，大地上又会是什么样子呢？

埃及首都开罗附近有一个小城叫吉萨，那里有大金字塔和狮身人面像。大金字塔建于5000多年前，里面有一个隧道，在金字塔内顺着隧道望去，正好能看到北极星。看来，古埃及的法老希望死后能够升到天的中央—北极星那里，继续在天上当他的法老。

地球就像一个旋转的陀螺，自转轴以 25800 年为周期旋转进动

当时在金字塔隧道内看到的北极星，只是一颗不太亮的星—天龙座的右枢星。虽然暗弱，但因为它位于天之中央，众星环绕，也就具有帝王的地位。然而法老绝不会想到，北极星的帝王之位，居然也像人间的王朝一样会轮替。几百年后，随着一代法老王朝的结束，这颗暗弱的北极星也从金字塔隧道的视野中渐渐隐去了。

月亮偷偷改变了你的星座

月亮带来的地轴进动还改变了很多人的黄道星座。根据占星学，一个人所属的黄道星座由阳历的生日决定，其具体边界和二十四节气相关联，一个人通过查阅自己出生那一年的二十四节气时刻，可以准确得到自己的星座，比如，2016年黄道十二星座边界范围如下（每年相差不大）：

春分（3月20日12：30）白羊座起始

谷雨（4月19日23：29）金牛座起始

小满（5月20日22：36）双子座起始

夏至（6月21日06：34）巨蟹座起始

大暑（7月22日17：30）狮子座起始

处暑（8月23日00：38）室女座起始

秋分（9月22日22：21）天秤座起始

霜降（10月23日07：45）天蝎座起始

小雪（11月22日05：22）人马座起始

冬至（12月21日18：44）摩羯座起始

大寒（1月20日05：23）水瓶座起始

雨水（2月19日13：33）双鱼座起始

之所以根据出生日期来确定星座，最根本的原因是，生日那天的太阳运行到了那个星座，太阳和星座的结合给刚出生的生命打上了特定的星座烙印。

然而，根据这个定义，大多数人的星座都是错误的，因为现在流行的星座日期范围是几千年前确定的。由于月亮牵引地轴进动，它导致的另一个结果是，每年的春分时刻，黄道上的太阳位置都会比前一年向西退一点点。几千年下来，地轴已经旋转了三十多度，太阳在黄道星座的运行日期已经大大不同了。

下面是目前太阳在各个星座的实际运行日期（每年大致相同）：

白羊座：4月19日～5月15日

金牛座：5月15日～6月22日

双子座：6月22日～7月21日

巨蟹座：7月21日～8月11日

狮子座：8月11日～9月17日

室女座：9月17日～11月1日

天秤座：11月1日～11月23日

天蝎座：11月23日～11月30日

蛇夫座：11月30日～12月18日

人马座：12月18日～1月20日

摩羯座：1月20日～2月17日

水瓶座：2月17日～3月13日

双鱼座：3月13日～4月19日

月亮给地球自转踩刹车

早期的地球旋转很快。地质学和古生物学方面的研究发现，3.7亿年前，每年有400天左右，那时一天约是21小时；13亿年前，地球一年至少自转546圈，一天只有16个小时。越往早期，地球的自转速度越快。在太阳系早期，地球飞速旋转。快速的自转不仅意味着生活节奏加快，夜晚的美梦被缩短，更重要的是，通常星体旋转愈快，风力就越强，持续时间也越久。狂风肆虐，巨浪滔天，没有片刻安宁，这样的环境对生命来说太过残酷。生命即使能够诞生，等待他们的也只是噩梦，而不是奇迹般的进化。

幸运的是，大自然给地球安排了月亮这个伴侣，它给地球的旋转踩了刹车。

地球表面大部分被海洋覆盖，当海水转动到月亮下方时，月亮的引力会把海水拉涨起来，并且反方向向西拉动，形成阻碍地球向东自转的力量，于是，地球的自转速度便一点点慢下来。这一过程一刻也没有停息。目前，地球每自转一圈都比前一圈变慢0.000，000，02秒，自转速度每百年延长约2毫秒。经过几十亿年的缓慢减速，地球自转的节奏缓慢下来，狂澜止息，地球安静下来，成为一个美好的生命摇篮。

地球有了足够长的夜晚，使生命得以安眠并可以美梦连连；地球的气候足够温柔，使生命能够从容享受风和日丽的日子，这一切月亮功不可没。生命也没有辜负大自然的厚爱，在地球上顺利诞生并不断地进化下去。

渐渐远离而去

地球自转减慢的同时，月亮也渐渐远离地球而去。因为力的作用都是相互的，当月亮把海水向西方拉去时，海水反过来就会对月亮施加一个向东的力，这个力与月亮的公转方向相同，它使月亮公转速度增大，月亮就会渐渐远离地球而去。

月亮远离地球的速度现在已经可以精确地测量出来。几十年前“阿波罗”号登月时，宇航员在月球表面安放了一面镜子。此后，科学家从地球上向这面镜子发射激光，并通过激光往返时间测算月地距离。结果发现，月球每年远离地球约3.8厘米。

在早期地球的夜空中，月亮肯定是硕大而又明亮；随着地球自转渐渐减慢，月亮也渐渐远去，它在夜空中越来越小。当地球的自转速度接近24小时的时候，月亮的大小看上去正好和太阳差不多，这时候人类在地球上诞生。

因为月亮和太阳看起来差不多一样大，人类就能欣赏到一个极为壮观的天象—日全食。当月亮运行到太阳和地球之间，三者排列成一条直线的时候，就会发生日全食。随着月亮继续远离，它看上去会越来越小。大约6亿年之后，月亮将不再能完全遮挡太阳，那时候在地球上就再也看不到日全食的天象奇观了。

旅行到时空边缘：月球对地球生命系统的重要性

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