21世紀了-人類的這抷土知多少呢？(7-3)
2005年7月3日，“深度撞擊”飛船拋下一個重達400公斤的探測器去撞擊“坦普爾-1號”彗星旨在研究該彗星的彗核物質構成情況，科學家們希望通過這場人造太空災難來獲取有關地球生命形成的原始資料。我們知道，地球上一切生命的構成都有著相同的規則：蛋白質由氨基酸構成，基因則由核甙酸分子構成。問題的關鍵在於這些物質是如何出現在地球上的。
根據計算，地球生命誕生於45.5-34.5億年前。或許，就是在這一時期內有一顆像“坦普爾-1號”彗星這樣的天體將生命的種子帶到了地球上。科學家們在詳細分析了“深度撞擊”探測器提供的資料後得出結論稱，探測器與“坦普爾-1號”彗星撞擊後激起大量彗星物質並噴灑在周圍空間，其中有大量的有機物分子。根據這一事件可以推測，彗星中本來就含有大量構成生命所必需的物質。
另外有科學家認為，地球生命的構成物質是地球自主生產的。兩年前，科學家們就人工合成了核糖，這是構成DNA的重要物質之一。在人工合成核糖實驗中，科學家們還模擬出了地球早期荒漠中的化學條件。
在這一研究領域，最令科學家們頭痛的問題是這些生命構成的基本物質是如何發展成最原始的生物個體的。一些研究人員認為，是海浪將富含有機物的水份帶到了周圍的沼澤地中，那裏有充足的陽光和定期的水份供應，這為最原始的生物化學反應起到了類似於催化劑的作用。另一些研究人員認為，生命起源於海底山脈周圍的淤泥中，因為這些地區的地殼裂縫可以保證生命形成所必需的礦物質和能量供應。相信在不久的將來，隨著科學技術的發展和太空探測技術的不斷進步和完善，人們距離地球生命起源之謎的謎底將越來越近。生命存在必需要有水嗎？
我們都知道，生命的誕生和繁衍需要某種液體做媒介。在氣態的環境裏，分子飄逸的速度非常快，因此它無法參與生命存在所必需的足夠複雜的化學反應。在固態媒介中則正好相反，分子運動受到極大限制無法自由活動。而只有液體才是最佳的生命誕生媒介，只有在液態環境下，分子才可能完成各種很必要的移動以完成相互結合。
地球是一個相當潮濕的地方。在生命誕生之初，地球幾乎到處被汪洋、湖泊和河流覆蓋著。地球大氣中的雲層中也富含水蒸汽，水甚至還能滲入地下數公里深處的地殼中。無論是在戈壁荒漠還是在懸崖峭壁，水在整個生命進程中發揮著不可替代的作用。換句話說，只有水才能支持生命的存在和繁衍。那麼是不是只有地球生命的存在需要水的支援呢？
這是天體生物學研究的重要問題之一。從理論上講，以碳原子為基礎的其他外星生命形式可能會以其他液態天然氣或烴類物質作為生存媒介。而如果這些生命形式並不是由碳原子構成的，而是由其他元素(如矽)構成的，那麼這種液態媒介也可以是其他類型的液體。
今天科學家們在尋找外星生命的過程中，就將主要目標集中在那些可能存在水或者其他液體的星球上。然而，也有部分天體生物家認為，也許某些外星生命的存在根本就不需要水。火星是目前唯一一顆被證實有水存在過的星球，另外木衛一、木衛二上也完全有可能存在水。在另外一些天體上儘管不存在水，但有可能那裏的其他液體同樣也能維持生命的存在和發展。如金星上的硫酸，木星上的液態氨，土衛六上的液態甲烷海洋等等。生命存在靠太陽嗎？
普林斯頓大學的地質微生物學家圖裏斯-溫斯托特曾去南非的礦井中尋找以核能作為生命動力的生命。他和他的同事們吊起了大量沉積在古老礦井中的水並將其運送到實驗室，化驗結果顯示，地下5000米深的這些古老礦井中生存的微生物與地面水中的微生物幾乎沒有任何聯繫。據圖裏斯-溫斯托特表示：“我們研究的這一地區與地面隔絕了已經有數千萬年了”。
科學家們稱，根據種種跡象判斷，這些微生物生活在無太陽光條件下，它們依賴一氧化碳和水生成的碳化物生存。發生這一化學反應的能量來源便是氫，而這裏的氫則由岩石中的放射性物質破壞水分子生成。圖裏斯-溫斯托特表示：“我們可以看得出，這裏存在微生物是毫無疑問的，只不過它們得依靠核能生存”。
這一發現說明，火星或著是土星和木星的衛星上都有可能存在生命。按照這一推理，我們可以猜測，太陽系其他行星及其衛星深處或表面都可能存在著生命，甚至某些星體上的生命至今依然在繁衍。寒冷和酷熱是影響生命存在的要素嗎？
如果你在海上漂流或者遭遇暴風雪，你就會深刻體會到我們的地球並不那麼好客，然而與太陽系其他星球相比而言，我們的地球卻能夠讓我們生活得那麼舒適。地球表面的溫度相對穩定，同時地球表面的各大洲也都有液態水供應，地球上空的臭氧層也在時刻保護著地球免受宇宙射線的強烈輻射，同時還讓足夠的太陽光來照射在地球表面以滿足生物光合作用之需。我們感恩這一切讓地球陸地擁有森林和草原，讓海洋長滿數十億噸的藻類。
然而，地球之外哪里還會有地球這樣的生命溫床呢？就拿地球的近鄰火星來說吧，儘管科學家們還沒有搞清楚其表面液態水到底是如何形成的，但火星沒有能夠防宇宙射線的臭氧層，暴風而輕而易舉地將其表面的砂石和塵埃吹到數千公里遠的地方，那裏的溫度最低可達零下數百度，而溫室效應尤其明顯的金星表面溫度卻能夠高達數百攝氏度。
科學家們根據最近幾年的研究發現，就是在地球這張生命的溫床上，生命也可以在一些極端條件下生存，尤其是那些所謂的好熱性微生物。這類微生物在熱噴泉和海底裂谷中可輕易地找到，儘管這些裂谷時不時噴發出熾熱的熔岩，但這裏的微生物自身特殊的化學構成已經足以讓它們經受住如此高溫的考驗。如，這些微生物體內一種特殊的酶就能夠保護蛋白質分子免受熱作用的破壞。
同樣，生命也能夠在極端酷冷條件下生存。美國賓夕法尼亞州立大學的微生物學家吉恩-布倫奇利在厚達3000米的格陵蘭冰川下取得一塊12萬年前形成的冰塊。通過現代科學研究手段，科學家們發現這裏也存在微生物。據吉恩-布倫奇利稱：“我們發現這塊冰上長滿了微生物，而且還不只一種”。生命存在必需要DNA是嗎？
據科學家們稱，在我們決定去哪里尋找生命之前，先應該考慮我們到底要尋找什麼。如果說地球之外真的存在著某種生命，那麼它們很有可能都是些微生物。因此，我們應該使用分子水準上的微生物探尋方法。據該校從事此方面研究的大衛-維特格林稱：“我們曾深度研製一套儀器，讓它在同一地點同時識別出碳氫化合物、蛋白質、DNA和其他生物標識。如果我們同時發現了這些物質，那麼我們就可以肯定這個地方存在著生命”。
如果說生命只能在DNA的基礎上形成，那麼生命就只能在那些擁有磷、氮和各類糖份的星球上存在。按照這樣的推理，火星、木星等這類行星上存在生命的可能性就會很小。如果科學家們能夠培養出DNA的替代品，那麼從原則上來講，其他星球上存在生命的可能性就會大大提高。
當然，在目前這個階段，有關外星生命的存在形式討論最多的並不是生物學家，而是好萊塢的電影劇本作者。幸運的是，人類現已經開始勇敢地實施各類太空探險計畫，同時人類至少認識到我們的探測器應該飛向哪里、我們在地外之外會遇到什麼東西。在地球上環境最惡劣的地區都會有生命存在至少讓人類看到了在外星找到生命痕跡的希望。下一步，科學家們要做的事就是不斷努力去飛越各顆星球、去尋找想尋找的東西。
地球上的潮汐現象多數是由月亮引起的(太陽的作用稍小一點)，潮汐的秘密是這樣的：由於月亮繞著地球旋轉，地球上的海洋受到月球的引力牽引作用，面對月亮的那一面就出現高潮，這恐怕人人都知道。而與此同時，地球上遠離月球的另一面也出現另一個高潮，這是因為月球對地球本身的引力牽引作用大於對其水體的作用，從而使另一面的海水向外“鼓”而造成的。
在滿月和新月時，太陽、月亮和地球都在一條線上，這時形成的潮異乎尋常的大，我們稱之為朔望大潮。而當月亮在最初的和最後的四分之一月牙時，較小的小潮就形成了。月球以29.5天的週期環繞地球的軌道並不是一個規則的圓形，當月亮到達離地球最近處(我們稱之為近地點)時，朔望大潮就比平時還要更大，這時的大潮被稱為近地點朔望大潮。所有這些牽引現象還產生了另外一個有趣的作用：通過牽引，地球的自轉能量被月球一點點地“偷”走了，因此每一百年我們的星球自轉週期就要減慢1.5毫秒。
每一年，月球都從地球上吸取一點自轉能量，並利用這能量來使自己在軌道上向外偏離3.8釐米。天文學家告訴我們，當月亮形成的時候，它與地球的距離僅僅是22530公里，而現在的距離已經拉大到了450000公里，而且隨著時間的推移，月亮會走得越來越遠。
世界各國的一些科學家和科技工作者經過深入觀測研究，發現月球正逐漸離我們遠去，並且將越來越暗。美國和法國的科學家利用1969年美國宇航員登月時放置在月球上的鏡子進行測量的結果表明，28年來地球與月球的距離增加了一米多，美法兩國科學家是利用精確的時間測量法來測量月地之間距離變化的，這種方法使雷射脈衝投射到鏡面上然後又反射回地面上的探測器，一個來回約為2.5秒鐘，不斷測量來回所用時間的變化，就可得知月地距離的變化。多次測量表明，地球與月球之間的距離由於地球表面上潮汐的磨擦作用每年增加將近4釐米。
科學家認為，在月球引力的作用下地球產生潮汐，這種潮汐運動中的一部分能量就分散到地球的海洋裏，由於這種能量的失去----月球系統的運動就受到影響，這就是月球逐漸遠離地球的原因。美國兩位地理學家通過對鸚鵡螺化石的研究，也發現月球確實正在遠離地球。這兩個科學家觀察了現存的幾種鸚鵡螺化石的研究，發現其貝殼上的波狀螺紋具有樹木年輪一樣性能，螺紋分許多隔，雖寬窄不同，但每隔上細小波狀生長線在30條左右，與現代農曆一個月的天數完全相同。
觀察發現，鸚鵡螺的波狀生長線每天長一條，每月長一隔。這種特殊生長現象使兩位科學家得到極大啟發，他們又觀察了古鸚鵡螺化石，驚奇地發現，古鸚鵡的每隔生長線數隨著化石年代的上溯而逐漸減少。而相同地質年代的螺殼生長線卻是固定不變的。研究顯示，現代鸚鵡螺的貝殼上，生長線是30條，新生代漸新世的螺殼上，生長線是26條，中生代白堊紀是22條，侏羅紀是18條，古生代石炭紀是15條，奧陶紀是9條，由此推斷，在距今4.2億年前的古生代奧陶紀時，月亮繞地球一周只有9天。兩位元地理學家又根據萬有引力定律等物理學原理，計算了那時月亮和地球之間的距離，得到結果是，在4億多年前，月球與地球之間的距離僅為現在的43%。科學家們還對近3000年來有記錄的蝕月蝕現象進行了計算研究，結果與上述推理完全吻合，證明月亮正在逐漸遠去。
月亮並不是圓的(或說球形的)。它的形狀更像是個雞蛋。當你在夜空中舉頭望月時，它那雞蛋形的兩個尖端之一就正對著你。另外，月球的品質中心並不在其幾何中心，它偏離中心大約有兩公里。月亮是地球惟一的天然衛星，對嗎？或許不是這樣的。1999年，科學家們發現了處在地球引力控制範圍內的另外一顆小行星，其寬度為5英里，它成了地球的另一顆衛星。這顆小行星被稱為克魯特尼，它沿著一條馬蹄形的軌道行進，繞地球一周大約要花770年的時間。科學家們認為，它像這樣在地球的上方懸吊的狀態還能夠保持至少5000年。
月亮上坑坑窪窪的表面是在距今38到41億年前受到宇宙中岩石的強烈撞擊而形成的。這一通強烈的岩石衝擊遠遠勝過拳擊沙袋所承受的頻頻打擊，留給月亮的是遍體的坑洞，我們稱之為環形山。但是這些環形山並沒有受到多大的侵蝕，這主要有兩個原因：其一，月亮的地質活動不太活躍，因此這裏無法像地球上那樣由地震、火山爆發和造山運動而形成千變萬化的地形地貌；其二，由於月球幾乎沒有大氣層，也就沒有風和雨，因此表面侵蝕作用就很少發生。
在地球上，有超過400棵樹是從月亮上來的。更準確地說，它們來自月球軌道。其實事情是這樣的：1971年，阿波羅14號的宇航員斯圖爾特·魯薩在出發時隨身帶上了一包種子，當他的同伴阿蘭 謝帕德和愛德格·米切爾忙著在月亮表面漫步行走時，魯薩卻小心看護著他的種子。後來，這些種子在地球上發了芽，它們被種在美國國內許多不同的地方，並被人們稱為月亮樹。它們中大多數都長得很好。
也許最有趣的，是月亮總以相同的一面對著地球。既然地球和月亮都在自轉並且沿各自的軌道行進，這又怎麼可能呢？很久以前，地球的引力作用使月亮的自轉逐漸減慢。當月亮的自轉週期慢到和它的軌道週期(也就是它繞地球一周的時間)相吻合時，這種引力作用達到了平衡，月亮從此就以一面朝著地球了。太陽系其他行星周圍的月亮也有著相似的特點。月相又是怎樣形成的呢？原來，當月亮繞地球旋轉時，它部分的時間處於我們和太陽之間，它被太陽照亮的那一半遠離我們，這時我們稱之為新月。由此說來，根本就沒有什麼月亮的暗面一說，只是我們看不到它而已。當月亮轉到軌道的另外一側時，從地球上看去，它所反射的一小條太陽光從地球上看去就成了彎彎的月牙。而當月亮來到正對太陽之處時，它在我們眼裏就完全被照亮了，這就是滿月。
關於月亮形成的最重要的學說認為，月亮是在大約45億年前，由於一顆大小近似火星的星體強烈碰撞並劃過地球形成的。當時的碰撞形成的大量熔化的岩石碎片和塵埃被甩到地球周圍軌道之內，經過一段時間的相互碰撞和聚集而形成了今天的月亮。對這種學說的有力支持，來自阿波羅登月計畫的發現。宇航員們從月球上採集的土壤標本表明，月亮上的礦物質和地球上的是相似的，這使得科學家們確信，地球和月亮有著共同的起源。
有些學者對碰撞學說持不同的看法，他們認為月亮和地球是在同一時期，由同一團岩石和塵埃分別獨立形成的。但是我們已經從“月球勘探者”的發現知道，月球的核心只占其品質的2%到4%，遠遠小於地球核心所占的30%，如果它們來自同一起源，至少兩者核心所占的比例應當相近。所以這種說法並不太成立。更合理的解釋是，由於45億年前的那次碰撞發生在地球外層，地球的鐵核並沒有被觸及，而外層含鐵較少、密度較小的岩石部分脫離出去形成了月亮。這樣，月亮所形成的核心所占品質當然比不上地球的核心了。
自1969年“阿波羅11號”太空船首次在月球著陸以來，宇航員已先後帶回了800餘磅岩石泥土之類的月球物質，給科學家研究月球提供了珍貴的第一手材料。令科學家驚訝的是，從月球帶回的岩石中大多比地球上的岩石要古老。宇航員在月球表面采到的第一塊岩石，至少有36億年歷史，而其他宇航員帶回的月球岩石，已被測定有43億甚至46億年歷史，這已相當於太陽系的歷史了。而地球上發現的最古老的岩石其形成時間頂多不過39億年歷史。看來，在形成年代上，月球略早於地球，這是無可爭議的了。
20世紀70年代召開的一次月球研討會上，有一塊月球岩石竟被宣稱有53億年的歷史，最令人困惑的是，這些竟然被科學家認為是來自月球上的“最年輕”的部分。因此，一些月球研究專家認為，月球是遠在太陽系形成之前就已存在了。那麼，月球的年齡究竟有多大呢？看來目前是誰也說不準。(續)
