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土星、木星「發病」使恐龍滅絕?

科學界最近傳出新的說法,6500萬年前使一代「霸主」恐龍遭受滅頂之災的罪魁禍首極有可能是太陽系里的兩大行星——木星、土星。

6500萬年前,太陽系中一顆直徑長達10公里的小行星以3公里/秒的速度風馳電掣一般地向地球迎面撲來,重重地撞擊在如今墨西哥的尤卡坦半島地區。隨即,這顆小行星自身汽化,向太空散發出大量水蒸汽,同時形成大量塵埃。這些氣體和塵埃瀰漫充斥於大氣層中,使整個地球頓時天昏地暗、日月無光,陽光無法正常穿過大氣層照射到地球上來,這種情況持續了幾十年之久。有人估計,這次撞擊產生的能量至少是地球現有核武器能量總和的1萬倍。大批植物因為吸收不到陽光,無法正常進行光合作用而相繼死亡,大量食草動物因此斷絕了食物來源而相繼滅絕,大量食肉動物因而紛紛暴屍荒野。這樣一來,包括恐龍在內的70%的地球生物在這次飛來橫禍中慘遭「滅門之禍」。

誰是幕後兇手?

一般而言,對「小行星撞擊地球從而導致恐龍滅絕」這種說法,科學界基本上已經達成共識。但是,先前我們可能一直認為,小行星撞擊地球事件只是一次偶然的天文事件引發的「飛來橫禍」。這顆小行星到底來自何方呢?我們知道,太陽系中已知的小行星,大約99%都存在於火星、木星軌道之間的小行星帶。小行星帶中「遊盪」著大約10萬顆大小不一、形態各異的小行星,其直徑平均只有幾公里,質量之和大約只有地球質量的0.04%。先前,人們認為這顆小行星來自火星、木星軌道之間的小行星帶,但卻一直無從得知這顆小行星為何會撞向地球。

針對這個問題,最近美國一些科學家一語驚人:6500萬年前的小行星撞擊地球的悲劇其實是由木星、土星「聯手導演」的結果。他們認為,平時貌似風平浪靜、波瀾不驚的太陽系,偶爾也會出現木星、土星兩大行星運行軌道狀態反常的「發病」景象,正是這種「發病」「傳染」到火星、木星軌道之間的小行星帶,使得裡面的一些小行星脫離原來軌道而四處亂竄,其中一顆恰好撞上地球,從而導致地球生物大滅絕。

木星、土星為何「發病」

人們不禁會問,木星、土星平時好端端地,為什麼有時候會無緣無故「發病」呢?原來,太陽光以及從太陽吹來的由亞原子粒子組成的太陽風可以引發太陽系的太空壓力起伏不定。在幾千萬年的日積月累過程中,這種壓力可能對太陽系中其它天體運行狀態產生明顯影響,特別值得注意的是,這種壓力對體積較大的木星、土星的影響似乎更加明顯,使木星、土星的運動狀態出現一定程度的反常,據說土星的軌道會出現0.1%的偏差。如果木星、土星兩大行星這時恰好運行到太陽的同側並且逐漸靠近,太陽系的這兩個「龐然大物」的共同引力將會對太陽系中其它天體產生很大的影響。此前,理論界一直認為,這種影響也許微不足道。但是,科學家們在實驗中發現:土星恰好逐漸靠近,木星、土星的運動狀態同時「發病」時,火星、木星軌道之間眾多小行星的運行方式出現了「混亂」,理論推測,這種「混亂」的周期為幾千萬年一次。科學家們推算,6500萬年前,木星、土星曾經同時「發病」,從而造成火星、木星軌道之間眾多小行星的運行方式出現一次混亂。

附近小行星受「傳染」

木星、土星的這種「發病」為什麼會產生如此巨大的影響呢?首先,這種「發病」可以產生某種「混沌效應」,混沌效應是指初始條件微小的變化可能導致出現劇烈運動。混沌系統對初始條件極其敏感,可以套用一種誇張的類比:加勒比海的颶風是由遠在夏威夷的一隻蝴蝶扇動翅膀引起的。因此,木星、土星的「發病」極有可能造成火星、木星軌道之間的小行星帶發生混亂。其次,木星、土星是太陽系中質量排位第一、二的兩大行星——木星的質量大約是地球的328倍,土星的質量大約是地球的95倍。可以這樣說,太陽系中其他七大行星的質量之和只有木星、土星質量之和的7%。木星、土星可以說是既是行星,又是某種意義上的「恆星」,到目前為止,木星、土星已知的衛星數量分別是16顆和31顆。有些科學家推測,如果有一天太陽突然消失了,太陽系現有的天體可能都會圍繞著木星公轉。與此同時,處在地球和木星之間的火星,質量只有木星的0.034%,所以只好任由木星、土星「肆無忌憚」地「胡作非為」,而火星、木星軌道之間的眾多小行星面對木星、土星這兩個「蠻橫」的大麥克更是「身不由己」,只好「任人擺布」!

恐龍遭受「池魚之殃」

那麼,木星、土星的「發病」又是如何影響火星、木星軌道之間的小行星的運行情況呢?小行星又是因何撞向地球的呢?通過計算機的模擬,科學家們發現,木星、土星同時「發病」時,火星、木星軌道之間的眾多小行星由於質量較小,將會受到嚴重影響。這種情況與浮在水桶中的大球、小球的關係有些相似,我們可以發現,輕輕拍動一下大球,小球就會出現激烈的相應運動。

木星、土星同時「發病」的時候,在小行星帶中,有些小行星的軌道會縮小,有些小行星的軌道則會增大;有些小行星的軌道變化幅度較小,有些的則幅度較大;有些小行星的運行軌道可能會忽大忽小,變化不定。那些軌道拉長的小行星最終可能會受到木星、土星共同引力的擾動而「逃離」原來軌道,其中有些小行星的軌道與地球的公轉軌道相交,從而可能撞向地球。

6500萬年前的那次木星、土星同時「發病」,就這樣引發了第五次地球生物大滅絕,從而造成了恐龍滅絕。

木星、土星將來還會定期「發病」

如果這些科學家的觀點正確無誤的話,那麼恐龍的滅絕就絕非只是偶然事件,恐龍也許不是唯一的「受害者代表」。科學家們的模擬試驗顯示,還有一次行星混亂現象大約出現在2.5億年前。這個時間似乎與二疊紀、三疊紀之交發生的地球生物大滅絕的時間恰好吻合。那次災難導致90%的海洋生物滅絕,70%的陸地生物因為沒有植物可供食用而從此銷聲匿跡。在地質年代中,那場生物大滅絕是二疊紀和三疊紀之間的分水嶺事件,也是地球在史前遭遇的五次生物大滅絕中最嚴重的一次。

根據研究,木星、土星也許仍會定期「發病」,地球生物大滅絕也許在不久的將來還會悲劇重演。模擬試驗表明,未來還會發生木星、土星「聯手」造成的小行星混亂現象。

不過,我們不必感覺如坐針氈,因為預言的危險至少也要在3000萬年後才有可能發生,人類還有充裕的時間從容不迫地撤離地球!

本文源自大科技 2017年第8期雜誌文章 歡迎讀者們關注大科技官微:hdkj1997



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