地球有过“光环”吗？

（选自《地球》1982年第三期。作者张凌云）

地球过去有光环吗？地球将来会有光环吗？这是20世纪60年代卫星上天之后，人们提出的科学之问。

自17世纪以来，人们一直以为土星是太阳系中唯一带有光环的行星。1977年3月10日，美国和中国、澳大利亚、印度、南非分别通过对天王星掩恒星SAO158687的天文观测，惊奇地发现：天王星也有光环！这一发现，打破了保持长达三个世纪之久的“土星是太阳系中唯一拥有光环的行星”的记录。

1979年三月，行星探测器“旅行者一号”从距离木星120万公里处拍摄到了木星环的照片，同年九月，“先驱者11号”又新发现了土星的两个光环。

面对太阳系中各大行星光环的相继发现，科学家们又提出了“地球光环”这个大胆的假想。认为地球和土星一样也有光环。例如地球上曾找到的一些地外物质，可能就是地球光环的“遗骸”。

美国天文学家J·A·奥基夫认为：在始新世（距今约八千万年至四千万年前），由于月球上的火山爆发，大量的玻璃陨石碎块被抛向地球，一部分成为陨石雨降落到地球表面，另一部分则进入地球外层大气成为光环。这较为合理地解释了在始新世时，地球上南北半球冬天的气温异常寒冷（平均气温约在零下三、四摄氏度），而夏天气温又比较正常的奇怪现象：在那时，由于赤道上空的这个光环，在地球上投下淡薄的阴影而使冬天变冷，据计算，它能遮蔽三分之一左右的阳光。在北半球，夏半年太阳直射点位于赤道以北。赤道上空的光环影子投向南半球，从而降低了正处于冬半年的南半球的气温，到了北半球的冬半年，情况正好相反。

他还认为：地球光环最后被阳光“吹掉了”，光线像一股细细的流水，打在什么东西上，就对什么东西施加压力（也就是所谓的“光压”），在没有摩擦力的空间环境里，这足以在几百万年的时间内把光环里的粒子吹离地球轨道。按照奥基夫的理论，如果月球火山还保持活动的话，地球将来也会再度形成光环的。

学界对奥基夫的理论褒贬不一，尽管有人反对他的理论，但不少人对于“地球将来可能会有光环”这一点持肯定意见。所不同的是，有人认为：形成地球光环的物质，并不是什么月球火山的熔岩，而是在地球强大的引力作用下，月球解体之后的碎块。

根据天文学的理论计算和古生物学的测定，在奥陶纪前（距今约五亿年前）地球上每昼夜只有21.4小时，在泥盆纪（距今约三亿两千万年到四亿年）地球上一年有四百天左右。这说明在漫长的地质历史中，地球自转是逐渐变慢的，而其主要因素则是潮汐作用。

潮汐是由于天体对地球各部分的引力不均等而引起的。引潮力的大小与天体的质量成正比，与天体离地球的距离的立方成反比。因此，月球的引潮力是太阳的2.2倍。由于月潮（即月球引力在地球上形成的潮汐隆起）是自东向西运动的，这正好与地球自转方向相反，潮汐和浅海海底的摩擦，对地球起了制动作用，使得地球自转逐渐变慢，自转周期延长，大约每一百年增加0.00164秒。由于地月系是一个能量守恒的系统，地球自转速度的变慢必然导致地月距离逐渐增大，已达到新的平衡，在遥远的将来，当地球和月球的各自自转周期与公转周期相同（即“一天”等于“一个月”），月潮就停止运动了。尽管如此，但“太阳潮”仍在起作用。而太阳潮也是自东向西运动的。因此实际上地球自转周期仍在延长，这样，地球上的一昼夜将长于一个月。于是月潮又将复活。但是，这时的月球是自西向东作周日视运动，因此月潮的运动方向与地球自转方向一致，这样就使得地球自转变快，自转周期缩短，月地距离也随之缩小。到地球和月球靠近到两者中心距离只有约一万五千公里时，那时候一个月仅有5.3小时，一天约有48小时。地球对其邻近的月球的引潮力将是目前的七万五千倍！这个强大的引潮力能把月球撕裂为许多大块的碎片，散布到地球轨道中去，形成一圈明亮的光环。

本文由奇点天文作者上传并发布，奇点天文仅提供文章投稿展示，文章仅代表作者个人观点，不代表奇点天文立场。