宇宙中星球的自轉軸大多不垂直于各自的軌道平面,也不垂直于各自所依屬的中心天體的赤道延伸面。那么,這些天體的自轉軸從它們開(kāi)始形成到衰亡,是始終不變的嗎?當時(shí)不是,自轉軸的變化,貫穿天體的整個(gè)演化過(guò)程,甚至在某些時(shí)候還會(huì )有較大變動(dòng)。
從自身來(lái)說(shuō),星球在演化過(guò)程中不斷向外拋射物質(zhì),有時(shí)候是劇烈地向外拋射。
據計算,像M87這樣巨大的星系核,就曾大量地向外噴射物質(zhì)和氣體流。它的噴射竟長(cháng)達5000光年,拋出的質(zhì)量相當于太陽(yáng)的幾千萬(wàn)倍。像銀河系中最年輕的、質(zhì)量很大的O型星,爆發(fā)產(chǎn)生的噴射流速度也達1700千米/秒,有時(shí)甚至達到4000千米/秒!這些強大的星際風(fēng)暴造成的結果,使這些星體每年要損失大約十萬(wàn)分之一的質(zhì)量。
M87
星體非徑向拋射產(chǎn)生巨大的反沖力矩,再加上物質(zhì)的失衡,就能使星體失去往常的平衡,影響到它們轉動(dòng)的軸心。例如,3CB4星系的中心軸在逐漸改變它原來(lái)的位置,并有大量的高能粒子沿著(zhù)它的中心軸拋射出來(lái)。
據計算機模擬結果顯示,在以后不到20億年的時(shí)間里,銀河系有可能與仙女座星系近距離擦肩而過(guò)。這兩個(gè)大星系的重力將改變各自的結構,處在銀河系邊緣的太陽(yáng)很可能經(jīng)受不住這樣巨大的牽引力,會(huì )帶著(zhù)整個(gè)太陽(yáng)系集體逃逸到仙女座星系。
星系的相互碰撞,不僅使其軌道改變,而且會(huì )調整各自的結構并改變自轉軸。再說(shuō),星體本身大量向外拋射物質(zhì),使星體往日的平衡局面被打破,也會(huì )影響它的轉動(dòng)慣量。
據計算,太陽(yáng)如果拋射出十分之幾個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的非徑向拋射物質(zhì),或者只要達到它質(zhì)量的千分之一,就有可能改變它的赤道面與軌道面之間的交角。也就是說(shuō),太陽(yáng)的自轉軸到一定的時(shí)候也會(huì )發(fā)生改變。
大部分星球自轉軸的變動(dòng)和穩定都有一個(gè)相對長(cháng)時(shí)間的周期,但這個(gè)長(cháng)時(shí)間的穩定并不是現代人類(lèi)一生能夠觀(guān)測到的。對于短暫的人類(lèi)生命來(lái)說(shuō),這卻是一個(gè)漫長(cháng)的歲月,無(wú)與倫比,望塵莫及。
地球在太陽(yáng)的牽引下圍繞銀心做以2億年為周期的繞行,整個(gè)銀河系又在銀心的帶領(lǐng)下向仙女座方向飛行。當太陽(yáng)系經(jīng)過(guò)銀河系旋臂附近的塵埃帶時(shí),不僅使宇宙塵埃吸收了大量陽(yáng)光,地球氣溫降低,而且因為這時(shí)太陽(yáng)系進(jìn)入了宇宙物質(zhì)的密集帶,也使地球遭受到更密集的其他天體的撞擊。
蘇聯(lián)科學(xué)家沙弗洛諾夫曾提出,大約在地球形成1億年的時(shí)候,在地球軌道附近有一顆直徑約1000千米,重達10000億噸的小行星,以14千米/秒的速度撞向年輕的地球。幸好那時(shí)候的地球上既無(wú)生命也無(wú)大氣層,但卻把地球的自轉軸撞斜了。
不是經(jīng)過(guò)這一次撞擊后就“萬(wàn)事大吉”了,從現在地球累累的傷痕來(lái)看,至少遭受過(guò)七次較大的撞擊。
25億年前,太古代晚期,地球形成的早期地殼經(jīng)過(guò)撞擊后,再加上自轉軸的變動(dòng),龜裂成不規則的若干塊,幾經(jīng)碰撞形成了陸核泛大陸。如中國河北省遵化縣境內發(fā)現的那一時(shí)期陸核相撞而形成的縫合線(xiàn),以及洋底才有的大片蛇綠巖。
19億年前的元古代中期,地球受到的撞擊造成一次強烈的地殼運動(dòng)。從華北來(lái)看,相撞使早先沉積的5000余米厚的地層發(fā)生強烈的褶皺,形成了山西的呂梁山脈。在全球其他地方卻陸續形成了南、北美板塊。
約在10億年前的太古代晚期,撞擊又形成了強烈的造山運動(dòng),在中國形成了華南、西南、閩、浙一帶的華夏大陸,云南的康滇大陸,貴州的黔中古陸等。
到六七億年前,撞擊的劇烈運動(dòng)在地球上形成了超級古陸,即岡瓦納古大陸。
而3億年前的撞擊,使岡瓦納超級古陸分裂,北半球的大陸在運動(dòng)中又重新聚合在一起,形成了勞亞古陸,而原來(lái)岡瓦納超級古陸剩下的部分在南半球形成了超級大陸。長(cháng)約2400千米的南北走向的烏拉爾山系,也是在這一時(shí)期由歐亞大陸板塊碰撞形成的。
大約在2.6億年前的二疊紀、三疊紀之間,有一顆直徑10千米左右的天體撞擊了地球,使地殼又一次發(fā)生劇烈運動(dòng)。從三疊紀的古生物化石來(lái)看,在此之前,南極洲、澳洲、非洲及南美洲等還是相鄰或是相連在一起的。由于強烈撞擊而導致的地殼運動(dòng),使得它們開(kāi)始分離,而中國的華南、西南板塊也從一片煙波浩渺的汪洋中,開(kāi)始慢慢升起。25000萬(wàn)年前,中國的華南地區還是一片浩瀚的海洋。后來(lái),地球上90%的海洋生物滅絕,70%的陸地生物滅絕。由于長(cháng)期以來(lái)的火山活動(dòng),熔巖、火山灰掩沒(méi)了撞擊時(shí)留下的大坑,而在界線(xiàn)地層散落著(zhù)的數以萬(wàn)計的微球粒,卻見(jiàn)證了歷史的滄桑。
在6500萬(wàn)年前的白堊紀,地球又一次走進(jìn)了“飛沙走石”的境地,一場(chǎng)較大的“流星雨”把地球撞擊得百孔千瘡,其中直徑最大的約10千米的天體,撞擊在墨西哥的尤卡坦半島,也有小一些的撞擊發(fā)生在歐洲和中國的貴州等地,結果使全球發(fā)生了包括西伯利亞在內的大規?;鹕絿姲l(fā)活動(dòng),導致全球發(fā)生滄海桑田的造山運動(dòng),大地變遷,同時(shí)也使95%以上的物種滅絕。
地球自形成以來(lái),總體來(lái)說(shuō)它的自轉速度是在變慢的,但又不是一直在變慢,其中有些時(shí)期的自轉速度有加快的跡象。比如在2.5億年前,地球的自轉速度就有加快的跡象。
在過(guò)去的任何一個(gè)地質(zhì)時(shí)期內,地球自轉軸的擺動(dòng)以及類(lèi)似的變化,哪怕是很微小的變化,都會(huì )影響到地球的方方面面,甚至使兩極和赤道位置發(fā)生相應的變化,不僅影響到自轉速度,而且還使地球出現了“四極廢、九州裂”的滿(mǎn)目瘡痍的景象。
天體撞擊濺起的塵埃以及火山噴發(fā)的大量物質(zhì),在地球自轉速度加快的作用下,一度從兩極上空慢慢聚向地球新的赤道上空,形成了一個(gè)隱隱約約的環(huán)帶。它吸收并遮擋住一部分太陽(yáng)光,并在之后的一段時(shí)期內使全球氣溫大大下降,并使地球南北半球同時(shí)進(jìn)入冰河時(shí)期。隨著(zhù)地球自轉慣性旋轉力的作用以及潮汐作用的阻尼,另一方面受到赤道半徑的慢慢加長(cháng),它自轉的速度就又慢慢地趨向緩慢,在其赤道上空飄浮的物質(zhì),一部分落回地球,一部分受其他天體引力的作用逃離了地球引力,飛向太空,使地球一度出現了“玉宇澄清萬(wàn)里?!钡沫h(huán)境。
因為地球的磁極與地球的旋轉軸不會(huì )離得很遠,當地球自轉軸發(fā)生變化時(shí),地磁極也容易發(fā)生倒轉。當地磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),再加上天體猛烈的轟擊及火山噴發(fā)物質(zhì)的撞擊,使臭氧層出現一片一片的“漏洞”,各種宇宙射線(xiàn)會(huì )直撲地球。這方方面面的因素綜合在一起,一方面使地球溫度迅速升高,另一方面使大氣中的氫、氧分子很快就分解成氫、氧離子,再遭到這些能量的轟擊又結合成水分子。這樣一來(lái),又使地球周?chē)幵泼懿?,大雨連年,導致地球的南北半球同時(shí)進(jìn)入冰河時(shí)期。
當爆炸的毒氣導致大批生物滅絕時(shí),天體撞擊產(chǎn)生的塵埃和大批火山灰迅速掩埋了這些動(dòng)植物的尸體。緊接而來(lái)的地殼運動(dòng),滄海桑田的大地變遷,又將相當一部分動(dòng)植物的尸體深深地埋進(jìn)了地下,形成了今天的各種化石。
而后,或者天外帶來(lái)的銥,或者從地球深處噴發(fā)出來(lái)的銥,就慢慢落到地面。在地球的土壤中,一段時(shí)期時(shí)銥的成分就多起來(lái)。
這時(shí)候,幸存下來(lái)的生物,由于惡劣的環(huán)境條件,迫使它們迅速改變自己,不斷地改變著(zhù)自身的結構和體內的基因,不斷地演變著(zhù)自己,以便在新的環(huán)境中生存,或者產(chǎn)生新的物種。
因此,地球上大規模的造山運動(dòng),地球磁場(chǎng)的倒轉,地球自轉速度的變化,地球上生物的興衰,以及冰河時(shí)期的反復及地球板塊水平運動(dòng)的機理,都是地球自轉軸的變動(dòng)引起的。
較大天體的撞擊或者較大的地震等地殼運動(dòng),都能直接影響到地球的轉動(dòng)或擺動(dòng)。例如,2004年12月26日發(fā)生在蘇門(mén)答臘島東南250千米海底的9級大地震,不僅引起了海嘯,導致沿岸近30萬(wàn)人傷亡,其釋放的巨大能量還使地球的軸線(xiàn)發(fā)生了震動(dòng),同時(shí)還把該島從西北端向西南方向移動(dòng)了二三十米。
由于地球本身的噴發(fā)和其他天體的撞擊,地球的自轉軸就不可能永遠地垂直于它的黃道面。目前,地球自轉軸的傾斜角度是23°27',在過(guò)去地質(zhì)史或未來(lái)的運動(dòng)中(不是在我們人類(lèi)的有生之年所能看到的)都會(huì )發(fā)生變化,有時(shí)甚至會(huì )達到54°,從而使得原來(lái)的赤道變成最冷的地方,在地球的兩極又可能在夏季達到30℃左右的高溫。在其附近,如遼寧的遼陽(yáng)、寧夏的靈武、新疆的準噶爾盆地,以及哈薩克海以東的廣大沙漠地區,還有南極大陸以及北極圈內的一些地帶,都曾生活著(zhù)恐龍,它們沐浴在陽(yáng)光下,繁衍生息。而且,當時(shí)在環(huán)繞古赤道附近的熱帶雨林地帶形成的大批豐富的煤層,卻又在今天的較高緯度地區頻頻出現。
1.8億年前的印度孟買(mǎi)還在南緯46°,到了今天,它已經(jīng)在北緯18°的位置上,難道真的是它向北漂移了7000余千米,還越過(guò)了今天的赤道?
當然不是。由于地球自轉軸和與之相對應的赤道位置的改變,它只是從古赤道的南緯移動(dòng)到現赤道的北緯罷了。凡是地球自轉軸發(fā)生變動(dòng)的時(shí)候,正是地殼運動(dòng)最劇烈的時(shí)候,并且是氣溫升高的時(shí)候,也是生物大滅絕發(fā)生的時(shí)候,同時(shí)又是地球自轉速度加快的時(shí)候。
凡是地球自轉軸趨向穩定的時(shí)候,大地構造運動(dòng)就趨向相對穩定,大規模的造山運動(dòng)就慢慢過(guò)去,卻面臨著(zhù)冰河時(shí)期的到來(lái),但同時(shí)又是生物界新物種產(chǎn)生的時(shí)候,也是地球自轉速度變慢的時(shí)候。因此,地球生命的發(fā)展史,物種的滅絕、產(chǎn)生與進(jìn)化是隨著(zhù)地球自轉軸變更的周期而周而復始地變化的。
總之,地球轉速周期性的快慢,地球磁場(chǎng)的變化,地球氣候的變遷,冰河周期的往復以及劇烈的地殼運動(dòng)、地震帶、火山鏈及其洋底、海平面直至生物的大量滅絕,這一系列的變動(dòng)都與地球自轉軸的變化息息相關(guān),它們有著(zhù)明顯的因果關(guān)系。這一系列現象的出現,難道都是偶然的巧合嗎?當然不是。根據以上的資料及其古地磁、古生物和冰磧物等方面的分析,地球上這一系列的變化,都是相輔相成的,都是因為地球自轉軸的變化而引起的。
所以,無(wú)論在廣袤的宇宙空間,還是在太陽(yáng)系中,無(wú)論是從哪個(gè)星球的一系列運動(dòng)來(lái)看,星球的自轉軸并不是恒定不動(dòng)的,而是在不斷的變化之中。靜只是相對的、暫時(shí)的狀況。動(dòng)久必靜,靜久必動(dòng),這是相輔相成的。自轉軸的變化是自然的,也是必然的。