PDF《动态的地球》

那些风、水和冰留下的创 痕,是它沧桑的容颜.还有些表面看不到的疤痕记 录着热量和压力的时期,以及这块岩石被埋葬时的变 形情况.当这些变化较为极端时,会形成所谓的变质 岩.关於岩石的来历也不乏线索.有些痕迹表明,它 曾被熔融并从地球深层强推而上,在火山爆发时喷薄 而出,或者侵入存在於地表的其他岩石,这些是火成 岩.岩石内部矿物颗粒的大小可以揭示它们冷却的速 度有多快.大块花岗岩冷却缓慢,因此其中的晶体很 大.火山玄武岩的固化速度很快,因而颗粒细小.先 前的岩石经过碾压的碎片会组成新的岩石.就这些岩 石而言,碎片的大小往往能够反映其形成过程中环境 的力量:从在静水中沉积而成的细粒叶岩和泥岩,到 沙岩,再到由汹涌水流冲刷而成的粗粒砾岩.其他岩 动态的地球 .5. 石,诸如白垩和石灰岩,乃是在生命系统从大气中吸 收二氧化碳并使之在海水里迅速凝结的过程中,由化 学物质沉积而成的,这一过程上去彷佛是把蓝天变 成了顽石. 就连单个的矿物颗粒也有自己的故事.矿物学家 能利用高精度质谱仪逐一分辨这些矿物颗粒的微小成 分,甚至能够揭示痕量成分中同位素的不同比例(即同 种成分的不同原子的排列方式).有时这些数馨镏 我们确定矿物颗粒形成的年代,从而了解它们是否来 自更加古老的岩石.矿物学家还能揭示某一晶体(如钻 石)穿过地幔时经历了哪些阶段.就从海生生物体中提 取的矿物质而言,研究其碳和氧同位素,甚至有助於 测算在这些矿物质形成时海水的温度和全球气候. 其他世界 地球的问题就在於,我们只有一个地球.我们只 能看到它当前的状态,无法判断这一切是不是一场美 妙的巧合.这也就是地球科学家把关注的目光重新投 向天文学的原因.有些新型望远镜的功能很强大,对 红外和次毫米波长辐射极为敏感,能够用於深度观测 恒星形成区,了解在我们这个太阳系生成的过程中, 曾经发生过怎样的故事.在某些年轻的恒星周围,人 们通过望远镜观察到满是尘埃的光环,即所谓的原行 星盘,它们有可能是正在形成的新的太阳系.不过要 .6. 地球 找到一些完整成型的地球类行星则比较困难.直接观 察这样一个行星围绕一颗遥远恒星的轨道旋转,就像 在高亮度探照灯附近寻找一只小小的飞蛾.然而近年 来,人们通过间接方法发现了一些行星,主要方法是 监测母恒星在运动过程中由於重力作用产生的微小摆 动.作用最明显,因而也最先被发现的,似乎是由於 那些行星比木星大得多,它们与其所环绕的恒星之间 的距离也远小於地日距离.这样一来,就很难将其定 义为「地球类行星」了.不过越来越多的证砻, 宇宙中确乎存在与我们的所在更加相像的多行星太阳 系,但要找到像地球这样宜人的小行星可没那麽容 易. 为了直接看到这样的行星,需要使用人类一直梦 寐以求的太空望远镜.美国和欧洲都在实施野心勃勃 的计划,力图创建一个红外望远镜网络.其中每一台 都要比哈勃太空望远镜大得多,必须将四五台这样的 望远镜密集编,把它们的信号组合在一起,才能解 析整个行星.这些望远镜必须安置到木星那麽远的位 置,才能摆脱我们这个行星系所产生的浑浊不清的红 外光的干扰.但那样一来,这些望远镜或许能够探测 到遥远行星大气层中的生命迹象,尤其是,它们或许 能够探测到臭氧.那也许意味着类地的气候和化学条 件,外加游离氧的存在,颐撬,这是只有生命 体才能够维持的物质. 动态的地球 .7. 生命的迹象 1990年2月,「旅行者」1号探测器在遭遇木星和 土星之后冲出太阳系,途中传回了整个太阳系的第 一张图片;