剛賞完超級紅月的美，來看看月球的其他“能耐”

身邊的天文學

◎李 鑑

5月26日晚上，超級月亮恰逢月全食，一輪紅色的圓月點亮夏夜星空。

“可憐今夕月，向何處，去悠悠？是別有人間，那邊才見，光影東頭？”在古人眼中，月亮從來都是最具詩情畫意的天體。把酒對月，它帶給了人們無數的疑問。月亮從何而來？為什麼會高掛夜空？如果沒有了月亮，地球將面臨哪些變化？

潮汐減弱，磁場消亡

如果沒有月亮，對地球最直接的影響就是潮汐現象的減弱。月亮是產生海洋潮汐的主要“推手”。沒有了月亮，每日洶湧的潮起潮落將不復出現，取而代之的，將是海浪的輕柔波動，洋流將改變方向，進而造成氣候的巨大變化。海平面也會受到影響，失去了月亮引力的牽引，海水會幾乎均勻地分佈到整個地表，兩極的海平面將大幅上升。

月亮與潮汐對地球的影響還不止於此，它們還是地球磁場的“守護者”。地球有一個固態的內核，在它外面環繞着一圈液態的外核，內外核中的主要物質都是鐵。外核的温度從接近地幔處的4000多攝氏度增加至接近內核處的6000多攝氏度，幾乎和太陽表面一樣熾熱。熔融的鐵在這裏成為了等離子態，它們在外核中做對流運動，就像“發電機”一樣，形成了強大的感應磁場。

正是這個磁場保護着我們免受來自太陽高能帶電粒子的傷害，而且還阻止了太陽風對地球大氣的剝蝕。最新研究表明，月亮的引潮力正是驅動外核產生對流運動的主要因素，它在外核中產生的能量每秒以萬億焦耳計，讓“地球發電機”保持活力，從而維持了地球的磁場。

如果沒有月亮，地球磁場會大大減弱甚至消失，太陽風將“吹散”地球大氣，高能輻射也將直撲地表，生命將面臨滅頂之災。

地軸搖擺，氣候瘋狂

月亮還有一個關鍵作用，就是讓地球的自轉軸保持長期的穩定。我們知道地球的赤道面和它的公轉軌道面（黃道面）並不重合，存在大約23.5度的傾角，這使得地球上有了春夏秋冬四季之分。

由於地球在自轉，赤道上的轉速最大，這使得它的形狀不是一個正球，而是兩極稍扁、赤道略鼓的近似橢球形。月亮和太陽都在黃道面附近運行，它們的引力所導致的引潮力，有把地球隆起的赤道部分拽向黃道面，從而使傾角變小的趨勢。但由於地球在快速自轉，它們的努力並沒有“得逞”，最終的結果就是“互相妥協”——傾角還是基本穩定在23.5度不變，但是地球自轉軸的指向卻在空間中緩慢地改變着方向。

如果沒有月亮，地球的自轉軸將會發生大幅擺動，變化幅度甚至可以超過90度。傾角的變化將導致地球氣候的巨大改變：當自轉軸垂直於公轉軌道面時，地球上每一個角落全年接收到的太陽熱量基本上是恆定的；而當自轉軸變得平行於公轉軌道面時，一年中，人們會有半年時間暴曬在烈日之下，而另外半年則將在黑暗和嚴寒之中戰慄不已。每年都只有酷暑和嚴寒兩個極端難捱的季節。

其他影響，難以估量

隨着研究的深入，人們發現月亮對我們的重要性可能大大超乎想象，還有許多其他影響難以準確估量。

如果沒有月亮，地球上的生命可能難以形成，或者要延遲幾億年。大約在40億年前，月球離地球比今天近得多，地球上的潮汐可能比今天大上千倍。那時的地球，自轉週期只有6小時左右，每3個小時就經歷一次漲潮。潮水退卻後形成的水窪因太陽曝曬而蒸發，留下鹽分、礦物質和有機化合物。頻繁的潮汐“濃縮”了這些化學物質，它們在太陽輻射下發生化學反應，從而生成更復雜的有機化合物，例如脂肪酸和蛋白質等，並最終導致了生命的形成。

如果沒有月亮，我們很可能要為缺少金、鉑等重金屬而大傷腦筋。月亮產生於大約45億年前的一次超級大碰撞——一個火星大小的天體“忒伊亞”和地球的碰撞。地球損失了大部分原始地殼，“忒伊亞”的外殼和部分地幔也被撞得粉碎，這些飛濺而出的物質最終凝聚成了月亮。而“忒伊亞”富含重金屬的核心則留在了地球上。我們今天開採的金屬礦，絕大多數都來自它。而地球本身的重金屬基本都沉積在了核心，只有在火山噴發的時候才可能“重見天日”。

如果沒有月亮，地球可能會遭受更多的小行星撞擊，而且由於自轉更快而成為颶風的天堂，令我們的家園建設困難重重……

如果沒有月亮，無數生物的生物鐘將會徹底改變。夜空黑得伸手不見五指，貓頭鷹的覓食會更為困難，昆蟲會找不到配偶，與潮汐同步的魚類覓食和繁殖將出現紊亂……

感謝月亮，它助力了生命的形成，看護着生命的成長。而且相信在不久的將來，它還將成為人類踏出地球的第一站，成為我們探索其他天體的太空大本營！（作者系北京天文館副研究員）