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第三章 我们的太阳系（第3页）

（1）土卫二

土卫二是土星第6大卫星，它被称为太阳系最有可能孕育生命的卫星，这是因为其表面具有适宜的温度，很可能存在液态水和简单的有机分子。科学家认为土卫二的冰冷表面99%是由冰水物质构成，其表面之下很可能存在着液态水。2005年，“卡西尼”太空探测器飞越土卫二时的勘测资料显示其表面存在着碳、氢、氮和氧气，这些有机物质被认为是孕育生命的必要元素。此外，土卫二还具有一个沸腾的熔化岩石内核，为孕育生命体提供适宜的环境温度。

（2）木卫二

木星的卫星木卫二也被科学家认为可能孕育外星生命体，其主要原因来自于木卫二潜在存在着水和火山活动性。虽然其表面处于冰冻状态，但是许多科学家猜测其表面之下是液态海洋。木卫二表面上的火山活跃性提供了生命存在的热量，这一点如同活有机物所必要的化学物质一样重要，科学家认为微生物很可能存活于木卫二热液口附近，这一特征就如同地球类似的热液环境。

（3）火星

在太阳系的行星之中，地球的邻居——火星最有可能孕育生命体，这颗红色行星是太阳系中与地球最接近的行星，它的体积大小和温度等级与地球较为接近。大量的冰水存在于火星极地，因此很可能火星表面以下存在着液态水。火星上少量的大气层并不厚重，但足以抵御来自太阳的致命辐射线，因此微生物很可能存在于火星表面以下。目前，火星勘测获得证据表明远古时期的火星可能更适宜生命体生存。火星地理学特征暗示着液态水曾经在火星表面流动，此外，目前沉寂的火山在远古时期则处于活跃状态，在火星表面和内部之间进行着化学物质和矿物质循环。

（4）土卫六

土卫六是土星最大的一颗卫星，这颗卫星被科学家猜测可能存在着生命体，这是由于土卫六具有厚密的大气层，含有大量标志着有机物存在的化合物。比如：土卫六大气中富含甲烷气体，而在其他星体上甲烷气体都通常被太阳光摧毁。在地球上，生命体持续需要补充甲烷气体。虽然土卫六表面有些寒冷，但如果存在液态水，它们应该是存在于冰冻表面之下。

（5）木卫一

木星的卫星木卫一是太阳系内为数不多具备大气层的卫星之一，它包含着可能孕育生命的复杂化合物。此外，木卫一表面上的火山活跃性也是可能孕育生命体的一个重要标志。但是它与前四颗卫星和行星相比，存在生命体的概率会低一些，这是由于它位于木星的磁场范围内，持续地遭受致命放射线轰击。它的剧烈变化表面对生命体存在的要求较为苛刻，其表面温度经常十分寒冷，其寒冷程度难以维持生命体存活。

尽管在太阳系其它行星上没有发现生命，但是太阳系与整个宇宙相比仅仅是沦海一粟，就是在银河系中了微不足道。银河系中仅类日恒星就有750亿颗。人们相信，地球上的生命决不会是偶然现象，宇宙间存在化学进化证明了这一点。在宇宙中应当有我们的同伴。人们已经通过无线电波和发送探测器开始对地外文明的搜索。

太阳系的主宰——太阳

太阳是距离地球最近的恒星，它处于太阳系的中心，是太阳系的主宰。太阳系99。87%的质量都集中在太阳上，它是太阳系所有行星质量总和的745倍。它强大的引力控制着大小行星、彗星等天体的运动。它孕育了地球文明，并且始终影响着地球生物。它是唯一可以详细研究表面结构的恒星，是一个巨大的天体物理实验室。但太阳只是银河系内一千亿颗恒星中普通的一员，位于银河系的对称平面附近，距离银河系中心约33000光年，在银道面以北约26光年，它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转，另一方面又相对于周围恒星以每秒19。7公里的速度朝着织女星附近方向运动。

太阳是我们唯一能观测到表面细节的恒星。我们直接观测到的是太阳的大气层，它从里向外分为光球、色球和日冕三层。虽然就总体而言，太阳是一个稳定、平衡、发光的气体球，但它的大气层却处于局部的激烈运动之中。如：黑子群的出没，日珥的变化，耀斑的爆发等等。太阳活动现象的发生与太阳磁场密切相关。太阳周围的空间也充满从太阳喷射出来的剧烈运动着的气体和磁场。

太阳是一颗中等质量并充满活力的壮年星，它处于银河系内，位于距银心约10千秒差距的悬臂内，银道面以北约8秒差距处。太阳的直径为139。2万千米，是地球的109倍。太阳的体积为141亿亿立方千米，是地球的130万倍。太阳的质量近2000亿亿亿吨，是地球的33万倍，它集中了太阳系99。87%的质量，是个绝对至高无上的“国王”。太阳是个炽热的气体星球，没有固体的星体或核心。太阳从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和大气层。太阳能量的99%是由中心的核反应区的热核反应产生的。太阳中心的密度和温度极高，它发生着由氢聚变为氦的热核反应，而该反应足以维持100亿年，因此太阳目前正处于中年期。太阳大气的主要成分是氢（质量约占71%）与氦（质量约占27%）。

对于人类来说，光辉的太阳无疑是宇宙中最重要的天体。万物生长靠太阳，没有太阳，地球上就不可能有千姿百态的生命现象，当然也不会孕育出作为智能生物的人类。太阳给人们以光明和温暖，它带来了日夜和季节的轮回，左右着地球冷暖的变化，为地球生命提供了各种形式的能源。

太阳每时每刻都在向地球传送着光和热，有了太阳光，地球上的植物才能进行光合作用。植物的叶子大多数是绿色的，因为它们含有叶绿素。叶绿素只有利用太阳光的能量，才能合成种种物质，这个过程就叫光合作用。据计算，整个世界的绿色植物每天可以产生约4亿吨的蛋白质、碳水化合物和脂肪，与此同时，还能向空气中释放出近5亿吨的氧，为人和动物提供了充足的食物和氧气。

在人类历史上，太阳一直是许多人顶礼膜拜的对象。中华民族的先民把自己的祖先炎帝尊为太阳神。而在古希腊神话中，太阳神则是宙斯（万神之王）的儿子。

太阳，这个既令人生畏又受人崇敬的星球，它的寿命究竟会有多久呢？太阳的年龄约为46亿年，它还可以继续燃烧约50亿年。在其存在的最后阶段，太阳中的氦将转变成重元素，太阳的体积也将开始不断膨胀，直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后，太阳将突然坍缩成一颗白矮星——所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年，它将最终完全冷却，然后慢慢地消失在黑暗里。

人类共同的家园——地球

地球位于银河系中的太阳系，处在金星与火星之间，是太阳系中距离太阳第三近的行星。在茫茫宇宙中地球是个很不起眼但又得天独厚的星球。地球是太阳系中唯一适宜生命存在的天体。

那么，地球是如何产生的呢？对地球起源和演化问题进行系统的科学研究始于十八世纪中叶，至今已经提出多种学说。现在流行的看法是：地球作为一个行星，远在46亿年以前起源于原始太阳星云。它同其他行星一样，经历了吸积、碰撞这样一些共同的物理演化过程。地球胎形成伊始，温度较低，并无分层结构，只是由于陨石物质的轰击，放射性衰变致热和原始地球的重力收缩，才使地球温度逐渐增加。随着温度的升高，地球内部物质也就具有越来越大的可塑性，且有局部熔融现象。这时，在重力作用下物质分异开始，地球外部较重的物质逐渐下沉，地球内部较轻的物质逐渐上升，一些重的元素（如液态铁）沉到地球中心，形成一个密度较大的地核（地震波的观测表明，地球外核是液态的）。物质的对流伴随着大规模的化学分离，最后地球就逐渐形成现今的地壳、地幔和地核等层次。

地球是一个三轴椭球体，赤道处略为隆起，两极略为扁平，赤道半径比极半径长20多公里。通过研究地震波、地磁波和火山爆发，一般认为地球内部有四个同心球层：内核、外核、地幔和地壳。地壳是由多块断裂的块体组成，大陆地壳平均厚约30多公里，海洋地壳仅5至8公里。地壳上层主要由硅铝氧化物构成，下层为玄武岩层，主要由硅镁氧化物构成。地幔厚度约2900公里，放射性元素集中，蜕变放热，将岩石熔融，是岩浆的发源地，物质呈可塑性固态，推动地壳板块的运动。地核平均厚度约3400公里，外核呈液态，内核为固态，主要由铁镍等金属元素构成，中心温度达6600℃，与太阳表面温度相当，压力可达370万个大气压。

地球是人类的共同家园，然而，随着科学技术的发展和经济规模的扩大，全球环境状况在过去30年里持续恶化。有资料表明：自1860年有气象仪器观测记录以来，全球年平均温度升高了0。6摄氏度，最暖的13个年份均出现在1983年以后。20世纪80年代，全球每年受灾害影响的人数平均为1．47亿，而到了20世纪90年代，这一数字上升到2．11亿。目前世界上约有40％的人口严重缺水，如果这一趋势得不到遏制，在30年内，全球55％以上的人口将面临水荒。自然环境的恶化也严重威胁着地球上的野生物种。如今全球12％的鸟类和四分之一的哺乳动物濒临灭绝，而过度捕捞已导致三分之一的鱼类资源枯竭。保护我们的地球家园，迫在眉睫！

1970年4月22日，在太平洋彼岸的美国，人们为了解决环境污染问题，自发地掀起了一场声势浩大的群众性的环境保护运动。在这一天，全美国有10000所中小学，2000所高等院校和2000个社区及各大团体共计2000多万人走上街头。人们高举着受污染的地球模型、巨画、图表，高喊着保护环境的口号，举行游行、集会和演讲，呼吁政府采取措施保护环境。这次规模盛大的活动，震撼朝野，促使美国政府于70年代初通过了水污染控制法和清洁大气法的修正案，并成立了美国环保局。从此，美国民间组织提议把4月22日定为“地球日”，它的影响随着环境保护的发展而日趋扩大并超过了美国国界，得到了世界许多国家的积极响应。随着人们保护环境意识的提高，和不断地做出各种措施，相信我们的地球家园会越来越美！

地球最好的伙伴——月球

月球俗称月亮，也称太阴。是太阳系中地球的唯一天然卫星。月球是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里，除水星和金星外，其他行星里面都有自己的天然卫星。

月球的年龄大约有46亿年。月球有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60～65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里，是地球的14。体积只有地球的149，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的181，月球表面的重力差不多是地球重力的16。

月球有丰富的矿藏，据介绍，月球上稀有金属的储藏量比地球还多。月球上的岩石主要有三种类型，第一种是富含铁、钛的月海玄武岩；第二种是斜长岩，富含钾、稀土和磷等，主要分布在月球高地；第三种主要是由0．1～1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物，其中6种矿物是地球没有的。

月球的正面永远都是向着地球，其原因是潮汐长期作用的结果。另外一面，除了在月面边沿附近的区域因天秤动而中间可见以外，月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代，月球的背面一直是个未知的世界。月球背面的一大特色是几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当人造探测器运行至月球背面时，它将无法与地球直接通讯。

月球约一个农历月绕地球运行一周，而每小时相对背景星空移动半度，即与月面的视直径相若。与其他卫星不同，月球的轨道平面较接近黄道面，而不是在地球的赤道面附近。

月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的，地球上只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期，地球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢，这个过程称为潮汐锁定。因此，部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量，其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢，一天的长度每年变长15微秒。

对月球的起源，在科学界这是一个大有争议的问题，目前大致有三种理论。

“俘虏”理论：有些科学家认为，月球原是一颗流星，当它在宇宙空间漫无边际飞行时，偶然进入地心引力范围，受到地球引力的约束，因而才意外地纳入了地球轨道。不过，近几年来，有不少人引用天体力学来反对这一说法。

“分裂”理论：持这一说法的科学家认为，月球是从一片炽热旋转的云状物包围着的地球中分裂出来的，因而月球是地球的“孩子”。然而从“阿波罗”号宇宙飞船上几次带回来的资料表明，月球和地球的组成成分却是大不相同的。

“碰撞”理论：该理论认为，约45亿年前，一个比火星更大的行星，以每小时4000公里的飞行速度猛然撞击早期的地球，力度如此之大，以致这个行星的铁质核一直撞到了我们地球的中心。碰撞结果是产生巨大爆炸，伴随有6000摄氏度以上的高温。地球在爆炸的冲击下变了形，这个采取“自杀行为”的巨大天体的大部分与地球融合，只有一部分作为炽热的蒸汽与其他碎片一道汹涌地喷射入外层空间，后来这些蒸汽冷却下来并凝固成尘埃，尘埃与其他碎片混杂在一起形成了一个核，这个核后来凝聚成团，我们的邻居——灰色的月球从此诞生了。