你知道吗--现代科学中的100个问题-第7部分

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　　　　第三种可能性是月球曾一度比现在离太阳近得多。起先，它可能是具有狭长椭圆轨道的行星，轨道的一端离太阳就象水星离太阳那样近。这时，月球表面就会受到太阳的强烈焙灼。

　　　　在轨道的另一端，它可能离地球的轨道比较近。在过去的某个时候，也许就在十亿年前，这种状况使得它被地球俘获过来，因而把它从行星变成了卫星。

　　　　不管是什么原因，月球的这种被烘烤过的表面有一点使人们很失望：它增大了在月球表层几公里深度内不会有水分存在的可能性，这意味着在月球上建立移民点要比有水源时困难得多。
第28节
　　　　说真的，对这个问题，我们现在还回答不出来，除非科学家登上火星并进行研究，否则，我们可能永远不会知道。

　　　　不过，根据目前我们所掌握的知识来看，火星上是有希望存在生命的。诚然，火星探测器“水手九号”从火星上方１６００公里的位置上，对火星的所有区域进行了观察，并没有发现什么生命迹象。但是，如果用同样的方法，在同样的高度向地球窥探，也同样不会发现地球上的生命迹象。

　　　　火星的大气十分稀薄，只有地球上大气密度的百分之一，而且，它的成分几乎都是二氧化碳。还有，火星离开太阳的距离是地球的一倍半，那里的温度会象地球南极洲地区夜间的温度那样低。而在它的两极地带，低温会使二氧化碳冻结成为固体。

　　　　如果没有特殊的保护措施，人类是无法在这种环境里生存的。事实上，地球上的任何动物都无法在那里生存。到火星上去的“地球人”只能在室内或地下洞穴里生活，然而，这是不是就意味着火星上不存在能适应火星条件的高级生命形态呢？应该说，存在的机会是很小的，但不能完全排除。

　　　　那么，简单的生命形态——象地衣一类的植物和细菌类的微生物——会不会存在呢？它们存在的机会要大得多，或许，火星上的环境对它们还是相当不错的哩。大家知道，过去人们曾希望月球上有可能存在着简单的生命形态，这种希望现在正在逐渐破灭，但火星上的条件要比月球上好得多。火星离开太阳比月亮离太阳远，又有一层可以起一些保护作用的大气，因此，火星所受到的会把形成生命所必须的复杂分子破坏掉的强烈太阳辐射会少一些。

　　　　还有，由于火星比月球冷，又比月球大，它就更能成功地把造成生命起源的挥发性物质保留下来。火星上有丰富的二氧化碳，肯定还含有水分。有了这些东西，生命就能够形成，既然地球上有某些十分简单的生命形态可以在类似火星的条件下继续生存下去，那么，从一开始就适应于火星上的条件的生命形态，就更应当如此了。

　　　　“水手九号”所拍摄的照片表明，火星上的条件不一定总象目前那样严酷：火星上有火山地带，有一座大火山叫尼克斯·奥林匹亚，这座山的直径比地球上的任何一座火山都要大上两倍。这表明火星从地质学上说是一个活跃的世界，它正处在变化之中。

　　　　火星上有一些曲折的线条，大家都觉得这些东西看起来像是河道，有的天文学家甚至认为，这些线条的外表就能说明，不久以前（从地质学上说），这里有水流过。还有一点，火星两极的冰冠看起来似乎有周期性的消长变化。

　　　　可能火星会交替着经历两种状态。一种是漫长的冬天，这时候，大部分大气都冻结了，只剩下极其稀薄的一点儿（目前正是如此）；另一种是漫长的夏季，这时候，全部大气都将化为气体，大气层会跟地球的一样稠密。

　　　　也许，火星上的生命目前正在火星的土壤里休眠，一到长夏来临，大气浓厚起来，水也流动起来时，那里的生命就会比我们目前所想象的更加欣欣向荣地生长起来。
第29节
　　　　对这个问题，科学家会毫不迟疑地用最大的嗓门回答：“那还用说！”

　　　　地球上所有的生命形态，都毫无例外地是在蛋白质和核酸的巨大分子的基础上形成的。它们全都借助于同一类化学反应，起控制作用的也是同一类的酶。地球上的所有生命，都是由一条线上发展下来的各个变种。

　　　　如果火星上有生命，无论它们是何等的简单，都有可能是另一条线上的一系列变种。这一来，我们一下子就把生命的种类扩大了两倍（碧声注：疑此处有错，当为扩大一倍、达到原来的两倍），还有可能立刻获得对生命本质的更为根本的了解。

　　　　即使火星上的生命被证明是建立在与地球上相同的那一条线上，在细微之处也会存在着有趣的不同。比如说，地球上所有的蛋白质分子都是氨基酸构成的，所有的氨基酸（除一种外）都可以是左旋的，或右旋的。在所有与生命无关的现象中，这两类氨基酸都是同样稳定的，也以同样的数量存在着。

　　　　然而，在地球上的蛋白质中，所有的氨基酸，除了最无关紧要的最稀少的例外几种，都是左旋的。这就是说，蛋白质分子能够形成纯净的一串；而如果有些氨基酸是左旋的，另一些是右旋的，那就不可能形成这种纯净的蛋白质。然而，如果这一串都是由右旋氨基酸所组成，那也同样是纯净的。

　　　　那么，为什么生命出现在左旋系统中，而不出现在右旋系统中呢？这是不是纯属偶然呢？地球上的第一息生命是偶然地成为左旋物体的呢，还是由于这里面有什么本质上的不对称性，使得左旋系统成为必然呢？火星上的生命有可能解答这个问题，以及其它类似的问题。

　　　　就算火星上的生命确实和地球上的生命属于同一条线，在各个细节上也相同，单凭能知道这一点，去火星走一走也是值得的。这个事实本身就是有意思的证据。它表明地球上所存在的这些生命，可能是任何一颗行星——哪怕它们与地球很少有相似之点——所能具有的唯一生命形态。

　　　　除此之外，从生物化学的角度来看，如果火星生命也和地球生命一样，是以碳元素为基础的，它们的生命物质的分子结构可能比世世代代生长在地球这个环境更适宜之处的任何生命都原始得多。如果是这样，火星就成了一座实验室，我们在那里可以观察到（可能）曾经在地球上存在过的生命的雏形。我们甚至可以用它们来做实验——在地球上，我们也可以这样做，但会多花掉许多时间——以探索潜藏在复杂的地球生命内部的基本真理。

　　　　纵然火星上根本就不存在生命，在那里的土壤中，也很可能存在着有机物的分子。它们虽然并没有生命，但却可能正在向生命之路迈进。它们可能会说明在地球上出现第一个足够复杂的、可以被称为是生命的东西之前，地球所经历过的所谓“化学进化”这一阶段的本质。

　　　　无论我们对于火星生命能了解到什么，都非常有可能帮助我们对地球上的生命有更为清楚的理解（就像学了拉丁语和法语，会有助于使我们对英语了解得更清楚些一样）。肯定地说，如果我们去火星是为了比在地球上更多地了解地球本身的话，这就足以使我们尽力去这样做了。
第30节
　　　　二十世纪初，人们曾认为地球和其他行星是由太阳所抛出的物质生成的。在人们的想象中，地球是逐渐冷却下来的，从白热到红热，再到一般的温度，最后降到水的沸点。当它冷却到一定程度时，地球那炽热的大气层中的水分就开始凝结起来，于是开始下雨了——下了又下，接着还是下。滚开的大雨降到滚烫的地面上，嘶嘶响着，向四处迸溅，这种令人难以置信的雨下了许多许多年，我们这个星球的高低不平的地面终于冷却得可以容纳这些雨水了，这就出现了海洋。

　　　　这种说法戏剧性十足，然而却几乎完全是错的。

　　　　现在，科学家相信，地球和其他行星不是由太阳生成的，而是在太阳自身开始生成那个时期内，由物质微粒聚集而成的。地球从来没有达到太阳那样的温度。但是，由于形成地球的这些微粒互相撞击的能量，它会达到相当高的温度。这个温度足以使得原先所有的大气和水蒸汽跑掉，因为地球的相对小的质量无法把它们留住。__

　　　　换句话说，新生成的地球是个固体块，既没有大气，也没有海洋。那么，大气和海洋又从何而来呢？

　　　　在构成地球的岩石物质中，会有水分（还有气体）与岩石松散地结合在一起。在地球重力的作用下，这些岩石越来越紧密地重叠在一起，温度也越来越高，于是，水蒸汽和气体就从岩石中嘶嘶地被赶了出来。

　　　　这些气泡不断生成、汇集，使新生的地球发生大量的地震。逃逸的热量造成猛烈的火山喷发。在数不清的年月里，水不是从天而降，反过来，倒是从地壳里呼啸而出，然后冷凝下来。海洋不是从上方，而是从下部生成的。

　　　　现在，地质学家还有争论的问题，主要是海洋生成的速度有多大。水蒸汽是不是在十亿年或更短的时间里就全部跑了出来，因此，海洋从开始有生命以来就是现在这个样子呢？或者，这个过程进行得十分缓慢，因而海洋在各个地质年代一直在扩展，直到现在也仍在扩展？

　　　　那些认为海洋早已形成，并且它的大小长久以来一直是稳定的人们指出：陆地的大小一直是目前的样子，它们在过去——即假设海洋比现在小得多的年代——也似乎并不比现在大多少。

　　　　与此相反，那些坚持海洋一直在增长的人们则指出，即使到了现在，火山在喷发时也仍然把大量的水蒸汽散布到空气中来，这些水蒸汽不是来自海洋，而是来自深处的岩石。此外，在太平洋里有一些平顶的海底山峦，它们的顶部原先可能和海面一样高，现在却在海面以下三百米处了。

　　　　还有一种折衷的看法认为，海洋一直在持续增长，但是，由于水量不断增加，它的重量把海洋的底部压了下去。简单地说，海洋越长越深，而不是越长越宽。这种说法既可以解释海底山峦的下降，又能说明大陆并没有改变。
第31节
　　　　地球上存在着水的循环。每年大约有１２．５万立方公里的水从海洋表面蒸发掉。这些水会以雨的方式落下来。再以各种方式回到海洋里。

　　　　循环的这两个分支——蒸发和回降——在一个方面是不平衡的：在海水的各种成分中，只有水本身能够蒸发掉，所以，雨水几乎是纯净的水。然而，降回地球的雨水先是降到陆地上，它们从土地上流过，从中带走了一些可溶性物质，一直带到大海。以河水为例，它会含有万分之一的盐。这是尝不出来的，但已是足够重要的了。

　　　　这样，海洋似乎会不断地从陆地上得到微量的盐类和其他化学物质，但在蒸发过程中却根本不会把它们丢失掉。我们有理由认为，海洋一定是在变得越来越咸，当然，这是很慢的过程，但是在经历过上百万年的地质年代后，积累起来的盐就很可观了，比方说，现在的海洋中确实就含有３．５％的可溶性物质，其中大部分是食盐。x米x花x书x库x ；http：//www。7mihua。com

　　　　河水也会将盐类带入内陆湖泊，这些湖泊与海洋不相通。在这里，可溶性物质也象在海洋中一样地积聚起来。如果湖泊位于炎热地带，平均蒸发率比海洋还高的话，可溶性物质就积聚得更快。结果，这些湖泊会变得比海洋还要咸。位于以色列和约旦边境的死海含有２５％的溶解物。那里的水是如此的咸，以致一切生命都不能在里面生存。

　　　　海洋是不是也不可避免地面临着这种没有生命的结局呢？

　　　　如果没有什么能减少海洋中含盐成分的过程，结果可能就会如此。不过，这类过程是存在的。比如，狂风巨浪会把海水卷到陆地上，溶解的盐类也随着海水上岸，散布在陆地上。

　　　　更为重要的是，当有些溶解物质达到一定的浓度以后，就会互相结合成不溶性化合物，沉入海洋的底部：还有一些物质，虽然本身不是不溶性的，却能与海底的物质结合起来。还有，一些物质能够被海洋生物的细胞所摄取。

　　　　这样，现在海洋中含有的可溶性物质就远远少于过去几十亿年里被河流携带进来的物质。而在另一方面，海洋的底部还有很丰富的各种物质，比如，在海底分布着大量各种金属结核，它们一定都来自陆地。

　　　　此外，随着年代的变迁，海洋的浅湾地带有可能由于地壳的升高而与海洋隔断。这一部分的水逐渐蒸发掉，留下大量的溶解物质，于是，它们又回归到陆地上。岩盐矿——从这里可以得到大量食盐以及少量其他物质——就是这类干涸掉的小块海洋的残迹。

　　　　那么，总的结果是什么呢？归根结底，在长远的历程中，海洋是在一点点地咸起来呢？还是在渐渐变得淡些呢？或者它是有时向这方面发展，有时又向另一方面变化，而总的说来又保持平衡呢？对于这个问题，地质学家现在还不能肯定。
第32节
　　　　雨水在不断从陆地向大海汇流的过程中，会把它所遇到的所有物质都溶解掉一些。所溶解的物质总量不大。其中有一些物质比另一些物质难于溶解，这些溶解物进入海洋后，有一些沉降到了海底。

　　　　然而，自海洋出现后的几十亿年里，已经有很多很多的溶解物质被倾倒进大海。因此，每一种元素都以化合物的形式在海水中大量存在着，并和海中的水分子混合在一起。

　　　　海水中约有３．２５％是溶解了的固态物质。海水共有１３．６亿立方公里，总重量达一百五十亿亿吨。如果把所有的固体物质从其中分离出来，会有五亿亿（５０，０００，０００，０００，０００，０００）吨。当然，这里面有四分之三是食盐，但在其余的四分之一中，每样东西都有一些。

　　　　例如，这里存在着许多镁化合物，足以从中获得一千九百万亿（１，９００，０００，０００，０００，０００）吨金属镁。海洋中的这一储备足以满足我们相当长期的需要、特别是因为我们提取出来应用的东西，最终又都会被冲洗到海水中去。

　　　　不过，海洋中的镁并不象陆地上那样以富含镁的矿藏的形式不均匀地分布在海洋各处，它是均匀地散布在整个海洋里的。这就是说，即使提取的效率达到百分之百，从一立方米海水中也只能得到一公斤镁。从海水中经济地提取镁的方法已被发现了，现在，人们正很合算地从海水中按自己的需要来取得它。

　　　　另一种以可观的数量存在于海水中的元素是溴（这是氯的一门亲戚，不过不象氯那么普遍）。从海洋里溶解的溴化物中，可以提取出一百万亿（１００，０００，０００，０００，０００）吨溴。这差不多是镁含量的二十分之一，所以，要从二十吨的海水——大约二十立方米——才能得到一公斤溴（以百分之百的效率）。这样做也是有利可图的，而海洋也正是世界上溴的主要来源。

　　　　氯和溴的第三门亲属是碘。它比前两者更为稀