如果月球的質量只有現在的一半,地球會發生什麼?
《如果月球不存在會怎樣?》的作者,緬因大學物理學和天文學教授尼爾·F·科明斯將這個謎團縮小了規模
質量較小的月球會更靠近地球:緩慢擴大月球繞地球軌道的潮汐力將會減弱。這將對我們的星球及其居民產生深遠的影響。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
真實的月球軌道平均距離約為 238,600 英里,但每年都會漂移大約 1.6 英寸。原因是什麼?海洋潮汐。月球的引力,加上地球和月球圍繞共同質心進行的華爾茲,迫使海洋形成橢圓形,同時出現兩次高潮。一次高潮發生在地球面向月球的一側;另一次高潮發生在地球的另一側。由於地球的自轉速度比月球的軌道快得多,我們的星球將最靠近月球的高潮稍微拖到月球前面。水的引力將能量傳遞給尾隨的月球,使其在每次軌道上都稍微向外螺旋移動。
如果月球的質量只有現在的一半,潮汐也會相應變小,傳遞給月球的軌道擴張能量也會減少。即使質量只有一半的月球需要較少的能量來排斥,潮汐也會被削弱到足以使月球更靠近地球。
給予月球的能量來自地球的自轉,因此我們的星球正在減速——換句話說,白天正在變長。地質學家認為,地球的一天最初是五到六個小時。如果月球的質量較小,從而對地球產生的阻力較小,我們的星球就不會減速那麼多。一天可能只有 15 個小時。
較弱的潮汐也不會在過去的幾十億年中如此劇烈地侵蝕地球的陸地。較少的土壤滲入海洋可能對生命的起源產生深遠的影響:一些被認為播撒了生命的有機(碳基)化合物可能沒有到達早期海洋的原始湯中。
假設生命仍然出現了,它將不得不應對更頻繁的冰河時代和更極端的暖期,因為大型月球可以穩定行星。火星的兩個小衛星加起來質量比我們全尺寸的月球小數百萬倍,它在軸線上劇烈擺動,因此比地球承受更大的氣候波動和季節性溫度變化。
生命的展望將是黯淡的——字面意義上。較小的月球意味著較少的月光,這意味著更黑暗的夜晚。無論在這種改變後的地球上進化出什麼生命形式,都必須進化出更大或更敏感的眼睛,以幫助它們在夜晚在微弱的光線下導航、覓食和產卵。
為什麼我們不從海水淡化中獲得更多的飲用水?
太平洋研究所總裁彼得·H·格萊克是一家位於加利福尼亞州奧克蘭市的非營利性環境和水政策智庫,他提煉出了一個答案
海水的淡化需要大量的能源,因此也需要大量的金錢。價格因地而異,從略低於 1 美元到幾美元不等,才能生產一立方米(264 加侖)的淡化水,而降低能源需求的努力並沒有跟上能源成本上漲的步伐。從河流或含水層取用淡水的成本要低得多——每立方米約 10 至 20 美分——而農民通常支付的費用甚至更少。因此,淡化目前滿足的人類用水需求不到一半。
淡化也帶來環境成本:海水入口會吸入小型海洋生物,擾亂食物鏈,而該過程殘留的鹽水濃度非常高,以至於返回海洋可能會對沿海生態系統造成危害。
儘管如此,隨著其他水源的消失和價格差距的縮小,淡化的吸引力正在增長。例如,在加利福尼亞州等地尋找新的淡水源或修建水壩可能會使成本上升至每立方米 60 美分。為了更有效地利用水資源,必須做更多的工作,但隨著世界人口的膨脹和水資源供應的減少,經濟的浪潮可能很快會轉向有利於淡化。
有問題?... 傳送至 experts@SciAm.com 或訪問 www.SciAm.com/asktheexperts