不穩(wěn)定的地球自轉(zhuǎn)軸

宇宙中星球的自轉(zhuǎn)軸多不垂直于各自的軌道平面，也多不垂直于各自所依屬的中心天體的赤道延伸面。那么，這些天體的自轉(zhuǎn)軸從它們開始形成到衰亡的整個(gè)演化過程中，是不是一直這樣恒定不變呢？當(dāng)時(shí)不是的。不變，只不過是一個(gè)相對(duì)的穩(wěn)定時(shí)期；變化，卻貫穿于它們整個(gè)演化的過程中，甚至在某些時(shí)候，變化還較大。

從自身來說，星球在演化過程中不斷向外拋射物質(zhì)，有時(shí)候是劇烈地向外拋射。據(jù)計(jì)算，像M87這樣巨大的星系核，就曾大量地向外噴射物質(zhì)和氣體流。它的噴射竟長(zhǎng)達(dá)5000光年，拋出的質(zhì)量相當(dāng)于太陽的幾千萬倍。像銀河系中最年輕的、質(zhì)量很大的O型星，爆發(fā)產(chǎn)生的噴射流速度也達(dá)1700千米/秒，有時(shí)甚至達(dá)到4000千米/秒。這些強(qiáng)大的星際風(fēng)暴造成的結(jié)果，使這些星體每年要損失大約十萬分之一的質(zhì)量。

星體非徑向拋射產(chǎn)生巨大的反沖力矩，再加上物質(zhì)的失衡，就能使星體失去往常的平衡，影響到它們轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心。例如，3CB4星系的中心軸在逐漸改變它原來的位置，并有大量的高能粒子沿著它的中心軸拋射出來。

據(jù)計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果顯示，在以后不到20億年的時(shí)間里，銀河系有可能與仙女座星系近距離擦肩而過。這兩個(gè)大星系的重力將改變各自的結(jié)構(gòu)，處在銀河系邊緣的太陽很可能經(jīng)受不住這樣巨大的牽引力，會(huì)帶著整個(gè)太陽系集體逃逸到仙女座星系。

星系的相互碰撞，不僅使其軌道改變，而且會(huì)調(diào)整各自的結(jié)構(gòu)并改變自轉(zhuǎn)軸。再說，星體本身大量向外拋射物質(zhì)，使星體往日的平衡局面被打破，也會(huì)影響它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

據(jù)計(jì)算，太陽如果拋射出十分之幾個(gè)太陽質(zhì)量的非徑向拋射物質(zhì)，或者只要達(dá)到它質(zhì)量的千分之一，就有可能改變它的赤道面與軌道面之間的交角。也就是說，太陽的自轉(zhuǎn)軸到一定的時(shí)候也會(huì)發(fā)生改變。

大部分星球自轉(zhuǎn)軸的變動(dòng)和穩(wěn)定都有一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的周期，但這個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定并不是現(xiàn)代人類一生能夠觀測(cè)到的。對(duì)于短暫的人類生命來說，這卻是一個(gè)漫長(zhǎng)的歲月，無與倫比，望塵莫及。

自地球誕生以來，在這46億年中，無時(shí)不在遭受數(shù)以萬計(jì)的彗星、小行星等天體的撞擊，真可謂“頂風(fēng)冒雨”、“遍體鱗傷”地走到今天，邁向未來。

地球自形成到其表面有了一層固態(tài)外殼后，由于各地的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和物質(zhì)分布的不同及其收縮程度的不同，導(dǎo)致地殼龜裂成若干板塊。這些板塊在相對(duì)平穩(wěn)的地質(zhì)時(shí)期以垂直運(yùn)動(dòng)為主，如局部的火山噴發(fā)、地震、山體的上升、地槽的下陷等。到了某些極限時(shí)期，或遇到其他較大天體的撞擊，就以大規(guī)模的水平運(yùn)動(dòng)為主，如大陸板塊的漂移，板塊之間的相撞、俯沖等。比如，在6500萬年前，由于南亞板塊與亞洲板塊的撞擊，使年輕的喜馬拉雅山脈從海洋中慢慢升起。

地球在太陽的牽引下圍繞銀心做以2億年為周期的繞行，整個(gè)銀河系又在銀心的帶領(lǐng)下向仙女座方向飛行。當(dāng)太陽系經(jīng)過銀河系旋臂附近的塵埃帶時(shí)，不僅使宇宙塵埃吸收了大量陽光，地球氣溫降低，而且因?yàn)檫@時(shí)太陽系進(jìn)入了宇宙物質(zhì)的密集帶，也使地球遭受到更密集的其他天體的撞擊。

旅途茫茫，這一路并非風(fēng)平浪靜，閑庭信步，而是時(shí)而狹縫匝道，時(shí)而電掣雷鳴，時(shí)而飛沙走石。

不是嗎？蘇聯(lián)科學(xué)家沙弗洛諾夫就曾提出，大約在地球形成1億年的時(shí)候，在地球軌道附近有一顆直徑約1000千米，重達(dá)10 000億噸的小行星，以14千米/秒的速度撞向年輕的地球。幸好那時(shí)候的地球上既無生命也無大氣層，但卻把地球的自轉(zhuǎn)軸撞斜了。

不是經(jīng)過這一次撞擊后就“萬事大吉”了，從現(xiàn)在地球累累的傷痕來看，至少遭受過七次較大的撞擊。

25億年前，太古代晚期，地球形成的早期地殼經(jīng)過撞擊后，再加上自轉(zhuǎn)軸的變動(dòng)，龜裂成不規(guī)則的若干塊，幾經(jīng)碰撞形成了陸核泛大陸。如中國(guó)河北省遵化縣境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的那一時(shí)期陸核相撞而形成的縫合線，以及洋底才有的大片蛇綠巖。

19億年前的元古代中期，地球受到的撞擊造成一次強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng)。從華北來看，相撞使早先沉積的5000余米厚的地層發(fā)生強(qiáng)烈的褶皺，形成了山西的呂梁山脈。在全球其他地方卻陸續(xù)形成了南、北美板塊。

約在10億年前的太古代晚期，撞擊又形成了強(qiáng)烈的造山運(yùn)動(dòng)，在中國(guó)形成了華南、西南、閩、浙一帶的華夏大陸，云南的康滇大陸，貴州的黔中古陸等。

到六七億年前，撞擊的劇烈運(yùn)動(dòng)在地球上形成了超級(jí)古陸，即岡瓦納古大陸。

而3億年前的撞擊，使岡瓦納超級(jí)古陸分裂，北半球的大陸在運(yùn)動(dòng)中又重新聚合在一起，形成了勞亞古陸，而原來岡瓦納超級(jí)古陸剩下的部分在南半球形成了超級(jí)大陸。長(zhǎng)約2400千米的南北走向的烏拉爾山系，也是在這一時(shí)期由歐亞大陸板塊碰撞形成的。

大約在2.6億年前的二疊紀(jì)、三疊紀(jì)之間，有一顆直徑10千米左右的天體撞擊了地球，使地殼又一次發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)。從三疊紀(jì)的古生物化石來看，在此之前，南極洲、澳洲、非洲及南美洲等還是相鄰或是相連在一起的。由于強(qiáng)烈撞擊而導(dǎo)致的地殼運(yùn)動(dòng)，使得它們開始分離，而中國(guó)的華南、西南板塊也從一片煙波浩渺的汪洋中，開始慢慢升起。25 000萬年前，中國(guó)的華南地區(qū)還是一片浩瀚的海洋。后來，地球上90%的海洋生物滅絕，70%的陸地生物滅絕。由于長(zhǎng)期以來的火山活動(dòng)，熔巖、火山灰掩沒了撞擊時(shí)留下的大坑，而在界線地層散落著的數(shù)以萬計(jì)的微球粒，卻見證了歷史的滄桑。 在6500萬年前的白堊紀(jì)，地球又一次走進(jìn)了“飛沙走石”的境地，一場(chǎng)較大的“流星雨”把地球撞擊得百孔千瘡，其中直徑最大的約10千米的天體，撞擊在墨西哥的尤卡坦半島，也有小一些的撞擊發(fā)生在歐洲和中國(guó)的貴州等地，結(jié)果使全球發(fā)生了包括西伯利亞在內(nèi)的大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)活動(dòng)，導(dǎo)致全球發(fā)生滄海桑田的造山運(yùn)動(dòng)，大地變遷，同時(shí)也使95%以上的物種滅絕。

地球在自轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)中，它的速度并不是一成不變的。從初始圓球體逐漸變成扁球體的過程中，由于它的形狀軸與自轉(zhuǎn)軸逐漸不重合，當(dāng)它的扁率發(fā)展到一定的極限時(shí)，即赤道半徑變長(zhǎng)到一定極限時(shí)，它的赤道附近就會(huì)發(fā)生劇烈的噴發(fā)，大規(guī)模地把地內(nèi)物質(zhì)通過火山口向外拋射。因此，地球上歷來的火山噴發(fā)活動(dòng)和引發(fā)的地震、大海嘯等，大多都發(fā)生在低緯度或板塊邊緣地區(qū)，而在高緯度地區(qū)卻很少見。由于它發(fā)生劇烈的噴發(fā)，并大規(guī)模地把地內(nèi)物質(zhì)向外拋射，這樣就會(huì)使地球整體的物質(zhì)布局失去往日的平衡，就會(huì)影響它的自轉(zhuǎn)軸。當(dāng)它的自轉(zhuǎn)軸發(fā)生擺動(dòng)時(shí)，慣性離心力對(duì)地球各部分的作用也相應(yīng)地受到影響，不僅會(huì)影響到它本身的自轉(zhuǎn)，而且當(dāng)自轉(zhuǎn)軸發(fā)生特大擺動(dòng)時(shí)，更會(huì)使赤道轉(zhuǎn)動(dòng)力矩變短，自轉(zhuǎn)速度就變快。隨著時(shí)間的推移，板塊就由新兩極向新赤道方向擠壓、滑動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩就又會(huì)慢慢變長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)速度也就隨著變慢。

地球自形成以來，總體來說它的自轉(zhuǎn)速度是在變慢的，但又不是一直在變慢，其中有些時(shí)期的自轉(zhuǎn)速度有加快的跡象。比如在2.5億年前，地球的自轉(zhuǎn)速度就有加快的跡象。

在過去的任何一個(gè)地質(zhì)時(shí)期內(nèi)，地球自轉(zhuǎn)軸的擺動(dòng)以及類似的變化，哪怕是很微小的變化，都會(huì)影響到地球的方方面面，甚至使兩極和赤道位置發(fā)生相應(yīng)的變化，不僅影響到自轉(zhuǎn)速度，而且還使地球出現(xiàn)了“四極廢、九州裂”的滿目瘡痍的景象。

天體撞擊濺起的塵埃以及火山噴發(fā)的大量物質(zhì)，在地球自轉(zhuǎn)速度加快的作用下，一度從兩極上空慢慢聚向地球新的赤道上空，形成了一個(gè)隱隱約約的環(huán)帶。它吸收并遮擋住一部分太陽光，并在之后的一段時(shí)期內(nèi)使全球氣溫大大下降，并使地球南北半球同時(shí)進(jìn)入冰河時(shí)期。隨著地球自轉(zhuǎn)慣性旋轉(zhuǎn)力的作用以及潮汐作用的阻尼，另一方面受到赤道半徑的慢慢加長(zhǎng)，它自轉(zhuǎn)的速度就又慢慢地趨向緩慢，在其赤道上空飄浮的物質(zhì)，一部分落回地球，一部分受其他天體引力的作用逃離了地球引力，飛向太空，使地球一度出現(xiàn)了“玉宇澄清萬里?！钡沫h(huán)境。

宇宙萬物形形色色、五彩繽紛，應(yīng)有盡有。這些形形色色的天外來客，當(dāng)它們快速進(jìn)入地球大氣層，尤其是穿越臭氧層時(shí)，會(huì)發(fā)生猛烈的燃燒和爆炸，不僅是拖著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴撞向地球，更主要的是，它們會(huì)在一瞬間，有的產(chǎn)生沖擊波，有的產(chǎn)生光輻射，還有的能迅速合成各種有毒的氣體，如硫化氫、硫化銀以及氯氨合成的氰等。這些有毒氣體散發(fā)著刺鼻的臭味，使大批動(dòng)植物尤其是較大的動(dòng)物迅速脫氧中毒，嘔吐、暈倒。如恐龍，有的甚至連嘴里的一口食都物未能咽下就成批成批地倒下。即使當(dāng)時(shí)有些還未死去，大批被毒氣感染的食物也會(huì)使它們性命難保?；蛘?，斷缺的食物鏈也會(huì)使這些殘存下來的動(dòng)物大量滅絕。同時(shí)，這些火山噴發(fā)及天體撞擊產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，也影響到了海水，使得海洋里的生物也遭到滅頂之災(zāi)。

因?yàn)榈厍虻拇艠O與地球的旋轉(zhuǎn)軸不會(huì)離得很遠(yuǎn)，當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)軸發(fā)生變化時(shí)，地磁極也容易發(fā)生倒轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)發(fā)生變化時(shí)，再加上天體猛烈的轟擊及火山噴發(fā)物質(zhì)的撞擊，使臭氧層出現(xiàn)一片一片的“漏洞”，各種宇宙射線會(huì)直撲地球。這方方面面的因素綜合在一起，一方面使地球溫度迅速升高，另一方面使大氣中的氫、氧分子很快就分解成氫、氧離子，再遭到這些能量的轟擊又結(jié)合成水分子。這樣一來，又使地球周圍陰云密布，大雨連年，導(dǎo)致地球的南北半球同時(shí)進(jìn)入冰河時(shí)期。

當(dāng)爆炸的毒氣導(dǎo)致大批生物滅絕時(shí)，天體撞擊產(chǎn)生的塵埃和大批火山灰迅速掩埋了這些動(dòng)植物的尸體。緊接而來的地殼運(yùn)動(dòng)，滄海桑田的大地變遷，又將相當(dāng)一部分動(dòng)植物的尸體深深地埋進(jìn)了地下，形成了今天的各種化石。

而后，或者天外帶來的銥，或者從地球深處噴發(fā)出來的銥，就慢慢落到地面。在地球的土壤中，一段時(shí)期時(shí)銥的成分就多起來。

這時(shí)候，幸存下來的生物，由于惡劣的環(huán)境條件，迫使它們迅速改變自己，不斷地改變著自身的結(jié)構(gòu)和體內(nèi)的基因，不斷地演變著自己，以便在新的環(huán)境中生存，或者產(chǎn)生新的物種。

因此，地球上大規(guī)模的造山運(yùn)動(dòng)，地球磁場(chǎng)的倒轉(zhuǎn)，地球自轉(zhuǎn)速度的變化，地球上生物的興衰，以及冰河時(shí)期的反復(fù)及地球板塊水平運(yùn)動(dòng)的機(jī)理，都是地球自轉(zhuǎn)軸的變動(dòng)引起的。

較大天體的撞擊或者較大的地震等地殼運(yùn)動(dòng)，都能直接影響到地球的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)。例如，2004年12月26日發(fā)生在蘇門答臘島東南250千米海底的9級(jí)大地震，不僅引起了海嘯，導(dǎo)致沿岸近30萬人傷亡，其釋放的巨大能量還使地球的軸線發(fā)生了震動(dòng)，同時(shí)還把該島從西北端向西南方向移動(dòng)了二三十米。

由于地球本身的噴發(fā)和其他天體的撞擊，地球的自轉(zhuǎn)軸就不可能永遠(yuǎn)地垂直于它的黃道面。目前，地球自轉(zhuǎn)軸的傾斜角度是23°27'，在過去地質(zhì)史或未來的運(yùn)動(dòng)中（不是在我們?nèi)祟惖挠猩晁芸吹降模┒紩?huì)發(fā)生變化，有時(shí)甚至?xí)_(dá)到54°，從而使得原來的赤道變成最冷的地方，在地球的兩極又可能在夏季達(dá)到30℃左右的高溫。在其附近，如遼寧的遼陽、寧夏的靈武、新疆的準(zhǔn)噶爾盆地，以及哈薩克海以東的廣大沙漠地區(qū)，還有南極大陸以及北極圈內(nèi)的一些地帶，都曾生活著恐龍，它們沐浴在陽光下，繁衍生息。而且，當(dāng)時(shí)在環(huán)繞古赤道附近的熱帶雨林地帶形成的大批豐富的煤層，卻又在今天的較高緯度地區(qū)頻頻出現(xiàn)。

1.8億年前的印度孟買還在南緯46°，到了今天，它已經(jīng)在北緯18°的位置上，難道真的是它向北漂移了7000余千米，還越過了今天的赤道？當(dāng)然不是。由于地球自轉(zhuǎn)軸和與之相對(duì)應(yīng)的赤道位置的改變，它只是從古赤道的南緯移動(dòng)到現(xiàn)赤道的北緯罷了。凡是地球自轉(zhuǎn)軸發(fā)生變動(dòng)的時(shí)候，正是地殼運(yùn)動(dòng)最劇烈的時(shí)候，并且是氣溫升高的時(shí)候，也是生物大滅絕發(fā)生的時(shí)候，同時(shí)又是地球自轉(zhuǎn)速度加快的時(shí)候。

凡是地球自轉(zhuǎn)軸趨向穩(wěn)定的時(shí)候，大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)就趨向相對(duì)穩(wěn)定，大規(guī)模的造山運(yùn)動(dòng)就慢慢過去，卻面臨著冰河時(shí)期的到來，但同時(shí)又是生物界新物種產(chǎn)生的時(shí)候，也是地球自轉(zhuǎn)速度變慢的時(shí)候。因此，地球生命的發(fā)展史，物種的滅絕、產(chǎn)生與進(jìn)化是隨著地球自轉(zhuǎn)軸變更的周期而周而復(fù)始地變化的。

總之，地球轉(zhuǎn)速周期性的快慢，地球磁場(chǎng)的變化，地球氣候的變遷，冰河周期的往復(fù)以及劇烈的地殼運(yùn)動(dòng)、地震帶、火山鏈及其洋底、海平面直至生物的大量滅絕，這一系列的變動(dòng)都與地球自轉(zhuǎn)軸的變化息息相關(guān)，它們有著明顯的因果關(guān)系。這一系列現(xiàn)象的出現(xiàn)，難道都是偶然的巧合嗎？當(dāng)然不是。根據(jù)以上的資料及其古地磁、古生物和冰磧物等方面的分析，地球上這一系列的變化，都是相輔相成的，都是因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)軸的變化而引起的。

所以，無論在廣袤的宇宙空間，還是在太陽系中，無論是從哪個(gè)星球的一系列運(yùn)動(dòng)來看，星球的自轉(zhuǎn)軸并不是恒定不動(dòng)的，而是在不斷的變化之中。靜只是相對(duì)的、暫時(shí)的狀況。動(dòng)久必靜，靜久必動(dòng)，這是相輔相成的。自轉(zhuǎn)軸的變化是自然的，也是必然的。