若地球的一面永遠是白天,另一面永遠是黑暗,將會怎麼樣?

2023-11-21     魅力科學君

原標題:若地球的一面永遠是白天,另一面永遠是黑暗,將會怎麼樣?

在我們地球人的眼中,月球是夜空中最容易被觀察到的天體,假如你仔細觀察過月球,你就會發現,無論在什麼時候,月球的表面都沒有什麼變化,而這也就意味著,它一直在以相同的一面朝向地球。

實際上,這種現象並不神秘,其原因就是月球已被地球潮汐鎖定,以至於它圍繞地球公轉的周期剛好與它的自轉周期相等。

同樣的道理,如果地球被太陽潮汐鎖定了,那麼地球也會始終以相同的一面朝向太陽,如此一來,地球的一面就將永遠是白天,而另一面則永遠是黑暗。

那麼問題就來了,在這種情況下,地球將會怎麼樣呢?其實早已有研究者利用計算機模型對這種情況進行過模擬,下面我們就來了解一下。

需要注意的是,為了方便描述,我們可以將地球「永遠是白天」的一面稱為「晝半球」,至於另一面,則可以稱為「夜半球」。

由於「晝半球」一直會受到陽光的照射,因此在這一面,地球表面的溫度就將就得更高,而「夜半球」的情況卻與之相反,所以「晝半球」和「夜半球」的溫度就會出現明顯的差異。不過由於地球大氣層可以起到熱量交換的作用,因此這種差異並沒有想像中的那麼大。

模擬結果顯示,「晝半球」的平均氣溫約為40℃,可以說是非常炎熱,而「夜半球」平均氣溫則大約為零下40℃,所以這一面將會被冰封起來,而只有在「晝半球」和「夜半球」交界的區域,才會存在適合人類生存的氣溫。

不過這個區域非常狹窄,其在東、西方向的平均跨度只有大約60公里,並且由於在該區域中,來自「晝半球」的熱空氣與來自「夜半球」的冷空氣會發生激烈的交鋒,因此這裡就會存在著沒完沒了的強對流天氣,基本上隨時都有狂風暴雨、電閃雷鳴……

另一方面來講,地球的海陸分布也會出現巨大的變化,要知道地球並不是一個完美的球體,其赤道半徑約為6378公里,極半徑則大約是6357公里,兩者之間存在著大約21公里的差距。

也就是說,從整體上來看,地球赤道附近的區域存在著一定程度隆起,按理來講,地球表面的海水應該流向緯度更高的區域才對,畢竟水往低處流嘛。但事實卻是,地球赤道附近其實也存在著大片的海洋,為什麼會這樣呢?答案就是:地球的自轉所產生的「離心力」。

這裡需要說明一下,這個「離心力」其實是一種虛擬力,它本質上是物體慣性的體現。

根據潮汐鎖定的原理,若地球的一面永遠是白天,另一面永遠是黑暗,那就意味著地球圍繞太陽的公轉周期與它的自轉周期相等,也就是說,地球需要1年的時間才會完成一次自轉,而如此低的自轉速度,其產生的「離心力」就小得基本上可以忽略不計。

在這種情況下,地球低緯度區域的海水就會湧向高緯度區域,並將大片陸地淹沒,如此一來,地球的海陸分布情況就將變成,高緯度區域基本全是海洋,低緯度區域則基本上全是陸地,這些陸地相互連接,在地球表面形成了一個高海拔的環狀結構,進而在整體上將地球的海洋分成了兩大片。

除此之外,地球大氣層中的空氣也會出現與海水類似的現象,它們也會大量地向低緯度區域涌去,在此基礎上,再加上陸地的高海拔,所以這些陸地區域的空氣就會變得很稀薄。

更糟糕的是,地球磁場的產生與地球的自轉速度密切相關,如果地球一年才完成一次自轉,那地球就會失去其強大的磁場,而沒有強大磁場的保護,地球的自然環境將會惡化成什麼樣子,相信大家都看過很多與之相關的科普,這裡我們就不多說了。

綜上所述可知,若地球的一面永遠是白天,另一面永遠是黑暗,那地球上的自然環境就將會變得異常惡劣,以至於地球上現有的很多物種都將因此而滅絕,甚至連我們人類也很可能撐不下去。

幸運的是,這只是一種不會發生的假設情況,因為從實際情況上來看,太陽是不會將地球潮汐鎖定的,為什麼呢?簡單來講就是,沒有足夠的時間。

儘管太陽的引力確實對地球的自轉有減速作用,但這種作用卻是非常微弱的,根據科學家的估算,太陽要將地球潮汐鎖定,至少需要500億年的時間。

然而在大約50億年之後,太陽就會膨脹成一顆紅巨星,屆時它的直徑將會膨脹至現在的200多倍,以至於其表面將抵達甚至超過地球的公轉軌道,而這也就意味著,到了那個時候,地球就將會被這顆紅巨星吞噬。

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