我們生活在地球上,這是一個生機益然的星球。在遼闊的大地上,草木蔥蘢,鮮花盛開,鳥翔高空,魚潛江湖。還有茂盛的莊稼,繁榮的城鎮……所有這一切都離不開光輝燦爛的太陽。正是太陽向地球源源不斷地輸送巨量的光和熱,人類以及千百萬種動植物才能滋生發育,茁壯成長。由於有了長期生存的條件,人類才能創造出繁榮昌盛的物質文明和精神財富。
可以肯定地說,太陽是地球上一切生命的源泉。這句話包含兩方麵的意義。首先,地球上的生命物質是從無生命物質演變而來的。這種演變需要一定的條件,主要是適宜的溫度,一定化學成分的大氣和水。此外還必須有促成這種演變的動力一一能量。這些條件都是太陽所提供的。進一步說,即使太陽提供了能量,如果數量太大或太小,破壞了適當的溫度、大氣和水分這三個環境條件,生命仍然無法形成。例如,假若太陽投射到地球上的能量減少了一半,江河湖海都會凍結成厚厚的堅冰。相反,設想太陽的能量增加幾倍,地球上的水便會全部沸騰成為蒸汽。在這兩種情況下,生命現象都很難出現。
其次,產生了生命現象,要想維持下去也離不開太陽。就人類的生存來說,食物是每天不可缺少的。但是無論水稻、小麥、蔬菜。水果……都要在陽光照射下才能生長。另外我們呼吸空氣,吸進氧氣,吐出二氧化碳,更是片刻不能停止。每個人每天都需要幾千克的氧氣,全世界有50多億人,總消耗量十分巨大。為什麼若幹萬年以來,地球大氣中的氧氣沒有消耗光呢?這是由於光合作用,植物不斷地吸收二氧化碳,放出氧氣。而光合作用需要有太陽光照射才能發生。
即便在科學技術高度發達的今天,我們仍然離不開太陽的能量。許多種能源乍看起來似與太陽無關,但仔細考察都是太陽能的間接利用。就以電力為例,水力發電靠的是河流或瀑布的落差。那麼為什麼上遊的水源源而來,長期流不盡呢?這是因為天降雨雪,給以補充。雷雨風霜以至一切氣象現象產生的前提是大氣環流和水份蒸發,而這些都是太陽照射的結果。由此還可看出,風力的應用,如帆船運輸和風車碾磨也屬於太陽能的間接利用。至於火力發電,需要用煤、天然氣或其他燃料作為能源。煤炭是億萬年前在陽光照耀下長成的樹木由於地殼變動被埋人地下,經過長期演變形成的。換句話說,煤炭就是貯藏太陽能的一種“罐頭”。煤炭是如此,其他許多燃料,包括天然氣、木材、石油……仔細追究起來,也都是變相的太陽能。
當然並不能說除太陽以外就絕對沒有別的能源了。不少國家開發利用的地熱、潮汐和原子核能,都與太陽能無關。但是相對於太陽能來說,它們的數量比較小,而已經開發利用的更是微乎其微。例如目前原子能發電站供應的電力,在全世界發電總量中僅占百分之幾。
讓我們設想,太陽一旦消失或熄滅了,整個世界將淪入何種狀態呢?從天空到地麵,除了閃爍的繁星和人工光源外,整個是漆黑一團。靠反射太陽光而發亮的皎潔的月亮、晶瑩的行星、以及因太陽輻射而發光的拖著長尾巴的彗星等都永遠看不見了。溫度計的水銀柱將收縮到無可再低的程度,接近絕對溫標的零度(-273℃)。河流、湖泊和海洋全都凍結了。大地上遍布堅冰。無論是百花爭豔的芳春,晴朗炎熱的夏季,以及遍地金黃的秋景,都成為一去不複返的曆史陳跡。永遠隻有冬天,漆黑而酷寒的嚴冬。一切生命現象都消失了。當然,太陽是一顆基本穩定的恒星,它的壽命長達幾十億年,絕對不會突然熄滅或消失。我們相信若幹萬年以後,由於科學技術的迅猛發展,人類一定能找到新的巨大的能源。因此我們完全不必“杞人憂天”,為太陽的有限壽命發愁。
短波通訊突然中斷
有時,世界上大片地區短波無線電通訊會突然失靈。而儀器、設備都檢查不出故障,電訊工作人員對此也毫無辦法。幾乎在這同時,在望遠鏡中會觀察到在黑子群附近有一片明亮的閃光迅速掠過,很快就消失了。射電望遠鏡也會收到特大的太陽射電爆發。這是太陽上發生了大爆炸——耀斑爆發。原來電訊失靈是它搗的鬼。耀斑怎麼會影響短波無線電通訊的呢?
原來,世界各地能遠距離進行無線電通訊,其中也有太陽的功勞。無線電波沿地麵傳播會遇到很多房屋、樹木的阻礙,很快就衰弱了,傳不遠。若從空中走,如果沒有鏡子那樣的反射麵,它就會傳到太空去了。地球大氣中的電離層就是這樣的反射麵。什麼縣電離層呢?太陽射來的外光和X光可以引起高層大氣分子電離。電離層大致可分為D、E和F三區。短波無線電波穿透力強,在最高的F層反射,傳播也最遠。當耀斑出現時,太陽的紫外輻射可以增加一二倍,而X射線的能量會猛增幾十、幾百倍。在這樣強烈的短波輻射照耀下,各電離層的電離程度都大大增加了。短波無線電穿不透密度加大的D層被吸收了,於是,就造成了短波無線電通訊的減弱或中斷。
雖然短波中斷的時間不長,一般隻有幾分鍾到半小時,但它對國民經濟和國防可能造成重大損失。據說有的軍事偷襲行動就是利用耀斑造成的電訊中斷期間進行的。目前科學工作者正在努力研究預報太陽活動。
磁暴和“天火”
大家都見過指南針,一個自由懸垂的磁針總是指向南北方向,給旅行的人們帶來方便。指南針為什麼能指示南北方向呢?這是因為地球像一塊大磁鐵,地磁北極(N)和地磁南極(S)分別位於地球的北極和南極附近。磁針在地球磁場中受到吸引,就指向兩極。
有時,磁針會突然左右搖擺、動蕩不定,這種變化叫磁暴。早在上一世紀初就已發現,每當大黑子群從日麵中心區轉過後,地球上往往就發生磁暴,時間間隔大約是20~40小時。大量觀測資料統計說明,磁暴也有11年周期性。令人感興趣的是,美麗的極光也往往和磁暴共生。
什麼是極光呢?它是出現在兩極區域天空的色彩鮮豔的光帶,偶然在較低緯度也能見到。極光有的呈帶狀、弧狀,有的則像帷幕。其顏色多數呈黃色、綠色。它們絢麗多彩,有如天上的焰火。早在2000多年以前,我國就開始觀測極光並有記錄。稱它為“天衝”、“濛星”、“天開眼”等等。極光每年出現的次數不同,有趣的是,它的出現也有11年的周期性!恰恰和太陽黑子周期一樣。正和地磁活動一樣,黑子多的年份,極光出現也頻繁。