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本帖最后由 刘萝卜锅 于 2017-12-16 18:49 编辑
这是阿什卡微信公众号的第459篇原创文章 首发于2017年12月14日 ▽
每个星球都有很多谜团。而月亮身上的谜团，则更加诱人沉思：
她和太阳的直径之比是1:395，地月距离、地日距离之比也是1:395。于是从地球往天上一看，日月总是一样大。所以日全食时，月亮刚好遮住整个太阳。
她公转，也自转，却始终保持一面朝向地球。这需要比时钟齿轮配合更精密。
这是神巧合还是神设计？
有了月球，地球变得温柔很多：气候很适宜、阳光更和煦、换季有节律。
这背后，究竟有啥道理？
我们先从最后这个问题说起。
土豪太阳不止抛洒万丈光芒，还抛洒带电粒子流，主要是电子、氢核、氦核之类。粒子虽小，速度却高，是手枪子弹速度（大概450米/秒）的1000倍。这叫太阳风。
我们地球上的风，也是空气粒子的流动。2016年横扫北美的著名飓风马修，最高速度69米/秒，可以说相当快了，但只有手枪子弹速度的15%。那么换算一下：太阳风速是马修风速的6600倍。
这是什么概念呢？同比放慢60倍：马修风速是人类步行的速度，太阳风速是地球卫星运载火箭的最高速度。
太阳风虽然不如地球风那么浓重，但以子弹千倍的速度，撕碎生物分子是很容易的，慢慢撞飞大气层也是不难的。
所以，地球本该是一个环境恶劣，不适合生命成长的狂暴星球——就像隔壁老王火星、金星那样。
然而，一只神奇的防护罩改变了这一切。那就是地球磁场。
太阳风是带电粒子，个个自带小磁场。所以，遇到地球大磁场，就会发生相互作用。宏观上看，就是太阳风要把地球磁场刮飞，而地球磁场足够强，没让它进来。于是太阳风被圆润地分流出去。
△图3-1地球磁场和太阳风
这跟月球有啥关系？
皇上还记得当年的忒亚撞地球么：忒亚把自己的铁心留给了地球，而顺走了地球比较轻的一部分，合成了月球。
这样一来，地球就成了一粒铁镍含量奇高的土豪星球。
地核直径有6940公里，质量占地球总质量的1/3。体量够大，它才有能力保持个性，自转和地幔、地壳不同步。而不同步，引发了一系列神奇的事情：
1.摩擦生热，为保持内部流体状态做出应有贡献。
2.影响地幔、地壳运动。地球因此是一个“活着的”星球。这方面以后再说。
3.金属地核、地幔运动，就像天然发电机，产生电场、磁场，生生不息。
地球磁场分流了太阳风，却不会影响阳光射入。而它护住的大气层，尤其是脆弱的臭氧层，又过滤了阳光中的紫外线。所以，太阳系最和煦的阳光在地球。
地月关系当然远远不止这些。
由于月亮姐姐够大，所以，她与地球互撩的潮汐力，对双方运动影响也不小。
我们知道，所谓潮汐力，简单讲就是近大远小的引力差。这个引力差，让两个相互吸引的星球，朝向对方的那面总是凸起一点点。
当这个凸起转离对方时，又会被引力“回拽”而下落，而转向对面的地方开始凸起。大海潮起潮落，就是这样来的。这个回拽的力，和星球转动方向相反。
这个相反的力，对于星球总体运动来讲，是微不足道的。但是，多强的汉子都经不住时间的消磨。
温柔的潮汐力，让双方活泼的自转渐渐放缓，也让狂野的自转轴慢慢稳定。
地球哪里热、哪里冷，基本是阳光照射的角度决定的。如果自转轴乱动，那么：今年南极消融，洪水滔天；明年冰封大陆，万类萧条…总之天地不宁，万物虐成狗，任何生物都甭想稳定发展。
△图3-2 地球倾角与季节
地轴稳定在大约66度的夹角，让我们既享受季节、大气、水循环这些VIP服务，又不至于经受乐视股票般刺激的人生，一切变得温和、稳定有节律。
45亿年前，地球自转大概6小时一圈，也就是一天只有6小时；到25亿年前，一天12小时；4亿年前，才降到一天22小时。
地大月小。地月用潮汐力互撩，吃亏的当然是月亮。
撩来撩去，地球是转速只是放缓，而月亮却被锁定，只能一颗红心向大哥，质量大一点点的那一面永远朝向地球。这叫潮汐锁定。也就是说，相对地球来讲，月球被搞得无力自转了。
不过，从整个地月系统看上去，就是“好巧啊，月亮绕地球公转一圈，她刚好分毫不差地自转一圈”。相当于粑粑举着小公举转圈，不管怎么转，小公举的脸总是神奇地对着粑粑。
所以，这不是什么设计，也不是什么巧合，而是两星绕转的必然结局：自转减慢，质量小的一方先被锁定。
在太阳系，被行星潮汐力锁定的卫星有几十个。比如木卫一二三四五，以及十四、十五、十六都被木星锁定，永远一面朝木星。神奇不神奇？
其实最神奇的是冥王星，这只被愚蠢的人类残忍地开除行星籍的矮行星，直径只有卫星卡戎的3倍，结果互相锁定，永远面对面互相绕转，看上去像初春草地上表演琼瑶剧的油腻男女。
可你知道，一切都是有代价的。角动量也要守恒呀。所以，地月自转变慢，代价是月亮姐姐公转变快。于是，月亮姐姐与地球渐行渐远。
月亮刚嫁过来时，从地球看上去，比太阳大很多。到5亿年前，地月平均距离是36万公里，日月大小视差不那么大了。现在，是38.4万千米，视觉大小基本一样。
这就是说，地月距离是不断变大的。所以，那个神巧合，其实不是日月大小、距离的精密设计，而是人类的出现，恰好赶上日月视觉大小相等的时间段。
如今，月球以每年3.8CM的速度远离地球。几亿年后，日全食就不存在了。且看且珍惜吧。
不管怎么说，在173颗已知的卫星、5颗已经辨认出来的矮行星，以及数以亿计的太阳系小天体中，月亮姐姐，绝对是一个神奇的存在。
月球之谜还有很多，我们以后再说。本文主要是聊地球。
地月互动的质心在地球内部。月亮的引力撩拨，地球内外都有微妙感受。
当你开扒地球内部运动、地壳变迁、地形地貌的隐私，可曾想到过月亮姐姐？
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发表于 2017-12-19 09:16:05
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