地球發展史的彗星災變說

英國愛丁堡皇家天文台的兩位天文學家克拉勃和內皮爾曾提出一種新的理論，他們認為地球也許每隔一段時間就會與宇宙空間的塵埃和流星雨相遇一次，從而引起巨大規模的嚴重災變事件，對地球的發展史產生深遠的影響。

阿波羅型小行星及分子雲的影晌

17世紀初，隨著望遠鏡的問世，伽裏略第一次發現了浩瀚的銀河係是由無數顆星星組成的。到兩百年前，威廉·赫歇耳證實了銀河係是一個巨大的扁平圓盤狀恒星集團，而太陽則是其中的一員。本世紀初天文學家們進一步認識到包括太陽在內的絕大部分恒星都在繞著銀河係中心的巨大軌道上運行，而恒星之間發生相互碰撞甚至接近的機會都是極為罕見的。除了恒星之外，在銀河係內還存在著一些暗星雲，它們是氣體和塵埃的混合體。最近的暗星雲離我們約500光年，直徑為65光年。雖然他們比恒星大得多，但卻極為稀薄。因而從赫歇耳年代以來，天文學家一直認為當太陽帶著它的家庭在銀河係裏漫遊時，根本不用擔心與恒星或星雲碰上，即使碰上星雲也沒有關係。盡管每天有數以千噸計的隕星物質從天而降，落到地球上來，但它們大都是一些微不足道的小東西，無須擔心。然而近代的一些重要發現也許會使這種“安全感”發生動搖。

首先，射電天文觀測發現，上麵提到的暗星雲隻不過是一些質量很大、溫度甚低的星雲集合體的極小部分。它們集中在銀道麵內一些有相當厚度的環狀區內；因此不發光，所以光學觀測便發現不了。太陽大約每經過1-2億年的時間就會接近或穿過其最密集部分，在那兒星雲個數多達5000個，而質量約為太陽的50萬倍。它們是銀河係內最大的天體，但是在幾年前人們卻不知道它們的存在。

其次的發現得歸功於對太陽係內行星和衛星上的隕星坑的研究，以及用大視場望遠鏡所進行的小行星探索工作。現在人們已知道，地球受到阿波羅型小行星撞擊的機會要比以前所認識到的多得多。這類小行星的直徑為l公裏左右，它們中間最大的一些大部分看來並不來自小行星帶，而更可能是某些甚長周期(106年)彗星演化的最終產物。這類彗星的軌道是很扁的橢圓，當它們進入太陽係內圈時就有可能被捕獲，軌道變得很小，周期也縮短到一年左右。

現在我們來看看如何把這兩項發現聯係起來。

分子雲的質量十分巨大，因此當太陽係通過它時會受到雲的引力作用；使行星有脫離太陽的趨向，即所謂潮汐效應。不過由於行星距離太陽要比距離分子雲近得多，太陽的引力效應起支配作用，行星係統是不會因此而瓦解的。但是彗星的情況就不一樣了，它們離太陽要比最遠的行星到太陽的距離還遠上100倍。數以十億計的彗星位於奧爾特雲內，距太陽0．8光年左右。因而每當太陽與星雲接近時，雲的引力會對這些彗星產生很大的影響。計算表明一次接近時可能把奧爾特雲的25~90％掃到星際空間去。通常認為奧爾特雲是在大約45億年前從原始太陽係中分離出去的。那麽由於每1-2億年太陽經過星雲密集區一次，當時的原始奧爾特雲必然被破壞得很厲害，目前存在的應是原始奧爾特雲曆經劫數後的殘餘物。然而事實是，長周期彗星仍然不斷地從這種極不穩定的區域中跑出來，因此今天所看到的奧爾特雲是”不久前“為太陽所俘獲的。

被俘獲的新的奧爾特雲又從何而來呢?唯一的來源看來隻能是分子雲本身。可以證明，如果分子雲質量(大部分為重元素)的百分之幾以彗星形式出現，那麽象奧爾特雲那樣大尺度的彗星族就可以在太陽與分子雲第一次接近時就為太陽所俘獲。在大體上平衡的情況下，彗星族的流通是頻繁而又劇烈的，每當太陽通過銀河係旋臂時，這種俘獲事件就會有規則地發生。這時行星際空間就存在大批彗星，而地球上就會出現受阿波羅型小行星轟擊的事件。

早在分子雲發現之前，人們就認為彗星的發源地——奧爾特雲是在大約45億年前從太陽係的原始行星係統中分離出來的，而上述彗星起源理論則同這種概念截然不同。這兒似乎有一個困難，即分子雲密度相當低，近乎真空，而大彗星的核則可達100公裏。那麽彗星又怎樣從星際雲中成長起來呢?這是一個尚未完全解決的問題，但是現在我們知道彗星是客觀存在的，而對太陽係這個我們最熟悉的行星係統來說，許多證據表明構成原始隕星物質的結構是具有耐熔顆粒的雜亂礦脈，其周圍是揮發性物質，而從熾熱的星際介質冷卻到分子雲溫度過程中凝聚而成的正是這種東西。行星際塵埃可能就是由這種物質失去外層揮發物後組成的，它們也許正是彗星的碎片，這樣，就同上述理論聯係起來了。很可能在恒星從旋臂區產生的過程中彗星是一種中間產物。