互动科普

地球有大约24小时一次的自转运动。这24小时的自转周期并非必然如此。例如邻近的火星是24小时37分自转一周，金星是约243天（地球日）自转一周。此外，还有自转方向与地球和火星这些行星相反作逆向自转的行星。行星的自转周期是由行星诞生之时的偶然因素决定的。

那么，假如地球的自转速度比现在慢，结果会怎样？为了便于理解，我们假定地球一年只自转一周的情形，也就是地球围绕太阳公转一次，地球自身正好也自转一次。在那种情形，地球会总是以其特定的一侧半球朝向太阳，永远是白天，而另一侧半球则总是背向太阳，永远是黑夜。

永远是白天的半球，液态水迅速蒸发，不久就完全消失。这蒸发的水随空气流动来到黑夜一侧半球。由于这里的气温很低，来到这里的水蒸气会变成雪降落到地面。降下的积雪不会融化，不久便成为冰川。那样的地球，结果会是白天半球为一片沙漠，而黑夜半球到处是巨大的冰川（或冰盖）。

一半是沙漠、一半被冻结的地球

图中显示的是一个假定一年只自转一次的“地球”的样子，它的一侧半球始终朝向太阳，永远是白天。这个假想“地球”的地形与现在的地球相同。这个“地球”的总是白天的半球是沙漠，而总是黑夜的半球则覆盖着冰川（冰盖）。冰川虽然是固体，但是在自身重力的作用下能够缓慢变形，具有流动性。因此，在黑夜半球形成的冰川会缓慢地向白天半球流动。流动到白天半球的冰川的前端融化，变为液态水。这些液态水使白天半球的一部分区域得到滋润，在这些地方就有可能出现生命活动。不过，在这种行星的上面，适宜生命活动的区域毕竟十分有限。

前面假定了一种一年只自转一次的行星，对于是否真的存在着这种极端情形，也许会有人感到怀疑。实际上，这种可能性是非常大的。我们从月球的例子便不难理解这种可能性。月球总是以其同一侧半球朝向地球，围绕着地球旋转。这种现象不是出于偶然，而是必然结果。月球受到地球引力的作用，这种引力对月球靠近地球一侧的作用会大于对远侧的作用，存在着引力大小差。这种引力差别会产生一个倾向于导致月球变形的力，这就是“潮汐力”。正是在这种潮汐力的作用下，月球逐渐变成了总是以其同一侧半球朝向地球。

同样，在中心恒星和行星之间也存在着类似的能够改变行星自转周期的潮汐力。特别在中心恒星和行星之间距离比较近时，这种改变行星自转周期的效应会十分明显。

（本文发表于《科学世界》2011年1期）