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地球,氣候創造的奇跡

  仰望天空,群星璀璨。在璀璨繁星之中,地球是人類唯一的“天堂”。在地球上,有美麗的云彩、奇花異草、青山碧水,更有繁華的城市。

  在我們生存的星球上,各種物品應有盡有,各種藝術爭奇斗艷,但是,生物仍然是這個星球上最神奇的存在。

  如此多姿多彩的世界,皆由地球上的氣候環境所創造。這個環境的創造力是無限的,潛力是無窮的。更奇妙的是,天下竟然沒有兩株完全一樣的樹木、兩片完全相同的葉子。

  盡管天文學家費盡心血,然而至今仍沒有在宇宙中找到另一個與地球相似的星球,甚至連在其他星球中是否存在對于生物生存至關重要的液態水以及適宜的溫度條件,也無確切的證據。

  科學研究指出,地球之所以適宜人類居住,關鍵之處在于它有極其適宜的溫度以及充沛的液態水。其中,溫度是能量水平的指標,只有適度的能量,才有物質的精巧組合。此外,人們心情舒暢與否與溫度是否適宜同樣息息相關。當前,人們對全球增溫如此關注,就是因為環境能量水平一旦有所偏離,萬物都將會受到連帶的影響。

  根據天文資料,宇宙的溫度分布極不均勻,高低相差極其懸殊。在廣袤的宇宙空間與許多暗星上,溫度很低,幾乎接近絕對零度(絕對零度是熱力學的最低溫度)。在低溫環境里,不可能有生物出現。而在許多恒星與星云里,溫度卻高得出奇,那里的物質因高溫而分解成了離子狀態,這類物質不可能凝聚成具有一定形狀的物體,談不上具有自己的機能,更不可能形成生物。

  太陽在宇宙里是一顆并不顯眼的恒星,它的表面溫度高達6000多攝氏度。在那里,物質不可能凝聚成物體,甚至原子也會分解成離子狀態。太陽的核心部位溫度通常高達1500萬攝氏度。在這一地帶不斷出現核聚變反應,產生大量能量,是太陽輻射能的來源。在溫度如此高的環境里,不可能出現具有活力的物體,更無從談及存在結構極其精巧和具有思維能力的人類。

  然而,地球表層的溫度卻恰到好處,十分有利于各種物質以不同的形態存在,甚至有利于各種物質組建成具有巧妙功能的物體,并且在物體的內部形成各種不同的結構與物質循環,產生復雜的內部機能,反應外界環境的變化,并進行內部協調,逐漸形成自己的生理功能,這就是生物的胚胎。

  生物不但結構極其精巧,而且還能產生內部新陳代謝與循環機制,把外界物質消化后組成自己的器官。人類是高級生物,除擁有機體外,還具有能夠處理龐大信息的大腦與靈巧的雙手。所以,人類的出現是宇宙中奇跡中的奇跡。

  地球的另一個優越條件就是擁有豐富的水。水是構成生命最重要的物質,在地球表層能量水平下,水能以固態、液態、氣態三種形態存在,但活力最強的液態水占絕大多數。在溫度適宜的條件下,豐富的水分能夠參與生命體的組建,并充分發揮生命體內物質與能量新陳代謝的載體功能,所以是環境優越性的第二個關鍵性指標。

  但是,水的存在,特別是液態水的存在需要極其嚴格的能量條件。在地球表層氣壓條件下,溫度超過100℃,水就會蒸發成水汽,而低于0℃又會凝結成冰。冰與水汽都不能溶解其他物質,無益于生物的新陳代謝。只有液態水能夠溶解與攜帶各種營養物質供給身體各部位,并搜集廢棄物質排出體外,在新陳代謝過程中發揮載體的作用。水的這種作用是別的物質所無法代替的。重要的是,在地球的溫度條件下,水的各種功能都能夠在適宜的能量水平下,充分發揮出其效能。

  0~100℃在宇宙能量譜上只不過是一個極小的閾值,而且還只限于在一定壓力的條件下,其條件極其苛刻,但地球表層卻能夠滿足這一條件,不能不讓人認為這是宇宙里最大的奇跡,也是地球能夠創造萬物的原因之一。

  (本文轉載自2014年9月11日《中國氣象報》)

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