令人惊悚的场景

　　想象一下这样的场景吧：太阳永远挂在地平线的尽头，既不升起也不落下，人们永远不知道这是早晨还是黄昏。朝着太阳的一面走去，人们将进入永远的白天和酷热;背着太阳的一面走去，人们将进入永远的黑夜和寒冷。而在这晨昏交界之处，狂风肆意呼号，人们不得不常年生活在地洞里。

　　这是未来的末日世界吗?不是，这是科学家们提出的一个设想性场景：如果有一天，我们的地球也一面永远朝向太阳，另一面永远背向太阳，那会怎样?

　　首先，我们需要知道，地球在什么情况下会变成一面永远朝向太阳?其实，这种情形在宇宙中并不罕见，我们的月球就是一面永远朝向地球的，也就是说，无论何时何地，我们看到的永远是月亮的同一面。造成这种现象的原因就是：月球的自转和公转同步。

　　当然，月球的自转和公转并不是一开始就同步的。月球上离地球近的地方受到更大的引力，远的地方受的引力小，这种引力差就是潮汐力。潮汐力会阻碍月球的自转速度，在潮汐力的作用下，月球的自转速度逐渐变慢，最终，月球的自转周期和公转周期会逐渐接近直至完全一致，使得地球上的人永远只看到月球的一面。在天文学里，这种情况被称为“潮汐锁定”。潮汐锁定实际上是一个很普遍的现象，很多行星的卫星都是永远一面对着行星。所以，月亮永远一面对着地球，这并不是一个巧合，而是天文时间尺度上的必然现象(参见《大科技・科学之谜》2013年第6期《宇宙家规：面朝家长》一文)。

　　极端的气候

　　那么，如果地球从现在开始突然由于某种原因被太阳潮汐锁定了，会发生哪些变化?有一点是显而易见的，地球的昼夜交替将不会存在：地球的一面将永远是白天，另一面将永远是黑夜。很自然的推论是，向阳的一面会越来越热，而背面会越来越冷。

　　不过地球的气候变化十分复杂，我们不能单靠直觉来进行推测。来自美国加州理工学院的两名气象学家，利用了一种描述气候变化的数学模型，研究了地球被潮汐锁定之后的气候变化情况。他们把太阳直射点设定在西经88°的赤道上(在南美洲厄瓜多尔海岸附近)，模拟地球被太阳“潮汐锁定”后的情况，时间长度为50年。让我们来看看地球会变成什么样吧。

　　首先来说温度。50年后，地球向阳面的最高气温为40℃，背阳面的最低气温为-40℃。由于大气的存在，大气的对流可以把向阳面的一部分热量传递到背阳面，因此，两面的温度差别并没有想象中的那么大。这还是陆地上的温差，两面海洋上的温差更小：向阳面海洋的气温大都处在20℃左右，而背阳面的气温约为零下几度。而且，背阳面并没有出现大量的海冰，因为背阳面海水的蒸发量大于降水量，这会使得海水变得更咸，所以海水凝固点更低。不过，随着时间的流逝，两面海水的温差会越来越大，最终背阳面的海水温度会低于凝固点，这样背阳面会有越来越多的海冰出现。

　　当然，如果地球把更多的温室气体排放到大气中，温室效应会使全球气温升高，同时也会减少地球两面的温差，但这并不意味着地球变得适宜居住，因为极端天气还会肆虐，而且海平面会大幅度上升淹没大面积陆地。

　　至于降水，在全球范围内分布很不均匀。大量的降水都集中在向阳面的直射点及其附近区域内，这是因为地表附近的大气会向这里汇聚，导致直射点及其附近区域存在强烈的气流上升现象，进而产生强烈的冷凝现象。所以说，虽然直射点及其附近区域离太阳最近，但是天空基本都是乌云密布，常常有强烈的降雨。另外，直射点及其附近的地区也是全球风速最高的地方，风力等级能达到台风级别。狂风加暴雨，很显然会加快向阳面地质地貌的变化。而在向阳面离直射点较远的其他地方，则缺乏降雨，变得酷热干燥。离直射点更远的地方，包括晨昏线附近，虽然这里的气温适合人类生存，但是这里水分的蒸发量要大于降水量，最终这些气温适宜的陆地会逐渐沙漠化。至于背阳面，由于无任何降雨，因此变得干旱而阴冷。

　　地球的命运

　　不会，地球会同时受到月球和太阳的影响。虽然太阳质量远大于月球，但月球离地球很近，其结果是月球对地球的潮汐力比太阳要大，大约是太阳的2倍左右。另外，地球不同于月球，它的表面被大面积海水覆盖，而海水更容易受到潮汐力的影响，产生潮汐现象。自从数十亿年前海洋第一次在地球上形成，这种潮汐力对地球的减速机制就开始发挥作用。地质学上和古生物学上的证据表明，在遥远的过去地球自转速度比现在快。例如，在6.2亿年前，地球的一天是21.9±0.4小时，而一年则有400±7天。所以你可以推测出，在地球刚诞生时的前几十亿年，一天会更短，一年有可能超过一千天。

　　最近几个世纪，每个世纪的日长度大约增加了1.7毫秒。另外，月球对地球的作用反过来会作用到自己身上，会导致月球的运动速度加速，这就使得月球逐渐远离地球，平均下来每年远离地球2厘米。

　　所以在很久之后，地球的一天最终将约等于现在的一个月，届时，地球和月球就互相把对方潮汐锁定了，这样地球和月球如同两位小朋友面对面拉着双手转着圈跳舞一样，而潮起潮落和月升月落将变成远古的历史名词。那时一天相当于现在的47天，而月球与地球的距离将是现在的1.35倍，一年只有不到8天。这个现象出现后，太阳的潮汐力是很难打破它们俩的这种锁定状态的，所以说只要有月球的存在，地球很难被太阳潮汐锁定。

　　地球和月球互相锁定，至少需要再等数十亿年，而那时太阳可能已经变成红巨星了，地球和月球很有可能被太阳吞噬掉。即使没有被吞噬掉，地球也会高温炽热，地球上的水会被太阳彻底烤干。事实上，只需要再经过7亿年，太阳就会变得比现在更热，而地球上的海洋开始蒸发，地球将变得不适合人类居住。如果那时人类还存在，他们想要继续生存下去的话，要么把地球移动到比现在离太阳更远的地方，要么完全离开地球去寻找新的家园。