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爱你1000000万年！
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独具人气的语文杂志
时值2020年七夕，致太阳系最伟大的爱情
其中最令人扼腕的莫过于失去了唯一的天然卫星月球毕竟地球和月球这对太阳系最特殊的伴侣已彼此相依相伴数几十亿年从未离开过
（地月同框照，展示了月球背面与地球的合影，该照片由中国嫦娥五号飞行试验器于2014年拍摄，图片源自@国家航天局）
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（恒星系形成的艺术想象，图中气体与尘埃环绕在恒星圆盘之上，图片源自@NASA/JPL-Caltech）▼
覆巢之下，焉有完卵
同样无法独善其身一场改变命运的浩劫即将来临
那时地球才诞生不久在它的附近还有一颗原行星大小与今天的火星相当在最初的那段时间里它与地球相安无事共同围绕太阳运转
（原始地球温度极高，是一个熔融的岩浆球；下图为距离太阳系33光年之外的行星UCF101，与原始地球相似；图片来源@NASA/JPL-Caltech）▼
然而
由于天体之间的引力扰动和地球的吸引这颗原行星不断靠近地球越来越近越来越近越来越近...终于灾难降临它猛烈地撞上年轻的地球地崩山摧、火光冲天霎时间释放的能量改变了这两颗年轻的星球
（大约45亿年前，原始地球与另一颗原行星撞击的艺术想象图，动图源自@NASA）
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这次大碰撞中
地球的一部分身体被炸飞可谓创巨痛深而那颗撞击地球的原行星
也几乎粉身碎骨
但塞翁失马焉知非福当时的地球又怎会料到如同上帝用亚当的肋骨造就了夏娃自己也将拥有一位相伴终身的爱人
撞击产生了大量碎片有的永远飞离了地球有的则围绕地球运转经过不断地重新组合最终形成了原始月球
（原始地球和原始月球艺术想象，这两颗星球最初都是熔融的岩浆球，而后冷却固结，底图来源@ESA）▼
而那颗因大碰撞而破碎的原行星
也在数几十亿年后被人类命名为“忒伊亚(Theia)”意为神话中月神的母亲
至此在纷乱的太阳系中地球和月球诞生了而在此后的日子里它们将以彼此间独特的方式上演一段动人的“爱情传奇”
（地球与月球合影，由中国天问一号火星探测器于2020年7月拍摄；近处大的是地球，远处小的为月球，图片源自@国家航天局）▼
（太阳系八大行星排列示意，八大行星的距离和大小均非按照实际比例；底图源自@NASA，标注@郑伯容/星球研究所）▼
时至今日
地球和月球已携手走过45亿年它们相依相伴、相濡以沫默默守护在对方身边
忒伊亚的惊天撞击让地球自转轴严重倾斜但因撞击产生的月球却能用引力将地球紧紧抓住令其一改往日的“心浮气躁”变得更加沉着而稳重
（月球引力稳定地轴示意，制图@郑伯容/星球研究所）▼
在月球的引力下
太阳直射点将随着地球的公转在南北回归线间往复运动一年四季就此形成
（北半球四季变化示意，制图@郑伯容/星球研究所）▼
而一旦失去月球
地球自转轴将摇晃不定地球也将再次变得躁动不安
若地轴倾角变为0°地球如同在轨道面上“正襟危坐”太阳直射点将始终保持在赤道这意味着赤道地区将终年炎热两极地区则永远寒冷
（地轴倾角0°示意图，此时地球上无四季变化，制图@郑伯容/星球研究所）▼
而当自转轴倾角接近90°地球如同在行星轨道上滚动前进一年内的气候变化将空前剧烈整个地球再无春秋、只剩冬夏
（地轴倾角90°示意图，制图@郑伯容/星球研究所）▼
失去了稳定的环境
地球上即便已经孕育的生命也将难以持续生存、繁衍、进化
火星便是“前车之鉴”
它的直径约为地球的一半但两个卫星却太小
直径还不到月球的1%产生的引力实在是微乎其微远不足以稳定火星的自转轴
在数百万年的时间里
“不安分”的自转轴倾角变化可达60°这使得火星的气候变化剧烈
（火星荒芜的地表；自转轴倾角的大幅度变化，是影响火星气候剧烈变化的原因之一，图片源自@NASA）▼
相较之下
水星和金星就“沉稳”多了即便没有天然卫星的陪伴一生注定踽踽独行但太阳巨大的引力依然能够稳住它们的自转轴只是它们离太阳太近同样无法孕育生命
（地球的潮汐力由地球运动的离心作用，以及月球和太阳的引力共同形成；由于日地距离较远，地球上的潮汐主要受月球引力的支配，本图示意了地球潮汐和月球位置的大致关系，制图@郑伯容/星球研究所）▼
而随着地球自转
这种规律性的海水涨落在早晚各出现一次早之为“潮”、晚来为“汐”如此日复一日、循环往复人们称之为“潮汐”
（钱塘江大潮，于2019年9月16日摄于杭州，摄影师@陈中秋）
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月球同样能够感到类似的“潮汐力”即使没有海洋潮汐起伏那么明显
椭球体上不均匀的质量分布
带来了不平衡的受力因此地心引力不断“牵制”月球令其自转越来越慢直到自转与公转周期变得完全一致月球彻底被地球
潮汐锁定
（潮汐锁定示意；月球只有一面朝向地球，制图@郑伯容/星球研究所）▼
在月球形成的数百万年后
这一状态即可达到从此以后月球总是用同一面痴情地凝视着地球人们在地球上只能看到它的“正面”而背面的景象却成为了一个谜
直到1959年苏联发射“月球3号”探测器人类终于看到了月球讳莫如深的另一面
（第一张月球背面图片，阴影部分为相对低洼的月海，图片源自@Wikipedia）▼
随着更多先进的探测器飞抵月球人们逐渐看清月球背面的真容相较于地势平坦的正面背面的景象截然不同这里地势崎岖、峡谷遍布大大小小的陨石坑触目惊心
（右侧较为平滑的是月球正面的东部边缘，靠左侧坑坑洼洼的是月球背面，图片源自@NASA）▼
月球诞生后不久
地月距离大约只有今天的1/10彼此间的引力更为强大月球围绕地球飞速狂奔极富青春活力地球的自转也比现在更快形成快速而猛烈的潮汐运动
周而往复的潮汐作用加速了早期生命的演化潮起潮落之间创造了肥沃的潮滩孕育了富饶的环境这里是海洋生物登陆的演习场
（江苏省盐城市滨海湿地，位于黄海南部沙洲群，摄影师@孙华金）▼
周期性搁浅
给一些沿海生物造成巨大的生存压力残酷的自然选择让鱼鳍发达的物种更具生存优势
原始的肺部有了用武之地
皮肤的呼吸能力不再是累赘生物逐渐从海洋走向陆地
（提塔利克鱼复原示意；约3.7亿年前的提塔利克鱼，是鱼类和两栖类的过渡物种，制图@王申雯/星球研究所）▼
相对稳定的气候
然而在这世上哪有爱情能逃过磨难和考验即便日月星辰也不能例外
03 归宿
相较于月球的公转地球的自转显然要快多了因月球引力而隆起的海潮还来不及回归平静便运转到超前于月球的位置
海潮产生的引力则牵引着月球向前加速奔跑令其渐渐挣脱当前的轨道一点点远离地球
（地月距离增大示意；目前月球以每年约4cm的速度远离地球，在月球加速远离地球的同时，地球则因为潮汐摩擦自转不断减速，制图@郑伯容/星球研究所）▼
随着彼此间距离增加
预计6亿年后在地球上看到的月亮将明显缩小以至于发生日食时月球再也无法完全遮挡太阳日全食的景象永远成为历史
（随着月亮逐渐远离，日食发生时，地球上或许只能看到日环食，下图于2020年6月21日摄于厦门，摄影师@歪杰）▼
大约30亿年后
地月距离将达到近50万千米彼此间引力作用大大削弱地球自转轴逐渐失稳全球气候开始剧烈变化
一场感情危机已然爆发
地球会永远失去月球吗？
大约55亿年后
整个太阳系中都弥漫着一种极为不详的征兆太阳变得越来越明亮这意味着
发光发热了100多亿年太阳内部用于核聚变的氢燃料终于消耗殆尽它的外层开始不可逆转地膨胀演化为一颗红巨星
（太阳演变为红巨星艺术想象，制图@林子轩/星球研究所）▼
膨胀持续加速水星和金星被完全吞没太阳的外层大气兵临城下巨大的火球、猛烈的风暴近在眼前
（太阳膨胀艺术想象；红巨星持续膨胀，吞噬水星和金星，制图@林子轩/星球研究所）▼
地球和月球
这对相守百亿年的爱人最终还是来到了毁灭的边缘
（红巨星逼近地月艺术想象，制图@张靖&林子轩/星球研究所）▼
受到太阳外层物质的干扰月球绕太阳的运行速度将持续减小在地心引力作用下它将以前所未有的速度向地球靠近直到被地球的潮汐力撕成碎片
（月球破碎艺术想象，制图@林子轩/星球研究所）▼
这些月球碎片将化身为美丽的行星环
环绕在地球身边并最终落向地球直至二者合二为一
（月球碎片环绕地球艺术想象；月球化为月环，用另一种方式守护着地球，制图@林子轩/星球研究所）
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它们相守了100多亿年
却从未如此近距离地注视彼此这是第一次却也是最后一次
本已渐行渐远的月亮就这样在生死关头不顾一切地回到地球的怀抱
（NGC 7293，也称为“螺旋星云”，是离地球最近的行星状星云之一，由一颗类太阳恒星死亡后形成，图片源自@Wikipedia）▼
乱世诞生相拥而终地球和月球的爱情故事终于走到了尽头
或许那时未来的人类早已离开地球带着文明的火种找到了新的家园但每当人们遥望星空遥望那曾经的太阳系也许还会想起那段太阳系最伟大的爱情传奇
（漫天繁星闪闪，摄影师@苏晨）▼
又或许
地球并没有灰飞烟灭而是真的逃离太阳系开始了数千年的流浪到那时人们也许会发现没有带上月球是一个多么令人懊悔的决定
（遥望月球，摄影师@李珩）▼
设计：郑伯容&林子轩&王申雯审校：林子轩
专家审核中国科学院国家天文台研究员 郑永春
【说明】在月球起源的假说中，大碰撞假说是目前的主流理论，相比于其他理论，拥有更多的证据支持；本文中地月的结局，是众多地月结局可能性的一种，并且在较为理想的情况下，才会发生。但这并不妨碍，地球与月球的爱情故事成为一段传奇。
【参考文献】[1] Kenneth R. Lang, 2011, The Cambridge Guide to the Solar System. Cambridge Univ. Press, Cambridge[2]Schroder K. P., Connon S. R., 2008, Distant future of the Sun and Earth revisited, MNRAS, 386, 155[3] Neron de Surgy O., Laskar J., 1997, On the long term evolution of the spin of the Earth, A&A, 318, 975[4]Young E. D., Kohl I. E., Warren P. H., Rubie D. C., Jacobson S. A., MorbidelliA., 2016, Oxygen isotopic evidence for vigorous mixing during the Moon-forming giant impact, Science, 351, 493[5] Lathe, R. 2004, Fast tidal cycling and the origin of life, Icar, 168, 18[6] http://www.sciencemag.org/news/2018/02/strong-tides-may-have-pushed-ancient-fish-evolve-limbs[7] 汪新文主编. 地球科学概论[M] 第2版. 北京：地质出版社, 2014.01.[8] 欧阳自远主编；国防科工委月球探测工程中心组织编写. 月球科学概论[M]. 北京：中国宇航出版社, 2005.09.
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