地球的災變和文明初探
太陽是太陽系唯一的恒星，也是唯一的能源基地。
太陽的壽命約為150億年，現在，它已度過了50億年進入中年期，正處于穩定的主序恒星階段，停留在此階段的時間大約是100億年。太陽上劇烈的熱核聚變反應及其產生的全部輻射場、引力場等直接影響著太陽系的大行星及其他所有小天體。對人類來說，最關注的首先是對地球的影響和作用。太陽上物理狀態無不直接或間接影響地球物理環境和生態環境的變化，如日震、黑子活動、耀斑、磁暴、太陽風等等，其中的奧秘有待進一步揭開。現在，專門研究太陽的太陽物理學已悄然興起。
早在17世紀初開普勒就認為，
在火星與木星之間過于寬闊的地帶應當有一顆未知的行星。1801年，意大利天文學家在這個地帶發現了第一顆小行星，直徑約1000千米，取名谷神星，以后陸續有新的發現。在這個地帶已確認軌道，并獲得國際永久編號的小行星已達212999顆。這些小行星的成因至今還難有定論，但是探測和研究這些小行星卻具有非常重要的意義：
第一，太陽系的演化研究。小行星質量很小，不論如何形成，其內部熱能早已喪失，它沒有能力改變自身的形態和物理特征，因此，它可能保存著太陽系演化早期的大量信息，是宇宙標本物質。
第二，宇航安全或宇航中間停靠站。穿過小行星帶的行星際飛行，要避開小行星的撞擊，必須知道它的軌道。對于有些較大的小行星，可以考慮利用它的宇宙速度做搭載或做中間停靠站之用。
第三，資源價值。有的小行星富含對人類有用而地球上稀少的礦物，可考慮開采利用或拖回地球使用。據美國《科學》周刊報道，小行星1986DA，直徑213千米，質量200億噸，估計含鐵100億噸、鎳10億噸、黃金1萬噸、鉑10萬噸等。
第四，避開撞擊地球的可能性。絕大多數小行星都在小行星帶內繞太陽運行，不會和地球相撞。但有少數軌道特殊的小行星的近日點深入到火星、地球、金星甚至水星軌道內，被稱為“近地小行星”。它們在運行過程中可能與地球相撞或因靠近地球而被地球引力拉拽，墜向地球形成撞擊事件。
迄今，最負盛名的小行星撞擊地球事件為：
第一，6500萬年之前，一顆直徑約10千米的小行星撞擊地球，使生態系統發生重大災變，導致統治地球生物界長達1.6億年之久的恐龍家族在短期內滅絕。
20世紀90年代，資源衛星探測到墨西哥南部海域有一直徑160千米。180千米的隕星坑，經海底蛙人取樣分析，發現銥的含量反常，是曾經遭受小天體撞擊的證據之一。地質鉆探還找到撞擊時形成的玻璃隕石，經對樣品做同位素年代測定，恰為距今6500萬年之前。20世紀70年代以來，包括古生物學家在內的科學界已經普遍接受這一說法。
第二，近年發現，2.5億年前的二疊紀末期地球上曾發生過一次直徑8千米～11千米的小行星撞擊事件，導致地球上生物大滅絕，約90％的海洋和80％的陸地動植物從地球上消失。已探測到遺留的撞擊坑位于現在的澳洲海岸附近的海洋中，直徑約200千米。
科學家認為，發生如此激烈撞擊事件的概率是每1億年發生一次，而直徑1000米級的小行星撞擊概率為100萬年一次，直徑100米級小行星撞擊概率為10000年一次。
1994年7月17-22日，發生了一次人類有史以來所觀測到的太陽系天體的最大撞擊事件。名為蘇梅克一列維的彗星分裂為21塊，連珠炮似的撞入木星大氣層，速度達到每秒60千米，比炮彈的速度大10倍以上。受沖擊被加熱的彗星物質，混合著來自木星大氣的高溫氣體形成煙柱，高達3000千米以上，散落物又墜入木星大氣層，在木星表面留下21塊黑色疤痕。
其中最大的是第七塊彗星碎片，撞擊的傷痕在木星南部表面，直徑達2萬多千米，比地球的直徑還大。從第一塊碎片開始撞擊到最后一塊碎片的撞擊，共持續了107小時45分。21次撞擊的總能量相當于40萬億噸TNT炸藥爆炸的能量，約相當于40萬顆氫彈爆炸釋放的能量，瞬間最高溫度可達到30000℃。地球上的天文學家早在1年多前就對這次撞擊事件做出了相當準確的預報，誤差不超過20分鐘。這次的彗木撞擊事件，難道是上帝對地球人類發出的善意警示嗎？！
人類有文字記載的文明歷史還不到10000年，這期間還沒有遭遇到嚴重撞擊事件，但近地小行星對地球的威脅已絕對不容忽視了。20世紀80年代以來，以美國帕洛瑪山天文臺“小行星和彗星巡天搜索”計劃為代表的國際監測網正在形成，執行國際“近地小行星研究”計劃，自1997年-2008年9月18日，已發現并獲得正式編號的小行星97466顆，數量列世界第一。未來10年之內，計劃將監控所有直徑大于100米的小行星，使地球成為一顆設防的星球。中國紫金山天文臺在江蘇盱眙觀測基地投資近2000萬元，建成的1.04／1.2米施密特近地天體探測望遠鏡已于2007年投入使用，監測能力排名世界第五位。
多年來，天文學界曾一致認為銀河系屬于旋渦星系，有五條懸臂：英仙臂、獵戶臂、人馬臂、南十字臂和矩尺臂。但據斯皮策空間紅外望遠鏡公布的觀測資料顯示，銀河系的銀盤中只有二條主要旋臂：盾牌一半人馬臂(即南十字臂)
和英仙臂，其余較小的三條旋臂是獵戶臂、人馬臂和矩尺臂。銀河系中心區屬棒狀結構，棒長2.7萬光年，與太陽—銀心連線相交約44°角。因此，銀河系應屬于棒旋星系類型。太陽系的位置在獵戶臂內側，距銀心2.8萬光年，繞銀心公轉周期長達2.7億年，線速度220千米／秒。與此同時，太陽系還在厚約5000光年的銀道面有上、下振蕩的運動，這種運動的周期為6200萬年。
銀河系中的大多數恒星是在旋臂中誕生的，大質量恒星的壽命只有幾千萬年，短暫的壽命使它走不出旋臂就消亡了，在旋臂外幾乎看不到它的蹤影。而類似太陽的小質量恒星，其壽命在100億年以上，它們才有足夠長的時間在振蕩運動中進出旋臂。迄今，太陽已經多次穿越銀河系的懸臂，據推算，太陽差不多有6000萬年處在旋臂之內，8000萬年處在旋臂之外。
銀河系旋臂對于太陽系行星的環境會產生什么影響現在尚無確切結論，但一些事實卻非常值得人類思考：6500萬年前恐龍滅絕的時期，太陽系正處在旋臂之外；而人類形成并進入文明的年代，太陽系正處在旋臂之中。這一事實是否意味著處在旋臂之內對生命的繁衍更為有利？我們現在處于獵戶臂里，至少還將在其中穿行2000萬年。銀河系中的恒星除做繞銀河系中心的公轉運動之外，還有自身獨立的運動，太陽還正攜帶它的家族向著“奔赴點”(也稱“向點”)——武仙座方向運動，速度為19.7千米／秒。地球則以1.5億千米半徑的螺旋式運動軌跡，承載著人類現代文明和所有物種的繁衍前行。
現代地質學家普遍認為，地球上曾有過三次大冰期：第一次是距今6億。7億年前的震旦紀大冰期；第二次是距今2.5億～3億年前的石炭一二疊紀大冰期；第三次是距今200萬年以前的第四紀大冰期。每一次冰期，全球氣候嚴寒，冰蓋綿延，冰河遍地。古生物學研究表明，在三大冰期中都有生物存活，震旦紀只有原始藻類的存活遺跡，而其后的二個大冰期都有高級生物生存的證據，人類的進化便是在第四紀大冰期中完成的。在整個大冰期中，又出現過五次亞冰期和夾在其中的間冰期時代，在地球上形成了五度寒暖交替。全球人類文明史是在約1萬年前開始的間冰期時代發育成長的，而1萬～10萬年前的原始人則生活在氣候嚴寒的亞冰期中。因此，人類的歷史已經歷了五次寒暖交替的考驗。亞冰期時代，在與嚴寒做激烈拼搏的條件下，原始人類得以保存并有所發展。間冰期時代，氣候溫和，生物繁衍，人類在經歷了亞冰期的嚴峻鍛煉之后，獲得了有利于生產和改進生活條件的能力，得到了更大發展，逐漸走向文明。
我們現代人類有幸生活在一個間冰期時代，但現代間冰期將在多久之后進入下一輪亞冰期，這是當前人類最為關心的重大問題，但當今人類現在還沒有可靠的預測證據。而這種輪回的災變和文明，又是否與太陽系在銀盤上因振蕩運動而處在旋臂內外有關？這是人類值得進一步深入探索的新課題。
