行星|地球如果有一个行星环,地球上的生命将会有什么不同?


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太阳系的八大行星中有4颗行星有光环 , 其中最漂亮的还属土星 。 因为土星光环 , 土星被认为太阳系中最美丽的行星 。 土星光环的发现最早要追溯至1610年 , 意大利天文学家伽利略用望远镜发现土星有复杂的光环 。 后来通过卡西尼号探测器 , 土星光环包含多个环 , 主要由无数个形状不一、大小不等的冰块组成 , 平均宽度大约在18万-24万公里 。 这些环在太阳光的照耀下 , 呈现出各种颜色 , 迷人的同时给人带来了无限遐想 。
如果我们的地球也和土星一样有个环 , 地球上的生命将会有什么不同?人类会有危险吗?
按照目前月球起源的主流说法 , 月球是几十亿年前由一颗火星大小的行星“Theia”与新生的地球相撞 , 造成了大量碎片环绕地球 , 在我们的地球周围形成了一个临时环 。 不过这些碎片质量巨大逐渐聚集在一起 , 最后形成了月球 。
这里需要了解一个概念——洛希极限(Roche limit) 。 所谓洛希极限是指一个天体(一般是较小的)被另一个天体的潮汐力作用 , 小天体被大天体撕碎的一种极限值 。 简单来说 , 两个天体可以靠近多远是有限制的 , 当两个天体之间的距离小于极限值 , 小天体就会倾向碎散 , 继而成为大天体的环 。
我们的地球和月球的洛希极限约为9500公里 。 如果月球距离这个极限更近 , 地球的引力将克服月球的自重 。 在上述情况下 , 月球会变得粉碎 , 在地球周围形成一圈宽约5000公里、厚约9.5公里的环 。 幸运的是 , 我们的月球具有足够的质量 , 可以通过自身的引力将自身保持在一起 。
目前尚不清楚土星或其他巨行星是如何得到它们的环的 , 但是有多种机制可以制造它们 , 比如数十亿年前形成月球的影响可能就是这样做的 。 但倘若地球也像土星一样有个行星环的话 , 那相比土星的“冰环” , 地球的星环将由石头做成的 。 因为我们的地球离太阳太近 , 无法像土星一样保持冰环 。
这是一些艺术家的插图 , 如果地球上有个像土星一样环 , 天空应该会是这个样子:
尽管看起来壮观 , 但它将对我们的生活方式和环境产生巨大影响(我们的月球依然存在):

在北半球的夏季 , 环的阴影将投影在南半球(这里是冬天) , 反之亦然 。 这意味着两个半球的冬天可能会更冷 。 这些环会阻挡阳光 , 从而影响植物的光合作用 。 光合作用的减少 , 会影响我们的氧气供应 。 而由环造成的阴影区域中 , 没有阳光的照射 , 温度会变得很低 , 以至于这些区域几乎无法居住 。
夜晚会更加明亮 , 就像目前的月亮一样 , 光环会在晚上将阳光反射回地球 , 并在夜空中发光 。 这些环可能反射出太多的阳光 , 以至于地球永远不会完全陷入黑暗 , 而即使在深夜 , 也仍然处于暮色中 。 这种情况也将使天文学家探索外太空特别困难 , 因为无法清晰地看到恒星 。
还有 , 如果夜晚不会这么黑 , 生命体的感光结构和现实会完全不同 , 估计不会像现在这么发达 , 影响捕食和休息习惯等等 , 那地球生命的演化又会是一条完全不同的道路 。