这是我们的地球
这是个瞬息万变 充满自然奇观的世界
但地球不只是个 充满自然之美的地方
本系列节目要探索 四股形塑这个世界
让它成为 孕育生命温床的强大力量
本集节目介绍…
来自外层空间 影响地球命运的力量
这些力量创造了地球 至今仍保护着它
这些力量能毁天灭地
也能促成新生
它们塑造了 我们今日所知道的世界
但如今这个非凡的行星 面临了新的挑战，那就是人类
问题是，它过得了这一关吗？
BBC探索地球惊奇
珍稀地球
人类自从拥有 观察天体的能力后
就在太空中寻找 跟我们一样的智慧生物
其中一项努力就是在美国 竖立起这一群无线电望远镜
这些望远镜可以远眺太空深处
但到目前为止 我们还没有任何发现
也许我们找得不够久 或是找错了地方
但还有另一个可能性
我们找不到别的生物
可能是因为 别的生物根本不存在
很难相信 我们在宇宙中没有同伴
毕竟在我们自己的银河系中 就有好几十亿颗恒星
而银河系 只是数十亿个星系之一
宇宙的浩瀚令人难以置信
其中一定有另一个 像我们这样富含生机的地球吧？
但现在出现了一种新的理论
这种理论主张像我们这样 拥有复杂生物的行星极其罕有
这叫做“珍稀地球论”
这派理论表示 像细菌这样的简单生物
也就是在滚烫火山湖中 找到的黏液
在宇宙中也许相当常见
但要经过一系列 不寻常事件的发生
才能演化出动植物等复杂生物
想了解地球究竟有多不寻常
就得回到 地球史上最重要的一天
地球的特别多半得感谢这一天
但这也是误打误撞的巧合而已
这是地球 形成几百万年之后的模样
据说当时地球有个双胞胎 忒伊亚
这两颗行星的轨道很接近
结果发生了一次 惊天动地的撞击
地球幸存了 但忒伊亚被撞得粉身碎骨
只留下一围 绕着地球运行的碎片
这是创造适合复杂生物环境 重要的第一步
这是因为 地球不只是在撞击中幸存
它吞并了其双胞胎的一部分
变成一颗更大的行星
第一个结果是 地球的引力因此增强
如果没有这么强大的引力
地球的大气层 会一点一滴地流失
因为大气层也需要引力 才能留在原处
想知道行星引力不足会怎样 就得去看火星
数十亿年前，火星的大气层 曾经和地球差不多
所以有雨、河流跟云
但是火星的体积比地球小
所以数十亿年来 它的大气层因微弱引力而流失
如今火星已是一颗死亡的行星
但是地球在吞噬了 双胞胎的一部分之后
就有了可以固定大气层的引力
这层独特的大气层 是地球独一无二的原因之一
大气层让地球保持温暖
推动地球的气候 并提供我们生存所需的氧气
但大气层也提供了 另一项生命的要素
那就是保护
亚利桑那有一个地方 能让我们了解
有保护作用的大气层 为什么对行星如此重要
这是一个巨大的陨石坑
在五万年前因陨石撞击而形成
它清楚地展现了 陨石的破坏威力
陨石坑直径超过一公里 深度将近两百公尺
当时的撞击威力 比一枚两百万吨的核子弹还强
三不五时就被这样的陨石撞上 一定很惨
但这座巨大陨石坑之所以特别 不是因为它的面积
而是因为它的罕见
各位也许不觉得 但太空是个很危险的地方
数以百万计的天体
以每小时数千公里的速度 和地球擦身而过
太空中有这么多碎屑 地球应该常常被撞上才对
地球上不是没有别的陨石坑 但是散布得很零星
这个陨石坑位于纳米比亚
有些陨石坑要用专业制图技术 才能看得到
好比说这个位于巴西的陨石坑
但就算用如此精密的设备
我们也只在地球上发现 不到两百个撞击圆坑
有部分原因是侵蚀作用不断地销蚀 过去撞击留下的证据
但另一部分也是因为大气层的保护作用
想要了解轻薄缥缈的空气 是怎么保护我们的
就得找到一颗 掉在地球上的陨石
陨石并不多见 所以得煞费苦心才能找到一颗
科学家菲尔布兰德博士的工作 就是寻找陨石
他带队展开前往澳洲西部的 奴拉波平原的远征之旅
这里离最近的城镇 有三天的车程
奴拉波平原很大 面积和大不列颠差不多
但是地势平坦 所以很适合寻找陨石
几百万年来 这里几乎没有什么改变
所以陨石可在 不受打扰的情况下慢慢累积
研究团队打算 像警方搜索队一样
在沙漠里展开地毯式搜寻
奴拉波很适合寻找陨石
因为这片高原是石灰石所形成的
所以深色的陨石 和浅色的石灰石形成强烈对比
而且这里的植物并不茂密
所以地面看得很清楚
陨石的颜色很深
被风吹雨打一阵子之后 它们会有点生锈
陨石含有金属成分 所以会呈现深色生锈的质感
顶着45度高温 找了三小时之后
他们还是两手空空
我好像找到一个了
看起来还不错 很漂亮，这颗很亮
上面有很漂亮的熔壳
对，很漂亮
它进入大气层时 熔毁形成像玻璃一样的表面
一定是撞到地球前在大气层中碎裂的
对呀
看得出来是陨石 因为它很重，颜色很深
上面有锈干
还有进入大气层时 形成的平滑表面
这颗小石头的体积 原本应该大得多
陨石进入大气层之前
应该和洗衣机 或小汽车差不多大
不过是坚硬岩石做成的汽车
陨石冲进大气层时 表层熔化剥落
露出来的新表层也被熔化剥落
最后就剩下这么大一颗小石头
像这样的陨石以每秒钟将近 20公里的速度进入大气层
大气层主要集中在表面60英里
如果陨石没有减速 会在3秒钟内穿过大气层
但它减速了
大气层的作用有如刹车 剥除陨石表层
并让它的速度减缓至 从高楼落下的速度一般
如果少了大气层的保护
太空中的物体会不断地 撞击地球上的生物
这表示大气层有效地 保护了人类还有地球上许多的其他生物
我们可以亲眼目睹 这个过程的进行
太空中和沙子体积相当的颗粒
撞进大气层 穿越夜空时熊熊燃烧
那就是流星
地球形成之初 和双胞胎的撞击事件
对地球还有其他的重要性
首先是地球的金属核心变大了
因为地心的成分是铁
所以它的运动 形成了强大的磁场
我们可以在高纬度地区 看到地球强力磁场的运作
这是极光
危险的太阳风因磁场而转向 因此产生极光
保护了地球上的生物
但地球的核心 对生物还有别的重要贡献
它能协助调节地球的温度
这是一个让人惊叹的系统
被地心加热的岩石上升至地表
岩浆向两旁散开时 地壳也缓缓地被扯开
这导致大陆移动
创造了地球永不休止 不断变化的表面
不过对生物来说，地心的贡献 不只是形塑地球表面
大陆碰撞时 造成强烈的火山喷发
将二氧化碳释人大气层
现代人觉得二氧化碳
是一种会导致全球暖化的 危险温室气体
但是在地球漫长的历史中 二氧化碳扮演了重要的角色
它让地球保持在 适合复杂生物生存的温度
地球和双胞胎撞击的事件
还为我们的行星留下 最后一份特别的厚礼
爆炸产生的碎片 绕着地球运转时渐渐结合
形成一个至今 仍环绕着地球的行星体
月球
在我们的太阳系中 其他卫星都比主星小得多
但是因为月球的形成方式 体积大得异常
和地球的距离也近得不寻常
所以对地球的发展 产生了异常明显的影响
地球某些最让人熟悉的节奏 都是来自月球
比方说潮汐
月球绕着地球运行时 引力拉扯了地球的海水
因此而形成的潮间带 是早期生物的演化试验场
但月球对地球生物最大的贡献 并不是潮汐
地球稳定的气候 和规律的季节变化
也都是月球的功劳
月球的引力
让地球不致在太空中发生 会导致气候紊乱的晃动
要是没有月球，地球的温度 会在炙热与冰冷间动荡
如此剧烈的气候变化 会让地球变得不适合居住
但月球上正发生了 某种奇怪的变化
这表示我们不该把月球 视为理所当然
这是杰瑞怀恩特
他每天早上都骑车前往 位于德州西部的麦唐纳观察站
这条路他已经走了37年
他的工作让我们了解了 一件有关月球的怪事
杰瑞的工作内容 乍听之下好像很简单
他每天朝着月球发射镭射光 测量月球和地球间的距离
测量地球到月球的距离很简单
我们透过望远镜发射光束
镭射光碰到月球上的反射器 被反射回地球
我们用望远镜拦截反射的光束
记录光线离开及返回的时间 这就是我们所需的数据
杰瑞在月球上的目标 是一片装了反射器的反射板
这是一个角形反射器
进入反射器的光线会被 这三个表面像这样子直接反射回源头
光线只需2.5秒 就能回到地球
杰瑞几十年来 每天测量这个数据
他的结果透露出 一个引人注目的事实
月球以每年 3.8公分的速度远离
这让我十分吃惊
我从来没想过 月球有没有在移动
但它的确在远离 总有一天我们会失去它
月球不会永远陪在我们身边
它终究会飘进深邃的太空
但是没有必要着急 因为这是几十亿年后的事情
地球和双胞胎相撞也许是 地球历史上最关键的时刻
地球因而保住了 有保护作用的大气层
让地球拥有 抵挡危险太阳风的磁性防护罩
而且给了我们 提供气候稳定性的月球
要是碰撞事件没有发生
地球上也许 永远不会出现复杂生物
但是对地球复杂生物的 发展而言
还有另一个 重要性不相上下的巧合
那就是地球的位置
思考地球在太阳系中的位置时
才有可能了解它有多么幸运
要是像火星一样离太阳太远 就会冷得不适合生物居住
离太阳近一点的地方 情况就改善了
这就是地球的位置
地球很幸运
因为太阳系里只有这里的温度 才能容许水在地表上存在
而水是生命最基本的要素
如果像金星那样离太阳近一点
就会变得太热，导致水分消失
绿色区域是太阳系中 唯一适合复杂生物生存的地方
而地球是本区唯一的行星
比方说我们的太阳
太阳的种类正好适合 复杂生物的需求
这是太阳的表面
太阳每秒中有四亿吨的物质 被转换成纯粹的能量
这种作用的进行 已经快50亿年了
我们的太阳之所以特别 就是因为它长寿
比太阳大的恒星不在少数 但它们也付出了代价
体积越大的恒星 燃烧、死亡的速度就越快
地球上过了几十亿年 才开始出现复杂生物
这一切都要归功于太阳的长寿
地球生物能赖以生存 还有最后一个幸运的原因
木星
它对地球生物至关重要
木星的体积是地球的三百多倍
它庞大的引力场
吸走了原本可能 会撞上地球的危险飞行物体
木星是地球的保镖
科学家曾亲眼目睹过 木星的作用
1994年7月
木星强大的引力 吸引了一颗彗星
彗星碎裂成很多块 猛烈地撞击木星
造成一连串大爆炸
如果没有木星
地球可能每隔一万年 就要承受这样的重击
三不五时被彗星撞得东倒西歪
很难想象 复杂生物会在地球上出现
长期保持稳定的环境 是复杂生物存活的关键
不过有条但书，环境太过稳定 演化就会停滞不前
有时演化要历经浩劫 才能向前迈进
我们在墨西哥的丛林里
可以看到 这种浩劫留下来的证据
这场浩劫对人类非常重要
珀娜黛和她的团队 在丛林里长途跋涉
以探索一个能清楚显示 浩劫规模的地方
这里到处都有这种 被称为石灰阱的洞穴
其中大部分 都还没有人下去勘探过
但珀娜黛和她的团队 是洞穴探险家
他们的工作就是深入地底 勘探这个幽暗的世界
首先下去的是珀娜黛
这座洞穴也许令人惊艳
但它提供了地球史上 规模最大的浩劫的证据
好了麻烦把装备放下来
但要了解当年事发规模 就得潜到水里
洞穴潜水的危险性很高
后面就是 进入地底河流系统的入口
有时候会碰到鳄鱼 但这座洞穴里没有
这座洞穴有65公尺深 一直深入地底
珀娜黛是专业洞穴潜水人员 而且对这个地方了如指掌
潜入石灰阱的深处 就像进入一个新的世界
来过这些水中洞穴的人 比登陆月球的人还少
潜水人员进一步探索之后 发现石灰阱
是庞大复杂洞穴 及隧道网络的一部分
由上空俯瞰会发现好几百个 石灰阱零星散布数百公里
而且它们在丛林中呈圆形分布
它们标示出一个 巨大陨石撞击圆坑的边缘
六千五百万年前
这里发生了地球史上 最具毁灭性的撞击事件
一颗叫做克苏鲁伯的陨石 在这里着陆
并因此引发了恐龙的灭绝事件
这颗陨石的直径是15公里
足以造成全球性的生态浩劫
它的爆炸威力相当于 一百兆吨的黄色炸药
爆炸导致 大量的汽化岩石喷入太空
地壳上出现了一个 深达30公里的陨石坑
几百万年之后，石灰阱沿着 这圈弱化的岩石形成
当时的爆炸威力一定异常骇人
但接下来发生的事让陨石事件 成为影响遍及全球的灾难
喷向太空的汽化岩石 开始掉下来
大量的高热粒子 让空气温度上升至好几百度
全世界陷入一片火海
大气层中充满了煤灰和沙尘
恐龙的气数已尽
但生物并非全数灭绝
地底有一些幸存者 其中包括了我们的老祖宗
虽然花了好几百万年 但地球的情况终于恢复正常了
撞击事件导致恐龙绝种
也给了另一种动物 趁机崛起的空档
那就是哺乳类动物
最后人类也出现了
所以对人类来说
这次全球性的大灾难 其实并不是坏事
克苏鲁伯陨石等事件
对当时世界上的生物而言 是大灾难
但是也刺激了演化进程
所以可以说是焉知非福
恐龙的绝种事件
并不是灾难推动演化 的唯一例子
意大利多罗迈特地质证据显示
恐龙如何因之前的灾难而受惠
这层黑石来自一个 九成生物死亡的时期
科学家认为这场灾难肇因于 地球洋流系统的瓦解
事件落幕后 恐龙成为地球上的霸主
澳洲也能看到在更早的浩劫中 硕果仅存的幸存者
这些是细菌迭层石
要不是大规模的冰河时期 导致它们几乎死亡殆尽
它们也许仍然是地球上的霸主
地球的稳定和浩劫 搭配得恰到好处
如果灾难发生得太频繁 生物就失去了发展的机会
但太不频繁 演化便会陷入瓶颈
地球花了45亿年
从荒芜星球 成为今天生机盎然的世界
这是一趟了不起的旅程
但如今地球面临了空前的挑战
人类
从太空俯瞰地球
夜间的灯光 标示了我们在地球上的霸权
我们燃烧碳和天然气 等化石燃料
改变了大气层的组成 并连带改变了气候
如今人类在地球表面 移动岩石、土壤的量
超过所有自然过程的总和
人类在地球上 建立了空前的霸权
事实上人类造成的影响太大了
以致于科学家宣布 地球进入新的地质时代：
人类世
也就是人类的纪元
问题是我们是不是开始危及
让地球如此特殊 及孕育复杂生物的条件？
为了一探究竟我们来到 位于非洲外海的马达加斯加
这里有85%的生物 都是别的地方找不到的
其中大部分存在于 马达加斯加最有名的森林里
这里的森林 象征了地球运作的方式
它复杂得令人难以置信
但一切都搭配得天衣无缝 以维持系统的整体健康
就像破坏地球一样
我们也冒冒失失地 改变了这里的森林
莱恩费雪博士 领导一支研究团队
记录森林里的生物
他想调查 这里脆弱生态系的变化
科学家对这片森林 及其复杂的生态系统所知不多
小心，石头很滑
我觉得光是记录这座森林 就是一项难得的殊荣
一踏进来就觉得阴暗凉爽
沉浸在森林的气味和声音里
布莱恩和研究团队要寻找 他认为躲在灌木丛里的新物种
他认为这里特别适合蚂蚁生存
它们住在腐烂的木头里
住在地上和石头下面
我只想和它们在相同的高度上 窥视它们的巢穴
过来看
这是黄色的茧，你看
对
我确定这是新品种
是新品种的粗角蚁
好多啊，它们的窝就在这里
看，那只在咬我
这是一项令人振奋的发现
森林的这个角落 充满了各式各样的昆虫
表示这里的环境还相当健康
科学家越了解这些森林
就越明白它们对地球的重要性
这不只是因为 森林拥有的丰富生物
森林对世界各地的生物 都非常重要
这是因为它们在移除 大气层中的二氧化碳上
扮演了关键的角色
它们是地球的肺
树木成长期间，透过叶子 吸收大量大气层中的二氧化炭
最惊人的是 大气层中的二氧化碳含量增加
树木的反应是加速成长 因此吸收了更多的二氧化碳
自从人类开始把温室气体 排放人大气层后
我们制造的二氧化碳中 有25%都被丛林吸收了
所以像马达加斯加 那样的健康森林
对调节地球气候来说非常重要
但别被这座岛屿 原始的自然美景给骗了
这是马达加斯加 最著名的地方之一
这些巨大的猢狲树 是马达加斯加的国家象征
其实它们还象征了另一种东西
猢狲树之所以清晰可见 是因为其他的树木都被砍倒了
当地居民手下留情是因为 对他们来说猢狲树是圣木
马达加斯加各地的森林 都受到围剿，以开辟农田
现在岛上的原始森林 只剩下五分之一了
当然，滥伐并不是 马达加斯加特有的问题
在玻利维亚 这片占地五万平方公里的雨林
在短短的20年间 被开辟成为农田和城镇
全球每年被破坏的森林面积 总和相当于苏格兰
我们不仅增加了 大气层中的温室气体
也削弱了 地球因应这个问题的能力
人类正在破坏花了好几百万年 才建立的系统
这只是其中的例子之一
世界各地都能看到这样的变化
随着温度上升 冰河与冰层正逐渐缩小
海平面因此上升 许多城市受到威胁
海中的二氧化碳增加 海水开始酸化
珊瑚礁最后将因此被破坏
它们支撑的复杂食物链 也会随之崩解
在西伯利亚 永冻层开始融化
释放出更多被冰封在 土壤中的温室气体
经过几百万年
地球上的生物已成为 一个庞大系统的一部分
万事万物协同作用
以维持一个 适合复杂生物的世界
那未来呢？
我们是不是真的破坏了 地球支持复杂生物的能力
抑或是人类的影响力 不如我们想象中的强大？
想知道人类在地球上的定位
不如走一趟 墨西哥的犹加敦半岛
浓密的丛林中有一个失落文明 留下来的金字塔
这是马雅人一千多年前 建造的乌斯马尔金字塔
金字塔位于 一座有五万人的城市中央
如今几乎没有留下任何痕迹
这提醒了我们 世上没有永恒的文明
马雅帝国的兴衰 也许让人惊心动魄
但和地球形成之后 在这里发生的事件相比
是小巫见大巫
六千五百万年前
这里曾经发生过 地球史上规模最大的灾难
但如今没留下多少痕迹
因应灾难的能力 才是地球最大的特点
我们的地球非常顽强 而且这是不会变的
长远看来 不管我们出什么难题
地球都有办法应付
我们可以砍光所有的丛林
但几千年后就会出现新的丛林
我们可以烧光 地球所有的化石燃料
让大气层中充满了二氧化碳
但地球只要花一百万年左右 就能让大气层恢复正常
被我们赶尽杀绝的动物 会因不停转动的演化巨轮
而被其他同样多元化的动物 取而代之
无论如何，地球都会恢复正常
只是时间长短的问题而已
但这不表示我们在地球上 造成的快速变化无关紧要
这是因为人类的时间范畴 与地球不同
人类是在现在这个世界里 演化出来的
所以改变了这个世界
也就改变了让人类及文明 得以兴盛繁衍的环境
我们当然比恐龙先进得多
但不表示我们比恐龙更能适应 地球环境的巨变
我们不断大声疾呼要救救地球
但有危险的不是地球 而是我们