你正以67,000哩時速环绕太阳运行
明年你会运行了5亿8400万哩
回到起点
三样东西：轨道，旋转和地球倾斜
创造了和继续影响地球和我们
在每年每天的每分钟
由开始至今
地球绕太阳运行了40亿次
公转轨道是最根本的地球环境
那是危险地方，充满太阳辐射
严寒和有小行星和彗星越过
但虽然有危险
但地球轨道恰好在合适位置
正正适宜生命生长
《寰宇轨迹》
在大部分人类历史当中
地球环绕某个东西运行
是一个古怪概念
地球被认为是万物的中心
万物环绕它运行
发现地球一边环绕太阳公转
一边自转，这解开了一些谜团
日与夜和年突然变得很合理
今日我们对地球公转知道了很多
我们发现
公转轨道影响地球的一切
那是我们祖先绝对想像不到的
古埃及人知道…
地球与太阳之间有一种特别关系
有些科学是对的，但不是全部对
这既是太阳神庙，亦是石砌的日历
建筑师建神庙时想着12月21日
这一天是冬至
那是北半球白昼最短的一日
建筑师不知道它为何是最短的一日
但他们知道每年都在同一天发生
所以神庙的设计是在这天早上
跟太阳连成一线
我们现在知道这现象的规律性
不是神的礼物，而是因为地球公转
每年同一时间地球都会在同一地方
地球于40亿年前诞生
来自形成行星的太阳云
地球和它的轨道都是大爆炸的产物
地球被其他绕太阳运行的碎片撞击
甚至跟一个较小的行星相撞
令地球自转轴倾斜23度
今日，地球公转可能看来很安宁
但其实仍然充满危险
虽然地球轨道是不变的
但旋转的太空物质在不断改变
地球轨道有很多会造成灾难的...
小行星，陨石和彗星
这是亚利桑那的巴林杰陨石坑
太空总署撞击专家德达来看过...
地球跟其他物体撞击的后果
这是地球跟另一物体撞击的后果
约五万年前
一块相当大的陨石撞击地球
它的直径大约45米
撞击速度达到约每秒20公里
撞击所释放的能量
相等于5至10兆吨核爆炸
大约等于广岛核爆威力的1,000倍
所以远远超过人类所见过的
若把华盛顿纪念碑放在下面
顶部达不到陨石坑边缘的高度
巨型陨石撞击地球会释放大量能量
陨石坑直径超过四分三哩
但这只算是小型陨石坑
想知道撞击威力有多大
只需看看撞击所留下的石块
这是一块普通的科科尼诺砂岩
来自陨石坑底
我另一只手拿着同样一块石
但这块石已被撞击所产生的…
巨大压力弄成粉碎
我甚至可以用手把它弄碎
足以证明这种撞击的威力非常大
科学家们已计算出
当时陨石坑的温度高达摄氏6,000度
比太阳表面还要热
陨石坑的直径是一公里多
不可思议的是小行星直径只有45米
这是一块抛出物，直径几米
坠落在陨石坑边
但有些岩石被掷向四面八方数哩远
散落在沙漠周围
我见到那边有些建筑物大小的石块
不止那些
还有一些坠落在沙漠远处
今天仍能见到它们的遗迹
所以那是巨大能量才能把巨型石块
掷向四面八方数哩远
不可思议的是小行星直径只有45米
但不是全部都像这个小行星那么小
6,500万年前
一个直径6公里的小行星
撞击墨西哥尤卡坦半岛近海水域
假设我们在6,500万年前撞击地点
在撞击前数秒
小行星比太阳还要光亮
它在天边消失
然后见到撞击产生的强光
10至20秒后
撞击产生的冲击波会把我们夷平
它的威力足以夷平
方圆800哩范围的森林
这是非常巨大的撞击
造成一个直径180公里的陨石坑
而且把大量炽热碎片抛上大气层
令到几乎整个地球着火
撞击是灾难性的，因而令恐龙灭绝
地球轨道经常遇到小行星和彗星
但地球有秘密武器保护自己
它有大气层
地球轨道上的大多数物体都很小
大气层能燃烧掉直径35米以下物体
当我们在夜空见到流星
它们其实是小行星或彗星
进入大气层后燃烧
但曾有过很多巨型物体撞击地球
将来亦会继续有
小行星和彗星
只是地球轨道上的偶然危险
但太阳本身构成最大的危险
在冬天的北方天空
你有时能见到地球保护自己
数千年来，人们感到赞叹不已
对有时出现于夜空的神奇光芒
他们不明白它们是什么意思
维京人相信是处女战士闪耀的光芒
印第安人称之为“神灵之舞”
我们见到的北极光...
和南极光
显示我们地球是处于…
太阳大气层的外延部分
每秒钟地球越过从太阳表面…
喷射出来的数以百万吨辐射粒子
极光是那些粒子撞击大气层形成的
太阳射出的带电粒子流，叫太阳风
太阳风带着大量辐射向外流动
当到达地球时，它遇到一道屏障
地球磁场令粒子改变方向
令它们流向南北两极
在两极跟大气层的氮和氧原子碰撞
碰撞释放能量，以极光形式呈现
由国际太空站…
会更能见到极光的规模之大
这是太阳大气层跟地球大气层撞击
没有大气层和磁场保护
地球会变得恶劣和不适宜居住
我们会像水星表面
受紫外光和X光炙烤
和被太阳耀斑袭击
所以由于有大气层和磁场保护
我们才能生活在这个可爱地方
地球轨道充满危险,除了小行星
还有来自太阳的有害辐射
但虽然太阳带来很多危险
但接近太阳提供一个重要好处
地球享有一个很窄的温度带
表示水能够以三种形式存在
固态
液态
和气态
每种态的运动都很不同
正是那些不同推动地球的气候系统
这是阿根廷北部卡利莱瓜雾林
在安第斯山脉山麓，这里很阴森
树和山都被云雾覆盖
夏天的热力令水蒸发
所以空气充满水汽
拉斯马森博士来这里研究...
这种水汽怎样形成猛烈风暴
这些风暴的特别之处是
我们已把这区列为...
猛烈雷暴的热点
这地区的雷暴带来很多冰雹
闪电,龙卷风，泛滥
对本地居民可以是非常危险
在白天地面吸收越来越多太阳热力
现在大约三点
自太阳升起后，地面一直在变热
地面的热能现在迅速上升
你见到起泡效果，云朵在上升
水汽凝结形成云
热力令水蒸发和令水汽升上高空
遇到冷空气后再次凝结为液态水
形成高耸积云
巨大云层升上大气层
这些风暴形成得很迅速
你可以坐在这里五分钟
就能看到整个雷暴的形成过程
上升气流令雷暴发展至10哩高
这时狂风令云向四周扩散
形成雷暴云层
到傍晚时分,风暴发展到非常庞大
覆盖整个卡利莱瓜山脉
对于拉斯马森博士
这是亲身体验自然力量的机会
这个现象之所以能够发生
因为地球轨道令温度上升
这是云底，风暴开始的地方
你见到那边有闪电
表示云里有冰
它们非常高,非常集中
有能力产生大量雨水
还有冰雹
这个非常奇特的事实
地球轨道跟太阳正好在适当距离
产生很平常的下雨现象
地面的水蒸发成为水汽
上升时凝结成为液体
最终落回地球，然后循环再开始
这个循环在太阳系只有地球独有
正是它支持着地球所有生命
难以置信，我来这里就是为了这个
我日以继夜研究这些风暴
能够亲眼见到真的很棒
若地球轨道只是有少许不同
地球温度可能太冷或太热
对于作为液态或气态的水
我们所知道的生命
和我们享有的天气,都不可能发生
但在地球享有的狭窄温度带之内
水更能以第三种态存在
安大略湖边见证了...
液态水变固态的最极端例子之一
这里是一些全球最大降雪的所在地
斯泰格教授一生在这里生活和工作
他研究水汽怎样变成湖效应雪
湖效应雪的主要因素是
湖水和湖上空气的温差
所以你要有冷空气
距地面约1哩的温度
比湖水温度低10至15度
湖上冷空气令湖水很不稳定
令很多空气开始上升
这种上升运动形成雪成云
第二因素是湖不断提供水分
湖水不断为云层提供水分
在整个冬天,湖效应雪暴...
支配了这里的天气
在短时间降大量的雪
2007年曾录得一天降雪77寸
湖效应雪跟普通雪暴的最大分别是
它非常局部
它是很局部的雪暴
降雪区可能10哩阔
向内陆延伸约50哩
所以它像一个长方形
在长方形里面可以降大量雪
多达每小时2至4寸，甚至5、6寸
但在降雪区外面可以很晴朗
可以阳光普照
为了预测这些狭窄风暴吹袭哪里
斯泰格的队伍利用精密电脑模型
为了改善这些模型
他们需要在湖效应雪形成时
不断直接收集数据
模型预示湖效应雪带
会在安大略湖中部形成
然后向湖的东部移动
为了作准确预测
斯泰格需要知道两件事
雪暴能产生多少雪和雪会降在哪里
他追踪雪暴路线
当它朝纽约州北部移动
现在离入黑还有五小时
雪的先头部队
刚到达湖的东南岸
第一步是把仪器直接放上云层内部
分析雪片形成的条件
当雪开始加剧
他们放气象气球升空
它会记录雪暴的方向
和雪成云内部的状况
希望这会量度到大气层不同高度的
温度,湿度和风
高达地面10哩以上
放上去
云内大量水汽由气态变成液态
再变成结晶体，即是雪片
但不是普通的雪片
最强破坏力雪暴指那些快速积聚的
比如每小时2至5寸
这种雪暴的雪片是树枝状雪片
即是传统的六边形雪片
就像现在降的雪
若整天降雪,会堆积几寸厚的雪
入黑时，雪下得更大
队伍直奔雪暴的中心
你现在可以见到
降雪带不停地在湖上重新形成
和向雷达地点移去
雷达显示雪暴中心
在湖上停留了几小时
这表示它收集了大量水汽
所以雪成云饱含水分
当云升上高空
温度会跌至摄氏零下15度
正是形成树枝状雪片的合适条件
你可见到雪暴正向雷达方向移动
所以我们正处于雪暴中心
所以我们会遇到大雪
未来数小时每小时1至3寸
到天亮时雪深可达1尺
在北半球各处
这种冷陆地和暖水分的相互作用
产生很多其他神奇天气现象
2005年,这些冰雕之所以形成
当瑞士日内瓦湖的浪花被强风吹起
落下时立即凝结
1998年加拿大，雨水落在冰冻地面
就立即变成冰
不是雪暴，而是冰暴
它持续了80小时
虽然在极端情况，居住在地球
不一定容易
但绕太阳运行表示生命欣欣向荣
很容易假设地球的气候范围
一直像现在那样
因为日复一日，年复一年
地球的变化不是很大
地球轨道恒久和可靠
或看来是这样
物理学家切斯基博士
在中美洲伯利兹城的近海
她会潜落当地人所称的“大蓝洞”
寻找一个古代世界的证据
它跟我们现在想当然的世界很不同
这墙看来深不见底
有人说这洞水深达120米
听起来真的很深
我掉进了深渊
那只鲨鱼刚在我面前游过
我从未试过这样害怕
走开，鲨鱼
另外有两只在我后面
在40米深的海底
真的很怪异
但这就是我要来看的东西
它们是钟乳石
但我所知钟乳石形成只有一个方式
不是在40米深的海底
附近有鲨鱼游来游去
钟乳石的产生…
是富含矿物质的水从洞顶滴下来
经过数百甚至数千年
而形成的矿物质沉积物
钟乳石从来只在地面上形成
这表示当这些形成时
海面比现在低很多
科学家鉴定了蓝洞钟乳石的年代
透过比较这些钟乳石
和世界各地其他海面指标
他们发现在过去数十万年
海平面曾上升和下降
2万年前，地球整个海洋表面
比现在低120米
因为在2万年前
大部分水被大陆冰川锁在陆地上
千万年来，地球定期进入冰河时代
是什么导致地球气候出现剧变？
是什么能令海平面下降130米
和形成这样的冰川呢？
威尔士北部这些山
是冰河时代的冰川造成的
尼诺教授相信地球气候的剧变
是公转轨道轻微改变引发的
关键就是这些叫轨道周期的东西
基本上，地球轨道是有改变的
只不过时间很长
所以有样东西叫偏心距
那就是轨道的形状
若轨道是圆形
不同季节获得阳光或能量是相同的
但它可以是椭圆形轨道
重要的是在北半球
夏天的温度略低一点
因为它跟太阳的距离略远少许
在这个10万年周期的这个时期
但除了椭圆形轨道形状的变化
还有另外两个轨道周期
改变射到地球的太阳能的多少
地球自转轴倾斜21至24度
地球向太阳倾斜的方式
影响了辐射量
还有另一奇怪周期：分点岁差
即是自转轴其实有少许摇摆
所有这些因素以复杂方式互相影响
但实际结果是在10万年周期当中
有些时期天气较暖,有些较冷
因为来自太阳的能量或辐射改变
改变很小
但足以表示可以开始形成冰原
冰河时代只会每10万年出现一次
当三个周期同时发生
现在,地球在夏天有足够太阳能
把冰融化令我们不会陷入冰河时代
但另一个冰河时代正在接近
你可以预期另一冰河时代
在最多5千至1万年后开始
因为过去六七十万年当中
它们每隔10万年出现一次
所以我们预计下一个
是在数千年后
地球轨道的轻微改变
对地球有巨大影响
但由于它们在这样长的时期发生
我们不可能直接观察
其实这是最近才发现的
虽然地球生命的周期性
季节变化和白昼的消长
受到观测和甚至庆祝已有数千年
但数百年前才揭开地球公转之谜
建造这座神庙的古埃及人
部分是庆祝北半球白昼最短的一日
冬至
他们知道那是最短的一日
但不知道这是因为...
地球绕太阳运行的方式
和地球自转轴倾斜23度
但地球轨道仍有其他谜团
冬至是北半球白昼最短的一日
因为在这个时间
北半球偏离太阳
在极北地区
白昼最短的一日表示极度寒冷
加拿大北部的耶洛奈夫
以北美最寒冷城市而出名
在冬天，温度很少高过零下30度
令像布莱这些卡车司机生活很艰苦
昨晚零下32至34度
所以我们装上暖气机
把暖气吹入管内，放在想放的位置
所以它是在引擎底部
会令温度上升一点
极北的严寒跟轨道的一点同时发生
那叫做近日点
奇怪的是它是地球最接近太阳之处
这是因为地球轨道不是圆形
它是椭圆形,太阳是偏心的
你会以为季节可能颠倒
而布莱不需要他的暖气机
因为太阳比夏天时近了250万哩
但由于地球倾斜
在极北，冬天太阳只出现在地平线
虽然在轨道这点，地球最接近太阳
地球接收多7%太阳辐射
但阳光要穿过更厚的大气层
令能量被吸收
所以在这个时候很少额外的温暖
能够到达北极圈
即使过了冬至后地球继续运行
这里的白昼开始增长
但极北地区完全不会变暖
它只会继续变得更冷
这是大奴湖
这数周以来,冰越来越厚
因为温度继续下跌
工人在冰上铲出一条新路
工程师已检查过
冰的厚度足以承受40吨大卡车
所以布莱可以继续行驶
我们现在在冰路上行驶
现在有30寸厚
它会越来越厚，承受力越来越大
季节在一月底开始
直至4月1日
那时候冰的承受力仍然很大
这看来很不合理
冬至已过了数周，白昼在变长
但完全不会变暖
这是有充分理由的
耶洛奈夫和大奴湖
被数干哩的陆地包围
它离海洋很远
冬至过后一个月
陆地失去的热
多过从太阳微弱光线所吸收的
所以它的温度慢慢下降
直至1月19日
过了最短一日的一个月后
陆地开始吸收能量多过失去的
于是开始变暖
在北方可能是隆冬
但在南半球却是仲夏
北半球白昼最短表示这里白昼最长
在轨道这点,地球这部分...
得到来自太阳最大量的能量
这是智利最南的城镇威廉斯港
其实它是全世界最南的城镇
在极南地区就是南极洲
你会以为南方这里的夏天
会跟北方的夏天差不多
但不是
四周围提供了个中原因的线索
这里有冰川
强烈证据显示南半球的夏天
比北方冷很多
低了整整摄氏五度
虽然地球轨道现在最接近太阳
但它不会令北方在冬天暖一些
亦不会令南方在夏天暖一些
夏天温度低五度可能听起来不太多
但它对这里的生物有很大影响
植物学家安德逊
观察这里的气候怎样影响植物
辣木树通常长至30米高
但在这里它的生长很不同
在这里，它很矮小和小叶子
而下面它可以树围数米的大树
这条树线是由寒冷和风雪造成的
是它们令树变成这个形状
令它们变成这种迷你森林
另一当地物种也用类似方法求存
垫状植物顾名思义好像垫子一样
但这是植物形成的垫子
叶子非常密集
作用是减少风吹到它们
所以减少表面面积以适应环境
因此不会暴露于低温或强风
不只是在极南地区这里
整个南半球的夏天
温度都比北半球的夏天低
吹袭智利南部的强风
提供了个中原因的另一线索
我们驶入南大洋越过合恩角
强风和冰山令这些水域
被称为“水手坟墓”
西面是太平洋
东面是大西洋，南面是南极洲
四周都是一望无际的海洋
正是周围海洋的广阔
令南半球的夏天这么凉爽
若你看看整个南半球
超过八成被海洋覆盖
大面积海洋对这里的气候...
有巨大影响
因为需要很多太阳能才能令它变暖
比陆地多很多
即使在仲夏,全年最温暖的时间
南半球的海洋仍是凉的
这亦令空气保持凉的
地球绕太阳运行所需的一年当中
轨道改变地球相对于太阳能的位置
这导致地球各处的气候
出现出乎意料的改变
但不只是接近太阳决定地球气候
地球转轴倾斜和大陆块的分布
亦扮演重要角色
在北半球极北地区
有证据显示有其他因素起作用
这是库卢苏克，人口350人
位于格陵兰东部近海一个岛的边缘
这时候，北冰洋被很厚的海冰覆盖
令陆地和海洋难以区分
当地猎人厄图阿克
和他的丹麦拍档莫勒
准备雪橇出发去冰上打猎
这时候的环境对因纽特猎人最合适
他们会去冰上寻找食物
因为海冰仍在扩大
莫勒和厄图阿克出发去猎场
那就是在海冰边缘
冰很厚，因海水对太阳能反应慢
要很长时间才能变暖
冰原把很多阳光反射回去太空
所以即使北半球已是三月初
海水仍未变暖和冰原继续扩大
但当他俩走到峡湾中间时
却有个惊人大发现
在应该结冰的地方出现无冰的水面
几天前海冰还扩大了至少一公里
为了探测冰有多厚,我们用这棍子
若插一下就能直穿过去
你就掉头去别处
若你插两次,表示安全
带着棍子就会安全，它能救你一命
冰通常越接近水面就会越薄
所以站在海冰边缘可以很危险
但这里的冰一直到海边都很厚
告诉猎人这是海冰断裂形成的
昨天一场风暴令一大块冰断裂
它已漂流到外面去了
在继续前进之前
猎人必须检查冰的厚度
确保安全
它跟风和水流有很大关系
所以若在这里有裂痕
它可以在数分钟内断裂
你就站在一块冰上漂流出去
后面的无冰水面，那是不正常的
因为今年有很大的风暴
令海冰断裂,所以出现无冰的水面
但近年有别的东西令冰越来越脆弱
科学纪录显示极地一直在变暖
而冰亦越来越薄
但这几年我们在这里见到的情况是
危险的地方越来越危险
之前可能有30厘米厚的冰
这很安全，现在可能只有15寸厚
若返回30年前
可以从这里直接去大市镇塔斯拉克
过了这块冰直去就到了
所以冰变薄了，不像以前那么大
那是整个北极圈的趋势
在过去20年，海冰大大缩小了
一连串温暖冬天表示
海水的温度没有降至正常程度
导致海冰减少
当全球温度进一步上升
这会意味着大麻烦
无论对这里的人或动物
没有冰，不能用雪橇，不能打猎
没有冰，北极熊不能去捕猎
他们会很难找到食物
所以全是连系起来的
所以这是非常重要
数百年来，由于我们逐渐了解...
我们在宇宙的位置
和习惯了地球是一块自转岩石
绕着恒星太阳运行这个事实
我们明白到地球轨道…
和它跟太阳的关系的重要性
倾斜和摇摆
细微变化的周期，导致冰河时代
彻底改变了栖息地
甚至改变了人类历史进程
我们发现了地球的气候多么不稳定
发人深省的是我们自己
差不多肯定变成了...
气候改变的另一重要因素
看来人类行为正在改变...
太阳和地球之间的平衡
我们尚未知道这些改变有多重大
但不用几年,我们就会知道
翻译：卢超祺
感谢HDS提供精彩资源 字幕制作：Annwayili
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