宇宙紀錄片合集（共162集） P6 - 1-6太空船地球

45億年前 在成為行 星的激烈競爭中 這顆 閃閃發光的藍色星球最終闖入了勝利者俱樂部 但這場競賽充滿了混亂與 激烈的碰撞 當地球形成時 岩石和巨石以比汽車 快得多的速度呼嘯而來 車子在撞到牆壁或其它車輛時發生了事故 經過巨大的堅持 它成為太陽系中一 個能維持海洋、陸 地和生命的特殊地點 細菌幫助製造了氧氣 我們 的遺產要歸功於地球的浮渣 儘管現代災難如今困擾著 這顆星球 它仍然是宇宙 中最神秘的創造之一 啟航吧 搭乘地球號太空船 假設外星人真的存在並想來地球旅遊 他們將會度過一次 無與倫比的宇宙假期 地球 其名可能源自希臘語的 eros 意為地面 是太陽系 中的第三顆類地行星 但當遊客 到達時 會發現它其實並非如此 它的綽號是藍色星球 因為四分 之三的表面被水覆蓋 而且度假 的人會發現地球是我們太陽系中 唯一存在人類或高級生命的行星 如果你能呼吸我們富含氧氣的大氣 或者在水下呼吸 地球就可以在沒有保護性太 空船和太空服的情況下被探索 但是遊客需要調整手錶 地球繞太陽公轉需要365天 每天是24小時 這就是所需時間 地球自轉一周需要的時間 儘管旅客警告有致命風暴和內戰 地球仍是一個相對 安全的冒險目的地 地球是一顆非常特別的星球 就像保時捷是一輛非常特別 的汽車一樣 我們的星球形 成於太陽系中恰到好處的位置 事實上 這是我們整 個太陽系中唯一知 道的、動植物可以在自然條件下生存的地方 著名天文學家唐納德·布 朗利一生致力於探索地球 起源的奧秘 他說在成為 能維持生命的 行星的競賽中 地球掌握著主動權 但他警告這段旅程充滿了危險與陰謀 地球經歷過許多事情 才變成現在這個樣子 而且其中許多事情都涉及運氣 45億年前 宇宙的一個角 落經歷了一場巨大的煙火表演 一顆巨大但壽命短暫的恆星以超新星的形式爆炸了 這顆恆星的爆炸可能觸發了 形成太陽的雲氣的重力塌縮 太陽形成後不久 你就有大量物 質在太陽周圍運行 這些物質微 小得像是冰粒和灰塵 其中很多 東西與洗衣機排出的毛絮很類似 那會從你的乾衣機中掉出來 然後開始有點黏成小團塊 這些碎片中的一些最終 變得更像沙子 主要是小塊的硅酸鹽 它開始黏在一起 然後你會開始出現小石頭和小巖石 隨著岩塊越來越大 碰撞也越來越猛烈 當兩個物體碰撞時 重力將它們結合在一起 它以速度聞名 行星也以速度聞名 當地球形成時 粒子、岩石和 巨石以比這些汽車撞上牆壁或 其他車輛時更快的速度呼嘯而來 經過多次碰撞 最初的地球 是由多次撞擊形成的 但要達 到現在的大小還需要更多的撞擊 為了更深入了解形成過程 皮特·舒 爾茨和他的前學生杉田誠二正試圖重現 地球早期的撞擊情況 方法是利用 NASA艾姆斯研究中心的垂直火炮試驗場 中心 這是一個存放大型輕氣砲的倉庫大小 的房間 看起來更像是一枚彈道飛彈 垂直砲管將彈藥發射 至真空室內指定目標 這把槍能以不同角度裝 填子彈 這讓它在比較 35億年前地球表面發生 的情況時 顯得非常真實 因此我們將把這個微小的四分 之一英寸鋁製球體射入氣室中 這個球體的密度與進入地 球大氣層的小行星大致相同 因此 它將以大約每秒3英里的速度撞擊 是子彈速度的10倍 它將被粉碎成碎片 垂直砲將射出鋁珠進入 充滿大氣氣體的真空室 那裡 它將影響一個類似早期地球的沙丘 我們處於一個將被放回充滿氣體的真空 腔體中 這種氣體將 模擬早期地球的樣貌 我們來製造許多隕石坑吧 這應該就是地球早期的地形樣貌 因為這些事情一直在發生 那裡一定有許多隕石坑 好的 計畫是飛入目標中心 然後觀察隕石坑的形成 你會看到這東西的破壞性 雖然它只是一顆小珠子 但它會造成真正的嚴重損害 你能相信有任何東西能倖存嗎 高速相機將記錄撞擊的過程 舒爾茨和杉田緊張地看 著位於射擊場外的監視器 這部分總讓我無法接受 這就像暴風雨來臨前的那一刻 在一個安全的控制室內 一名工程師 按下幾個開關 好的 我們開始吧 舒爾茨與杉田將科學與一點迷信結合在一起 我們祈求好運 我們交錯雙腿 我們合十祈禱 好的 這就是讓我煩惱的地方 美麗極了 天啊 噗 對 好的 我們來看看 這個實驗成功了 這簡直難以置信 如果我們在地球上想像這情況 這些 將會是以類似龍捲 風的速度移動的雲層正確 甚至更快 更高 讓我們看看會發生什麼這段拍攝到的影片揭示了早期地 球發生事情的可怕而真實的畫面 那是一個極其驚人的發現 好的 我們出發吧 天啊 真是的 哦 那簡直太美了 這造成了嚴重的破壞 想象一下 這是一 顆撞擊地球的小行星 這一定反覆發生過 持續地造成 對地球造成真正的傷害 這只是一個小規模的例子 說明 早期的地球可能發生了什麼 是的 一些撞向早期地球的物 體直徑超過300英里 一次如此高速的撞擊產生了巨 大的熱量 地球 開始從內部烤炙 鐵和鎳熔化並沉入核心 產生如巨大爐灶般的熱量 外層岩石 或稱岩漿 完全熔化 形成了一片熔岩海洋 這 顆行星是一場在太空中漂浮的 狂暴火災 簡直是地獄的寫照 最嚴重的撞擊事件可能使這顆行星失去生命 你會得到一個蒸汽大氣層 並使地 球的整個表面加熱到殺菌溫度以上 地球核心的形成 有 時被稱為「大鐵災難 」 發生在這顆行 星存在最初的四千萬年內 它對我們的未來產生了深遠的影響 在鐵芯內部 液態鐵球 的旋轉產生了顯著的磁場 這為一個適合居住的行星創造了條件 通過將所有的鐵元素集中到行星的核心 你便有了最終驅動行星的固態核心 我們這顆行星周圍的保護性磁場 沒有磁場 地球將會是一 個沒有空氣的荒蕪之地 缺 乏生命 太陽風以每小時 一百萬英里的速度吹過地球 而且可能在數百萬年內 將我們的大氣層侵蝕殆盡 但地球的磁場會偏轉太陽風 並保存我們的大氣 但是即使有磁場 暴力和混亂 仍然持續折磨著我們的星球 在 地球鐵核之上 其岩石地幔正在融化 形成了湧現到地表的火山 並排出有毒氣體和熔岩 而且碰撞持續不斷地發生 一個影響將永遠改變地球 歷史的走向與人類的命運 大約在地球形成後五千年萬年 它經歷了一次碰撞 這場碰撞 將它引導至新的方向 一個與火星大小相當的天體直接撞了過來 地球 這時已經達到其總體積的80% 噴發的衝擊熔化了這顆行星的外層 並使二者融合 形成更大的地球 一些未混合的熔融碎片 凝聚形成了我們的月亮 行星科學家比爾·哈特曼在美國國家航空暨 太空總署首次登月任務後 首次提出了這個理論 當阿波羅宇航員從 月球帶回岩石時 我 們實際上可以看到這些岩石的組成成分 他們發現這些岩石就 像地球上的熔岩一樣 這告訴你月球物質 和地球物質非常相似 地球與月球之間的密切關係 讓 這顆正在成長的 行星擁有競爭優勢 月球造成了四季的變化 因為在一 年中的某些時期 北極會朝向太陽 後來 南極朝向太陽 月球保持這個傾斜狀態 各種重力作用力 傾向於以一種維持此傾斜狀態的方式發揮作用 月球形成後的這次巨大碰撞 使 我們的星球質量超過了總質量的 90% 行星形成過程涉及許多天 體互相碰撞的近乎生物競爭的過程 以極高的速度互相碰撞 當碰撞在約39億年前緩和下來時 我們的太陽系只剩下八顆行星 或者說是九顆如果還將冥王星算進 去的話 地球取得了第三軌道位置 從太陽 現在距離為九千三百万英里 行星之間彼此不喜歡 因為它們互相產生重力拉扯 所以彼 此間的距離是相等的 每個行 星離太陽的距離都是一定的比例 那些未能成為行星的物體成為了流亡者 在火星與木星之間的小行星帶中 由 岩石和鐵組成的小行星找到了避難所 彗星由冰、灰塵和岩石組成 人們尋求庇護來到柯伊伯帶 就在海王星之外 那裡還 有其他物體遷移到了奧爾特 雲距離地球數兆英里之遠 這些損壞的部件就像是早期太陽系 的很好類比 彗星和小行星自早期以 來一直存留至今 而且就像這些車 輛一樣 它們被保留下來是為了零件 我們也可以前往彗 星和小行星 尋找 自太陽系形成以來就儲存的關鍵零件 在地球的歷史中 許多誤入歧途的小行星偏離了 它們的軌道 並以隕石的 形式墜落到我們的星球上 多年來 科學家們分析了這些隕石 並透過放射性定年法確定了它們的年齡 而且由於隕石與我們的行星是在同一時間形成的 他們提供地球的年齡 約為46億年 從科學角度來看 這實在是太棒了 就像在觀察你的家譜 卻發現你最早的祖先 竟然遠在地球歷史中就存在 他們仍然存在於這世上 小行星和彗星也可能為我們 的星球上水的起源提供線索 39億年前 地球開始冷卻 形成了覆蓋地幔 的厚層硅酸鹽地殼 以及由鐵和鎳組成的內核 溫熱的液體很快覆蓋了這個星球的表面 只有少數火山島嶼散佈在世界各地 地球的一個幸運特性是 它恰好誕生在正確的地點 它位於所謂的適居帶 距離太陽的距離恰到好處 哪裡的海洋在過熱 時不會蒸發 或距 離太遠而結冰 但地球的水來自哪裡 一種觀點認為水來自火山 這 些火山自地球形成初期就已存在 火山噴出大量水 蒸氣進入大氣中 當地球冷卻時 火山蒸汽 凝結成雨水 從而為這顆 星球提供了水 但火山所 釋放的水蒸氣又來自哪裡呢 火山基本上會將地函中熔融 岩石的物質重新循環 包括水 但這並不是真正的新水 而 是原本就存在於海洋中的水 並再次推出 美國國家航空暨太空總署高級科學家邁克 爾·馬姆表示 我們這顆星球上的水來自太空 彗星是由凍結氣體組成的 在它幼年時期持續的撞擊中 可能曾將水灑落在地球上 從冰凍天體運送水的過程 極 其關鍵地取決於 粒子的大小 較 小的天體在大氣層高處就會解體 其他天體則會將其物質運送至 到地球表面 它實際上可以 蒸發那種成為地球水的物質 媽媽正在嘗試確定彗星中的水是否 由與我們星球上的水相同的成分組成 我們知道地球的海洋中包含普通水（H₂O ）和重水（HDO）的混合物 其中含有氘 一種比普通氫重兩倍的氫形式 但彗星很難研究 當中很少會接近我們的星球 因為 大多數都在太陽系的外圍軌道運行但於1986年 歐洲的喬托號探測器 曾與哈雷彗星 也稱為哈雷彗星 有過近距 離接觸 當時它距離地球有3800萬英里 我們分析樣本的一種方法是將質譜 儀飛過彗星活躍時 散發出的彗星碎屑 我們可以這樣非常精確地測量氣 體這是針對哈雷彗星進行的 哈雷彗星的水與地球上的水相似 然而 到目前為 止分析的其他彗 星含有兩倍於我們海洋中的重水 我們現在透過觀察彗星中 的其他化合物 發現它們並 非全都相同 因此我們無法確定哈雷彗星實際上是否 所有彗星的代表 到目前為止研究過的大多數彗星都來自位於太陽系外 圍的同一個小行星帶 因此 它們可能沒有幫助形成地球 但夏威夷的蓋亞米斯北望遠鏡最近 在一個意想不到的地方發現了彗星 小行星帶位於火星和木星之 間 這些較溫暖的含冰天體可 能擁有與地球相同的水 因為它們都是形成於太陽系內側 系統 這更接近太陽 更令人驚訝的是 新的證據顯示 這些異常的彗星不僅可能為 地球帶來了水 還可能為我們 的星球帶來了生命的基本構建塊 生命起源仍是我 們這顆藍色星球上 最令人費解且最具爭議的問題之一 可以確定的是 39億年前 人類只能存在很 短的時間 地球的大氣 由二氧化碳、水蒸氣組成 一點氮氣 但沒有氧氣 然而 原 始生命如何在這樣的環境中生存呢 我們沒有確鑿證據顯示43億年前有生 命存在 但我們認為當時的條件是可能的 地球最古老的化 石僅能追溯至37 至39億年前 有人認為這些遺骸 曾經在古代的池塘或湖泊中演化 在那裡 大氣中的化學物質與能量 形成了氨基酸的原始湯 生命的必要元素 但生命的構建模塊是否可能來自 其他地方 或許 來自一個外星物體 隕石含有有機物質 包括胺基酸 它們是在太陽系早期以某種方式形成的 所以有來自太空的有機物質輸送 但若小行星和彗星提供了生命的基本組成物並搭 乘太空梭來到地球 它們 是如何抵禦高速撞擊的呢 在美國航太總署艾姆斯研 究中心 皮特·舒爾茨 與杉田誠二正利用垂直火炮設施進行另一項尖端實驗 他們希望有一天能確認隕石和彗星 可能為地球帶來生命所需的必要成分 我們正在嘗試觀察的一件事是 這些基礎結構的生存狀 況如何 它們是否能被帶到地球 以幫助我們進一步了解 一個行星 使得生命存在的條件能夠開始出現 彗星和小行星可能為地 球表面帶來生命起源的必 要成分 那場撞擊可能使 地表環境更適合生命存在 他們的實驗顯示 隕石將原始的碳 化合物帶到了早期地球 這些化合 物中的一些可能產生了生命所需的 構建塊 但還需要 更多的研究 是的 所以這是從大氣層中穿過 一邊飛行一邊燃燒 儘管如此 許多科學家認為最早的生 命形式是生活在海洋中的單細胞生物 而且 今天的生物學家正在挖掘我們最 早已知祖先的後代 這些後代出現在地 球上一些最不適合居住的地方 如果你 今天擁有了一輛大型凱迪拉克 現代生活 古代的生命更像一輛自行車 這些生物的遺骸並沒有保存下來 除了它們的化學成分之外 我認為記住這一點很重要 首先是 這顆行星20億年的生命歷史中 全都是微生物 尼爾森教授是一位真正的 微生物獵人 他遍尋全球 尋找目前仍然存在的最微小的原始生命形態 地球早期充滿了氫氣 大氣中充滿了 硫化氫 還有大量甲烷 還有二氧化碳 這裡是一個充滿活力的地方 微生物利用了這個星球上幾 乎每一個生態位來獲取能量 一些人將這些早期生命形式稱為極端生物 或嗜熱生物 即能在 極端環境中生存的生物 假設有一顆巨大的隕石撞擊地球 且地球的溫度上升了40度 那對這些極端微生物來說再適合不過了 例如 我們知道 最 古老的生物 也就是 最接近最後共同祖先 的生物 都是嗜熱生物 而且你可以说 這證明 生命是在高溫下演化的 這些熱血生物的後代至今仍存在 它們可以在華氏 230度的溫度下生存 如果你想要一些所謂的 嗜熱生物 就去黃石公園 你會看到這些冒泡的湖泊和有異味的水池 多年來 人們一直認為它們是無生育能力的 但它們充滿了生命 對吧 而且所有這些生物都適應了那種極端環境 現代的極端微生物可能證明生命 在地球充滿動盪 的早期階段 能在 極端環境中生存和適應 但單細胞 微生物是如何轉變為複雜生命的呢 約30億年前 原始 生命吸收太陽的能量 水中微生物形成了一種稱為葉綠素的綠色色素 這使它們能夠吸收陽光 並產生化學反應 將二氧化碳 和水轉化為食物 這個過程稱為光合作用 引導細菌繁衍成為地球最早結 構之一的藍藻 曾被稱為藍綠藻 藍藻將大量游離氧注入水中和 空氣中 並引發了氧氣革命 突 然之間 生物分為兩大類 一類 避開氧氣 另一類則適應了氧氣 並躲藏在世界無氧的區域 另一個則開始利用氧氣作為巨 大的能量優勢 並進而得以演化 我想 會變得更大 也許進化得更快 有一件事是肯定的 當藍藻獲得這種能力時 它們便超越了其他所有生物 感謝藍藻 生命得以迅 速多樣化並變得更複雜 沒有它 分子氧就不會存在 因此 植物、動物和人類 就不會發展出來 因此 如果沒有藍藻 我們就不會存在 我們的遺產要歸功於地球上的浮渣 我們都是來自同一個地方 我們與細菌有許多共同之處 無可置疑 莫哈維沙漠位於南加州死 亡谷附近 看起來毫無生機 但這片乾涸湖床之下 人類的祖先依然繁衍生息 地球最早的生命形式可能在 極端環境中適應並生存下來 今天 在乾燥荒涼的莫 哈韋沙漠 位於南加 州地生物學家肯·尼爾森正在尋找生命的奧秘 他發現現代的微生物也能在一 些不適合生存的地方繁衍生息 你匆匆一瞥這個環境時所看到的 是一些看起來像是隧道 或土丘的結構 這些結構是由微生物產生的氣體所形成的 住在這片潮間帶地區 如果我們將水倒入這塊泥土中並使其重新濕潤 再放到顯微鏡下觀察 會發現裡面充滿了大量在水中游動的微生物 這就是這個鹽鹼地上的生命週期 我們稱之 為極端微生物 它們在 這樣的泥灘中勉強維生 微生物在地球歷史的大部分時間裡佔據主導地位 它們改變了這顆星球 並為 多樣化的複雜物種開拓了道路 但正是土地為生命提供了新的家園 人們認為陸地的出現 大約開始於40億年前 板塊構造產生的熱與壓力形 成了比海床輕 的岩石 這些岩 石最終浮起並累積 形成了會 隨時間改變大小與形狀的大陸 大陸的存在將使地球能夠維持其 最獨特的組成部分 複雜的生命 經過20億年的行星與生物演化 第一批植物與動 物從水中登上陸地 但這需要數億年的時間 在人類進化之前 當人類取得對這顆星球的主 宰權後 地球將永遠不再一樣 地球目前是人類在太陽 系中最好的房地產 七個多樣化的大陸和無數 的島嶼 是六十億人的家 然而令人驚訝的是 地球至 今的大部分歷史中並沒有人類 這顆行星的歷史被比作一隻24小時的鐘錶 而人類的出現僅僅是這一天的最後2秒鐘 我們現在正在繞場行駛 速度相對適中 這部車操控非常順暢 駕駛起來非常穩定 這讓我想到地球上的生活 地球上的生命經歷了起起落落 但與其他星球上的演化相比 地球的演化過程相對順利 這已經持續了數十億年 這就是為何生命在這裡繁榮興盛 但隨著人類現在正在探索未來 地球 號太空船可能會回到其動盪的最初階段 人類透過進化的試錯過程 已經適應了這顆特定的星球現在 這是真的 我們不知道未來是否仍然如此 地球人創造了曾經 幾乎無法想像的科技 機械車輛、小工具和裝置已經讓 我們的生活變得更簡單也更美好 許多這些便利設施是使用化石燃料運 作或製造的 這些 燃料來自地球的地殼 但過去百年來 我們的 創新卻為地球帶來了麻煩 人類對地球產生了重大影響 出現了全球變暖和人口爆炸 因此我們對環境產生了非常大的影響 自然溫室效應是大氣吸收紅外 線輻射 從而使 我們的星球變暖 若沒有溫室氣體 地球表 面溫度將低至華氏86度 但過去20年來 溫 室氣體的含量有所增加 尤其是燃燒化石燃 料所產生的二氧化碳 加熱增加正影響農 業、海平面和天氣 過去 二氧化碳濃度曾因自然因 素而急劇上升 例如火山釋放氣體 然而 今天的上漲似乎發生得更快 親眼見證這些巨大的變化 人們需要前往地球上 幾乎無法居住的區域 那裡 人類的未來正逐漸消融 地球的南北極 被稱為冰層圈 是被雪和冰覆蓋的地區 他們幫助調節全球 的氣候溫度和水位 美國國家航空暨太空總署高級科學家瓦 利德·阿卜杜拉迪研究我們這個世界被凍結的部分 在冰上的感覺令人驚嘆 它非常乾淨 在某些地方 可能我的靴 子是第一雙接觸那裡地面的 這讓人感到非常敬畏 你知道 你站在那裡 會覺得 但在此世紀中 像阿卜杜拉博士這樣 的科學家親眼見證了地球冰層的縮減 原因是 冰和雪是白色的 它們反射陽光 使地球冷卻 相比 之下 裸露的海洋 吸收陽光 使全球變暖 然而 當 冰層融化時 會產生更多的裸露水面 這會吸收更多陽光 使地球 持續升溫 並融化更多冰層 它不穩定 因為即使是最 微小的改變也會自我放大 這本質上是一種失控的效應 地球的極地冰蓋正處於危險之中 這些寶貴的景觀持續融化 也許有一天會在整個星球上引發災難 在南極 亞馬遜大陸 加拿大擁有全球70%的淡 水包圍大陸的冰架像胡佛水壩一樣 抵擋冰層 但它們正在變得脆弱 經過12 000年的穩定 拉森B冰架僅在五週內崩解 在北極 有些人預測 未來40到60年間 北冰洋在夏季可能會沒有冰層 什麼導致了溫暖的氣溫 當然有自然變異的因素 但也有來自人類的影響 我們知道人類正在做出貢獻 溫暖的環境 這隨 後導致冰層覆蓋減少 在格陵蘭 雅各布哈文 冰川——世界上流速 最快的冰川之一——現在正像一列失控的火車般移動 因此現在每小時大約移動五英尺 這對冰川來說 相信我 是非常快的 最壞的情況是 這些冰川全部都可能會融化 開始加速並向海洋輸送 大量冰塊 這將導致全球 海平面上升三英尺 沿 海地區則可能上升三英尺 這足夠導致數以百萬計的人流離失所 儘管人類可能能夠穩定人為污染物 但這可能需要數十年的時間同時 自然過程正在發揮作用 可能會決定人類的命運 這顆行星正在經歷自身的演化 我們對地球所做的事會影響我們自己 它不會影響地球 所以我們可能在大氣層中製造 混亂數千年 例如全球變暖等等 但這其實只是一時的波動 對我們來說這是一個重要的波動 但 這未必是行星演化過程中的重要波動 唐·布朗利與同事彼得·沃德已經測量了 我們這個星球的關鍵指標 其預後令人擔憂 地球作為動物與人 類生命存在的地方 正逐漸步入暮年 為什麼 因為 太陽正變得越來越明亮和炎熱 地 球上的高等生命未來將面臨的問題是 隨著太陽逐漸變得更明亮 預期二氧化碳將幾乎 從大氣中完全去除 這將 是植物和動物時代的終結 人類可能在五億年後因 太陽變得更明亮而滅絕 但從整體來看 人類可能 已經度過了一段不錯的時期 在滅絕之前 人類或許 會比任何其他複雜物種 存活更久 這是因為他 們能適應變化的環境條件 從人類的觀點來看 地球在接下 來的五億到十億年內 很可能仍 是一顆貧乏的船行星 這對人類 來說是一個真正驚人的時間尺度 當地球這艘宇宙飛船在未知的水 域中航行時 人類可以反思這顆星 球在被稱為宇宙的嚴峻環境中所 取得的偉大成就與堅韌的生存能力