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    全球变暖最终会让地球走向灭亡,也会让生命走向灭绝

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      爱因斯坦

      人们喜欢把地球看作是最适合生命生存的地方,因为它满足了目前我们所知适合生命生存、繁衍和繁荣数十亿年的所有条件。毕竟地球大气层厚薄适中,表面又有液态水存在。海平面上压力和温度的结合让水存在成为可能。

      全球变暖最终会让地球走向灭亡,也会让生命走向灭绝

      图片:ISS Expedition 7 Crew, EOL, NASA, via

      幸运的是地球生命并不只能依赖于地球与太阳之间这段合适的距离(天文学中称为宜居带)。银河系中太阳与其他许多恒星相比并无特殊,但与那些在天空中发出短暂光芒的恒星又大不相同,我们的太阳将在银河系中稳定地燃烧数十亿年(一百亿年,目前已过半,还能再燃烧50亿年)。如果太阳以目前的亮度照射地球,地球所做的就只是白天吸收太阳光晚上辐射回去;那么根据物理定律地球表面的温度应该是:255开尔文(- 18°C / 0°F)。

      全球变暖最终会让地球走向灭亡,也会让生命走向灭绝

      图片: ESA/IPEV/PNRA–B. Healey, via

      你可能已经意识到这并不是地球上的平均温度,我们所处的世界比这个平均温度要暖和得多。覆盖在地球表面的云层、二氧化碳和水蒸气吸收了从地球表面释放的红外线,让地球保持在了更为温暖的33°C(59°F)。数十亿年前地球的大气中甚至含有能够容纳更多热量的甲烷。虽然一般认为地球变暖不是一件好事,但在几十亿年前,这是不可或缺的。

      恒星获得能量的方式来自于其核心核聚变:例如太阳就是通过燃烧将氢转化成氦获得能量。当核心温度升高时,聚变的速率就会增加,恒星燃烧产生的温度也就更高。在大多数情况下认为质量越大的恒星燃烧产生的温度也越高(因为燃料燃烧的速度更快)。但随着恒星衰老,越来越多的氢转化为氦,核心也开始收缩。当然引力收缩会释放能量,但这些能量无处可去,所以只能被限制在恒星的核心,从而导致核心的温度升高。

      全球变暖最终会让地球走向灭亡,也会让生命走向灭绝

      图片:Wikimedia Commons user Kelvinsong

      把这一切放在一起来看,得到了一个不容忽视的结论:随着恒星年龄的增长,它燃烧的燃料越来越多,释放出的能量也会越来越多!太阳系诞生45亿年后的今天,太阳比早期释放的能量多了20%。如果不是因为大气层的温室效应,早期的地球会像今天的火星一样被寒冰覆盖。随着时间的推移,太阳将持续升温。这种影响不是用几百年、几千年甚至几百万年的时间尺度来衡量的,而是数亿年。

      全球变暖最终会让地球走向灭亡,也会让生命走向灭绝

      行星大气层中的能量主要来自于太阳(恒星)。图片版权:Wikimedia Commons user RJHall, based on Ribas, Ignasi (2010)

      太阳能量增加1%并不是灾难性的,但是太阳亮度每1亿1000万年大约就会增加这么多。在某种程度上10%与30%之间增加并没有对地球产生灾难性的影响是依赖于地球的大气层。然而地球上的温度总会到达一个临界点:表面平均温度373 k(100°C / 212°F)。换句话说,在某个时刻太阳会变得很热,以至于海洋沸腾,这就是全球变暖的最终形式。一个太热的世界,水是不可能存在的;另外地球表面的生命也将不复存在。尽管可能有一些聪明的物种在地球高层(更冷的)大气中建立一个新的家园。

      对这一现象出现时间估计是在一二十亿年后,尽管这种估计存在着相当大的不确定性,但我们有足够的时间来找出一些聪明的解决办法,比如将地球旋转到离太阳更远的气候更适宜的地方。然而如果不这样做,任其发展下去,那地球将在不久的将来走向死亡。这也许意味着像红矮星那样更冷,更暗(不断燃烧)的恒星可能比太阳这颗的黄白色恒星更适合建造家园。

      全球变暖最终会让地球走向灭亡,也会让生命走向灭绝

      图片:NASA/JPL-Caltech, via

      全球变暖将毁灭地球上的生命:不仅仅是人类,也包括地球表面的所有生命,还包括海洋中的生命。从现在开始的10亿或20亿年后,在太阳变成红巨星并开始熔化氦之前,地球上的温度将会比任何我们所知道适合生物生存的温度高得多。也许我们非常幸运,赶上了太阳与地球的最佳时期,如果寒武纪的爆发或者生物进化稍微慢一点,像我们这样的智慧生命可能永远不会在时间场长河中出现。

      博科园-科学科普|文 / Ethan Siegel / Forbes Science / S.W.A.B

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