宇宙萬物都在不斷地變化,地球當然也不例外,可以想象的是,隨著時間的流逝,終有一天,地球不會像現在這樣適合我們人類生存,那么,如果不出意外的話,人類還能在地球上生存多久呢?對此,過去曾經有一個較為常見的答案就是50億年,而之所以這樣說,其實是因為太陽。
正如我們所知,太陽的光和熱來自于其內部的核聚變反應,其消耗的“燃料”絕大部分都是氫。然而太陽的“燃料”并不是無限的,在大約50億年后,太陽核心反應區的氫就會消耗殆盡,在那個時候,太陽的主序星階段就會終結,隨后演化成一顆紅巨星。
根據已知的恒星演化模型,當太陽演化成紅巨星之后,其直徑會增加至現在的200多倍,以至于其表面會擴張至地球的公轉軌道附近,而這也就意味著,那時的地球很可能被太陽直接吞噬,就算僥幸沒被吞噬,也會被“近在咫尺”的太陽烤干。
然而隨著研究的深入,科學家發現,太陽留給人類的時間,遠遠沒有50億年這么多,為什么呢?這是因為太陽自從誕生以來,就一直變亮。
其原理可以簡單地描述為,太陽的氫核聚變反應會源源不斷地生成氦,由于太陽核心反應區的溫度和壓力不足以引發氦的核聚變反應,因此這些氦就會不斷地堆積,這會使太陽的核心反應區逐漸向外擴張,這種情況就會造成更多的氫在單位時間里參與核聚變反應,從而讓太陽慢慢地變亮。
相關研究表明,在太陽誕生之初,其亮度大概只相當于現在百分之70,而根據科學家的計算,隨著太陽變亮進程的持續,在10億年之后,太陽的亮度會在現有基礎上再增加百分之10,由于接收到了更強的太陽輻射,那時地球的平均溫度將上升到47攝氏度以上,從此不再適合人類生存。
然而這還沒完,因為一項發表在《自然·地球科學》的研究表明,地球未來的宜居時間比之前預期的更短,有多短呢?此次研究計算出的結果是:還有大約2.5億年。
就這樣,原本認為的50億年,變成了10億年,此次研究計算出的結果,又進一步大幅縮短了地球未來的宜居時間,不得不說,這是令人很難接受的。那此次研究的內容到底是什么呢?實際上,這與地球的板塊運動密切相關。
關于地球的板塊運動,相信大家都不陌生,簡單來講就是,地球表層的巖石圈分為了若干個板塊,在地球內部活動的驅動下,這些板塊會以緩慢地移動。
雖然對于我們人類來講,這些板塊的移動速度極為緩慢,但如果把時間跨度拉得足夠長,板塊運動卻可以讓地球表面出現巨大變化,在有些時候,板塊運動甚至能讓地球表面幾乎所有的陸地都聚集在一起,形成所謂的“超級大陸”。
在地球的歷史中,“超級大陸”曾經多次出現,距今最近的被稱為“盤古大陸”(Pangea),其出現時間大約在3.34億至2.55億年前之間。研究表明,在此期間,地球的平均溫度明顯偏高,比現在的地球還高出了大約10攝氏度。
(↑“盤古大陸”)
科學家發現,當時地球大氣中的二氧化碳濃度異常偏高,達到了驚人的2100ppm,而正是這些氣體所造成的“溫室效應”,導致了當時地球上的高溫。
這些二氧化碳是哪來的呢?科學家認為,它們來自于地球的內部,具體點講就是,由于在“盤古大陸”的形成期間,板塊之間會出現頻繁的碰撞或擠壓,因此那時地球上的火山運動就非常活躍,致使那些原本封存在地球內部的二氧化碳被大量的釋放出來。
可以預見的是,隨著地球板塊運動的持續,“超級大陸”在未來很可能會再次出現,那具體是什么時候呢?實際上,這正是此次研究的主要內容。
在研究工作中,科學家利用多年來累積的地球板塊運動探測數據,再結合與之相關的理論建立起了計算機模型,在經過大量的模擬之后,得到的最佳結果是:下一個“超級大陸”,會出現在大約2.5億年之后。
(計算機模擬出的下一個“超級大陸”的大致形狀)
科學家表示,在下一個“超級大陸”形成的期間,與“盤古大陸”類似的情況會再次出現,也就是說,那時地球的平均溫度又會出明顯偏高。
由于太陽的持續變亮,“盤古大陸”形成期間的太陽輻射其實比現在更弱,而在2.5億年之后,太陽輻射又會比現在更強。
在此基礎上,再加上溫度上升過程中的正反饋效應(例如溫度上升會造成極地冰雪層融化,冰雪融化又會導致地球表面的反照率降低,進而使地球吸收到更多的太陽輻射,推動溫度繼續上升,而溫度的上升又會導致更多的冰雪融化),因此屆時地球的平均溫度的上升幅度就將會比“盤古大陸”大得多。
根據此次研究的計算,到那個時候,地球的平均溫度將會上升至46.5攝氏度,并持續數千萬年的時間,而這樣的地球,顯然不再適合人類生存。當然了,這只是基于地球自然演化的預測,或許我們可以樂觀地認為,人類持續進步的科技,應該可以在遙遠的未來阻止這種情況的出現。
參考資料:Climate extremes likely to drive land mammal extinction during next supercontinent assembly,Nature Geoscience volume 16, pages 901–908
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