为什么全球变暖会让地球灭亡

人们喜好把地球看作是最适合生命保存的处所, 因为它知足了今朝我们所知适合生命保存、繁衍和繁荣数十亿年的所有前提 。 究竟结果地球年夜气层厚薄适中, 概况又有液态水存在 。 海平面上压力和温度的连系让水存在当作为可能 。

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图片:ISS Expedition 7 Crew, EOL, NASA, via
幸运的是地球生命并不只能依靠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很多恒星比拟并无特别, 但与那些在天空中发出短暂光线的恒星又年夜不不异, 我们的太阳将在银河系中不变地燃烧数十亿年(一百亿年, 今朝已过半, 还能再燃烧50亿年) 。 若是太阳以今朝的亮度照射地球, 地球所做的就只是白日接收太阳光晚上辐射归去;那么按照物理定律地球概况的温度应该是:255开尔文(- 18°C / 0°F) 。
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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, 我们所处的宿世界比这个平均温度要和缓得多 。 笼盖在地球概况的云层、二氧化碳和水蒸气接收了从地球概况释放的红外线, 让地球连结在了更为暖和的33°C(59°F) 。 数十亿年前地球的年夜气中甚至含有可以或许容纳更多热量的甲烷 。 固然一般认为地球变暖不是一件功德, 但在几十亿年前, 这是不成或缺的 。
恒星获得能量的体例来自于其焦点核聚变:例如太阳就是经由过程燃烧将氢转化当作氦获得能量 。 当焦点温度升高时, 聚变的速度就会增添, 恒星燃烧发生的温度也就更高 。 在年夜大都环境下认为质量越年夜的恒星燃烧发生的温度也越高(因为燃料燃烧的速度更快) 。 但跟着恒星衰老, 越来越多的氢转化为氦, 焦点也起头缩短 。 当然引力缩短会释放能量, 但这些能量无处可去, 所以只能被限制在恒星的焦点, 从而导致焦点的温度升高 。
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图片:Wikimedia Commons user Kelvinsong
把这一切放在一路来看, 获得了一个不容轻忽的结论:跟着恒星春秋的增加, 它燃烧的燃料越来越多, 释放出的能量也会越来越多!太阳系降生45亿年后的今天, 太阳比早期释放的能量多了20% 。 若是不是因为年夜气层的温室效应, 早期的地球会像今天的火星一样被寒冰笼盖 。 跟着时候的推移, 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候标准来权衡的, 而是数亿年 。
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行星年夜气层中的能量本家儿要来自于太阳(恒星) 。 图片版权:Wikimedia Commons user RJHall, based on Ribas, Ignasi (2010)
太阳能量增添1%并不是灾难性的, 可是太阳亮度每1亿1000万年年夜约就会增添这么多 。 在某种水平上10%与30%之间增添并没有对地球发生灾难性的影响是依靠于地球的年夜气层 。 然而地球上的温度总会达到一个临界点:概况平均温度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 。 一个太热的宿世界, 水是不成能存在的;别的地球概况的生命也将不复存在 。 尽管可能有一些伶俐的物种在地球高层(更冷的)年夜气中成立一个新的家园 。
对这一现象呈现时候估量是在一二十亿年后, 尽管这种估量存在着半斤八两年夜的不确定性, 但我们有足够的时候来找出一些伶俐的解决法子, 好比将地球扭转到离太阳更远的天气更适宜的处所 。 然而若是不如许做, 任其成长下去, 那地球将在不久的未来走标的目的灭亡 。 这也许意味着像红矮星那样更冷, 更暗(不竭燃烧)的恒星可能比太阳这颗的黄白色恒星更适合建造家园 。

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