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为什么说地球宜居的时间只有10亿年了?10亿年后会发生什么?
发布日期:2022-08-14 18:37    点击次数:81

虽然现在的地球是一颗充满生机的星球,但是地球却不可能一直都适合生命存在,随着时间的流逝,终有一天,地球将变得不再宜居。那么地球宜居的时间还有多久呢?科学家给出的参考答案是:10亿年。

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为什么说地球宜居的时间只有10亿年了呢?简单来讲就是,在过去的日子里,太阳一直在变亮,其释放出的能量也越来越多,而这样的情况在未来仍然会继续,估计在10亿年之后,太阳的亮度将在现有的基础上增加10%左右,进而导致地球不再宜居。

太阳持续变亮的原因是什么?

宇宙中恒星的能量产生机制可以简单地描述为,恒星的引力坍缩会使其核心区域的温度和压强越来越高,当达到一定程度的时候,就会引发核心区物质的核聚变,而核聚变释放出的能量就会形成一个向外的辐射压,当恒星引力与辐射压达到平衡时,恒星就会处于一种稳定的状态,从而持续地发光发热。

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太阳就是一颗稳定“燃烧”的恒星,其核心区的核聚变主要是“质子-质子链反应”(如上图所示),我们可以简单地理解为,在太阳的核心区,氢原子核源源不断地聚变成氦原子核,并向外释放出巨大的能量。

由于太阳核心区的温度和压强都不满足氦的聚变条件,因此太阳核心区的氦在生成之后就会不断堆积,这样就会造成核聚变的功率密度降低(或者说单位体积释放的能量减少),如此一来,太阳内部的辐射压就会变弱,于是太阳就会发生引力坍缩,而这会使其核心区的温度和压强出现提升。

由于核聚变反应的速率对温度和压强非常敏感,因此当太阳核心区的温度和压强提升之后, 换购网核聚变反应就会趋向激烈,其形成的辐射压也会相应地增加,这样就阻止了太阳的进一步坍缩,从而达到一个新的平衡。

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然而这种新的平衡其实是建立在更高温度和压强的基础上的,这就意味着,在太阳核聚变反应区外缘的邻近区域,此时也达到了核聚变的条件,换句话来讲就是,更多的物质会参与到太阳的核聚变中,这就会造成太阳的核心区比之前更大,释放的能量也就越多。

以上所述是一个缓慢而渐进的过程,随着这个过程的持续发生,太阳也就越来越亮了。

10亿年后会发生什么?

根据估算,10亿年后的太阳辐射将使地球表面的平均温度达到50摄氏度左右,在这样的温度下,地球表面的液态水将会不断地蒸发到大气层中,而由于水蒸气本身就是一种温室气体,因此当大量的水蒸气进入大气层后,其造成的温度效应又会使地球的温度进一步升高,而温度升高之后,又会使更多的液态水被蒸发……

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在这种正反馈机制下,地球的温度将会越来越高,海洋也会因此而蒸发殆尽,然而这仅仅是一个开始。

根据“海底扩张”理论,海洋的存在是板块运动的关键因素,地球没有了海洋,也就不再有板块运动,在这种情况下,地球内部压力的释放只有通过火山运动这个渠道了,据此可以推测出,届时地球上的火山运动将会比现在频繁很多,这会造成大量的二氧化碳从地球内部源源不断地释放到大气层中。

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地球上原本有两个机制可以消耗大气层中的二氧化碳,一个是植物和藻类的光合作用(这个相信大家都很熟悉,我们也就不细说了),另一个则是液态水,简单来讲就是,二氧化碳能够与液态水反应生成碳酸,然后这些碳酸又会与其他元素(如钙、镁等)反应生成碳酸盐,而这些碳酸盐中的大部分都会逐渐沉淀下来,并在漫长的时间里随着地质运动进入地球深处。

然而在10亿年后,植物和藻类都无法在严酷的自然环境中生存,海洋也蒸发殆尽,也就是说,上述两种机制都不存在了,因此届时地球大气层中的二氧化碳将无法得到清除,而随着火山运动的持续,越来越多的二氧化碳会从地球内部释放出来,进而在地球上引发失控的温室效应。

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实际上,地球的“邻居”——金星,就是因为失控的温室效应而成为了一颗表面平均温度接近500摄氏度的行星,而届时的地球估计也不会比金星好多少,也就不再是一颗宜居行星了。

尾声

当然了,“地球宜居的时间只有10亿年”这种说法并没有考虑到人类的因素,可以想象的是,假如在10亿年后地球上依然有人类存在,那么届时的人类应该可以解决太阳变亮的问题,不管怎么样,给地球装一把“遮阳伞”总可以吧?

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。



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