10亿年之后:太阳令地球上水分蒸发殆尽

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随着太阳演变成红巨星,地球的海洋就将沸腾、蒸发并消失,变得不再适合人类居住。



壮观的日冕物质喷发


北京时间4日消息,据国外媒体报道,在几十亿年之后,太阳将变成一颗红巨星,其体积之大,足以将地球吞噬进去。但是,早在这一事件发生之前,地球就已经不再适合人类居住。在距离现在大约10亿年的时候,太阳的热量就足以使地球的海洋蒸发、沸腾并消失。

目前,太阳仍然被归为主序星,意味着它正处于生命期中最为稳定的状态,在其核心中进行着将氢原子转变为氦的反应,并创造出能量。对于太阳这样的恒星,其主序星时期可以持续大约80亿年多一点。我们的太阳系年龄大约为45亿年,已经走完了一半以上的稳定期。

恒星消亡


经过80亿年将氢原子转化为氦原子的时期之后,太阳的下一阶段变得有趣起来。由于氢原子已经耗光,太阳的核心只剩下氦。问题是太阳核心的温度和密度都不够高,无法利用氦原子。

在恒星内部,引力将所有的气体拉向中心处。当恒星还以氢原子为燃料时,氦的生成会制造出足够的外向压力,平衡引力的作用。然而,当恒星核心没有足够的燃料时,引力就开始发挥主导作用。

最终,引力会导致恒星向中心压缩,开始燃烧核心——此时已经充满了氦,成为惰性的氦核——外围的氢气层。氢气层的燃烧显著增加了恒星的亮度。同时,由于中心的压缩,使得恒星外层的部分向外扩展,从而使体积膨胀。体积膨胀的程度超过了发光能力的增加,使恒星表面的有效温度下降,从而使颜色从白-热变成了红-热。因此,此时的恒星变得更亮、更红而且体积更大,我们将其称为“红巨星”。

地球的末日

众所周知,当太阳完全演变成红巨星的时候,地球将无法继续存在。太阳表面很可能会扩张到现在的火星轨道,尽管地球轨道也可能向外扩张一些,但并不足以抵抗太阳的引力作用。届时地球将被太阳吞噬,分崩离析。

早在地球被吞噬之前,地球上的生命就已经迎来末日。甚至早在太阳核心的氢原子耗尽之前,其状态也已经发生了显著的变化。随着氢的消耗,每10亿年,太阳的亮度将增加约10%。亮度的增加意味着地球接收到的热量增加。随着温度升高,地球表面的水将开始加速蒸发。

对太阳来说,亮度增加10%听起来似乎并不是什么大事,但对地球生命而言,这就是灾难性的。10%的能量变化已经足以改变太阳系适居带的范围。适居带是指行星系中适合生命存在的区域,在这一区域内,行星表面可以存在稳定的液态水。

如果太阳亮度增加10%,意味着地球将不再处于适居带内。地球的海洋将蒸发殆尽。当太阳核心的氢完全耗尽的时候,火星将进入适居带内,而那时的地球表面已经因为温度太高已经无法保持液态水的存在。


不确定的模型


太阳亮度增加10%,以及其所引发的地球海洋蒸发,将发生在大约10亿年以后。目前对于这一过程发生的快慢还存在争论。大部分模型认为,随着海洋蒸发,越来越多的水将保存在大气层中,而不是地球表面。水蒸气成为一种温室气体,吸收更多的热量,从而导致更多的海水蒸发,直到地球表面最终干涸,水全部存在于大气层中,但是温度极高。

由于大气层中充满了水,受到来自太阳高能射线的轰击,大气层最顶部的水分子会不断分解,以氢原子和氧原子的形式逃逸到太空,最终使地球的水完全消失。

目前众多模型的争论点在于,地球到达这一阶段的速度会有多快。有的模型指出,地球将在10亿年这个点之前变得不适合居住,因为在地球升温的同时,岩石、海洋和板块构造的互相作用会使水分干涸变得更快。还有的模型认为,生命或许能够支撑比10亿年更长一点的时间,因为不同的生命形式所需的条件不同,板块构造的活动也会周期性地释放一些关键化学物质。

地球是一个复杂的系统,没有任何模型可以完美匹配。不过,地球生命繁荣的时间很可能不到10亿年了,星际移民将是我们必然面临的选择——如果人类还存在的话。

GuoLuke2 发表评论于
这不就是那个成语吗?杞人忧天
irvinelee 发表评论于
大自然有生有灭。人类科技进化到逃脱灭亡的命运也好,人类最终完蛋也好,重要吗?在浩瀚的宇宙面前,人类的存亡根本就是无足重轻的小事。
喝了洋墨水的土土嫂 发表评论于
评论都太有喜感了,哈哈
笔名累同 发表评论于
大家千万不要把这篇文章转到微信上,轻则造成抢购矿泉水和空调,重则搞到所有银行被挤兑。
二舅 发表评论于
到不了一亿年人类就灭绝了,无需杞人忧天担心十亿年后如何。
大青虾 发表评论于
人类只有一个地球,污染环境这种事真的是要断子绝孙的。
gte938x 发表评论于
乐观的估计是,过10亿年人类工程可以给地球装上驱动力,利用太阳变亮释放的巨大能量,或其它能源,驱动地球变轨保持在适居带。再过几十亿年太阳不存在时,人类工程已经完成为地球加装穹顶,利用宇宙暗物质能量维持地球的生存。那时地球本身就是一个自给自足的宙际飞船,并且应该知道自己的目的地。
X723 发表评论于
用不到十億年人類肯定把地球玩完.
pieq314 发表评论于
很基本的天文常识。

另外文章中说的年份也不太对:太阳总寿命不是80亿年,是100亿,现在过了46亿,还剩50多亿。
purplelavender 发表评论于
再过一千五百年,人类或者会变成一束光一束线穿越于宇宙之间?而不再以肉身这个几维空间生存了:)
老不正经的 发表评论于
我怎么觉得照现在这个发展趋势,人类能再存在一千年就是奇迹了。到时候地球上全是机器人,即不怕热也不需要水,有能量块就行。汽车人,变形!齐齐酷酷咔咔
二百五的看法 发表评论于
不知道那时候我是否还活着。
杀敌三千,自伤一万 发表评论于
嗯,用不了10亿年,人类早已进化成神了。没有水,热点儿算个P
likestock 发表评论于
那时,到处都是PM2.5.
旁观客之一 发表评论于
北京时间4日消息,据国外媒体报道,在几十亿年之后,太阳将变成一颗红巨星,其体积之大,足以将地球吞噬进去。
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真是了不起的新闻。

三十多年前中国的儿童读物就有清楚描述。要不是文革耽误,四五十年前就应该知道。

这些记者小时候都不看课外书吗?

老人新ID 发表评论于
"这么多年来,对未来的预测,基本都是不靠铺的,科学家尤其不靠铺"

这么多年, 相对于10亿年算个球!
ccch 发表评论于
楼下这种人,连中国字都不会写,你指望他学过自然科学?
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重新打酱油 发表评论于 2015-03-03 23:46:39
你本人应该没学过什么自然科学吧?
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kayura 发表评论于 2015-03-03 20:55:14

这么多年来,对未来的预测,基本都是不靠铺的,科学家尤其不靠铺。
重新打酱油 发表评论于
你本人应该没学过什么自然科学吧?
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kayura 发表评论于 2015-03-03 20:55:14

这么多年来,对未来的预测,基本都是不靠铺的,科学家尤其不靠铺。
leonardo2025 发表评论于
人类的肉身不过是装载我们灵魂的一个躯壳。可以想象,在不远的将来只能机器人将完全取代人类。只要智能存在,灵魂存在,就不在乎它以什么方式继续存在下去。
zzbb-bzbz 发表评论于
宇宙中生命无处不在
好奇心想象力 发表评论于
人类还能生存几万年?有谁知道?
应声虎 发表评论于
这还要靠“国外媒体”报道吗? 很基本的天文常识。
SoWhatAgain 发表评论于
我的天啊,我太害怕了,那我们怎么办??????????
邵志尚 发表评论于
科学家们,
要政府现在投资应对吗?
老品闲 发表评论于
也许用不了一万年,人类只要没有被突发事件毁灭,就可以在宇宙自由创造生存空间,不再束缚于哪一个星球,哪一个星系。
Freewilly 发表评论于
人类的进步放在历史长河里看只非常迅速的. 就看看人类近500年的知识的进步就可以.

我几乎可以肯定, 1000之内, 人类一定可以找到除地球外哈能适合人类生存的星球. 10亿年后, 人类也许可以改变宇宙.
ct2009 发表评论于
奇怪那个姓柴的美国人的妈怎么没有讲这事儿?
kayura 发表评论于
这么多年来,对未来的预测,基本都是不靠铺的,科学家尤其不靠铺。