為什么全球變暖會讓地球滅亡

人們喜好把地球看作是最適合生命保存的處所，因為它知足了今朝我們所知適合生命保存、繁衍和繁榮數十億年的所有前提。究竟結果地球年夜氣層厚薄適中，概況又有液態水存在。海平面上壓力和溫度的連系讓水存在當作為可能。

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

幸運的是地球生命并不只能依靠于地球與太陽之間這段合適的距離（天文學中稱為宜居帶）。銀河系中太陽與其他很多恒星比擬并無特別，但與那些在天空中發出短暫光線的恒星又年夜不不異，我們的太陽將在銀河系中不變地燃燒數十億年（一百億年，今朝已過半，還能再燃燒50億年）。若是太陽以今朝的亮度照射地球，地球所做的就只是白日接收太陽光晚上輻射歸去；那么按照物理心猿意馬律地球概況的溫度應該是：255開爾文（- 18°C / 0°F）。

圖片：ESA/IPEV/PNRA–B. Healey, via

你可能已經意識到這并不是地球上的平均溫度，我們所處的宿世界比這個平均溫度要和緩得多。籠蓋在地球概況的云層、二氧化碳和水蒸氣接收了從地球概況釋放的紅外線，讓地球連結在了更為暖和的33°C(59°F）。數十億年前地球的年夜氣中甚至含有可以或許容納更多熱量的甲烷。固然一般認為地球變暖不是一件功德，但在幾十億年前，這是不成或缺的。

恒星獲得能量的體例來自于其焦點核聚變：例如太陽就是經由過程燃燒將氫轉化當作氦獲得能量。當焦點溫度升高時，聚變的速度就會增添，恒星燃燒發生的溫度也就更高。在年夜大都環境下認為質量越年夜的恒星燃燒發生的溫度也越高(因為燃料燃燒的速度更快)。但跟著恒星衰老，越來越多的氫轉化為氦，焦點也起頭縮短。當然引力縮短會釋放能量，但這些能量無處可去，所以只能被限制在恒星的焦點，從而導致焦點的溫度升高。

圖片：Wikimedia Commons user Kelvinsong

把這一切放在一路來看，獲得了一個不容輕忽的結論：跟著恒星春秋的增加，它燃燒的燃料越來越多，釋放出的能量也會越來越多！太陽系降生45億年后的今天，太陽比早期釋放的能量多了20%。若是不是因為年夜氣層的溫室效應，早期的地球會像今天的火星一樣被寒冰籠蓋。跟著時候的推移，太陽將持續升溫。這種影響不是用幾百年、幾千年甚至幾百萬年的時候標準來權衡的，而是數億年。

行星年夜氣層中的能量本家兒要來自于太陽（恒星）。圖片版權：Wikimedia Commons user RJHall, based on Ribas, Ignasi (2010)

太陽能量增添1%并不是災難性的，可是太陽亮度每1億1000萬年年夜約就會增添這么多。在某種水平上10%與30%之間增添并沒有對地球發生災難性的影響是依靠于地球的年夜氣層。然而地球上的溫度總會達到一個臨界點：概況平均溫度373 k(100°C / 212°F)。換句話說，在某個時刻太陽會變得很熱，以至于海洋沸騰，這就是全球變暖的最終形式。一個太熱的宿世界，水是不成能存在的；別的地球概況的生命也將不復存在。盡管可能有一些伶俐的物種在地球高層（更冷的）年夜氣中成立一個新的家園。

對這一現象呈現時候估量是在一二十億年后，盡管這種估量存在著半斤八兩年夜的不確定性，但我們有足夠的時候來找出一些伶俐的解決法子，好比將地球扭轉到離太陽更遠的天氣更適宜的處所。然而若是不如許做，任其成長下去，那地球將在不久的未來走標的目的滅亡。這也許意味著像紅矮星那樣更冷，更暗(不竭燃燒)的恒星可能比太陽這顆的黃白色恒星更適合建造家園。

圖片：NASA/JPL-Caltech, via

全球變暖將撲滅地球上的生命：不僅僅是人類，也包羅地球概況的所有生命，還包羅海洋中的生命。從此刻起頭的10億或20億年后，在太陽釀成紅巨星并起頭熔化氦之前，地球上的溫度將會比任何我們所知道適合生物保存的溫度高得多。也許我們很是幸運，趕上了太陽與地球的最佳期間，若是寒武紀的爆發或者生物進化稍微慢一點，像我們如許的聰明生命可能永遠不會在時候場長河中呈現。

博科園-科學科普｜文 / Ethan Siegel / Forbes Science / S.W.A.B