科學家:地球還有45億年壽命!為何留給人類的時間才1億年?

據報道,中國科學院院士汪集旸表示 :

地球的壽命還有45億年,不用擔心開發會讓其很快枯竭。不僅如此,地球還像個充電寶,既能作「電源」對外輸出地熱能源,也能像「電池」儲能以備后用。地熱可以用于農業、發電、給南方供暖。網友表示:「地球牌」 充電寶,再用45億年。

可以說地球的壽命是相當長,但這并不意味著人類可以一直在地球居住,事實上,科學家很早就發現, 大概再過1億年的時間,地球就不再適宜人類居住了。

那麼問題來了,為何地球的壽命這麼長?為何留給人類的時間只有1億年。

地球的一生

我們都知道,地球屬于太陽系八大行星中的一員,距離太陽1.5億公里。太陽系從里到外的行星排序分別是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

前四顆行星是固態行星,后四顆則是氣態行星。話說在46億年前,在現在太陽系的位置上,有一片長達2光年的分子云,由于某些原因,導致引力平衡被打破,這片分子云在引力的作用下,開始向中心聚攏,形成一個球體,由于分子云中粒子的引力勢能轉化成內能,導致溫度急劇升高,形成早期的恒星胚胎,進一步演化后成為一顆恒星,也就是太陽。

在形成太陽的過程中,還會留下一些殘渣碎片,它們在不同的軌道上,依靠引力匯聚在一起形成一個個天體,其中就包括各種行星。而且過程也與太陽形成類似,分子云的引力勢能會轉化成內能,使得它們的內核溫度都非常高。地球大概也就是在太陽系誕生后不久形成的,大概是在距今45-46億年前這個區間段。

地球形成時的溫度非常高,完全就是一顆火球。之所以沒有變成恒星,是因為質量不夠大,無法催生核聚變反應。

地球形成之后,在接下來的歲月里,溫度就開始不斷下降,形成了固態地殼,它們像棉被一樣覆蓋在地球表面,而地殼之下,則是地幔和地核,溫度非常高,但由于地殼的存在,地幔和地核的能量并沒有快速釋放出去,相反它們釋放得非常慢。

地球誕生到現在接近46億年,這些能量的耗損幾乎可以忽略不計的存在。

地球的能量主要還是依靠太陽輻射的能量。只是人類對于太陽輻射的使用率也極其低,如果把太陽的功率比作是錢,那麼太陽在單位時間內向宇宙撒70萬億的錢,抵達地球的能量大概相當于3萬塊,而被人類所使用的能量大概相當于3塊。

我們不要忘了,地球內部還有大量的能量,而有相當一部分的太陽的能量會通過光合作用被固定在生物圈,進入到生態鏈,養活大量的地球生物,它們死后還會被埋入到地下儲存起來。因此,在研究地球時,科學家提到「三深」指的是 深海、深空、深地,其中深海和深地都蘊含著大量的能源。

從某種程度上說,地球不僅自身能量充沛,還在被太陽不斷充電,現在正值壯年時期。人類如果能夠善于開發這些能源,其實根本不需要擔心能源危機的問題。

尤其是地熱,曾有人估算過,即便地球走向生命盡頭,人類也根本用不完這些地熱資源。那地球的盡頭是什麼樣的呢?

這要從太陽說起。太陽屬于黃矮星,主序星時期大概有100億年前,所謂的主序星時期指的是可以穩定持續不斷地向外輻射能量的階段。當太陽主序星時期結束后,太陽內核的氫元素會被燒完,這時候需要開始轉換成燃燒氦元素,會有一次換擋的時間,此時的太陽會膨脹開來,按照現在的估算來看,太陽的大氣會淹沒地球,地球有可能就此走向生命盡頭。因此,留給地球的時間也就是40-50億年之間。

那照理說,人類應該也可以一直居住到地球毀滅之時才對,又為何只有1億年的時間呢?

地球升溫

人類現在已經被全球變暖的問題所困擾,根據科學家們的估算,溫度升高1.5度-2度之間,人類就會損失慘重。可是我們要知道的是,我們所做的努力都是小尺度上的改變地球溫度,但是從[大尺度]上看,地球的升溫是不可避免的。為什麼這麼說呢?

我們都知道,地球的能量主要來自于太陽輻射。而太陽輻射依靠的是太陽內核的核聚變反應。主要的過程是:4個氫原子核通過核聚變反應生成1個氦原子核,在這個過程中會向外釋放大量的能量,但由于太陽自身引力十分強大,把核聚變束縛在了太陽內核的位置,同時也確保了核聚變反應不會太過劇烈,引力與核聚變對外產生的壓力形成了動態平衡。

但我們要知道的是,質量越大,引力就越大,而由于核聚變反應,太陽每秒都有420萬噸的質量要轉化成能量釋放出去,這就導致了大量的質量損耗。隨著時間的推移,引力就會越來越小,對核聚變反應的束縛能力在降低,核聚變反應會越來越劇烈,釋放的能量也越來越多,地球接收到的太陽輻射也就增加。

科學家通過計算發現, 10億年后,地球會因為溫度太高而無法適合任何的生物生存,地球將會變成一片荒漠。

當然,10億年對于人類來說還是太過漫長。但實際上,自然界留給人類的時間根本也沒有10億年。

科學家發現由于溫度的持續升高, 5億年后,地球的溫度已經足夠讓植物無法生存,到那個時候,以植物為基礎的食物鏈就會崩潰,而人類是需要依靠這個食物鏈才能生存的,因此,人類其實很難挺過5億年后這個檻。

估計很多人會覺得,5億年和10億年其實區別也不大,對于人類來說都太過漫長了。但事實上,1億年后,還有一個檻,這就是銀河系會和人馬座矮橢球星系合并。

在宇宙中星系之間的關系就像貪吃蛇游戲一樣,大的吃小的,越吃越大,銀河系未來會把人馬座矮橢球星系合并掉。科學家發現,每次發生星系合并時,地球上都會出現極端氣候,導致生物大滅絕事件。

因此,如果人類1億年后仍舊存在,肯定會遭遇這個巨大的挑戰,能不能跨得過去都很難說。更不要說,在這個1億年里也充滿艱險,大規模核戰爭,大規模生化戰爭,氣候巨變,小行星撞擊地球等原因都有可能導致人類滅絕。

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