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[工程技术知识]大约多少年后地球不再是处于太阳系宜居带了? |
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如今极端气侯增多,是否是地球远离宜居带的开始 |
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目前地球已经在太阳宜居带内边缘了。如果不考虑人类因素,显生宙大约还有6-7亿年的时间,也就是地球有12亿年左右的繁荣时代(从5.4亿年前寒武纪大爆发开始算)。7亿年以后因为太阳的亮度已经是现在的107%,地球均温届时会高达40度,大部分植物会消亡,复杂动物也会消亡,地球从此脱离狭义的太阳宜居带。但是原核生物依旧会顽强得生活在两极/地下/大气层中,预计28亿年后地球才会彻底没有生命存在。 |
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地球现在已经处于宜居带内边缘了,也可以说已经离开或正在离开宜居带,太阳辐射早已超载。 之所以看起来还很宜居,只是因为经过数十亿年的生物改造,整个地球的大气成分,地壳表层,海洋成分,都发生了巨变,正是这些外挂,强行维持着地球的宜居状态。 首先,由于植物长期的光合作用和生物作用,本应以CO2和CH4为主的大气成分被强行扭转为N2和O2为主,极大的降低了温室效应,让地球均温降低到15℃,否则,地球均温应该是50℃ 其次,地壳表层经过生物圈的长期循环,覆盖了一层厚厚的腐殖质,保证植物可以以极快的速度吸收营养物质,长期维持地表植被覆盖率,维持大气脆弱的平衡。 大气中高浓度的氧气产生的分压让溶解于海水中的氧气浓度大幅度提升,创造并维持了繁荣的海洋生态系统,同样维持住大气中的气体浓度。 如果没有生物圈对大气陆地海洋的持续改造和维持,以当前太阳的辐射能量,地球大气会全是CO2,均温高达50℃,海洋蒸发殆尽,陆地尽是荒漠,就是个削弱版的金星。 ——————————————— 火星的太阳辐射只有地球的43%,由于质量太小,大气压不到地球的1%。 让ai算了下,如果火星大气压提高100倍,跟地球一样,以火星95%的CO2浓度,平均气温应为15℃,跟现在的地球一样,火星才是真正的宜居带。 现在的地球就像淹没在沸水中的气泡,周围早已不适合生存,只靠着精细的生态平衡勉强维持着内部的低温,一旦气泡破裂,一切就结束了。 |
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超过十亿年。 看起来,提问者看了一些虚假信息,对世界产生了一些萌萌哒的认识。当前全球气候变化跟宜居带没有任何关系。 截至 2026 年,“宜居带”的标准远未统一。对于太阳系,以“只考虑来自恒星的热量时,天体有可能在表面保留液态水”为标准粗糙划定的广义“宜居带”可以十分宽广:距离太阳约 0.725 天文单位到 3 天文单位,1 天文单位约 1.5 亿千米。火星现在就位于太阳系的广义“宜居带”内,金星在每个金星年里的大半时间也如此。 狭义“宜居带”是“只考虑来自恒星(尤其是主序星)的热量时,行星可以在适宜的大气条件下在表面长期维持液态水的轨道范围”。以现在估计的太阳在过去数十亿年间的输出变化规律,火星从来都不在其中,金星曾经在其中。 当前太阳系的“宜居带”可以参考下图,浅绿色代表广义“宜居带”,深绿色代表狭义“宜居带”的一种方案: |
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by EvenGreenerFish,CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=21359375 在这问题下声称当前地球处于太阳系宜居带内边缘的回答是错误的,回答者大概没搞懂“宜居带”的定义——当前学术界的各种定义都不考虑什么样的生物可以在天体表面存活。 当前历史阶段,太阳的平均输出在随着时间流逝增强。不计来自智慧的干预,估计植物(至少是多细胞植物)将在今后 8 亿年内灭绝,带走许多其他生物。在那之后,地球上仍然会有生物存活下去——或许直到地球的终结。那之后,或许会有来自地球的微生物比地球存在更久。 当前地球上有许多耐环境的化能合成微生物,其中一些物种可以利用电离辐射合成有机物,它们可以生存在许多不处在任何当前定义的“宜居带”内的岩石行星的地层里、许多不处在任何当前定义的“宜居带”内的行星的浓密大气里(无论是不是岩石行星),可以接受过冷水、过热水、只有水蒸气与小液滴等条件。如果按这些家伙的环境耐性去划广义“宜居带”,那简直没有划的必要。 对于太阳系外行星,当前划定的“宜居带”往往因缺乏数据而没有认真计算天体的温室效应、气压之类。就更不要提潮汐加热了。 木卫二的冰下海看起来对多种现存地球微生物宜居。可以参考: 卫星欧罗巴的洋流系统应该是怎么样的? 天体形成过程的余热、放射性物质衰变热、潮汐加热等可以在外表完全冻结的天体内部产生强大的热流。 |
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关于地球生物的未来: 在当前历史阶段,太阳的亮度每 1.1 亿年增强约 1%,这增速在慢慢加快。不考虑来自智慧的干预,距今约 10 亿年后,亮度增强 10% 的太阳可以让地表温度升至 47~70 摄氏度,大量蒸发海水,形成正反馈[1]。 早在那之前数亿年,地表温度上升引起的化学反应加快就可以导致大气二氧化碳浓度崩盘,杀死大量多细胞真核生物: 硅酸盐矿物的风化速率增加,大气中的二氧化碳转化为碳酸盐的速度加快。如果没有什么生物演化得能高效率分解碳酸盐,那么从现在起约 6 亿年后,大气二氧化碳浓度将低于维持 C3 光合作用所需的下限(约百万分之 50),引起大量植物死亡,从而带走依赖它们的许多动物。C4 光合作用需要的大气二氧化碳浓度下限约百万分之 10,允许 C4 光合作用从现在起继续进行 8 亿到 12 亿年。你可以预期“植物演化得更擅长固定低浓度二氧化碳,会加速大气二氧化碳浓度的下降”,从而形成自我毁灭的趋势,让植物在 5 亿到 9 亿年后提前灭绝。一些微生物能在二氧化碳浓度低至百万分之 1 的情况下进行光合作用。约 16 亿年后,这种光合作用也难以再进行下去,地球生命将进入“在深层地下靠化能自养·辐射自养·红外线光合作用等维持”的时代。预计这可以持续到 28 亿年后[2]。你可以预期“有一些多细胞真核生物可以和微生物共生到那个时候”。 距今约 30 亿年到 40 亿年后,地球上可能会发生金星现在展示的失控温室效应,而且那时太阳的光度会比现在强得多,地表温度可以达到 1330 摄氏度[3]。这可能足以歼灭地球上所有的多细胞生物,或是所有地球生物。 |
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Wikimedia commons user RJHall. CA SA-3.0. based on Ribas, Ignasi (February 2010) Solar and Stellar Variability: Impact on Earth and Planets, Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium, volume 264, pp. 3-18. 在太阳变成红巨星后,其光度将足以烤得碳酸盐岩石将二氧化碳重新释放到地球大气中。 这些对人来说完全不重要。显然,如果人类或人类的后继者的技术文明可以存在到上述时间,即使不考虑他们早就可以将太阳拆成红矮星与大量氢储备的概率,“在地球上或地球轨道上配置大量的反光镜”之类听起来十分呆萌的手段就能解决这些问题。 参考^Jérémy Leconte, Francois Forget, Benjamin Charnay, Robin Wordsworth, Alizée Pottier. Increased insolation threshold for runaway greenhouse processes on Earth-like planets. Nature, 2013; 504 (7479): 268 DOI: 10.1038/nature12827^https://doi.org/10.1017%2FS147355041200047X^https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2002ASPC..269...85G 送礼物 还没有人送礼物,鼓励一下作者吧 |
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人类文明才多久啊? 就考古新石器时代一万年? 开始种植作物有粮仓几千年? 有文字4-5000年? 太阳绕银河一圈得花2亿年。 送礼物 还没有人送礼物,鼓励一下作者吧 |
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看你怎么定义。如果人类没办法生存,基本上就是7到8亿年后。单纯的生命可以繁殖,哪怕单细胞生物也行,是16到28亿年。 |
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