有一位童鞋提了這樣一個(gè)問(wèn)題:太陽(yáng)每天燃燒損失巨大批糟,引力減小,地球軌道越來(lái)越遠(yuǎn)會(huì)變冷嗎看铆?
如果真的是這樣就好了徽鼎,可惜不是,相比于凍死弹惦,我們未來(lái)更需要關(guān)心的可能是被烤熟的問(wèn)題否淤。
首先來(lái)把這個(gè)問(wèn)題拆開(kāi)來(lái)看看吧。太陽(yáng)是不是每天燃燒缺失巨大棠隐?是的石抡。引力是不是在減小助泽?是的啰扛。地球是否曾經(jīng)變冷?是的嗡贺,那么地球在未來(lái)有可能變冷嗎隐解?是的。但最重要的是——這二者之間不存在邏輯關(guān)系呢诫睬。
也就是說(shuō)煞茫,地球的溫度變化與距離太陽(yáng)變遠(yuǎn)之間沒(méi)有直接的關(guān)系,而且正是因?yàn)槿绱耍乔虻拿\(yùn)才如此難以捉摸续徽。
那么地球的氣溫主要是由什么決定的呢蚓曼??jī)牲c(diǎn):
1、太陽(yáng)的生命周期
2炸宵、地球的表面氣候變化
太陽(yáng)越老越燥
首先說(shuō)第一點(diǎn)辟躏,恒星與我們常識(shí)的火球完全不一樣谷扣。一根蠟燭可能在早期燃燒的時(shí)候會(huì)非常熱土全,然后火焰會(huì)一點(diǎn)一點(diǎn)變小,最后熄滅会涎。而像太陽(yáng)那樣的恒星其實(shí)根本沒(méi)有燃料完全耗盡的時(shí)候裹匙,基本燃料是氫,但是氫消耗完了之后剩下的氦是廢料么末秃?根本不是概页,其實(shí)是太陽(yáng)無(wú)法利用的“高階燃料”,在質(zhì)量大于地球2.25倍的恒星中练慕,這些廢料會(huì)進(jìn)入下一階段的消耗……碳聚變惰匙。
質(zhì)量大也就意味著溫度高壓力大,所以我們的太陽(yáng)其實(shí)是溫度低铃将,壓力小的(相對(duì)而言项鬼,雖然它的核心已經(jīng)擁有1500萬(wàn)度的高溫與2445億個(gè)地球大氣壓)。這樣的條件下氦是無(wú)法聚變的劲阎,而又因?yàn)楹さ馁|(zhì)量比氫要大绘盟,在氣體對(duì)流的過(guò)程中它們會(huì)逐漸積壓,在太陽(yáng)的核心富集悯仙。
太陽(yáng)能維持其體積是核心輻射“吹”起來(lái)的龄毡,因?yàn)樵丛床粩喾懦龅墓馀c熱,但是當(dāng)氦在內(nèi)部富集后锡垄,這些物質(zhì)占有了核心的體積卻不釋放能量沦零,于是總體的能量輸出就會(huì)變小。到這里為此還是和蠟燭基本一致的走向货岭,燃料的減少路操,廢料的增加讓“火焰”變得暗淡了。
但是問(wèn)題就在于太陽(yáng)可是一顆擁有巨大質(zhì)量的恒星呀茴她!太陽(yáng)外層的物質(zhì)既然是被“吹”起來(lái)的寻拂,那么自然也會(huì)在能量輸出變?nèi)醯臅r(shí)候“掉”下去,向內(nèi)部坍塌丈牢。地球上的經(jīng)驗(yàn)告訴我們祭钉,一個(gè)物體從高處落下必然會(huì)釋放很多能量,于是下墜的富氫外層物質(zhì)會(huì)把內(nèi)核部分區(qū)域“碰”得更熱己沛。
更高的溫度會(huì)引發(fā)更強(qiáng)烈的核聚變慌核,于是更強(qiáng)的能量輸出會(huì)將下落的恒星外層頂住甚至反向向外吹去距境,也就是說(shuō),太陽(yáng)內(nèi)核反而會(huì)“燒”得更快垮卓,變得更熱垫桂。
在這種惡性循環(huán)的作用下,太陽(yáng)只能內(nèi)核越來(lái)越熱粟按,體積越來(lái)越大(因?yàn)轶w積增大的速度比內(nèi)核升溫的速度還快诬滩,因此表面倒是會(huì)越來(lái)越?jīng)觯贿^(guò)問(wèn)題在于表面涼了也有1000度以上……)灭将。在最夸張的終結(jié)之時(shí)疼鸟,太陽(yáng)的體積將會(huì)比現(xiàn)在擴(kuò)大2000萬(wàn)倍!甚至有可能直接吞沒(méi)地球與火星庙曙。
那太陽(yáng)的質(zhì)量消耗呢空镜?變老了變熱了也變輕了地球不是也應(yīng)該變得更遠(yuǎn)了么?很不幸捌朴,在整個(gè)太陽(yáng)壽命同期中因聚變消耗的質(zhì)量只占總質(zhì)量的0.7%……
好吧吴攒,看來(lái)太陽(yáng)變輕,太陽(yáng)變老砂蔽,太陽(yáng)變熱都在同時(shí)進(jìn)行著洼怔,只是速度差別有點(diǎn)大……那么地球?yàn)槭裁丛?jīng)歷過(guò)特別寒冷的冰河時(shí)代呢?其實(shí)這與太陽(yáng)關(guān)系不大察皇。太陽(yáng)雖然在變化茴厉,但是都是以億年為單位的,而氣候劇變則多是發(fā)生在百萬(wàn)年的尺度上什荣,如果說(shuō)太陽(yáng)變暖就像一臺(tái)空調(diào)將房間吹熱矾缓,那么冰河時(shí)代發(fā)生與消逝的全過(guò)程大約等于打一個(gè)響指的時(shí)間。
氣溫就像鋼絲上的芭蕾
地球的溫度變化主要是由地球自己的內(nèi)部循環(huán)左右的稻爬,特別是溫室氣體的含量嗜闻。
宇宙的溫度要想變化實(shí)在是太容易了,地球要保持一個(gè)生命合適的溫度正如同一曲鋼絲上的芭蕾桅锄,一點(diǎn)點(diǎn)小的氣體含量波動(dòng)就會(huì)引發(fā)巨大的變化琉雳。溫室氣體是個(gè)好東西,如果沒(méi)有溫室氣體友瘤,地球大概只有零下18℃翠肘。二氧化碳、甲烷辫秧、水蒸氣都是效果強(qiáng)大的溫室氣體束倍,但是它們與地球的生命變化又息息相關(guān)。
例如有史以來(lái)時(shí)間最長(zhǎng),破壞最大但死傷最少的冰河時(shí)代是距今約26億年的新太古代大冰期(因?yàn)槟菚r(shí)候地球上還只有細(xì)菌)绪妹。一些微小的細(xì)菌甥桂,曾經(jīng)被我們稱為藍(lán)藻但事實(shí)是卻是原核生物的藍(lán)細(xì)菌通過(guò)光合作用釋放了大量的氧氣,將大氣中的甲烷都氧化了邮旷,而甲烷的溫室作用效果是二氧化碳的20~25倍黄选,是當(dāng)時(shí)維持地球表面溫度的主力。
地球因此陷入了約4000萬(wàn)年的超長(zhǎng)冰期……總而言之婶肩,地球的溫度變化是真實(shí)存在的办陷,但與太陽(yáng)關(guān)系真不大,與生命活動(dòng)與地質(zhì)變化倒是密切關(guān)聯(lián)狡孔,基本都是地球自己的問(wèn)題懂诗,就從過(guò)去幾億年的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)的話蜂嗽。
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