Когда Земля умрет? Теории и другие возможности

По | 07.07.2020

Любой, имеющий базовое понимание космологии, осознает уверенность в том, что когда-нибудь в далеком будущем наша Земля умрет. Но вопрос в том, как и когда. Смерть Земли может быть объяснена двумя способами; биологически и геологически.

Земля, согласно радиометрическим датировкам, была создана 4,5 миллиарда лет назад. С того момента впервые за всю жизнь появился миллиард лет или около того. С тех пор он пережил несколько периодов оледенения, ударов астероидов и несколько массовых вымираний. Только за последние сто лет Земля пережила ядерную войну, переживающую резкие климатические изменения. Так когда же Земля умрет? Это вопрос, который ученые давно пытаются решить, и на него нет простого ответа.

Основываясь на наших знаниях о Земле, Солнечной системе, небесном механизме и других подобных областях, исследователи смогли заключить сценарии, которые могут привести к разрушению планеты.

Влияние человека на будущее Земли

Шестое и продолжающееся массовое вымирание, известное как вымирание голоцена, является прямым результатом человеческой деятельности на Земле. Согласно 2019 году, в Глобальном докладе об оценке биоразнообразия и экосистемных услуг, около миллиона видов животных и растений в течение нескольких десятилетий исчезают из-за растущего влияния человека.

С 1950-х годов взрывной рост населения, сопровождаемый технологическим прогрессом людей, оказал огромное влияние на экосистемы Земли. Многие виды млекопитающих, рептилий, рыб и беспозвоночных, которые когда-то населяли планету, сейчас вымерли.

Нынешняя скорость исчезновения видов оценивается в тысячу раз выше средних фоновых темпов исчезновения. Концентрация углекислого газа в атмосфере выросла на 30 процентов после промышленной революции.

Есть несколько способов, которыми человеческие действия могут способствовать их гибели, такие как ядерная катастрофа, катастрофа, вызванная экспериментом, или генно-инженерная болезнь.

Ядерный голод

Облако в форме гриба и толща воды в результате подводного взрыва во время операции «Перекресток Бейкер» 25 июля 1946 года.

Ядерное оружие, одно из самых важных открытий 20-го века, может иметь катастрофические последствия для всех форм жизни на Земле. Крупномасштабная ядерная война на поверхности планеты, вероятно, приведет к предполагаемым катастрофам, таким как «ядерная зима».

Теоретически, выпадение радиоактивных осадков после детонации ядерного оружия заблокировало бы большую часть прямого солнечного света, достигающего поверхности Земли, что привело бы к глобальному похолоданию, приводящему к широко распространенному неурожаю и голоду, часто называемому «ядерным голодом». Согласно исследованию, проведенному в 1983 году группой исследователей, высокие уровни ультрафиолетового излучения, низкая температура и видимость в течение длительного периода могут разрушить системы жизнеобеспечения цивилизации.

Ядерная война значительных размеров, вероятно, будет иметь долгосрочные последствия, в первую очередь от выпавших осадков, а также может привести к «ядерной зиме», которая может длиться десятилетиями, веками или даже тысячелетиями после первоначального события.

Согласно отчету 2013 года «Врачи за предотвращение ядерной войны», более двух миллиардов человек столкнутся с голодом, если произойдет ядерный обмен между Индией и Пакистаном.

Угроза астероидов и комет

Планетарное столкновениеХудожественная концепция столкновения двух астрономических тел | Изображение предоставлено НАСА

Временное ограничение: Не менее 500 миллионов лет

Огромное воздействие астероидов, которое произошло около 66 миллионов лет назад, рассматривается многими как решающий фактор исчезновения динозавров с лица Земли. Вполне вероятно, что подобное событие может сделать то же самое с человеческой расой. Но когда мы можем ожидать?

В то время как астероидные (а также кометные) удары не являются редкостью и были засвидетельствованы во всей Солнечной системе, крупные события, как представляется, имеют значительные последствия. Если мы кратко рассмотрим историю Земли, то такие воздействия во многом связаны с эволюционной историей жизни от образования Луны до происхождения воды и нескольких массовых вымираний.

Обширные исследования прошлых ударов астероидов указывают на обратную зависимость между размерами объектов и частотой их столкновения с Землей. Астероиды (объекты) диаметром 1 км поражают планету каждые 500 000 лет, тогда как столкновение с крупными объектами диаметром 5 км происходит один раз в 20 миллионов лет.

Последнее известное столкновение астероида с диаметром более 10 км произошло около 66 миллионов лет назад. Время воздействия идеально совпадает с границей мела и палеогена.

В 1979 году геологи обнаружили большой ударный кратер в Западной Австралии. Только недавно исследователи смогли определить его возраст, который, как теперь полагают, составляет 2,2 миллиарда лет. И здесь возраст кратера совпадает с окончанием одного из главных ледниковых периодов.

Предсказание значительного удара астероида или метеора не так просто. Это может произойти в ближайшие 500 миллионов лет или пару миллиардов лет.

Гамма-всплеск или гамма-всплески

Механизм гамма-всплескаМеханизм гамма-всплесков | Изображение предоставлено НАСА

Временное ограничение500 000 лет?

Гамма-всплески или гамма-всплески — это мощные электромагнитные вспышки, которые происходят случайным образом по всей вселенной. Они опасны и вредны для всех форм жизни. К счастью, все зарегистрированные GRB на сегодняшний день произошли за пределами нашей галактики.

Ведущая теория, касающаяся GRB, заключается в том, что жизнь чаще процветает во внешних областях галактики, где гамма-всплески редки.

Жизнь на Земле относительно безопасна от гамма-излучения не только из-за местоположения Земли в галактике Млечный путь, но и из-за ее атмосферы, поскольку она поглощает большую часть ионизирующего излучения (рентгеновского и гамма-излучения), которое она получает. Наиболее вероятным результатом гамма-всплеска, скажем, на расстоянии 6000 световых лет от Земли, является небольшое увеличение ультрафиолетового излучения в течение нескольких секунд.

Однако, если (даже на одном и том же расстоянии) путь эмиссии GRB пересекает всю Землю, то это может быть разрушительным и вызвать массовое вымирание.

В августе 2017 года космические обсерватории обнаружили короткий гамма-всплеск на расстоянии около 130 миллионов световых лет от Земли в созвездии Гидры. GRB (обозначенный GRB 170817A) был вызван слиянием двух нейтронных звезд. Это самая близкая GRB, наблюдаемая на сегодняшний день.

Удивительно, но в Галактике Млечный Путь ГРБ не наблюдалось, что остается загадкой. Исследователи, однако, смогли определить возможного кандидата GRB. Звезда Вольфа-Райе (WR 104). на расстоянии около 8000 световых лет, вероятно, взорвется сверхновой через 500000 лет. Когда это произойдет, GRB произойдет. Существует лишь небольшая вероятность того, что наша планета окажется на пути своего мощного излучения.

Увеличение солнечного излучения и вымирание сложных форм жизни

Временное ограничение: От 600 миллионов до 1,3 миллиарда лет

Солнце, будучи единственной звездой в нашей солнечной системе, оказывает сильное влияние на все планеты, включая Землю. Его энергия (солнечный свет) необходима для выживания каждого отдельного организма на Земле. Но задумывались ли вы, что будет с Солнцем в будущем? И как это повлияет на планету (ы)?

Со временем яркость Солнца будет постепенно увеличиваться, в результате чего высокие уровни солнечного излучения достигают поверхности Земли. Нынешние темпы увеличения яркости Солнца составляют около 1 процента за 100 миллионов лет и 10 процентов за 1 миллиард лет. Подсчитано, что за последние 4,5 миллиарда лет яркость возросла на 30 процентов.

Поскольку уровень солнечной радиации, достигающей атмосферы Земли, увеличивается, выветривание силикатных минералов происходит с более высокой скоростью. Ожидается, что в следующие 600 миллионов лет концентрация CO2 упадет ниже точки, при которой фотосинтез углеродной фиксации C3 не может быть поддержан.

На этом этапе, вероятно, будет наблюдаться постепенное сокращение жизни деревьев и лесов. Травянистые растения (C3) являются одними из первых растений, которые исчезнут с Земли, за ними следуют лиственные леса и, наконец, вечнозеленые леса.

Снижение уровня углекислого газа в атмосфере вызовет цепь событий, которые в конечном итоге приведут к исчезновению многоклеточных форм жизни.

Испарение Мирового океана

Земля без океанов

Временное ограничение: От 1,1 млрд до 2,8 млрд лет

Примерно через 1 миллиард лет, когда солнечное сияние будет на 10 процентов выше текущего уровня, средняя глобальная температура составит около 47 градусов по Цельсию или (116 градусов по Фаренгейту). В этот момент планета будет испытывать безудержный парниковый эффект, приводящий к испарению океана в течение следующих 100 миллионов лет.

Тем не менее, общая потеря мировых океанов может быть замедлена из-за более низкого атмосферного давления. Если бы атмосферное давление в будущем уменьшилось, это уменьшило бы парниковый эффект, тем самым эффективно понизив глобальную температуру.

С увеличением солнечного света температура поверхности Земли, вероятно, достигнет 149 градусов по Цельсию (или 300 градусов по Фаренгейту) через 2,8 миллиарда лет. В таких условиях ожидается, что биосигнатуры планеты также исчезнут.

За пределами этой точки на планете может наблюдаться постоянное повышение температуры. Тем не менее, он также может пройти (если жидкая вода все еще существует) влажный парниковый эффект. Если это так, температура поверхности Земли может достичь 1300 градусов по Цельсию за 4 миллиарда лет.

Читайте: совершенно новая физика 21-го века | Интересные теории

Земля проглатывается расширяющимся солнцем

Красный Гигант (Солнце)Текущий размер Солнца по сравнению с его предполагаемым размером во время фазы красного гиганта | Изображение предоставлено Wikimedia Commons / Mysid

Временное ограничение: От 6 до 7,6 млрд. Лет

Солнце было сформировано около 4,6 миллиардов лет назад, и согласно теории эволюции звезд, оно уже провело половину своей жизни. Звезда оставалась стабильной на протяжении большей части своей жизни. Однако, когда водород исчерпает свое ядро, он претерпит быстрые и довольно сильные изменения.

Каждую секунду он сжигает около 600 миллионов тонн водорода в гелии для выработки энергии. Этой энергии требуется от 10 000 до 170 000 лет, чтобы вырваться из ядра.

Примерно через 5,4 миллиарда лет Солнце войдет в фазу красного гиганта (ему не хватает массы, чтобы взорваться в сверхновую). В течение примерно одного миллиарда лет после этого он расширится более чем в двести раз по сравнению с его нынешним размером и поглотит планеты Меркурий, Венеру и, скорее всего, Землю.

Другие возможности

В нашей галактике есть звезды, которые, как известно, движутся независимо друг от друга. Поскольку Солнце и вся солнечная система вращаются вокруг ядра галактики, существует небольшая вероятность того, что мы встретим одну такую ​​убегающую звезду. Событие, как и ожидалось, может нарушить текущую картину нашей солнечной системы. Другая звезда по соседству, вероятно, привлечет большое количество астероидов во внутренней солнечной системе, которые могут быть только опасными. Долгосрочные гравитационные возмущения на орбитах планет также должны быть приняты во внимание.

Согласно последним исследованиям, Луна удаляется от Земли на 5 см в год. И если, по какой-либо случайности, и планете, и ее спутнику удастся выжить, будучи поглощенным расширяющимся Солнцем, то, вероятно, они останутся на расстоянии, но с большей и более устойчивой орбитой. Этот процесс произойдет примерно через 50 миллиардов лет.

После фазы красного гиганта Солнце превратится в белого карлика. Как белый карлик, который примерно в 200 000 раз плотнее Земли, Солнце будет оказывать гораздо большее гравитационное притяжение, чем сейчас. Вероятно, на этом этапе уничтожение оставшихся внутренних планет (а), а также Юпитера и Сатурна с течением времени.

Читайте: Происхождение Вселенной: 7 различных теорий

Даже сейчас, скажем, Земля чудесным образом спасается от полного уничтожения, что тогда? Если это так, то окончательная судьба планеты Земля будет поглощена черным карликом (теоретическим концом жизненного цикла для подобных Солнцу звезд) Солнцем в триллионах лет.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *