Общие знания

Когда Земля умрет?

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 радиометрическому датированию, была создана 4,5 миллиарда лет назад. С этого момента прошло около миллиарда лет, прежде чем жизнь появилась в первый раз. С тех пор он пережил несколько периодов оледенений, столкновений с астероидами и несколько массовых вымираний. Только за последние сто лет Земля пережила ядерную войну, переживая резкие климатические изменения. Так когда же умрет Земля? Это вопрос, который ученые пытаются решить в течение длительного времени, и у него нет простого ответа.

Основываясь на наших знаниях о Земле, Солнечной системе, небесной механике и других подобных областях, ученые смогли разработать 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. По данным доклада о глобальной оценке биоразнообразия и экосистемных служб за 2019 год, почти миллион видов животных и растений вымирают в течение нескольких десятилетий в результате усиливающегося влияния человека.

Начиная с 1950-х годов, взрывной рост численности населения, сопровождаемый технологическими достижениями человека, оказывает огромное воздействие на экосистемы Земли. Многие виды млекопитающих, рептилий, рыб и беспозвоночных, которые когда-то населяли планету, в настоящее время вымерли.

Нынешние темпы вымирания видов, по оценкам, в тысячу раз превышают средние темпы фонового вымирания. Концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась 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

Операция «Перекрёсток» - вторая серия тестов атомной бомбы, проведённая США на атолле Бикини летом 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 заметность в течение длительного периода могут разрушить жизненно важные системы поддержки 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.

Угроза астероидов и комет

Художественная концепция столкновения двух астрономических тел | Изображение предоставлено НАСА

Массивный удар астероида, произошедший около 66 миллионов лет назад, рассматривается многими как решающий фактор в вымирании динозавров с лица Земли. Вполне вероятно, что подобное событие могло бы сделать то же самое с человеческой расой. Но когда мы можем его ожидать?

Хотя столкновения с астероидами (как и с кометами) не редкость и наблюдаются по всей Солнечной системе, основные события, похоже, имеют значительные последствия. Если вкратце взглянуть на историю Земли, то такие столкновения во многом связаны с эволюционной историей жизни от образования Луны до возникновения воды, а также с несколькими массовыми вымираниями.

Обширные исследования прошлых столкновений астероидов указывают на обратную зависимость между размерами объектов и частотой их столкновений с Землей. Астероиды (объекты) диаметром 1 км ударяют по планете каждые 500 000 лет, в то время как столкновения с крупными объектами диаметром 5 км происходят раз в 20 миллионов лет.

Последнее известное столкновение астероида диаметром более 10 км произошло около 66 миллионов лет назад. Время удара идеально совпадает с границами мелового и палеогенового периодов.

В 1979 году геологи обнаружили большой ударный кратер в Западной Австралии. Лишь совсем недавно исследователи смогли определить его возраст, который сейчас считается равным 2,2 миллиарда лет. Здесь снова возраст кратера совпадает с концом одного из главных ледниковых периодов.

Прогнозировать значительное столкновение астероидов или метеоритов не так-то просто. Это может произойти в ближайшие 500 миллионов лет или через пару миллиардов лет.

Гамма-всплеск

Механизм гамма-всплесков

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

Ведущая теория, касающаяся гамма-всплесков, 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 расположения Земли в галактике Млечный Путь, но и в ее атмосфере, поскольку она поглощает большую часть ионизирующего излучения (рентгеновские и гамма-лучи), которые она получает. Наиболее вероятный результат гамма-всплеска в пределах, скажем, 6000 световых лет от Земли - это небольшое увеличение ультрафиолетового излучения на несколько секунд.

Однако, если (даже с такого же расстояния) путь излучения гамма-всплесков пересекает прямо через Землю, то он может быть разрушительным и может спровоцировать массовое вымирание.

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

Удивительно, но в галактике Млечного Пути не было замечено ни одного гамма-всплеска, что остается загадкой. Исследователям, однако, удалось идентифицировать возможную кандидатуру гамма-всплеска. Звезда WR 104 расположенная на расстоянии около 8 000 световых лет, скорее всего, взорвется в сверхновую через 500 000 лет. Когда это произойдет, произойдет гамма-всплеск. Есть лишь небольшая вероятность того, что наша планета окажется на пути ее мощного излучения.

Увеличение солнечного излучения и вымирание сложных форм жизни

Солнце, будучи единственной звездой в нашей Солнечной системе, оказывает сильное влияние на все планеты, включая Землю. Её энергия (солнечный свет) необходима для выживания каждого отдельного организма на Земле. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, что будет с Солнцем в будущем? И какое влияние оно окажет на планету (планеты)?

Со временем светимость Солнца будет постепенно увеличиваться, в результате чего на поверхность Земли будет поступать большое количество солнечного излучения. В настоящее время темпы роста светимости Солнца составляют около 1% через 100 миллионов лет и 10% через 1 миллиард лет. По оценкам, за последние 4,5 миллиарда лет яркость увеличилась 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

Примерно через 1 миллиард лет, когда солнечное сияние будет на 10 процентов выше текущего уровня, средняя глобальная температура составит около 47 градусов Цельсия. В этот момент планета столкнется с парниковым эффектом, который приведет к испарению океана в течение следующих 100 миллионов лет.

Однако полная потеря Мирового океана может быть замедлена в результате понижения атмосферного давления. Если атмосферное давление будет снижаться в будущем, то это приведет к уменьшению парникового эффекта и, таким образом, к фактическому снижению глобальной температуры.

С ростом солнечного излучения температура поверхности Земли, вероятно, достигнет 149 градусов по Цельсию через 2,8 миллиарда лет. В таких условиях биосигнатуры планеты, как ожидается, также исчезнут.

После этого на планете может наблюдаться постоянное повышение температуры. Однако она также может пройти через (если жидкая вода все еще существует) влажный парниковый эффект. Если это так, то температура поверхности Земли может достичь 1300 градусов Цельсия за 4 миллиарда лет.

Землю поглотит расширяющееся Солнце

Солнце образовалось около 4,6 миллиардов лет назад, и, согласно теории звездной эволюции, оно уже прожило половину своей жизни. Большую часть своей жизни звезда оставалась стабильной. Однако, как только водород исчерпает свое ядро, она подвергнется быстрым и довольно сильным изменениям.

Каждую секунду он сжигает около 600 миллионов тонн водорода в гелий для выработки энергии.

Примерно через 5,4 миллиарда лет Солнце войдет в фазу красного гиганта (у нее недостаточно массы, чтобы взорваться в сверхновую). В течение примерно одного миллиарда лет после этого она расширится более чем в двести раз по сравнению с ее нынешними размерами 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. В этот момент вероятно уничтожение оставшихся внутренних планет, а также Юпитера и Сатурна с течением времени.

Даже сейчас, скажем так, Земля чудесным образом избежала своего полного уничтожения, что тогда? Если это так, то конечная судьба планеты Земля через триллионы лет будет поглощена черным карликом (теоретический конец жизненного цикла для звезд, похожих на Солнце) Солнцем.

Читайте Новая Наука в
Back to top button