【寰宇天文】地球不會這麼快毀滅

■太陽溫度升高可能將地球水份蒸發殆盡,導致生命無法生存,但此問題不會像科學家預測的這麼快發生。

作者|PUNEET KOLLIPARA
編譯|劉賢哲

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太陽溫度升高可能將地球水份蒸發殆盡,導致生命無法生存,但此問題不會像科學家預測的這麼快發生。(Detlev van Ravenswaay/Science Source)

放輕鬆,地球不會像科學家預測地這麼早毀滅。新模擬研究發現,雖然太陽亮度逐漸增強,但至少還要10至15 億年才會將地球上的水份蒸發殆盡,比先前預測晚了數億年。研究發現不會影響您的退休規劃,但意味著適居的類地行星,分布範圍比科學家預期的廣泛。

人類排放二氧化碳(CO2)等集熱氣體導致地球溫度升高。除此之外,另一種暖化現象逐漸發酵,雖然速度極為緩慢,但影響更為嚴重。也就是現在太陽越來越熱,亮度越來越高,地表上更多水份蒸發進入大氣層,集中更多熱量。就算停用化石燃料以減少大氣層中的CO2濃度,水氣造成的溫室效應仍將長久影響地球氣候。溫室效應終將失控,蒸發地表上的所有水份,終結所有生命。

賓夕法尼亞州立大學(Pennsylvania State University,簡稱賓大)帕克校區(University Park)的行星學家拉維.庫帕拉普(Ravi Kopparapu)與同事在近期的研究中,運用電腦模擬地球如何因應日益增強的太陽輻射。他們發現,只要太陽光增加6%,就足以使溫室效應失控,蒸發地球所有水份。以目前每1億年太陽光增加略超過1%來看,6至7億年後地球的溫室效應才會失控。在此之前,地球仍會受到影響。1.5億年後,平流層的溫度足以讓部分水氣進入高空,經太陽輻射分解後進入太空,「潮濕溫室」會使地球溫度過高,複雜的生命形式將無法在地表存活。

但科羅拉多大學伯德校區(University of Colorado, Boulder)的博士生艾瑞克.吳爾夫(Eric Wolf)則認為庫氏的預測不會這麼快發生,他說:「庫帕拉普的模型尚在初期階段,雖然分析不同高度的情況,但忽略了雲層的影響,且假設全球的氣候因素一致,這是錯誤的作法」。吳爾夫與同事歐文.布萊恩.通恩(Owen Brian Toon)運用氣象研究中心(National Center for Atmospheric Research)的3D氣候模型模擬地球未來的氣候,考慮雲層與其他因素,並假設大氣中的CO2濃度維持在500ppm.。接著將太陽的亮度增加15.5%,地球的平均溫度從15°C上升至40°C。這溫度相當高,但還不至於蒸發液態水。平流層的溫度未升高,所以潮濕溫室沒有發生。他們在1月發表研究結果,提到雲層及乾燥地區將許多熱量反射回太空,使地球暖化速度比庫氏預測的慢,因此地球至少還可以維持15億年。

2013年12月,另一項相似的3D氣候模擬研究指出,溫室效應最快10億年後才會失控。研究主持人傑若米.勒孔特(Jeremy Leconte)為加拿大多倫多大學(University of Toronto)的天體物理學家,他說此研究之所以預測地球毀滅時間較早,部分原因是模擬雲層的方式不同。

未參與這兩項研究的行星學家詹姆士.卡斯丁(James Kasting)表示,這些3D模型可能都略低估了地球實際可生存的時間。研究假設CO2濃度不變,可是實際上可能因地球暖化而下降,因為氣溫上升會加速碳酸鈣岩形成與天然的碳封存作用,使大氣中CO2濃度降低,暫時減緩暖化的腳步。

卡斯丁說,這些研究最大的用途,是協助我們重新推估類太陽星體的適居帶。如果新研究結果正確無誤,則類地行星分布的範圍比先前預測的廣,銀河系適居的行星將多出5%至6%。

 

 

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 研究出處:Earth Won't Die as Soon as Thought

譯者:劉賢哲 科教中心特約寫手,從事科普文章編譯。
責任編輯:Kerina Huang

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