地球会有什么样的未来？

宁师我蚜

地球有其起源就有其终结，那么有哪些因素会导致地球终结？可能会发生哪些情形？

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在未来，地球会变成什么样子？可想而知，没有人能给出确切的答案。但是有一点可以确定，地球正在快速发生变化。在世界各地，天气变得越来越恶劣，宝贵的生态系统正遭到破坏，很多变化是由人类的活动导致的。当然，也并不只有坏消息，在这里你将了解到地球上正在发生的变化，以及人类为了拯救地球所做出的努力。




地球上的气候随着时间的推移而发生变化。科学家认为，现在，地球气候变化的速度比过去10000年里的任何时候都要快。气候的变化可能是一种自然的现象，但是，大多数专家认为，现在的气候变化速度加快，可能是由人类活动导致的。




要了解地球的气候变化，我们需要绕回到前面几期中提到过的大气层。大气层中的一些气体能够吸收来自太阳的热量。这一现象被称为温室效应，它导致了气候变暖。吸收热量最多的气体是二氧化碳。每一天，人类的许多活动会释放二氧化碳，比如燃烧煤炭，石油和天然气。这些二氧化碳会上升到大气层中。




他们吸收热量，使地球变得越来越热。科学家把这一现象称为全球变暖。气候的变化使天气更加恶劣。近年来，风暴，洪水，干旱等气候灾害越来越频繁。要缓解温室效应，我们可以减少使用燃料能源，开发释放较少二氧化碳的燃料。树木可以吸收二氧化碳，因此，我们应该减少伐木量，种植新的树木，这些行为都可以拯救我们的地球。

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5年后，自动美甲的机器会逐渐普及。
10年后，北冰洋的冰川可能完全消失。
20年后，大量工作将被人工智能代替。
30年后，格陵兰岛的夏季将不再结冰。
50年后，日常用品大部分都能3D打印出来。
80年后，全球海平面上升1米，纽约、伦敦、东京、广州、上海会被淹没。
100年后，虚拟系统得到极大发展，“人机结合”模拟现实将变得无限真实。
120年后，人类将进入天空航母时代。
160年后，人类将建造可以容纳数百万人的悬浮摩天巨塔。
170年后，人类将会大规模开发月球。
200年后，人类将使用虫洞进行宇宙旅行。
220年后，人类研发出让自己不需要睡觉的机器。
250年后，人类将实现记忆移植。
300年后，人类可以把自己的意识下载到电脑，实现“永生”。
1000年后，地球人口将达到140亿。
10000年后，人类开始出现基因变异。
20000年后，世界将只存在一种语言。
10万年后，人类将火星作为可居住行星。
25万年后，夏威夷将成为一个全新的岛屿。
50万年后，地球将遭受一个直径1千米的小行星撞击。
95万年后，参宿四将成为一颗超新星。
1000万年后，东非大面积版块将分裂。
2.5亿年后，地球将形成一个超大陆。
10亿年后，太阳比现在亮10%，地表平均温度将达到47℃。
38亿年后 ，仙女座将与银河系融合产生一个新星系。
50亿年后，太阳是现在的200倍，巨大红太阳吞噬了所有的行星。
120亿年后，太阳成为一个既小，密度又大的白矮星。
1000亿年后 处女座的超大星系团直径达到了2亿光年。
1万亿年后，几乎所有存在的星系己经覆灭，没有了新恒星形成所必需的气态云 。
2万亿年后，暗能量主导了整个宇宙，宇宙的大小，里程碑式的飞跃，规模难以想象。
20万亿年之后，太阳走向湮没。
100万亿年后 ，宇宙中最后一颗普通恒星消亡，只剩中子星和白褐黑矮星。
10的37次方年之后，所有游离的行星分解成基本粒子或者被黑洞吞噬宇宙要消亡了。
10的100次方年后，黑洞消失，一切皆不复存在，结局：虚无。什么都不存在了，甚至连“无”都不存在。

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自从系外行星的发现引发了人们对类地世界的探索，科学家前所未有地致力于地球、地球历史和演变的研究。现在，他们终于能以无与伦比的准确度描述它在遥远未来的命运，一步步地带我们领略蓝色星球和地球生命所要遭遇的地质和大气变化，直至太阳吞噬一切。如果人类不加干涉，这一命运不可避免。不过它也许还隐藏着一个结尾“彩蛋”……

<hr/>动荡曲折的地球历史

人人都知道这段历史的结局。因为大家都在学校里学到过——半感好奇半觉悲伤——地球终有一天将被走向生命尽头、变成一颗红巨星的太阳吞噬。这是段衰亡史，而且全无悬念……
虽然如此，但根据这一领域的最新科研成果，我们这颗星球的未来绝非死气沉沉、枯燥乏味。别忘了，地球刚到中年，45.4亿岁的它还有50多亿年的寿命呢！这令人眩晕的时间跨度足以成为多轮沧海桑田与惊天转折的舞台。
想想看，大约7亿年前的地球是个冰球（赤道地带的水体也是坚冰一块）；3亿年前，陆地还是一整块，科学家称其为盘古大陆；5000万年前，南极洲覆盖着茂密的森林……


那么，100万年、1亿年、10亿年或100亿年后的地球会变成什么样？
是否会有一颗小行星把地球撞得破相？
是否会有新的山脉升起？
北冰洋将一直存在吗？
大气还能呼吸吗？
太阳的亮度是否维持不变？
我们的星球是否运转正常？
地表或地壳深处是否还有生命？
地质学家、气候学家和生物学家尝试一一解答这些关于未来的问题。


如此模拟地球命运看上去像一场不为任何目的的智力游戏，或是一种廉价的自我刺激。要知道，我们永远无法验证模拟的结果，因为人类很可能在这些时代到来之前就灭亡了。
话虽如此，这些模拟并非白费功夫，系外行星专家就将它们广泛用于地外生命的搜索。“我们发现了越来越多的宜居类地行星，某些可能比地球老得多。”美国康奈尔大学天体生物学家杰克·奥马利-詹姆斯（Jack O’Malley-James）解释说，“因此，预测未来的地球上可能存在的生命类型，能使我们更好地确定在这些‘宜居末期’的系外行星上所要寻找的标记信号。”“这些研究应该能让我们更准确地确定恒星周围宜居带的范围。”法国波尔多天体物理学实验室（LAB）的杰瑞米·勒孔特（Jérémy Leconte）补充道。


这些关于地球未来演化的研究也不乏益处。比如使我们在正确的时间尺度上认识到人类个体生命的短暂；或者让人最终了解世界末日究竟是什么样——经过科学评估的真相，而不是神棍或阴谋论者胡乱宣扬的末世天启，这里没有任何超自然现象，没有任何“惩罚”，只有事物平凡的运行过程——事实上充满魅力，如果我们用心关注的话。
毋庸讳言，这些远期预测往往会有重大误差。
因为还有许多我们不了解的生物地质化学机制在起作用，而且源自地球历史的数据有时很不全面。由于混沌现象（正是它们支配着太阳系行星轨道的变化或地幔湍流的演变），我们也无法对几千万年以后的情况做出确定的预测。争论往往十分激烈。


最近的一些研究结果可能预示着谁也意料不到的未来。“我们探测到地壳有变薄的趋势，导致我们的行星在10亿年后可能完全被海洋覆盖。”英国布里斯托大学地球化学家布鲁诺·杜伊姆（Bruno Dhuime）即如是指出。也不要忘记人类的影响，最近几十年来，这已经成为一种新的地质力量。
说一千道一万，谁又知道呢，历史的结局甚至也可能带给我们惊喜……
<hr/>未来 1 亿年

大灾难的时代


地地球生命从来不是一条平静的河流。古生物学家发现，过去5亿年间，至少发生过5次生物大灭绝，多达90%的物种消失了。这种暴力事件没有消停的理由……除非人类过度干预一次。未来1亿年将发生什么？10年来进行的地球化学分析预示着一系列自然灾害，有的相当惊人。


第一场剧灾可能来自冰川。
“冰川周期由北半球夏季获得的日照变化决定，而后者取决于地球轨道以及大气CO2含量的变化。”德国波茨坦气候影响研究所的安德烈·加诺波利斯基指出。
这种严寒通常每10万年降临一次。这是一幅极冷的景象：极地和高山的冰川向南推进，一路上碾压一切，每年使森林后退500米。在上一次冰期的全盛时代，北纬45°以北的欧洲地区没有留下一棵阔叶树。


科学家只在一些具有特殊微气候的地区发现了北方森林的残余，例如喀尔巴阡山脉。“不过大部分物种有时间迁往南方，适应气候。”安德烈·加诺波利斯基解释道。不过下一次冰期来临时，人类估计已经不在这个世界上了……


真正的危险来自宇宙

不仅是冰川。有些火山还预备了更糟的灾难。“我们发现，释放600立方千米以上物质的超级喷发（印度尼西亚喀拉喀托火山1883年的喷发释放了13立方千米的物质）大约每10万年发生一次。”美国俄勒冈大学地质学家伊利亚·宾德曼（Ilya Bindeman）警告说。印度尼西亚的多峇湖火山在74000年前爆发时，把含硫悬浮物喷射到平流层，令地表数年不见天日。这是世界末日吗？“一次超级喷发将毁灭并埋葬方圆几百千米内的所有生命，但未必引发全球性物种灭绝。”伊利亚·宾德曼总结道。
对于生命来说，真正危险还是来自宇宙。


首先，是一个传统威胁：统计显示，每1亿年会有一颗直径达十几千米的小行星或彗星撞上地球。这样的撞击释放出的能量相当于广岛原子弹的10亿倍，能把空气加热到1000℃以上，在全球引发火山爆发和浪高几百米的大海啸，并将掀起约20万立方千米的尘埃，使地球陷入“星击之冬”；全球气温将下降约10℃，光合作用难以维持，生态系统接连崩溃……


生物圈将在数百万年间处于休克状态。英国白金汉大学天文学家比尔·内皮尔（Bill Napier）认为：“最糟糕的情况还不是单独一次大撞击，而是一颗巨型彗星解体产生的一系列重大冲击，这种假设值得认真研究。”
还有一种来自宇宙的致命轰炸：银河系中的射线暴。
每个世纪都能观察到两三次的超新星爆发对地球并无多少具体影响，然而两个“怪物”——中子星和黑洞——的相遇会产生可怕的“伽玛暴”：射向地球的伽马射线、X射线和紫外线流能破坏我们的臭氧层达10年之久。



伽玛暴GRB990123光学波段的照片，显示伽玛暴的宿主星系。

失去了这层屏障，抵达地表的B紫外线（UVB）量对浮游生物来说将是致命的，浮游生物是海洋食物链的基础，并负责地球上一半的光合作用。“过去10亿年间，地球可能遭受了一两次伽马暴。”美国堪萨斯大学天体物理学家布赖恩·托马斯（Brian Thomas）表示，“我们甚至认为，这一现象可能是4.5亿年前奥陶纪大灭绝的原因。”
尽管如此，生命还是延续了下来……命还是延续了下来……
<hr/>未来 1 亿至 5 亿年

形成一块超大陆


规模巨大的山脉，面积与俄罗斯相当的沙漠，同一风景绵延几万千米，全球性的海洋……
2.5亿年后，现在的主要大陆将聚为一块超大陆，地质学家已经把它命名为“阿美西亚大陆”。


对于了解板块学说的人而言，这一点都不神秘。“地幔对流使大陆有规律地聚集和分散。”法国里昂地质学实验室的尼古拉·科尔蒂斯（Nicolas Coltice）介绍道。最近两次出现的超大陆分别是3亿年前的盘古大陆，和11亿年前的罗迪尼亚大陆。



11亿年前的罗迪尼亚大陆重构。

对于地球陆地板块的未来趋势，目前存在激烈争论，一些人认为有迹象表明大西洋将会消失，另一些人认为太平洋将会闭合。“我们的最新模型显示，2.5亿年后，欧亚大陆、非洲、北美和大洋洲将集中到北半球。”日本海洋地球科学和技术研究所（JAMSTEC）的吉田晶树（Masaki Yoshida）介绍，“只有南极洲和南美洲几乎原地不动。”
想象一下，地中海等海洋慢慢闭合蒸发；大洋逐渐缩小，板块陷入地幔之中……“陆地板块碰撞将产生极高的广阔山脉：在罗迪尼亚大陆时代，格林威尔山脉从墨西哥一直延伸到加拿大北部。”加拿大多伦多大学地球物理学家菲利普·赫伦（Philip Heron）讲述道。

奇特的地形

一旦形成，“超大陆将改变地球表面的所有循环圈”，尼古拉·科尔蒂斯指出：风带组成，雨水分布，沉积物的输送，深层洋流……远离海岸，被高山阻隔了云层，超大陆的内陆将极度干燥。
而“干旱阻碍了固定大气CO2的地质进程”，法国图卢兹地质机制和地质输送实验室（LMTG）的伊夫·古德里斯（Yves Goddéris）解释道，“在盘古大陆时代，大气CO2含量是现在的20倍。”


新的地理形态也将重塑生物圈。一整块大陆所能提供的海岸线长度明显要比多块大陆所能提供的要短；然而海岸处海水较浅、温度高、光照强，是85%的海洋生物量的集中地。与此同时，阻碍陆地物种扩张的因素消失，导致全球生物多样性减少，只有与纬度相关的差异性保留了下来。
地质学家认为，超大陆每次维持时间最多1亿至3亿年。由于大量热能在这巨大的板块下聚集，剧烈的对流会使超大陆解体；在这一过程中，过多的热量将引发强烈的火山活动。在阿美西亚大陆之后，新的超大陆还将继续形成，然后再解体，如是循环，直到板块位置随着地幔冷却固定下来。
但在那天到来之前，地球的面貌早已彻底改变……
<hr/>未来 5 亿至 10 亿年

大气变得无法呼吸


多可笑：目前的地球正饱受大气CO2水平高企之苦，可未来，将我们如今所了解的丰富、繁盛、复杂的地球生命赶向末日的反而很可能是缺少CO2。
这场大气灾难的源头是一个无法避免的进程：太阳的衰老。


不断以氢为燃料进行核聚变，太阳的亮度和热量将会增加（每1.1亿年约1%）。但热量不是地球生物灭绝的主犯，因为根据英国埃克塞特大学地球系统科学教授蒂莫西·兰顿（Timothy Lenton）2001年进行的计算，地球生物圈还可以消化气温升高的冲击达8亿年之久。
致命的连锁反应

比起热量，真正的问题将来自CO2：因为它是植物通过光合作用制造有机质的碳来源，无可替代。太阳变热将加剧硅酸盐岩石的淋蚀和化学蚀变，导致它们吸收越来越多的CO2，减少可资植物利用的CO2量。目前大气中CO2含占比接近0.04%，而1亿年后，这个比例将开始降低，引发一系列致命的连锁反应。
首先受到影响的是所谓的“C3植物”（CO2被固定后最先形成含有3个碳原子的化合物），它们需要温和的气温以及至少0.015%的大气CO2比例，才能有效进行光合作用。维管植物（开花植物、蔬菜、针叶树……）,即目前90%的植物生物量就是这种情况。


当大气中CO2比例低于0.01%时，它们的生长量将减少达70%。羸弱的灌木和无法结果、稀稀拉拉的草本植物将逐渐成为主要景观。“这些植物可能在5亿年内消失。”美国康奈尔大学天体生物学家杰克·奥马利-詹姆斯估算道。
“C4”（已知植物物种的3%：玉米、小米……CO2被固定后最先形成的化合物含有4个碳原子）和“CAM”（景天酸代谢，见于仙人掌科等）类型的植物拥有更好的CO2捕获系统，能坚持到大气CO2含量降至0.001%的时候，但接下来也无力回天。这一深刻变化将以所有植物全部灭绝而告终。“C4植物将在9亿年后灭绝。”杰克·奥马利-詹姆斯指出。


而在这数亿年间，与植物走向终结同时，别处必将同样哀鸿遍野。“植物灭绝将逐渐导致动物灭绝，因为它们没有了食物，因为氧气再无更新！”杰克·奥马利-詹姆斯继续说道。他根据耗氧量草拟了动物灭绝的死亡时间表：首先是大型哺乳动物，然后是小型哺乳动物，随后是鸟类、爬行动物，陆地动物比海洋动物先进坟墓……
或许会有生物适应这场巨变，但杰克·奥马利-詹姆斯强调，复杂生命的命运已经写就：“高等植物灭绝1亿年后，地球上很可能只剩下微生物了……”

（To be continued……

莫言941

首先，地球因为月球潮汐力的作用，自转速度降低到和月球公转周期相同，日全食也会消失。


之后，越11亿年之后，地球的海洋会开始蒸发，生命会倾向于灭绝。

40亿年之后，太阳开始向红巨星阶段演进，地球会被烤焦并吞噬。