地球“曲終人散”發(fā)生在20至30億年之后
地球生命沒有到屈指可數(shù)的時候,但不會層出不窮地出現(xiàn),地球生命最后的時刻可能比科學(xué)家以前的預(yù)測短。有一個好的消息,地球是生命活動的舞臺,地球生命持續(xù)了17.5億年,有一個壞的消息,在生命的最后期限到來之前,氣候逐漸惡化,人類生存的條件遭遇毀滅。一直以來,科學(xué)家尋找了一個問題的答案,地球生命的環(huán)境能維持多久?預(yù)測了地球可居住性的終極時間,地外適宜生命條件的潛在行星成為科學(xué)家探索使命的重要目標(biāo)。地球維持了至少17.5億年的生命環(huán)境,而地球生命持續(xù)的時間受到前提條件的限制,諸如:人類在戰(zhàn)爭中不使用大規(guī)模的殺傷武器;小行星沒有突然地偏離軌道,直接撞擊人類居住的地球;沒有導(dǎo)致文明終結(jié)的災(zāi)難。
假定人類有理性選擇的能力,始終唱響公平、正義與和平的世界好聲音,地球上不會出現(xiàn)毀滅性的戰(zhàn)爭,小行星不會撞擊地球,造成“世界末日”的景象,但人們依然不能阻止天文災(zāi)難的破壞作用。天體有運(yùn)行的法則,地球最終不再有適合居住的條件,從現(xiàn)在算起,地球維持生命的時限為17.5到32.5億年,運(yùn)行路徑偏離目前的軌道時,地球跌進(jìn)靠近太陽表面的炙熱位置,徹底脫離了目前的適居帶,生命活動進(jìn)入死亡地帶,地球位置靠近太陽時,水分將從地球的海洋蒸發(fā),水是復(fù)雜生命體依存的基本條件,人類和其它復(fù)雜的生命體離不開水。
宜居帶位于恒星外圍的區(qū)域,恒星宜居帶支持了液態(tài)的水,宜居帶與恒星有一個合適的距離,宜居帶的液態(tài)水堪稱完美的溶劑,在水溶劑中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致了生命的誕生和成長。行星與主恒星的距離太遠(yuǎn),水將凝結(jié)為永久凍結(jié)的冰,二氧化碳?xì)怏w將冷凝為固體。行星與主恒星的距離太近,過多的熱量將水蒸發(fā)成氣體,水蒸氣將飄散到太空。宜居帶的位置不是靜止不變的,恒星輻射量在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。物質(zhì)成分和化學(xué)反應(yīng)的特性不同,一顆典型的恒星可能帶來光度和輻射量的上升,恒星在幾十億年的演變過程中,宜居帶的位置不斷向外推移。

一項研究成果顯示,地球?qū)嶋H上位于太陽宜居帶的內(nèi)側(cè),比以前的位置更靠近太陽一側(cè),地球從太陽宜居帶的內(nèi)側(cè)向外移動,移速大約為每年1米。根據(jù)研究模型的預(yù)測,地球宜居帶總的生存期為63億年到78億年,到目前為止,地球宜居帶的生命歷程完成了大約70%,剩下的30%相當(dāng)于17.5到32.5億年。對于低質(zhì)量和長生命周期的恒星而言,地外行星宜居帶的壽命可以達(dá)到420億年,甚至更長,接近恒星宜居帶外側(cè)的行星的宜居壽命更是如此。
科學(xué)家很難列出地球生命的時間表,他們實(shí)際上不能精確預(yù)測地球生命的終結(jié)日期,好似地震學(xué)家不能精確預(yù)測每一次地震的發(fā)生。問題在于如何搜索系外行星,尋找人類文明的太空歸宿地。地球上的復(fù)雜生命體經(jīng)歷了漫長時期的演變,最簡單的生命細(xì)胞大約在40億年前第一次出現(xiàn),昆蟲出現(xiàn)在4億年前,恐龍出現(xiàn)在3億年前,開花植物出現(xiàn)在1.3億年前,解剖學(xué)概念的人類大約出現(xiàn)在20萬年前。英國東英格利亞大學(xué)的安德魯·魯斯比解釋說,地球經(jīng)歷了漫長時間的演變,人類智慧生命終于誕生在地球。
安德魯·魯斯比和他的同事開發(fā)了模型工具,重新估算了系外的行星生命所需的進(jìn)化時間,他們預(yù)測了其它位于宜居帶的行星能夠支持生命存在的時間,在模型基礎(chǔ)上推測的結(jié)果發(fā)表在《天體生物學(xué)》雜志??茖W(xué)團(tuán)隊鎖定了地球和其它8顆位于宜居帶的行星,其中包括最近“熱炒的明星”——火星。根據(jù)模型計算的結(jié)果,地球宜居帶支持的生命年限為63億到78億年,其它行星宜居帶支持的生命年限為10億到547.2億年??茖W(xué)團(tuán)隊分析了人類的終極命運(yùn)問題,一旦人類到了移居其它行星的時候,火星可能是最好的賭注,地球鄰居的火星也處在太陽宜居帶,從目前開始到60億年之后,火星的宜居帶隨太陽生命的結(jié)束而消失。

科學(xué)團(tuán)隊提出了宜居帶行星搜索目標(biāo)的建議,更多地聚焦類似地球的行星,例如:HD40307g,該行星距離我們的地球為12.9秒差距或42光年。有科學(xué)人士指出,科學(xué)團(tuán)隊使用了過于簡單的公式和模型,模型設(shè)置了系外行星類似地球特點(diǎn)的大氣、物質(zhì)成分和地殼板塊的運(yùn)動。加拿大維多利亞大學(xué)的行星氣候?qū)W家柯林斯·戈德布拉特評論說,沒有考慮氣候動力學(xué)的諸多因素,諸如大氣的構(gòu)成和容量,預(yù)測的結(jié)果不一定十分合適,設(shè)想一顆似乎位于太陽宜居帶的金星,然而,金星上沒有任何生命的跡象,設(shè)想未來的一個似乎不宜居的死亡地球,地球?qū)嶋H上是人類生命的家園。行星大氣的因素給恒星宜居帶的位置帶來了變數(shù)。
生命的奇跡在于生命本身和生命環(huán)境,生命種子是生命誕生的前提,生命種子可能源于海水、彗星和小行星,外層空間的生命分子。生命環(huán)境,是生命誕生的外部條件。處于太陽宜居帶的地球受到了陽光雨露的滋潤。太陽宜居帶位于距離銀河系中心大約22.5億光年的位置,太陽宜居帶距離銀河系中心太近或太遠(yuǎn)時,生命的誕生都將難以實(shí)現(xiàn)。在地球宜居帶完成了生命周期的70%時,人類智慧生命誕生了,簡單的細(xì)胞物質(zhì)出現(xiàn)在40億到45億年前,最早的人類大約出現(xiàn)在20萬年前。地球宜居帶剩下了30%的生命周期或17.5到32.5億年。100%地球宜居帶的生命周期相當(dāng)于63億到78億年。
人類還有17.5到32.5億年的時光,20萬年與17.5億年相比,幾乎可以忽略不計,人類現(xiàn)代文明在短短的幾百到幾千年創(chuàng)造了豐碩的成果,文明進(jìn)步呈加速的態(tài)勢,人類在最近幾十年創(chuàng)造的文明成果是過去幾百年的倍數(shù),在過去幾百年創(chuàng)造的文明成果是過去幾千年、幾萬年的倍數(shù)。地球宜居帶不是決定地球生命周期的唯一因素,其中的自然因素包括了小行星撞擊,太陽耀斑、地震海嘯等,人為因素包括了環(huán)境污染、溫室氣體排放、濕地和森林消失等。消除環(huán)境污染,減少溫室氣體排放,人類的生產(chǎn)和生活方式?jīng)Q定了人類未來的存續(xù)性,綠色的生產(chǎn)和生活方式成為二十一世紀(jì)人類選擇的主流。

(編譯:2021-9-22)