本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
"有人说世界将终结于火,
有人说终结于冰。
从我所感受的欲望来看,
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我赞同那些偏爱火的人。
但如果它必须灭亡两次,
我想我深知足够的恨,
可以说冰的毁灭力
也同样强大
并且足以使之灭亡。"
罗伯特·弗罗斯特 (1874-1963)
世界的末日可能会缓慢到来,但这是不可避免的。我们的太阳,耗尽了核心的氢燃料,将逐渐燃烧外层,这样做会变得更热,体积也会膨胀。据估计,在75.9亿年后,一颗红巨星将吞噬地球——或者曾经是蓝色星球的任何剩余部分。
图1.托马斯·伯内特的著作《“地球的神圣理论...[]”》的扉页,像一个生命体一样,地球诞生了,即使它将存在数亿年,最终它注定会灭亡……
早在16亿年后,更热的太阳将蒸发海洋,而板块构造,在俯冲带中没有足够的水作为润滑剂,将停止。没有板块构造,侵蚀将成为主导因素。太阳辐射的增加将改变地球大气层的化学成分。轻氢也会“蒸发”到太空,而重氧将在地球表面积累。在这个更稠密的大气中,罕见但强烈的暴雨将在最后的山脉中引起大规模的泥石流。山脉将被侵蚀,盆地将被沉积物填满,地球表面将变成一片平坦的沙漠。沉积物中的铁将与氧气发生反应,地球的颜色将变成永久性的红色,就像今天的火星一样。在稠密的大气中,温度仍将上升,溶解石膏和其他含硫岩石。游离的硫将与大气中剩余的少量蒸汽发生反应,硫酸雨将从地球的天空降下。
在75亿年后,膨胀的太阳将以引力锁定地球,地球的一侧将始终朝向太阳。在阳光照射的一侧,地球表面的温度将上升到2200°C,在地球的黑暗一侧,没有隔离大气,温度可能会骤降至-240°C。玄武岩,地球上最常见的岩石之一,在1100-1200°C时熔化,在阳光照射的一侧,它会如此之热,以至于形成一个熔融的岩浆海洋……并且它将开始蒸发。在地球的炎热一侧和寒冷一侧之间,蒸发的元素(如铁和二氧化硅)将形成降雨,就像今天的雪花形成雪景一样,铁钠,镁和钾的薄片将形成一个由这些元素组成的奇异景观。岩石冰川将从山脉下降到海岸,而岩石冰山将漂浮到岩浆海洋中。
在地球的黑暗一侧,随着时间的推移,将形成一个由冻结的水、二氧化碳、氮气和氩气冰组成的平滑冰盖。也许在边缘仍然会存在一些液态水,但可能即使是最顽强的微生物也无法在这些最后的有毒海洋中生存。
图2.最后,地球将呈现出奇怪而奇异的地质,但可能不会有地质学家在那里研究它……
由较轻元素组成的地球外层冻结层将随着时间的推移完全蒸发,只有铁核会持续存在。然而,随着膨胀的太阳将行星的轨道速度减慢,在短短40万年后,地球最后锈迹斑斑的遗骸,现在太慢而无法抵抗太阳的引力,将坠入红巨星的炽热日冕并溶解。
但是一个世界的结束可能是新世界的诞生。在120-170亿年内,我们太阳系的外行星和卫星将获得足够的能量来融化,并且许多冰卫星上将形成海洋。然而,太阳将仅继续发光几百万年,因此不可能进化出更高形式的生命。最后,太阳将退化成一颗白矮星,永恒的黑暗将降临到太阳系冻结的遗骸上。
参考文献
SCHRÖDER, K.-P. & SMITH, R.C.(2008): 对太阳和地球遥远未来的重新审视。英国皇家天文学会月报。第386卷(1):155-163
VAAS, R. (2007): Flammendes Finale. 《科学之图》,第11号:44-51