Будущее Земли - Future of Earth

Темно-серая и красная сфера, представляющая Землю, расположена на черном фоне справа от оранжевого круглого объекта, представляющего Солнце.
Предполагаемая иллюстрация выжженного земной шар после солнце вошел в красный гигант фаза, примерно через 5 миллиардов лет[1]

Биологические и геологические будущее Земли возможно экстраполированный основанный на предполагаемых эффектах нескольких долгосрочных влияний. К ним относятся химия в земной шар поверхность, скорость охлаждение недр планеты, то гравитационные взаимодействия с другими объектами в Солнечная система, и устойчивый рост Светимость Солнца. Неопределенным фактором в этой экстраполяции является постоянное влияние технологий, введенных людьми, таких как климатическая инженерия,[2] которые могут вызвать значительные изменения на планете.[3][4] Электрический ток Голоценовое вымирание[5] вызвано технологии[6] и последствия могут длиться до пяти миллионов лет.[7] В свою очередь, технология может привести к вымирание человечества, покидая планету, чтобы постепенно вернуться к более медленным темпам эволюции, обусловленным исключительно долгосрочными природными процессами.[8][9]

С интервалом в сотни миллионов лет случайные небесные события представляют глобальную опасность для биосфера, что может привести к массовые вымирания. К ним относятся воздействия кометы или же астероиды, и возможность массивного взрыва звезды, называемого сверхновая звезда, в пределах 100-световой год радиус Солнца. Другие крупномасштабные геологические события более предсказуемы. Теория Миланковича предсказывает, что планета продолжит подвергаться ледниковые периоды по крайней мере, до Четвертичное оледенение подходит к концу. Эти периоды вызваны колебаниями эксцентриситет, осевой наклон, и прецессия орбиты Земли.[10] В рамках продолжающейся суперконтинентальный цикл, тектоника плит вероятно приведет к суперконтинент через 250–350 миллионов лет. Через некоторое время в следующие 1,5–4,5 миллиарда лет наклон оси Земли может начать претерпевать хаотические изменения с изменениями наклона оси до 90 °.[11]

Яркость солнце будет неуклонно расти, что приведет к увеличению солнечная радиация достигнув Земли. Это приведет к более высокому уровню выветривание из силикатные минералы, что приведет к снижению уровня углекислый газ в атмосфере. Примерно через 600 миллионов лет уровень углекислого газа упадет ниже уровня, необходимого для поддержания C3 фотосинтез с фиксацией углерода используется деревьями. Некоторые растения используют C4 фиксация углерода метод, позволяющий им сохраняться при концентрациях углекислого газа до 10 частей на миллион. Однако долгосрочная тенденция состоит в том, что растения полностью отмирают. Вымирание растений приведет к гибели почти всей животной жизни, поскольку растения являются основой пищевая цепочка на земле.[12]

Примерно через один миллиард лет светимость Солнца будет на 10% выше, чем сейчас. Это приведет к превращению атмосферы в «влажную оранжерею», в результате чего убегай испарение океанов. Как вероятное последствие, тектонике плит придет конец, а с ними и весь цикл углерода.[13] После этого события примерно через 2–3 миллиарда лет на планете магнитное динамо может прекратиться, в результате чего магнитосфера распадаться и приводить к ускоренной потере летучие вещества из внешней атмосферы. Через четыре миллиарда лет повышение температуры поверхности Земли вызовет убегающий парниковый эффект, нагревая поверхность достаточно, чтобы расплавить ее. К этому моменту все живое на Земле вымрет.[14][15] Наиболее вероятная судьба планеты - поглощение Солнцем примерно через 7,5 миллиардов лет после того, как звезда вошла в красный гигант фаза и расширилась за пределы текущей орбиты планеты.

Человеческое влияние

Основные статьи: Антропоцен, Биология сохранения, Глобальное потепление, Ядерная война, и Воздействие человека на окружающую среду
Антиядерное оружие марш протеста в Оксфорде, 1980 г.

Люди играют ключевую роль в биосфера, с большим человеческое население доминирует над многими земными экосистемы.[3] Это привело к широко распространенному, продолжающемуся массовое вымирание других разновидность во время нынешнего геологического эпоха, теперь известный как Голоценовое вымирание. Масштабная потеря видов, вызванная влиянием человека с 1950-х годов, была названа биотический кризис, по оценкам, 10% от общего числа видов потеряно по состоянию на 2007 год.[6] При нынешних темпах около 30% видов подвержены риску заражения. вымирание в ближайшие сто лет.[16] Событие вымирания голоцена является результатом разрушение среды обитания, широкое распространение инвазивные виды, охота и изменение климата.[17][18] В наши дни деятельность человека оказала значительное влияние на поверхность планеты. Более трети поверхности суши было изменено в результате действий человека, и люди используют около 20% мировой основное производство.[4] Концентрация углекислый газ в атмосфере увеличилось почти на 30% с начала Индустриальная революция.[3]

Согласно прогнозам, последствия постоянного биотического кризиса продлятся не менее пяти миллионов лет.[7] Это может привести к снижению биоразнообразие и гомогенизация биоты, сопровождаемое быстрым увеличением видов, которые оппортунистический, например, вредители и сорняки. Могут появиться и новые виды; особенно таксоны которые процветают в экосистемах, в которых доминирует человек, могут быстро превратиться во множество новых видов. Микробы вероятно, выиграют от увеличения экологических ниш, обогащенных питательными веществами. Нет новых видов существующих крупных позвоночные могут возникнуть и пищевые цепи вероятно будет сокращен.[5][19]

Есть несколько сценариев известных рисков которые могут иметь глобальное влияние на планету. С точки зрения человечества, они могут быть подразделены на риски для выживания и терминальные риски. Риски, которые несет для себя человечество, включают изменение климата, злоупотребление нанотехнологиями, а ядерный холокост, война с запрограммированной сверхразум, а генно-инженерный болезнь, или катастрофа, вызванная физическим экспериментом. Точно так же несколько природных явлений могут вызвать конец света угроза, в том числе очень ядовитый болезнь, удар астероида или кометы, убегающий парниковый эффект, и истощение ресурсов. Также может быть возможность заражения внеземная форма жизни.[20] Фактические шансы на реализацию этих сценариев трудно, если вообще возможно, вывести.[8][9]

Если человеческий вид вымрет, то различные черты, собранные человечеством, начнут распадаться. Наиболее крупные структуры имеют предполагаемый распад период полураспада около 1000 лет. Последними уцелевшими сооружениями, скорее всего, будут карьеры, большие свалки, основные автомагистрали, широкие выемки каналов и насыпные фланговые дамбы. Несколько массивных каменных памятников, таких как пирамиды в Некрополь Гизы или скульптуры на Гора Рашмор может все еще выжить в той или иной форме через миллион лет.[9][а]

Возможные события

В Метеоритный кратер Барринджера в Флагстафф, Аризона, показывающие свидетельства падения небесных объектов на Землю

Когда Солнце вращается вокруг Млечный Путь, блуждающие звезды могут приближаться достаточно близко, чтобы оказать разрушительное влияние на Солнечная система.[21] Близкое столкновение со звездой может вызвать значительное сокращение перигелий расстояния до комет в Облако Оорта - сферическая область ледяных тел, вращающихся в пределах половины световой год солнца.[22] Такое столкновение может вызвать 40-кратное увеличение числа комет, достигающих внутренней части Солнечной системы. Удары этих комет могут вызвать массовое исчезновение жизни на Земле. Эти разрушительные встречи происходят в среднем раз в 45 миллионов лет.[23] Среднее время для Солнца столкнуться с другой звездой в окрестности Солнца примерно 3 × 1013 годы, что намного больше предполагаемого возраста Вселенной, на ~1.38 × 1010 годы. Это можно рассматривать как показатель малой вероятности того, что такое событие произойдет во время жизни Земли.[24]

Выделение энергии от удара астероид кометы диаметром 5–10 км (3–6 миль) или больше достаточно для создания глобального экологическая катастрофа и вызвать статистически значимый увеличение числа исчезновений видов. Среди пагубных последствий крупного столкновения - облако мелкой пыли, покрывающее планету, блокируя некоторые прямой солнечный свет от достижения поверхности Земли, таким образом, температура земли снизится примерно на 15 ° C (27 ° F) в течение недели и остановится фотосинтез в течение нескольких месяцев (аналогично ядерная зима ). Среднее время между крупными ударами оценивается как минимум 100 миллионов лет. В течение последних 540 миллионов лет моделирование показало, что такой скорости ударов достаточно, чтобы вызвать 5–6 массовых вымираний и 20–30 событий меньшей степени тяжести. Это соответствует геологическим данным о значительных исчезновениях во время Фанерозойский эон. Можно ожидать, что такие события будут продолжаться и в будущем.[25]

А сверхновая звезда это катастрофический взрыв звезды. Внутри Млечного Пути галактика взрывы сверхновых происходят в среднем раз в 40 лет.[26] Вовремя история Земли, вероятно, несколько таких событий произошли на расстоянии 100 световых лет; известный как околоземная сверхновая. Взрывы на таком расстоянии могут заразить планету радиоизотопы и, возможно, повлияют на биосферу.[27] Гамма излучение испускаемый сверхновой, реагирует с азот в атмосфере, производя оксиды азота. Эти молекулы вызывают истощение озоновый слой что защищает поверхность от ультрафиолетовый (УФ) излучение Солнца. Увеличение УФ-В излучения всего 10–30% достаточно, чтобы оказать значительное влияние на жизнь; особенно для фитопланктон которые составляют основу океанического пищевая цепочка. Взрыв сверхновой на расстоянии 26 световых лет уменьшит плотность озонового столба вдвое. В среднем, взрыв сверхновой происходит в пределах 32 световых лет раз в несколько сотен миллионов лет, что приводит к истощению озонового слоя на несколько столетий.[28] В течение следующих двух миллиардов лет произойдет около 20 взрывов сверхновых и один гамма-всплеск это окажет значительное влияние на биосферу планеты.[29]

Дополнительный эффект от гравитационные возмущения между планетами заставляет внутреннюю Солнечную систему в целом вести себя хаотично в течение длительного периода времени. Это не сильно влияет на стабильность Солнечной системы через интервалы в несколько миллионов лет или меньше, но в течение миллиардов лет орбиты планет становятся непредсказуемыми. Компьютерное моделирование эволюции Солнечной системы в течение следующих пяти миллиардов лет предполагает, что существует небольшая (менее 1%) вероятность столкновения между Землей и Меркурий, Венера, или же Марс.[30][31] В течение того же промежутка времени вероятность того, что Земля будет рассеяна за пределы Солнечной системы проходящей звездой, составляет порядка одной десятой части.5. При таком сценарии океаны замерзнут в течение нескольких миллионов лет, оставив лишь несколько очагов жидкой воды на глубине около 14 км (8,7 миль) под землей. Существует малая вероятность того, что Земля будет захвачена проходящим мимо. двойная звезда система, позволяющая биосфере планеты оставаться нетронутой. Вероятность того, что это произойдет, составляет один шанс из трех миллионов.[32]

Орбита и вращение

Гравитационные возмущения других планет Солнечной системы объединяются, чтобы изменить орбита Земли и ориентация его оси вращения. Эти изменения могут повлиять на климат планеты.[10][33][34][35] Несмотря на такие взаимодействия, высокоточные симуляции показывают, что в целом орбита Земли, вероятно, останется динамически стабильной в течение миллиардов лет в будущем. Во всех 1600 симуляциях планета большая полуось, эксцентриситет, и склонность оставалась почти постоянной.[36]

Оледенение

Исторически существовали циклические ледниковые периоды в котором ледниковые покровы периодически покрывали более высокие широты континентов. Ледниковые периоды могут возникать из-за изменений в циркуляция океана и континентальность индуцированный тектоника плит.[37] В Теория Миланковича предсказывает, что ледниковые периоды происходят во время ледниковых периодов из-за астрономических факторов в сочетании с механизмами обратной связи с климатом. Основные астрономические драйверы выше, чем обычно орбитальный эксцентриситет, низкий осевой наклон (или наклон), и выравнивание летнее солнцестояние с афелий.[10] Каждый из этих эффектов происходит циклически. Например, эксцентриситет изменяется во временных циклах продолжительностью около 100 000 и 400 000 лет со значением от менее 0,01 до 0,05.[38][39] Это эквивалентно изменению малая полуось орбиты планеты с 99,95% большая полуось до 99,88% соответственно.[40]

Земля переживает ледниковый период, известный как четвертичное оледенение, и в настоящее время Голоцен межледниковый период. Обычно можно ожидать, что этот период закончится примерно через 25 000 лет.[35] Однако повышенная скорость выделения углекислого газа в атмосфера человека может отложить наступление следующего ледникового периода, по крайней мере, до 50 000–130 000 лет с настоящего момента. С другой стороны, глобальное потепление период конечной продолжительности (исходя из предположения, что ископаемое топливо использование прекратится к 2200 году), вероятно, повлияет только на ледниковый период в течение примерно 5000 лет. Таким образом, короткий период глобального потепления вызвал в течение нескольких столетий парниковый газ выбросы будут иметь лишь ограниченное влияние в долгосрочной перспективе.[10]

Наклон

Маленький серый кружок вверху представляет Луну. Зеленый круг с центром в синем эллипсе представляет Землю и ее океаны. Изогнутая стрелка показывает направление вращения Земли против часовой стрелки, в результате чего длинная ось эллипса немного не совмещена с Луной.
Вращательное смещение приливная выпуклость создает сеть крутящий момент на Луне, увеличивая его при замедлении Вращение Земли (не в масштабе).

В приливное ускорение из Луна замедляет скорость вращения Земли и увеличивает Расстояние Земля-Луна. Эффекты трения - между основной и мантия и между атмосферой и поверхностью - может рассеивать вращательную энергию Земли. Ожидается, что эти комбинированные эффекты увеличат продолжительность дня более чем на 1,5 часа в течение следующих 250 миллионов лет, и для увеличения наклонность примерно на половину градуса. Расстояние до Луны увеличится примерно на 1,5 радиуса Земли за тот же период.[41]

Основываясь на компьютерных моделях, присутствие Луны, похоже, стабилизирует наклон Земли, что может помочь планете избежать резких климатических изменений.[42] Эта стабильность достигается благодаря тому, что Луна увеличивает прецессия скорости оси вращения Земли, тем самым избегая резонансов между прецессией вращения и прецессией плоскости орбиты планеты (то есть прецессионным движением эклиптика ).[43] Однако по мере того, как большая полуось орбиты Луны продолжает увеличиваться, этот стабилизирующий эффект будет уменьшаться. В какой-то момент эффекты возмущения, вероятно, вызовут хаотические изменения угла наклона Земли, а наклон оси может измениться на углы до 90 ° от плоскости орбиты. Ожидается, что это произойдет через 1,5–4,5 миллиарда лет.[11]

Большой наклон, вероятно, приведет к резким изменениям климата и может разрушить планеты. обитаемость.[34] Когда угол наклона оси Земли превышает 54 °, годовой инсоляция на экваторе меньше, чем на полюсах. Планета может оставаться под углом от 60 ° до 90 ° в течение 10 миллионов лет.[44]

Геодинамика

Неправильная зеленая форма на синем фоне представляет Пангею.
Пангея был последним суперконтинент сформироваться до настоящего.

Тектоника -основанные события будут продолжать происходить и в будущем, и поверхность будет неуклонно изменяться тектоническое поднятие, экструзии, и эрозия. Гора Везувий можно ожидать примерно 40 извержений в течение следующих 1000 лет. В течение того же периода должно произойти от пяти до семи землетрясений магнитудой 8 или более Сан-Андреас разлом, в то время как во всем мире можно ожидать около 50 событий магнитудой 9. Мауна-Лоа должно произойти около 200 извержений в течение следующих 1000 лет, а Старый верный гейзер скорее всего перестанет работать. В Ниагарский водопад продолжит отход вверх по течению, достигнув Буффало примерно через 30 000–50 000 лет.[9]

Через 10 000 лет послеледниковый отскок Балтийское море уменьшит глубину примерно на 90 м (300 футов). В Гудзонов залив уменьшится на 100 м за тот же период.[31] Спустя 100000 лет остров Гавайи сместится примерно на 9 км (5,6 миль) к северо-западу. К этому времени планета может вступить в очередной ледниковый период.[9]

Континентальный дрифт

Дальнейшая информация: Континентальный дрифт

Теория тектоники плит показывает, что континенты Земли перемещаются по поверхности со скоростью несколько сантиметров в год. Ожидается, что это будет продолжаться, в результате чего плиты будут перемещаться и сталкиваться. Дрейфу континентов способствуют два фактора: выработка энергии на планете и наличие гидросфера. С потерей любого из них дрейф континентов остановится.[45] Производство тепло за счет радиогенных процессов достаточно для поддержания мантийная конвекция и тарелка субдукция как минимум на следующие 1,1 миллиарда лет.[46]

В настоящее время на континентах север и Южная Америка движутся на запад от Африка и Европа. Исследователи разработали несколько сценариев того, как это будет продолжаться в будущем.[47] Эти геодинамический модели можно отличить по субдукция поток, посредством чего океаническая кора движется под континентом. В модели интроверсии младшая, внутренняя, Атлантический океан становится преимущественно субдуцированным, и текущая миграция Северной и Южной Америки меняется на противоположную. В модели экстраверсии старшая, внешняя, Тихий океан остается преимущественно субдуцированной, а Северная и Южная Америка мигрируют в Восточную Азию.[48][49]

По мере улучшения понимания геодинамики эти модели будут подвергаться пересмотру. Например, в 2008 году компьютерное моделирование использовалось для предсказания реорганизации мантийной конвекции в течение следующих 100 миллионов лет, создавая новый суперконтинент состоит из Африки, Евразии, Австралия, Антарктида и Южная Америка, чтобы сформироваться вокруг Антарктиды.[50]

Независимо от исхода континентальной миграции, продолжающийся процесс субдукции приводит к переносу воды в мантию. Спустя миллиард лет после настоящего, геофизическая модель дает оценку, что 27% нынешней массы океана будет погружено. Если бы этот процесс продолжался без изменений в будущем, субдукция и высвобождение достигли бы равновесия после того, как было бы погружено 65% нынешней массы океана.[51]

Интроверсия

Грубое приближение Pangea Ultima, одна из трех моделей будущего суперконтинента

Кристофер Скотез и его коллеги наметили предсказанные движения на несколько сотен миллионов лет в будущем как часть Палеокарта проект.[47] По их сценарию, через 50 миллионов лет Средиземное море может исчезнуть, и столкновение между Европой и Африкой создаст длинный горный хребет, простирающийся до текущего местоположения Персидский залив. Австралия сольется с Индонезия, и Нижняя Калифорния будет скользить на север вдоль побережья. Новые зоны субдукции могут появиться у восточного побережья Северной и Южной Америки, и вдоль этих береговых линий сформируются горные цепи. Миграция Антарктиды на север вызовет все его ледяные щиты таять. Это, наряду с таянием Ледяные щиты Гренландии, повысит средний уровень океана на 90 м (300 футов). Затопление континентов во внутренних водах приведет к изменению климата.[47]

По мере продолжения этого сценария, к 100 миллионам лет от настоящего, распространение континентов достигнет максимальной степени, и затем континенты начнут объединяться. Через 250 миллионов лет Северная Америка столкнется с Африкой. Южная Америка обернется вокруг южной оконечности Африки. Результатом будет образование нового суперконтинента (иногда называемого Pangea Ultima ), Тихий океан простирается на половину планеты. Антарктида изменит направление и вернется в Южный полюс, создавая новую ледяную шапку.[52]

Экстраверсия

Первым ученым, экстраполировавшим современные движения континентов, был канадский геолог. Пол Ф. Хоффман Гарвардского университета. В 1992 году Хоффман предсказал, что континенты Северной и Южной Америки продолжат продвижение через Тихий океан, вращаясь вокруг Сибирь пока они не начнут сливаться с Азией. Он назвал образовавшийся суперконтинент, Амасия.[53][54] Позже, в 1990-х, Рой Ливермор рассчитал аналогичный сценарий. Он предсказал, что Антарктида начнет мигрировать на север, а Восточная Африка и Мадагаскар переместится через Индийский океан столкнуться с Азией.[55]

Согласно модели экстраверсии, закрытие Тихого океана завершится примерно через 350 миллионов лет.[56] Это знаменует собой завершение текущего суперконтинентальный цикл, где континенты разделяются и затем соединяются друг с другом примерно каждые 400–500 миллионов лет.[57] После того, как суперконтинент построен, тектоника плит может войти в период бездействия, поскольку скорость субдукции падает на порядок величины. Этот период стабильности может вызвать повышение температуры мантии со скоростью 30–100 ° C (54–180 ° F) каждые 100 миллионов лет, что является минимальным сроком жизни суперконтинентов в прошлом. Как следствие, вулканическая активность может увеличиться.[49][56]

Суперконтинент

Образование суперконтинента может сильно повлиять на окружающую среду. Столкновение плит приведет к горное строительство, тем самым изменяя погодные условия. Уровни моря может упасть из-за усиления оледенения.[58] Скорость поверхности выветривание может подняться, что приведет к увеличению скорости захоронения органического материала. Суперконтиненты могут вызвать падение глобальных температур и увеличение содержания кислорода в атмосфере. Это, в свою очередь, может повлиять на климат, еще больше понизив температуру. Все эти изменения могут привести к более быстрому биологическая эволюция как новый ниши появляться.[59]

Образование суперконтинента изолирует мантию. Поток тепла будет сконцентрирован, что приведет к вулканизму и затоплению больших площадей базальтом. Сформируются разломы, и суперконтинент снова разделится.[60] Тогда на планете может наступить период потепления, как это было во время Меловой период,[59] что ознаменовало разделение предыдущего Пангея суперконтинент.

Затвердевание внешнего ядра

Богатая железом область ядра Земли разделена на твердые тела радиусом 1220 км (760 миль). Внутреннее ядро и жидкость радиусом 3480 км (2160 миль) внешнее ядро.[61] Вращение Земли создает конвективные водовороты во внешней области ядра, которые заставляют ее функционировать как динамо.[62] Это порождает магнитосфера о Земле, которая отклоняет частицы от Солнечный ветер, что предотвращает значительную эрозию атмосферы от распыление. По мере того, как тепло от ядра передается наружу к мантии, общая тенденция заключается в том, что внутренняя граница жидкой внешней области ядра замерзает, тем самым высвобождая тепловая энергия и заставляя твердое внутреннее ядро ​​расти.[63] Это железо кристаллизация процесс продолжается около миллиарда лет. В современную эпоху радиус внутреннего ядра увеличивается в среднем примерно на 0,5 мм (0,02 дюйма) в год за счет внешнего ядра.[64] Почти вся энергия, необходимая для работы динамо-машины, обеспечивается этим процессом формирования внутреннего ядра.[65]

Можно ожидать, что рост внутреннего ядра поглотит большую часть внешнего ядра примерно через 3-4 миллиарда лет, что приведет к почти твердому ядру, состоящему из железа и других веществ. тяжелые элементы. Уцелевшая жидкая оболочка будет в основном состоять из более легких элементов, которые будут меньше перемешиваться.[66] В качестве альтернативы, если в какой-то момент тектоника плит подойдет к концу, внутреннее пространство будет охлаждаться менее эффективно, что может положить конец росту внутреннего ядра. В любом случае это может привести к потере магнитного динамо. Без работающей динамо-машины магнитное поле Земли распадется за короткий геологически короткий период времени примерно 10 000 лет.[67] Утрата магнитосфера вызовет увеличение эрозии легких элементов, особенно водород, из внешней атмосферы Земли в космос, что приводит к менее благоприятным условиям для жизни.[68]

Солнечная эволюция

Смотрите также: Звездная эволюция и Формирование и эволюция Солнечной системы

Производство энергии Солнца основано на термоядерный синтез из водород в гелий. Это происходит в центральной части звезды с помощью протон-протонная цепная реакция процесс. Потому что нет конвекция в солнечное ядро, то гелий концентрация увеличивается в этой области, не распределяясь по звезде. Температура в ядре Солнца слишком низкая для ядерного синтеза атомов гелия через тройной альфа-процесс, поэтому эти атомы не вносят вклад в чистую выработку энергии, необходимую для поддержания гидростатическое равновесие солнца.[69]

В настоящее время израсходовано почти половина водорода в ядре, а остальная часть атомов состоит в основном из гелия. По мере уменьшения количества атомов водорода на единицу массы уменьшается и их выход энергии, обеспечиваемый ядерным синтезом. Это приводит к уменьшению поддержки давлением, что заставляет ядро ​​сжиматься до тех пор, пока повышенная плотность и температура не приведут давление в ядре к равновесию с вышележащими слоями. Более высокая температура заставляет оставшийся водород подвергаться плавлению с более высокой скоростью, тем самым генерируя энергию, необходимую для поддержания равновесия.[69]

Эволюция Солнца яркость, радиус и эффективная температура по сравнению с настоящим Солнцем. По Рибасу (2010).[70]

Результатом этого процесса стало неуклонное увеличение выхода энергии Солнца. Когда Солнце впервые стало главная последовательность звезда, она излучала только 70% тока яркость. Светимость увеличивалась почти линейно до настоящего времени, увеличиваясь на 1% каждые 110 миллионов лет.[71] Точно так же ожидается, что через три миллиарда лет Солнце станет на 33% ярче. Водородное топливо в ядре будет окончательно исчерпано через пять миллиардов лет, когда Солнце станет на 67% ярче, чем сейчас. После этого Солнце будет продолжать сжигать водород в оболочке, окружающей его ядро, пока его светимость не достигнет 121% от настоящего значения. Это знаменует конец жизни Солнца на главной последовательности, и после этого оно пройдет через субгигант этап и эволюционировать в красный гигант.[1]

К этому времени столкновение галактик Млечный Путь и Андромеда должно быть начато.Хотя это может привести к выбросу Солнечной системы из недавно объединенной галактики, считается маловероятным, что это окажет какое-либо неблагоприятное воздействие на Солнце или его планеты.[72][73]

Воздействие на климат

Смотрите также: Парадокс слабого молодого Солнца и Гипотеза Медеи

Скорость выветривания силикатные минералы будет увеличиваться, поскольку повышение температуры ускоряет химические процессы. Это, в свою очередь, снизит уровень углекислого газа в атмосфере, так как эти процессы выветривания превращают углекислый газ в твердое вещество. карбонаты. В течение следующих 600 миллионов лет с настоящего момента концентрация углекислого газа упадет ниже критического порога, необходимого для поддержания C3 фотосинтез: около 50 частей на миллион. В этот момент деревья и леса в их нынешнем виде больше не смогут выжить.[74] последние живые деревья - вечнозеленые хвойные деревья.[75] Это сокращение растительной жизни, вероятно, будет долгосрочным, а не резким падением. Вполне вероятно, что группы растений погибнут одна за другой задолго до того, как будет достигнут уровень 50 частей на миллион. Первыми исчезнут растения C3. травянистый растения, за которыми следуют лиственный леса вечнозеленый широколиственные леса и, наконец, вечнозеленые хвойные породы.[75] Тем не мение, C4 фиксация углерода может продолжаться при гораздо более низких концентрациях, вплоть до более 10 частей на миллион. Таким образом, растения, использующие C4 фотосинтез может сохраниться, по крайней мере, 0,8 миллиарда лет, а возможно, и 1,2 миллиарда лет, после чего повышение температуры сделает биосферу неустойчивой.[76][77][78] В настоящее время C4 растения составляют около 5% растений Земли биомасса и 1% известных видов растений.[79] Например, около 50% всех видов трав (Poaceae ) используйте C4 фотосинтетический путь,[80] как и многие виды из семейства травянистых Amaranthaceae.[81]

Когда уровень углекислого газа падает до предела, при котором фотосинтез едва ли устойчив, доля углекислого газа в атмосфере, как ожидается, будет колебаться вверх и вниз. Это позволит наземной растительности процветать каждый раз, когда уровень углекислого газа повышается из-за тектонический деятельность и дыхание из жизни животных. Однако долгосрочная тенденция заключается в том, что растительный мир на суше полностью вымирает, поскольку большая часть оставшегося углерода в атмосфере становится изолирован на Земле.[82] Некоторые микробы способны к фотосинтезу при концентрациях углекислого газа до 1 части на миллион, поэтому эти формы жизни, вероятно, исчезнут только из-за повышения температуры и потери биосферы.[76]

Растения - и, в более широком смысле, животные - могли бы выжить дольше, развивая другие стратегии, такие как потребность в меньшем количестве углекислого газа для фотосинтетических процессов, становление плотоядный, адаптируясь к высыхание, или же связь с грибы. Эти адаптации могут появиться в начале влажной теплицы (см. дальше ).[75]

Утрата жизни высших растений также приведет к возможной потере кислорода и озона из-за дыхания животных, химических реакций в атмосфере и извержений вулканов. Это приведет к меньшему затухание из ДНК -повреждающий УФ,[75] а также гибель животных; первые животные, которые исчезнут, будут большими млекопитающие за ними следуют мелкие млекопитающие, птицы, амфибии и крупная рыба, рептилии и рыбка, и наконец беспозвоночные. Прежде чем это произойдет, ожидается, что жизнь сконцентрируется в убежищах с более низкой температурой, таких как высокие возвышенности, где доступна меньшая площадь поверхности суши, что ограничит размер населения. Более мелкие животные выживут лучше, чем более крупные, из-за меньшей потребности в кислороде, в то время как птицы будут жить лучше, чем млекопитающие, благодаря их способности преодолевать большие расстояния в поисках более низких температур. Исходя из периода полураспада кислорода в атмосфере, жизнь животных продлится не более 100 миллионов лет после гибели высших растений.[12] Однако жизнь животных может длиться намного дольше, поскольку в настоящее время фитопланктон производит более 50% кислорода.

В своей работе Жизнь и смерть планеты Земля, авторы Питер Д. Уорд и Дональд Браунли утверждали, что некоторые формы животной жизни могут продолжаться даже после исчезновения большей части растительной жизни на Земле. Уорд и Браунли используют ископаемые свидетельства из Burgess Shale в Британская Колумбия, Канада, чтобы определить климат Кембрийский взрыв и используйте его для предсказания климата будущего, когда повышение глобальной температуры, вызванное потеплением Солнца, и снижение уровня кислорода приведут к окончательному вымиранию жизни животных. Первоначально они ожидают, что некоторые насекомые, ящерицы, птицы и мелкие млекопитающие могут сохраниться вместе с морская жизнь. Однако они считают, что без пополнения кислородом растительной жизни животные, вероятно, умрут от удушье в течение нескольких миллионов лет. Даже если бы в атмосфере оставалось достаточное количество кислорода из-за сохранения некоторой формы фотосинтеза, устойчивое повышение глобальной температуры привело бы к постепенной утрате биоразнообразия.[82]

По мере того, как температура продолжает расти, остатки животного мира будут вытеснены к полюсам и, возможно, под землю. Они станут в первую очередь активными во время полярная ночь, праздник вовремя полярный день из-за сильной жары. Большая часть поверхности превратится в бесплодную пустыню, и жизнь будет в основном найдена в океанах.[82] Однако из-за уменьшения количества органических веществ, поступающих в океаны с суши, а также из-за уменьшения растворенный кислород,[75] морская жизнь тоже исчезнет, ​​пройдя путь, аналогичный тому, который существует на поверхности Земли. Этот процесс начнется с потери пресная вода виды и заканчиваем беспозвоночными,[12] особенно те, которые не зависят от живых растений, таких как термиты или те, кто рядом гидротермальные источники Такие как черви рода Рифтия.[75] В результате этих процессов многоклеточные формы жизни может вымереть примерно через 800 миллионов лет, и эукариоты через 1,3 миллиарда лет, оставив только прокариоты.[83]

Потеря океанов

Светло-коричневые облака окутывают планету, если смотреть из космоса.
В атмосфера Венеры находится в "супер-тепличном" состоянии

Через миллиард лет около 27% современного океана будет погружено в мантию. Если позволить этому процессу продолжаться непрерывно, он достигнет состояния равновесия, при котором 65% текущего поверхностного резервуара останется на поверхности.[51] Как только светимость Солнца на 10% превысит ее текущее значение, средняя глобальная температура поверхности повысится до 320 К (47 ° C; 116 ° F). Атмосфера станет «влажной теплицей», ведущей к убегай испарение океанов.[84][85] На данный момент модели окружающей среды Земли будущего демонстрируют, что стратосфера будет содержать увеличивающийся уровень воды. Эти молекулы воды будут разрушены фотодиссоциация солнечным УФ, позволяя водороду сбежать из атмосферы. Конечным результатом будет потеря мировой морской воды примерно на 1,1 миллиард лет от настоящего времени.[86][87]

Будет два варианта этой обратной связи по потеплению в будущем: «влажная теплица», где водяной пар доминирует тропосфера в то время как водяной пар начинает накапливаться в стратосфере (если океаны испаряются очень быстро), и «беглая оранжерея», где водяной пар становится доминирующим компонентом атмосфера (если океаны испаряются слишком медленно). В эту безокеанскую эпоху по-прежнему будут существовать поверхностные водоемы, поскольку вода будет постепенно высвобождаться из глубокой коры и мантии.[51] где, по оценкам, количество воды в несколько раз эквивалентно количеству воды, присутствующей в настоящее время в океанах Земли.[88] Некоторое количество воды может задерживаться на полюсах, и иногда могут быть ливни, но по большей части планета будет представлять собой сухую пустыню с большими дюны покрывая его экватор, и несколько солончаки на том, что когда-то было дном океана, похожим на те, что на Пустыня Атакама в Чили.[13]

Без воды, служащей смазкой, тектоника плит, скорее всего, прекратится, и наиболее заметные признаки геологической активности исчезнут. щитовые вулканы расположен над мантией горячие точки.[85][75] В этих засушливых условиях на планете может сохраняться микробная и, возможно, даже многоклеточная жизнь.[85] Большинство этих микробов будут галофилы и жизнь могла найти убежище в атмосфере, как предполагалось, что это произошло на Венере.[75] Однако все более экстремальные условия, вероятно, приведут к вымиранию прокариот через 1,6 миллиарда лет.[83] и через 2,8 миллиарда лет, причем последние из них будут жить в остаточных водоемах при высокой широты и высоты или в пещерах с застрявшим льдом. Однако жизнь под землей могла длиться дольше.[12] Что будет дальше, зависит от уровня тектонической активности. Постоянное выделение углекислого газа в результате извержения вулкана может привести к тому, что атмосфера войдет в "суперпарниковое" состояние, подобное состоянию планеты. Венера. Но, как указывалось выше, без поверхностных вод тектоника плит, вероятно, остановится, и большая часть карбонатов останется надежно захороненной.[13] пока Солнце не станет красным гигантом и его повышенная яркость не нагреет скалу до высвобождения углекислого газа.[88]

Потеря Мирового океана может быть отложена до 2 миллиардов лет в будущем, если атмосферное давление должны были отказаться. Более низкое атмосферное давление уменьшило бы парниковый эффект, тем самым снижая температуру поверхности. Это могло произойти, если естественные процессы заключались в удалении азота из атмосферы. Исследования органических отложений показали, что не менее 100 килопаскали (0.99 банкомат ) азот был удален из атмосферы за последние четыре миллиарда лет; достаточно, чтобы эффективно удвоить текущее атмосферное давление, если оно будет выпущено. Такой скорости удаления было бы достаточно, чтобы противостоять эффектам увеличения солнечной светимости в течение следующих двух миллиардов лет.[89]

Через 2,8 миллиарда лет температура поверхности Земли достигнет 422 К (149 ° C; 300 ° F) даже на полюсах. В этот момент все оставшиеся жизни будут погашены из-за экстремальных условий. Если к этому моменту вся вода на Земле испарится, планета будет оставаться в тех же условиях с постоянным повышением температуры поверхности, пока Солнце не станет красным гигантом.[85] Если нет, то примерно через 3–4 миллиарда лет количество водяного пара в нижних слоях атмосферы возрастет до 40% и начнется «влажный парниковый» эффект.[89] когда светимость Солнца достигает на 35-40% больше, чем ее нынешнее значение.[86] Произойдет «неуправляемый парниковый эффект», в результате которого атмосфера будет нагреваться и температура поверхности поднимется примерно до 1600 К (1330 ° C; 2420 ° F). Этого достаточно, чтобы растопить поверхность планеты.[87][85] Однако большая часть атмосферы будет сохраняться до тех пор, пока Солнце не войдет в стадию красных гигантов.[90]

С исчезновением жизни через 2,8 миллиарда лет ожидается, что Земля биосигнатуры исчезнет, ​​а вместо него появятся сигнатуры, вызванные небиологическими процессами.[75]

Сцена красного гиганта

Большой красный диск представляет Солнце в виде красного гиганта. На вставке текущее Солнце показано желтой точкой.
Размер текущего Солнца (сейчас в главная последовательность ) по сравнению с предполагаемым размером во время красный гигант фаза

Как только Солнце переходит от сжигания водорода в своем ядре к сжиганию водорода в оболочке вокруг своего ядра, ядро ​​начинает сжиматься, а внешняя оболочка расширяется. Общая светимость будет неуклонно увеличиваться в течение следующего миллиарда лет, пока не достигнет 2730 раз больше солнечного тока. яркость в возрасте 12,167 миллиарда лет. Большая часть атмосферы Земли будет потеряна в космосе, а ее поверхность будет состоять из лавовый океан с плавающими континентами металлов и оксидов металлов, а также айсберги из огнеупорные материалы с температурой поверхности более 2400 К (2130 ° C; 3860 ° F).[91] Солнце испытает более быструю потерю массы, около 33% его общей массы будет потеряно с Солнечный ветер. Потеря массы будет означать, что орбиты планет будут расширяться. Орбитальное расстояние Земли увеличится максимум до 150% от текущего значения.[71]

Самая быстрая часть расширения Солнца до красного гиганта произойдет на заключительных стадиях, когда Солнцу будет около 12 миллиардов лет. Вероятно, он расширится и поглотит Меркурий и Венеру, достигнув максимального радиуса 1,2AU (180,000,000 км ). Земля будет приливно взаимодействовать с внешней атмосферой Солнца, что приведет к уменьшению радиуса орбиты Земли. Перетащите из хромосфера Солнца также уменьшит орбиту Земли. Эти эффекты будут действовать, чтобы уравновесить эффект потери массы Солнцем, и Земля, вероятно, будет поглощена Солнцем.[71]

Сопротивление солнечной атмосферы может вызвать орбита Луны разлагаться. Как только орбита Луны приблизится к расстоянию 18 470 км (11480 миль), она пересечет орбиту Земли. Предел Роша. Это означает, что приливное взаимодействие с Землей разрушило бы Луну, превратив ее в кольцевая система. Затем большая часть орбитального кольца начнет распадаться, и обломки столкнутся с Землей. Следовательно, даже если Земля не поглотится Солнцем, планета может остаться безлунной.[92] В абляция и испарение вызванный его падением на затухающую траекторию к Солнцу, может удалить мантию Земли, оставив только ее ядро, которое будет окончательно разрушено самое большее через 200 лет.[93][94] После этого события единственным наследием Земли будет очень небольшое увеличение (0,01%) солнечной энергии. металличность.[95]:IIC

Пост-красный гигант

В Туманность спираль, планетарная туманность, подобная той, которую Солнце создаст через 8 миллиардов лет.

После плавления гелия в его ядре углерод, Солнце снова начнет коллапсировать, развивающийся в компактный белый Гном звезда после выброса своей внешней атмосферы в качестве планетарная туманность. Прогнозируемая конечная масса составляет 54,1% от текущей стоимости и, скорее всего, состоит в основном из углерода и кислорода.[1]

В настоящее время Луна удаляется от Земли со скоростью 4 см (1,5 дюйма) в год. Через 50 миллиардов лет, если Землю и Луну не поглотит Солнце, они станут прилив на более крупную, стабильную орбиту, при этом каждая из них показывает только одну сторону другой.[96][97][98] После этого приливное действие Солнца извлечет угловой момент из системы, вызывая орбита Луны распадаться, а вращение Земли ускоряться.[99] Предполагается, что примерно через 65 миллиардов лет Луна может столкнуться с Землей из-за оставшейся энергии Система Земля – Луна будучи истощенным остатком Солнца, заставляя Луну медленно двигаться внутрь к Земле.[100]

По шкале времени 1019 (10 квинтиллионов) лет остальные планеты Солнечной системы будут выброшены из системы насильственное расслабление. Если Земля не будет уничтожена расширяющимся красным гигантом Солнцем, и Земля не будет выброшена из Солнечной системы в результате насильственного расслабления, окончательная судьба планеты будет заключаться в ее столкновении с землей. черный карлик Солнце из-за распада своей орбиты через гравитационное излучение, в 1020 (Короткая шкала: 100 квинтиллионов, Длинная шкала: 100 триллионов) лет.[101]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Сакманн, И.-Юлиана; Бутройд, Арнольд I .; Кремер, Кэтлин Э. (1993), "Наше Солнце III. Настоящее и будущее", Астрофизический журнал, 418: 457–68, Bibcode:1993ApJ ... 418..457S, Дои:10.1086/173407
  2. ^ Кейт, Дэвид В. (ноябрь 2000 г.), «Геоинженерия окружающей среды: история и перспективы», Ежегодный обзор энергетики и окружающей среды, 25: 245–84, Дои:10.1146 / annurev.energy.25.1.245
  3. ^ а б c Витоусек, Петр М .; Муни, Гарольд А .; Любченко, Джейн; Мелилло, Джерри М. (25 июля 1997 г.), "Доминирование человека над экосистемами Земли", Наука, 277 (5325): 494–99, CiteSeerX  10.1.1.318.6529, Дои:10.1126 / science.277.5325.494
  4. ^ а б Хаберль, Гельмут; и другие. (Июль 2007 г.), «Количественная оценка и составление карт присвоения человеком чистой первичной продукции в наземных экосистемах Земли», Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 104 (31): 12942–47, Bibcode:2007PNAS..10412942H, Дои:10.1073 / pnas.0704243104, ЧВК  1911196, PMID  17616580
  5. ^ а б Myers, N .; Кнолл, А. Х. (8 мая 2001 г.), «Биотический кризис и будущее эволюции», Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 98 (1): 5389–92, Bibcode:2001ПНАС ... 98.5389М, Дои:10.1073 / pnas.091092498, ЧВК  33223, PMID  11344283
  6. ^ а б Майерс 2000 С. 63–70.
  7. ^ а б Реака-Кудла, Уилсон и Уилсон, 1997 г. С. 132–33.
  8. ^ а б Бостром, Ник (2002), «Экзистенциальные риски: анализ сценариев исчезновения людей и связанных с ними опасностей», Журнал эволюции и технологий, 9 (1), получено 2011-08-09
  9. ^ а б c d е Датч, Стивен Ян (2006), «У Земли есть будущее», Геосфера, 2 (3): 113–124, Дои:10.1130 / GES00012.1
  10. ^ а б c d Кошелин, Анн-Софи Б.; Mysak, Lawrence A .; Ван, Чжаомин (декабрь 2006 г.), «Моделирование долгосрочных будущих климатических изменений с помощью зеленой модели палеоклимата МакГилла: следующее начало ледникового периода», Изменение климата, 79 (3–4): 381, Bibcode:2006ClCh ... 79..381C, Дои:10.1007 / s10584-006-9099-1, S2CID  53704885
  11. ^ а б Neron de Surgy, O .; Ласкар, Дж. (Февраль 1997 г.), "О долгосрочной эволюции вращения Земли", Астрономия и астрофизика, 318: 975–89, Bibcode:1997A & A ... 318..975N
  12. ^ а б c d О'Мэлли-Джеймс, Дж. Т .; Greaves, J. S .; Raven, J. A .; Кокелл, С. С. (2013), «Биосферы Лебединой песни: убежища для жизни и новые микробные биосферы на планетах земной группы ближе к концу их пригодной для жизни жизни», Международный журнал астробиологии, 12 (2): 99–112, arXiv:1210.5721, Bibcode:2013IJAsB..12 ... 99O, Дои:10.1017 / S147355041200047X, S2CID  73722450
  13. ^ а б c Лунин, Дж. И. (2009), «Титан как аналог прошлого и будущего Земли», Европейские конференции физических журналов, 1: 267–74, Bibcode:2009EPJWC ... 1..267L, Дои:10.1140 / epjconf / e2009-00926-7
  14. ^ Уорд и Браунли 2003, п. 142.
  15. ^ Fishbaugh et al. 2007 г., п. 114.
  16. ^ Novacek, M. J .; Клеланд, Э. Э. (май 2001 г.), "Текущее событие исчезновения биоразнообразия: сценарии смягчения последствий и восстановления", Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 98 (10): 5466–70, Bibcode:2001ПНАС ... 98.5466Н, Дои:10.1073 / pnas.091093698, ЧВК  33235, PMID  11344295
  17. ^ Коуи 2007, п. 162.
  18. ^ Томас, Крис Д .; и другие. (Январь 2004 г.), «Риск исчезновения от изменения климата» (PDF), Природа, 427 (6970): 145–48, Bibcode:2004Натура 427..145Т, Дои:10.1038 / природа02121, PMID  14712274, S2CID  969382
  19. ^ Вудрафф, Дэвид С. (8 мая 2001 г.), «Упадок биомов и биоты и будущее эволюции», Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 98 (10): 5471–76, Bibcode:2001PNAS ... 98,5471 Вт, Дои:10.1073 / pnas.101093798, ЧВК  33236, PMID  11344296
  20. ^ «Стивен Хокинг: инопланетная жизнь существует, - предупреждает ученый», Телеграф, 25 апреля 2010 г.
  21. ^ Мэтьюз, Р. А. Дж. (Март 1994 г.). «Близкое сближение звезд в солнечной окрестности». Ежеквартальный журнал Королевского астрономического общества. 35 (1): 1–9. Bibcode:1994QJRAS..35 .... 1M.
  22. ^ Scholl, H .; Cazenave, A .; Брахич, А. (август 1982 г.). «Влияние звездных прохождений на кометные орбиты в облаке Оорта». Астрономия и астрофизика. 112 (1): 157–66. Bibcode:1982A&A ... 112..157S.
  23. ^ Frogel, Jay A .; Гулд, Эндрю (июнь 1998 г.), «Звезды смерти - пока нет», Письма в астрофизический журнал, 499 (2): L219, arXiv:Astro-ph / 9801052, Bibcode:1998ApJ ... 499L.219F, Дои:10.1086/311367, S2CID  13490628
  24. ^ Тайлер 1993, п. 92.
  25. ^ Рампино, Майкл Р .; Хаггерти, Брюс М. (февраль 1996 г.), «Гипотеза Шивы»: удары, массовые вымирания и галактика », Земля, Луна и планеты, 72 (1–3): 441–60, Bibcode:1996EM&P ... 72..441R, Дои:10.1007 / BF00117548, S2CID  189901526
  26. ^ Тамманн, Г. А .; и другие. (Июнь 1994 г.), "Скорость галактических сверхновых", Серия дополнений к астрофизическому журналу, 92 (2): 487–93, Bibcode:1994ApJS ... 92..487T, Дои:10.1086/192002
  27. ^ Филдс, Брайан Д. (февраль 2004 г.), «Живые радиоизотопы как сигнатуры близлежащих сверхновых», Новые обзоры астрономии, 48 (1–4): 119–23, Bibcode:2004Новый..48..119F, Дои:10.1016 / j.newar.2003.11.017
  28. ^ Hanslmeier 2009 С. 174–76.
  29. ^ Бук, Мартин (декабрь 2011 г.), «Прошлая, настоящая и будущая угроза сверхновой биосфере Земли», Астрофизика и космическая наука, 336 (2): 287–302, Bibcode:2011Ap & SS.336..287B, Дои:10.1007 / s10509-011-0873-9, S2CID  119803426
  30. ^ Laskar, J .; Гастино, М. (11 июня 2009 г.), "Существование траекторий столкновения Меркурия, Марса и Венеры с Землей", Природа, 459 (7248): 817–19, Bibcode:2009Натура.459..817L, Дои:10.1038 / природа08096, PMID  19516336, S2CID  4416436
  31. ^ а б Ласкар, Жак (июнь 2009 г.), Меркурий, Марс, Венера и Земля: когда миры сталкиваются!, L'Observatoire de Paris, архивировано из оригинал на 2011-07-26, получено 2011-08-11
  32. ^ Адамс 2008 С. 33–44.
  33. ^ Шеклтон, Николас Дж. (15 сентября 2000 г.), «100 000-летний цикл ледникового периода, идентифицированный и обнаруженный с учетом запаздывания температуры, двуокиси углерода и орбитального эксцентриситета», Наука, 289 (5486): 1897–1902, Bibcode:2000Sci ... 289.1897S, Дои:10.1126 / science.289.5486.1897, PMID  10988063
  34. ^ а б Hanslmeier 2009, п. 116.
  35. ^ а б Робертс 1998, п. 60.
  36. ^ Зибе, Ричард Э. (сентябрь 2015 г.), «Очень стабильная эволюция будущей орбиты Земли, несмотря на хаотическое поведение Солнечной системы», Астрофизический журнал, 811 (1): 10, arXiv:1508.04518, Bibcode:2015ApJ ... 811 .... 9Z, Дои:10.1088 / 0004-637X / 811/1/9, S2CID  18294039, 9.
  37. ^ Лунин и Лунин 1999, п. 244.
  38. ^ Бергер, А .; Лутр, М. (1991), «Значения инсоляции для климата за последние 10 миллионов лет», Четвертичные научные обзоры, 10 (4): 297–317, Bibcode:1991QSRv ... 10..297B, Дои:10.1016 / 0277-3791 (91) 90033-Q
  39. ^ Маслин, Марк А .; Риджвелл, Энди Дж. (2005), «Революция среднего плейстоцена и« миф об эксцентричности »'", Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации, 247 (1): 19–34, Bibcode:2005ГСЛСП.247 ... 19М, Дои:10.1144 / GSL.SP.2005.247.01.02, S2CID  73611295
  40. ^ Эксцентричность е относится к большой полуоси а и малая полуось б следующее:
    Таким образом, для е равно 0,01, б/а = 0,9995, а для е равно 0,05, б/а = 0,99875. Видеть:
    Вайсштейн, Эрик В. (2003), CRC краткая энциклопедия математики (2-е изд.), CRC Press, п. 848, г. ISBN  978-1-58488-347-0
  41. ^ Laskar, J .; и другие. (2004), «Долгосрочное численное решение для инсоляционных величин Земли» (PDF), Астрономия и астрофизика, 428 (1): 261–85, Bibcode:2004A&A ... 428..261L, Дои:10.1051/0004-6361:20041335
  42. ^ Laskar, J .; Joutel, F .; Робутель П. (18 февраля 1993 г.), "Стабилизация наклона Земли Луной", Природа, 361 (6413): 615–17, Bibcode:1993Натура.361..615л, Дои:10.1038 / 361615a0, S2CID  4233758
  43. ^ Атобе, Кейко; Ида, Сигеру; Ито, Такаши (апрель 2004 г.), "Вариации наклона планет земной группы в обитаемых зонах", Икар, 168 (2): 223–36, Bibcode:2004Icar..168..223A, Дои:10.1016 / j.icarus.2003.11.017
  44. ^ Доннадье, Янник; и другие. (2002), «Является ли высокий наклон вероятной причиной неопротерозойских оледенений?» (PDF), Письма о геофизических исследованиях, 29 (23): 42–, Bibcode:2002GeoRL..29.2127D, Дои:10.1029 / 2002GL015902
  45. ^ Lindsay, J. F .; Brasier, M. D. (2002), «Была ли глобальная тектоника движущей силой ранней эволюции биосферы? Изотопная запись углерода от 2,6 до 1,9 млрд лет карбонатов в бассейнах Западной Австралии», Докембрийские исследования, 114 (1): 1–34, Bibcode:2002ПреР..114 .... 1л, Дои:10.1016 / S0301-9268 (01) 00219-4
  46. ^ Линдси, Джон Ф .; Бразье, Мартин Д. (2002), «Комментарий о тектонике и будущем земной жизни - ответ» (PDF), Докембрийские исследования, 118 (3–4): 293–95, Bibcode:2002PreR..118..293L, Дои:10.1016 / S0301-9268 (02) 00144-4, получено 2009-08-28
  47. ^ а б c Опека 2006 С. 231–32.
  48. ^ Мерфи, Дж. Брендан; Нэнс, Р. Дамиан; Кавуд, Питер А. (июнь 2009 г.), «Контрастные режимы образования суперконтинента и загадка Пангеи», Исследования Гондваны, 15 (3–4): 408–20, Bibcode:2009ГондР..15..408М, Дои:10.1016 / j.gr.2008.09.005
  49. ^ а б Silver, Paul G .; Бен, Марк Д. (4 января 2008 г.), "Прерывистая тектоника плит?", Наука, 319 (5859): 85–88, Bibcode:2008Sci ... 319 ... 85S, Дои:10.1126 / science.1148397, PMID  18174440, S2CID  206509238
  50. ^ Трубицын, Валерий; Кабана, Михаил К .; Ротачера, Маркус (декабрь 2008 г.), «Механическое и тепловое воздействие плавающих континентов на глобальную мантийную конвекцию» (PDF), Физика Земли и планетных недр, 171 (1–4): 313–22, Bibcode:2008ПЕПИ..171..313Т, Дои:10.1016 / j.pepi.2008.03.011
  51. ^ а б c Боунама, Кристина; Франк, Зигфрид; фон Бло, Вернер (2001), «Судьба океана Земли», Гидрология и науки о Земле, 5 (4): 569–75, Bibcode:2001HESS .... 5..569B, Дои:10.5194 / hess-5-569-2001
  52. ^ Уорд и Браунли 2003 С. 92–96.
  53. ^ Нильд 2007 С. 20–21.
  54. ^ Хоффман 1992 С. 323–27.
  55. ^ Уильямс, Кэролайн; Нилд, Тед (20 октября 2007 г.), "Пангея, возвращение", Новый ученый, заархивировано из оригинал на 2008-04-13, получено 2009-08-28
  56. ^ а б Silver, P. G .; Бен, М. Д. (декабрь 2006 г.), "Прерывистая тектоника плит", Американский геофизический союз, осеннее собрание 2006 г., тезис № U13B-08, 2006: U13B – 08, Bibcode:2006AGUFM.U13B..08S
  57. ^ Nance, R.D .; Worsley, T. R .; Муди, Дж. Б. (1988), «Суперконтинентальный цикл» (PDF), Scientific American, 259 (1): 72–79, Bibcode:1988SciAm.259a..72N, Дои:10.1038 / scientificamerican0788-72, получено 2009-08-28
  58. ^ Калкин и Янг 1996 С. 9–75.
  59. ^ а б Томпсон и Перри 1997 С. 127–128.
  60. ^ Палмер 2003, п. 164.
  61. ^ Nimmo, F .; и другие. (Февраль 2004 г.), «Влияние калия на эволюцию ядра и геодинамо» (PDF), Международный геофизический журнал, 156 (2): 363–76, Bibcode:2003EAEJA ..... 1807N, Дои:10.1111 / j.1365-246X.2003.02157.x, получено 2018-05-16
  62. ^ Гонсалес и Ричардс 2004, п. 48.
  63. ^ Габбинс, Дэвид; Шринивасан, Бинод; Курган, Джон; Рост, Себастьян (19 мая 2011 г.), «Таяние внутреннего ядра Земли», Природа, 473 (7347): 361–63, Bibcode:2011Натура.473..361Г, Дои:10.1038 / природа10068, PMID  21593868, S2CID  4412560
  64. ^ Моннеро, Марк; и другие. (21 мая 2010 г.), "Односторонний рост внутреннего ядра Земли", Наука, 328 (5981): 1014–17, Bibcode:2010Sci ... 328.1014M, Дои:10.1126 / science.1186212, PMID  20395477, S2CID  10557604
  65. ^ Стейси, Ф.D .; Стейси, К. Х. Б. (январь 1999 г.), "Гравитационная энергия эволюции ядра: последствия для тепловой истории и мощности геодинамо", Физика Земли и планетных недр, 110 (1–2): 83–93, Bibcode:1999ПЭПИ..110 ... 83С, Дои:10.1016 / S0031-9201 (98) 00141-1
  66. ^ Луга 2007, п. 34.
  67. ^ Стивенсон 2002, п. 605.
  68. ^ van Thienen, P .; и другие. (Март 2007 г.), «Вода, жизнь и геодинамическая эволюция планет», Обзоры космической науки, 129 (1–3): 167–203, Bibcode:2007ССРв..129..167В, Дои:10.1007 / s11214-007-9149-7 В частности, см. Страницу 24.
  69. ^ а б Гоф, Д. О. (ноябрь 1981 г.), "Внутренняя структура Солнца и вариации светимости", Солнечная физика, 74 (1): 21–34, Bibcode:1981 СоФ ... 74 ... 21G, Дои:10.1007 / BF00151270, S2CID  120541081
  70. ^ Рибас, Игнаси (февраль 2010 г.), «Солнце и звезды как первичный источник энергии в атмосфере планет», Солнечная и звездная изменчивость: воздействие на Землю и планеты, Труды Международного астрономического союза, симпозиум МАС, 264, стр. 3–18, arXiv:0911.4872, Bibcode:2010IAUS..264 .... 3R, Дои:10.1017 / S1743921309992298, S2CID  119107400
  71. ^ а б c Schröder, K.-P .; Коннон Смит, Роберт (2008), «Возвращение в далекое будущее Солнца и Земли», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, 386 (1): 155–63, arXiv:0801.4031, Bibcode:2008МНРАС.386..155С, Дои:10.1111 / j.1365-2966.2008.13022.x, S2CID  10073988
  72. ^ Каин, Фрейзер (2007), "Когда наша галактика врезается в Андромеду, что происходит с Солнцем?", Вселенная сегодня, в архиве из оригинала 17 мая 2007 г., получено 2007-05-16
  73. ^ Cox, T. J .; Лоеб, Авраам (2007), «Столкновение Млечного Пути и Андромеды», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, 386 (1): 461, arXiv:0705.1170, Bibcode:2008МНРАС.386..461С, Дои:10.1111 / j.1365-2966.2008.13048.x, S2CID  14964036
  74. ^ Хит, Мартин Дж .; Дойл, Лоранс Р. (2009). «Околозвездные обитаемые зоны для экодинамических областей: предварительный обзор и предлагаемые направления на будущее». arXiv:0912.2482 [астрофизиолог EP ].
  75. ^ а б c d е ж грамм час я О'Мэлли-Джеймс, Дж. Т .; Greaves, J. S .; Raven, J. A .; Кокелл, С. С. (2014), «Биосферы Лебединой песни II: последние признаки жизни на планетах земной группы ближе к концу их пригодной для жизни жизни», Международный журнал астробиологии, 13 (3): 229–243, arXiv:1310.4841, Bibcode:2014IJAsB..13..229O, Дои:10.1017 / S1473550413000426, S2CID  119252386
  76. ^ а б Калдейра, Кен; Кастинг, Джеймс Ф. (декабрь 1992 г.), «Возвращение к продолжительности жизни биосферы», Природа, 360 (6406): 721–23, Bibcode:1992Натура. 360..721C, Дои:10.1038 / 360721a0, PMID  11536510, S2CID  4360963
  77. ^ Franck, S .; и другие. (2000), «Сокращение продолжительности жизни в биосфере как следствие геодинамики», Теллус Б, 52 (1): 94–107, Bibcode:2000TellB..52 ... 94F, Дои:10.1034 / j.1600-0889.2000.00898.x
  78. ^ Лентон, Тимоти М .; фон Бло, Вернер (май 2001 г.), «Биотическая обратная связь увеличивает продолжительность жизни биосферы», Письма о геофизических исследованиях, 28 (9): 1715–18, Bibcode:2001GeoRL..28.1715L, Дои:10.1029 / 2000GL012198
  79. ^ Bond, W. J .; Woodward, F. I .; Мидгли, Г. Ф. (2005), "Глобальное распределение экосистем в мире без огня", Новый Фитолог, 165 (2): 525–38, Дои:10.1111 / j.1469-8137.2004.01252.x, PMID  15720663
  80. ^ ван дер Маарель 2005, п. 363.
  81. ^ Kadereit, G .; и другие. (2003), «Филогения Amaranthaceae и Chenopodiaceae и эволюция фотосинтеза C4» (PDF), Международный журнал наук о растениях, 164 (6): 959–86, Дои:10.1086/378649, S2CID  83564261, заархивировано из оригинал (PDF) на 2011-08-18
  82. ^ а б c Уорд и Браунли 2003 С. 117–28.
  83. ^ а б Franck, S .; Bounama, C .; фон Бло, W. (ноябрь 2005 г.), «Причины и сроки будущего вымирания биосферы» (PDF), Обсуждения биогеонаук, 2 (6): 1665–79, Bibcode:2005BGD ..... 2.1665F, Дои:10.5194 / bgd-2-1665-2005
  84. ^ Schröder, K.-P .; Коннон Смит, Роберт (1 мая 2008 г.), «Возвращение в далекое будущее Солнца и Земли», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, 386 (1): 155–63, arXiv:0801.4031, Bibcode:2008МНРАС.386..155С, Дои:10.1111 / j.1365-2966.2008.13022.x, S2CID  10073988
  85. ^ а б c d е Браунли 2010, п. 95.
  86. ^ а б Кастинг, Дж. Ф. (июнь 1988 г.), «Неудержимая и влажная парниковая атмосфера и эволюция Земли и Венеры», Икар, 74 (3): 472–94, Bibcode:1988Icar ... 74..472K, Дои:10.1016/0019-1035(88)90116-9, PMID  11538226
  87. ^ а б Guinan, E. F .; Рибас И. (2002), «Наше меняющееся Солнце: роль солнечной ядерной эволюции и магнитной активности в атмосфере и климате Земли», в Монтесиносе, Бенджамин; Хименес, Альваро; Guinan, Эдвард Ф. (ред.), Материалы конференции ASP, Эволюционирующее Солнце и его влияние на планетную среду, 269, Астрономическое общество Тихого океана, стр. 85–106, Bibcode:2002ASPC..269 ... 85 г
  88. ^ а б Браунли 2010, п. 94.
  89. ^ а б Ли, Кинг-Фай; Пахлеван, Кавех; Киршвинк, Джозеф Л .; Юнг, Юк Л. (16 июня 2009 г.), «Атмосферное давление как естественный регулятор климата для планеты земного типа с биосферой», Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 106 (24): 9576–79, Bibcode:2009ПНАС..106.9576Л, Дои:10.1073 / pnas.0809436106, ЧВК  2701016, PMID  19487662
  90. ^ Минард, Энн (29 мая 2009 г.), "Солнце крадет атмосферу Земли", Новости National Geographic, получено 2009-08-30
  91. ^ Kargel, J. S .; и другие. (Май 2003 г.), «Неустойчивые циклы и оледенение: Земля и Марс (сейчас и рядом с красным гигантским солнцем) и луны горячих юпитеров», Американское астрономическое общество, заседание DPS № 35, № 18.08; Бюллетень Американского астрономического общества, 35: 945, Bibcode:2003DPS .... 35.1808K
  92. ^ Пауэлл, Дэвид (22 января 2007 г.), "Луна Земли обречена на распад", Space.com, Tech Media Network, получено 2010-06-01
  93. ^ Гольдштейн, Дж. (Май 1987 г.), «Судьба Земли в красной гигантской оболочке Солнца», Астрономия и астрофизика, 178 (1–2): 283–85, Bibcode:1987 A&A ... 178..283G
  94. ^ Ли, Цзянькэ; и другие. (Август 1998 г.), «Планеты вокруг белых карликов», Письма в астрофизический журнал, 503 (1): L151 – L154, Bibcode:1998ApJ ... 503L.151L, Дои:10.1086/311546, п. L51
  95. ^ Адамс, Фред С .; Лафлин, Грегори (апрель 1997 г.), «Умирающая вселенная: долгосрочная судьба и эволюция астрофизических объектов», Обзоры современной физики, 69 (2): 337–, arXiv:астро-ph / 9701131, Bibcode:1997РвМП ... 69..337А, Дои:10.1103 / RevModPhys.69.337, S2CID  12173790
  96. ^ Мюррей, C.D. И Дермотт, С.Ф. (1999). Динамика солнечной системы. Издательство Кембриджского университета. п. 184. ISBN  978-0-521-57295-8.
  97. ^ Дикинсон, Теренс (1993). От Большого взрыва до Планеты X. Кэмден-Ист, Онтарио: Камден Хаус. С. 79–81. ISBN  978-0-921820-71-0.
  98. ^ «Непростые отношения: покидает ли Луна Землю?». Футуризм. Получено 2018-12-14.
  99. ^ Canup, Робин М .; Райтер, Кевин (2000). Происхождение Земли и Луны. Серия космических исследований Университета Аризоны. 30. Университет Аризоны Press. С. 176–77. ISBN  978-0-8165-2073-2.
  100. ^ Дормини, Брюс (31 января 2017 г.). "Земля и Луна могут быть на пути длительного столкновения". Forbes. Получено 11 февраля 2017.
  101. ^ Дайсон, Фриман Дж. (1979). «Время без конца: физика и биология в открытой вселенной». Обзоры современной физики. 51 (3): 447–60. Bibcode:1979РвМП ... 51..447Д. Дои:10.1103 / RevModPhys.51.447. Получено 5 июля 2008.

Библиография

Примечания

  1. ^ Смотрите также: Жизнь после людей, о распаде конструкций (если исчезли люди).

дальнейшее чтение