地球在悄悄地變化，留給人類的時(shí)間，根本就沒有10億年

地球是人類在宇宙中唯一的家園，但這個(gè)家園并不是永恒的，隨著時(shí)間的流逝，終有一天，地球?qū)⒉辉龠m合人類生存。那么，留給人類的時(shí)間還有多久呢？

對(duì)于這個(gè)問題，一種常見的說法就是50億年，這是因?yàn)楦鶕?jù)恒星演化理論模型，在大約50億年后，太陽(yáng)核心的“核燃料”（也就是氫）將會(huì)消耗殆盡，到那個(gè)時(shí)候，太陽(yáng)將會(huì)演化成一顆比現(xiàn)在大得多的紅巨星，其表面很可能會(huì)抵達(dá)甚至超過地球軌道，進(jìn)而將地球直接吞噬。

但這種說法需要有一個(gè)重要的前提，那就是在太陽(yáng)演化成紅巨星之前，其輻射強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生太大的變化，那實(shí)際情況是否真是這樣呢？答案是否定的，過去的研究表明，太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度其實(shí)一直在緩慢地增強(qiáng)，為什么會(huì)這樣呢？

其原理簡(jiǎn)單來講就是，太陽(yáng)的核聚變只發(fā)生在其核心反應(yīng)區(qū)，在這里，氫會(huì)源源不斷地聚變成氦，但由于這里的溫度達(dá)不到氦的核聚變條件，因此這些氦就會(huì)在太陽(yáng)核心不斷堆積，造成核聚變的能量密度降低。

而核聚變釋放的能量，有一個(gè)重要的作用就是平衡太陽(yáng)的引力收縮，能量密度降低了，引力就會(huì)占上風(fēng)，于是太陽(yáng)的體積就會(huì)收縮，這就會(huì)造成太陽(yáng)核心的溫度升高。

溫度升高了，就會(huì)使得其核心反應(yīng)區(qū)外側(cè)邊緣的一部分原本不參與核聚變的氫也發(fā)生核聚變，這會(huì)重新平衡太陽(yáng)的引力收縮，也會(huì)使得核心反應(yīng)區(qū)的邊界緩慢地向外擴(kuò)張，而上述過程的反復(fù)進(jìn)行，就導(dǎo)致了太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的持續(xù)增強(qiáng)。

根據(jù)科學(xué)家的估算，每過1億年，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度就會(huì)增強(qiáng)大約1%，按照這樣的速度，在大約10億年后，不斷增強(qiáng)的太陽(yáng)輻射就會(huì)讓地球表面的氣溫達(dá)到47至70攝氏度，屆時(shí)的地球也就不適合人類生存了。

看上去，人類似乎還有大把的時(shí)間。然而近些年的研究卻顯示，在太陽(yáng)輻射緩慢增強(qiáng)的同時(shí)，地球也在悄悄地變化，在這樣的情況下，留給人類的時(shí)間，根本就沒有10億年。這又是怎么回事呢？我們接著看。

要知道地球外層的巖石圈并不是一個(gè)整體，而是分為若干板塊，在地球內(nèi)部物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)下，這些板塊也會(huì)緩慢地運(yùn)動(dòng)，這樣的運(yùn)動(dòng)就會(huì)使地球表面的海陸分布不斷地變化，在有些時(shí)候，幾乎所有的陸地都會(huì)聚集在一起，形成“超級(jí)大陸”。

在過去的幾十億年時(shí)間里，“超級(jí)大陸”曾多次出現(xiàn)，距今最近的一次出現(xiàn)在大約3.34億年前到2.55億年前，被稱為“盤古大陸”（Pangea）。

研究表明，在“盤古大陸”時(shí)期，地球表面的氣溫明顯偏高，其平均溫度比現(xiàn)代地球還要高出10%左右，而造成這種現(xiàn)象最主要的原因，其實(shí)是當(dāng)時(shí)地球大氣中二氧化碳的濃度遠(yuǎn)超現(xiàn)代地球（平均值約為2100ppm，即百萬(wàn)分之2100），其產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，導(dǎo)致了當(dāng)時(shí)地球的“高燒”。

為什么當(dāng)時(shí)的二氧化碳濃度會(huì)這么高呢？科學(xué)家認(rèn)為，這是因?yàn)樵凇俺?jí)大陸”形成和裂解的過程中，板塊活動(dòng)比平常頻繁得多，板塊的碰撞、擠壓以及撕裂，引發(fā)了大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間的火山噴發(fā)，從而將原本“封鎖”在地球內(nèi)部的二氧化碳大量地釋放出來。

時(shí)至今日，地球的板塊運(yùn)動(dòng)仍然在進(jìn)行之中，盡管其速度極為緩慢（通常為每年幾厘米），但在現(xiàn)代科技的幫助下，我們?nèi)匀豢梢蕴綔y(cè)到地球板塊運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，進(jìn)而預(yù)測(cè)未來地球的海陸分布。

在研究工作中，科學(xué)家利用多年來探測(cè)到的數(shù)據(jù)，再結(jié)合相關(guān)理論建立起了計(jì)算機(jī)模型，模擬結(jié)果表明，在大約2.5億年后，地球表面又將出現(xiàn)一個(gè)“超級(jí)大陸”。

這個(gè)“超級(jí)大陸”，被科學(xué)家稱為“終極盤古大陸”（Pangea Ultima），之所以起這個(gè)名字，是因?yàn)樵谒霈F(xiàn)的時(shí)期，地球很可能將不再適合人類生存。

一方面來講，在那個(gè)時(shí)候，與“盤古大陸”時(shí)期相似的場(chǎng)景又會(huì)重現(xiàn)，大量的二氧化碳被火山運(yùn)動(dòng)釋放出來，從而造成地球再一次“高燒”。

更重要的是，由于太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度一直在持續(xù)增強(qiáng)，按每1億年增強(qiáng)1%來計(jì)算，當(dāng)“終極盤古大陸”出現(xiàn)時(shí)，太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度將會(huì)比“盤古大陸”時(shí)期高出大約6%，這會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)更加強(qiáng)烈，所以屆時(shí)地球表面的氣溫將會(huì)比“盤古大陸”時(shí)期高得多。

到底會(huì)高到什么程度呢？根據(jù)科學(xué)家的估算，到那個(gè)時(shí)候，“終極盤古大陸”的平均氣溫將飆升至大約46.5攝氏度。

而由于來自海洋的濕潤(rùn)氣流很難深入陸地深處，因此“終極盤古大陸”的中低緯度地區(qū)還將被一個(gè)巨大的、極度炎熱干旱的沙漠地帶所占據(jù)，那里甚至?xí)霈F(xiàn)超過60攝氏度的極端高溫，幾乎不可能有植被生長(zhǎng)。

顯而易見的是，如此惡劣的自然環(huán)境是不適合人類生存的，而這也就意味著，留給人類的時(shí)間，根本就沒有10億年，而應(yīng)該是2.5億年。

當(dāng)然了，這只是基于自然演化的推演，并沒有考慮人類科技可能帶來的影響。或許我們可以樂觀地認(rèn)為，如果2.5億年后地球上還有人類的話，那他們的科技水平就應(yīng)該比現(xiàn)在的我們高得多，以他們的能力，應(yīng)該可以讓地球的自然環(huán)境不至于惡化到不適合人類生存的程度。

參考資料：Climate extremes likely to drive land mammal extinction during next supercontinent assembly，Nature Geoscience volume 16, pages 901–908，doi.org/10.1038/s41561-023-01259-3