Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Темно-серая и красная сфера, представляющая Землю, расположена на черном фоне справа от оранжевого круглого объекта, представляющего Солнце.
Предполагаемая иллюстрация выжженной Земли после того, как Солнце вошло в фазу красного гиганта , примерно через 5 миллиардов лет [1]

Биологическое и геологическое будущее Земли можно экстраполировать на основе предполагаемых эффектов нескольких долгосрочных влияний. Они включают в себя химию на Земле поверхности «s, скорость охлаждения недр планеты , в гравитационных взаимодействиях с другими объектами в Солнечной системе , и постоянное увеличение светимости Солнца . Неопределенный фактор в этой экстраполяции является постоянным влиянием технологии , внедренные людьми, такими , как климат техника , [2] , которые могут вызвать значительные изменения планеты. [3] [4] ТекущийГолоценовое вымирание [5] вызвано технологиями [6], и последствия могут длиться до пяти миллионов лет. [7] В свою очередь, технологии могут привести к вымиранию человечества , в результате чего планета постепенно вернется к более медленным темпам эволюции, обусловленным исключительно долгосрочными природными процессами. [8] [9]

С интервалом в сотни миллионов лет случайные небесные явления представляют глобальный риск для биосферы , что может привести к массовым исчезновениям . К ним относятся удары комет или астероидов , а также возможность мощного взрыва звезды, называемого сверхновой , в радиусе 100 световых лет от Солнца. Другие крупномасштабные геологические события более предсказуемы. Теория Миланковича предсказывает, что на планете будут продолжаться ледниковые периоды, по крайней мере, до тех пор, пока не закончится четвертичное оледенение . Эти периоды вызваны изменениями эксцентриситета ,осевой наклон и прецессия орбиты Земли. [10] В рамках текущего цикла суперконтинента , тектоника плит , вероятно , приведет к суперконтинента в 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 Солнца будет неуклонно увеличиваться, что приведет к увеличению солнечной радиации, достигающей Земли. Это приведет к более высокой скорости выветривания из силикатных минералов , влияющие на карбонат-силикатного цикл , который приведет к снижению уровня углекислого газа в атмосфере. Примерно через 600 миллионов лет уровень углекислого газа упадет ниже уровня, необходимого для поддержания фотосинтеза с фиксацией углерода C 3, используемого деревьями. Некоторые растения используют фиксацию углерода C 4.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 всего животного мира, поскольку растения являются основой пищевой цепи на Земле. [12]

Примерно через один миллиард лет светимость Солнца будет на 10% выше, чем сейчас. Это приведет к превращению атмосферы во «влажную оранжерею», что приведет к безудержному испарению океанов. Как следствие, тектоника плит подойдет к концу, а вместе с ней и всему углеродному циклу . [13] После этого события, примерно через 2–3 миллиарда лет, магнитное динамо планеты может прекратиться, что вызовет распад магнитосферы и приведет к ускоренной потере летучих веществ из внешней атмосферы. Через четыре миллиарда лет повышение температуры поверхности Земли вызовет неуправляемый 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 фазу красного гиганта и расширилась за пределы текущей орбиты планеты. [16]

Человеческое влияние [ править ]

Основные статьи: антропоцен , биология сохранения , глобальное потепление , ядерная война и воздействие человека на окружающую среду
Марш протеста против ядерного оружия в Оксфорде, 1980 г.

Люди играют ключевую роль в биосфере , при этом многочисленная человеческая популяция доминирует во многих экосистемах Земли . [3] Это привело к широко распространенному, продолжающемуся массовому вымиранию других видов в нынешнюю геологическую эпоху , известную теперь как вымирание в голоцене . Масштабная потеря видов, вызванная влиянием человека с 1950-х годов, была названа биотическим кризисом , при этом, по оценкам, к 2007 году было потеряно 10% от общего количества видов. [6] При нынешних темпах около 30% видов находятся в опасности. от вымирания в ближайшие сто лет. [17]Событие вымирания в голоцене является результатом разрушения среды обитания , широкого распространения инвазивных видов , охоты и изменения климата . [18] [19] В наши дни деятельность человека оказала значительное влияние на поверхность планеты. Более трети поверхности суши было изменено в результате деятельности человека, и люди используют около 20% мировой первичной продукции . [4] Концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась почти на 50% с начала промышленной революции . [3] [20]

Согласно прогнозам, последствия постоянного биотического кризиса продлятся не менее пяти миллионов лет. [7] Это может привести к сокращению биоразнообразия и гомогенизации биоты , сопровождаемой размножением условно-патогенных видов , таких как вредители и сорняки. Могут появиться и новые виды; в частности, таксоны, которые процветают в экосистемах, где доминирует человек, могут быстро диверсифицироваться, образуя множество новых видов. Микробы , вероятно, выиграют от увеличения экологических ниш, обогащенных питательными веществами. Вероятно, что не возникнет никаких новых видов существующих крупных позвоночных , а пищевые цепи , вероятно, сократятся. [5][21]

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 окончательные риски . Риски, которые люди представляют для себя, включают изменение климата, неправильное использование нанотехнологий , ядерный холокост , войну с запрограммированным суперинтеллектом , генно-инженерное заболевание или катастрофу, вызванную физическим экспериментом. Точно так же несколько природных явлений могут представлять угрозу судного дня , в том числе очень опасное заболевание, столкновение с астероидом или кометой , парниковый эффект., и истощение ресурсов . Также может существовать возможность заражения внеземной формой жизни . [22] Реальные шансы на реализацию этих сценариев трудно, если вообще возможно, вывести. [8] [9]

Если человеческий вид вымрет, то различные черты, собранные человечеством, начнут распадаться. Расчетный период полураспада самых крупных структур составляет около 1000 лет. Последними уцелевшими сооружениями, скорее всего, будут карьеры, большие свалки, основные магистрали, широкие выемки каналов и насыпные фланговые дамбы. Несколько массивных каменных памятников, таких как пирамиды в некрополе Гизы или скульптуры на горе Рашмор, могут все еще уцелеть в той или иной форме через миллион лет. [9] [а]

Возможные события [ править ]

Барринджер Метеоритный кратер в Флагстафф, штат Аризона , показывая данные о воздействии небесных объектов на Землю

Когда Солнце вращается вокруг Млечного Пути , блуждающие звезды могут приближаться достаточно близко, чтобы оказать разрушительное влияние на Солнечную систему . [23] Близкое столкновение со звездой может вызвать значительное сокращение перигелиевых расстояний комет в облаке Оорта - сферической области ледяных тел, вращающихся вокруг Солнца в пределах полутора светового года . [24] Такая встреча 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. [25] Время до столкновения Солнца.с другой звездой в окрестностях Солнца составляет примерно 3 × 10 13 лет , что намного больше, чем предполагаемый возраст Вселенной, и составляет ~ 1,38 × 10 10 лет . Это можно рассматривать как показатель малой вероятности того, что такое событие произойдет во время жизни Земли. [26]

Энергии, высвобождаемой в результате удара астероида или кометы диаметром 5–10 км (3–6 миль) или больше, достаточно, чтобы создать глобальную экологическую катастрофу и вызвать статистически значимое увеличение числа исчезновений видов. Среди пагубных последствий крупного столкновения - облако мелкой пыли, покрывающее планету, блокируя попадание прямых солнечных лучей на поверхность Земли, тем самым понижая температуру земли примерно на 15 ° C (27 ° F) в течение недели и останавливая фотосинтез. на несколько месяцев (похоже на ядерную зиму). Среднее время между крупными ударами оценивается как минимум 100 миллионов лет. В течение последних 540 миллионов лет моделирование продемонстрировало, 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 в фанерозойском эоне . Можно ожидать, что такие события будут продолжаться. [27]

Сверхновой является катастрофическим взрывом звезды. В Млечном Пути галактики , взрывы сверхновых происходят в среднем один раз каждые 40 лет. [28] За всю историю Земли , вероятно, происходило несколько таких событий на расстоянии 100 световых лет; известная как околоземная сверхновая . Взрывы на таком расстоянии могут загрязнить планету радиоизотопами и, возможно, повлиять на биосферу. [29] Гамма-лучи, испускаемые сверхновой, вступают в реакцию с азотом в атмосфере, образуя оксиды азота . Эти молекулы вызывают истощение озонового слоя.который защищает поверхность от ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. Увеличение УФ-В излучения всего на 10–30% достаточно, чтобы оказать значительное влияние на жизнь; особенно фитопланктону, который составляет основу океанической пищевой цепи . Взрыв сверхновой на расстоянии 26 световых лет уменьшит плотность озонового столба вдвое. В среднем, взрыв сверхновой происходит в пределах 32 световых лет один раз в несколько сотен миллионов лет, что приводит к истощению озонового слоя на несколько столетий. [30] В течение следующих двух миллиардов лет произойдет около 20 взрывов сверхновых и один гамма-всплеск , которые окажут значительное влияние на биосферу планеты.[31]

Возрастающий эффект гравитационных возмущений между планетами заставляет внутреннюю Солнечную систему в целом вести себя хаотично в течение длительных периодов времени. Это не оказывает существенного влияния на стабильность Солнечной системы на интервалах в несколько миллионов лет или меньше, но через миллиарды лет орбиты планет становятся непредсказуемыми. Компьютерное моделирование эволюции Солнечной системы в течение следующих пяти миллиардов лет предполагает, что существует небольшая (менее 1%) вероятность столкновения Земли с Меркурием , Венерой или Марсом . [32] [33]В течение того же промежутка времени вероятность того, что Земля будет рассеяна за пределы Солнечной системы проходящей звездой, составляет порядка одной части к 10 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 вместо этого Земля будет захвачена проходящей мимо двойной звездной системой, что позволит биосфере планеты остаться нетронутой. Вероятность того, что это произойдет, составляет примерно один шанс из трех миллионов. [34]

Орбита и вращение [ править ]

Гравитационные возмущения других планет Солнечной системы в совокупности изменяют орбиту Земли и ориентацию ее оси вращения . Эти изменения могут повлиять на климат планеты. [10] [35] [36] [37] Несмотря на такие взаимодействия, высокоточные моделирования показывают, что в целом орбита Земли, вероятно, останется динамически стабильной в течение миллиардов лет в будущем. Во всех 1600 симуляциях большая полуось , эксцентриситет и наклон планеты оставались почти постоянными. [38]

Оледенение [ править ]

Исторически сложилось так, что были циклические ледниковые периоды, в течение которых ледниковые покровы периодически покрывали более высокие широты континентов. Ледниковые периоды могут возникать из-за изменений в циркуляции океана и континентальности, вызванных тектоникой плит . [39] Теория Миланковича предсказывает, что ледниковые периоды возникают во время ледниковых периодов из-за астрономических факторов в сочетании с механизмами обратной связи с климатом. Основными астрономическими факторами являются более высокий, чем обычно, эксцентриситет орбиты , низкий наклон (или наклон) оси и совпадение даты летнего солнцестояния с афелием.. [10] Каждый из этих эффектов происходит циклически. Например, эксцентриситет изменяется в течение временных циклов продолжительностью около 100 000 и 400 000 лет со значением от менее 0,01 до 0,05. [40] [41] Это эквивалентно изменению малой полуоси орбиты планеты с 99,95% большой полуоси до 99,88% соответственно. [42]

Земля переживает ледниковый период, известный как четвертичное оледенение , и в настоящее время находится в межледниковье голоцена . Обычно можно ожидать, что этот период закончится примерно через 25 000 лет. [37] Однако повышенная скорость выброса углекислого газа в атмосферу людьми может отложить наступление следующего ледникового периода по крайней мере до 50 000–130 000 лет с настоящего момента. С другой стороны, период глобального потепления конечной продолжительности (основанный на предположении, что использование ископаемого топлива прекратится к 2200 году), вероятно, повлияет на ледниковый период только примерно на 5000 лет. Таким образом, короткий период, вызванный глобальным потеплением, на протяжении нескольких вековВыбросы парниковых газов в долгосрочной перспективе будут иметь лишь ограниченное воздействие. [10]

Наклон [ править ]

Вращательное смещение приливной выпуклости оказывает на Луну чистый крутящий момент , увеличивая его, замедляя вращение Земли (не в масштабе).

Приливное ускорение от Луны замедляет скорость вращения Земли и увеличивает расстояние Земли-Луну . Эффекты трения - между ядром и мантией и между атмосферой и поверхностью - могут 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 увеличат наклон примерно на половину градуса. Расстояние до Луны увеличится примерно на 1,5 радиуса Земли за тот же период. [43]

Основываясь на компьютерных моделях, присутствие Луны, похоже, стабилизирует наклон Земли, что может помочь планете избежать резких климатических изменений. [44] Эта стабильность достигается благодаря тому, что Луна увеличивает скорость прецессии оси вращения Земли, тем самым избегая резонансов между прецессией вращения и прецессией плоскости орбиты планеты (то есть прецессионным движением эклиптики ). [45]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 обитаемость планеты . [36] Когда угол наклона оси Земли превышает 54 °, годовая инсоляция на экваторе меньше, чем на полюсах. Планета может оставаться под углом от 60 ° до 90 ° в течение 10 миллионов лет. [46]

Геодинамика [ править ]

Пангея была последним суперконтинентом, образовавшимся до настоящего времени.

События, связанные с тектоникой, будут продолжать происходить и в будущем, и поверхность будет неуклонно изменяться в результате тектонических поднятий , экструзий и эрозии . Можно ожидать, что Везувий извергнется примерно 40 раз в течение следующих 1000 лет. В течение того же периода вдоль разлома Сан-Андреас должно произойти от пяти до семи землетрясений магнитудой 8 или более , в то время как во всем мире можно ожидать около 50 магнитуд 9 событий. В течение следующих 1000 лет на Мауна-Лоа должно произойти около 200 извержений, и Старый Верный Гейзер , вероятно, перестанет работать. Ниагара Фолс будет продолжать отступать вверх по течению, достигаяБуффало примерно через 30 000–50 000 лет. [9]

Через 10 000 лет отскок Балтийского моря после ледникового периода уменьшит глубину примерно на 90 м (300 футов). Гудзонбайская будет уменьшаться в глубину на 100 м за тот же период. [33] Через 100 000 лет остров Гавайи сдвинется примерно на 9 км (5,6 миль) к северо-западу. К этому времени планета может вступить в очередной ледниковый период. [9]

Континентальный дрейф [ править ]

Дополнительная информация: Континентальный дрейф

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: энергия, вырабатываемая внутри планеты, и наличие гидросферы . С потерей любого из них дрейф континентов остановится. [47] Производство тепла через радиогенные процессы является достаточным для поддержания мантии конвекции и пластины субдукции в течение по крайней мере в течение следующих 1,1 млрд лет. [48]

В настоящее время континенты Северной и Южной Америки движутся на запад из Африки и Европы . Исследователи разработали несколько сценариев того, как это будет продолжаться в будущем. [49] Эти геодинамические модели можно отличить по потоку субдукции , при котором океаническая кора движется под континентом. В модели интроверсии более молодой, внутренний Атлантический океан становится преимущественно субдуцированным, и текущая миграция Северной и Южной Америки меняется на противоположную. В экстраверсии старшая, внешняя, Тихий океан.остается преимущественно субдуцированной, а Северная и Южная Америка мигрируют в Восточную Азию. [50] [51]

По мере улучшения понимания геодинамики эти модели будут подвергаться пересмотру. Например, в 2008 году компьютерное моделирование использовалось для прогнозирования реорганизации мантийной конвекции в течение следующих 100 миллионов лет, в результате чего вокруг Антарктиды образовался новый суперконтинент, состоящий из Африки, Евразии, Австралии , Антарктиды и Южной Америки. [52]

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 субдуцировано. 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. [53]

Интроверсия [ править ]

Грубое приближение Pangea Ultima , одной из трех моделей будущего суперконтинента.

Кристофер Скотез и его коллеги в рамках проекта « Палеокарта» нанесли на карту предсказанные движения на несколько сотен миллионов лет вперед . [49] По их сценарию, через 50 миллионов лет Средиземное море может исчезнуть, и столкновение между Европой и Африкой создаст длинный горный хребет, простирающийся до нынешнего местоположения Персидского залива . Австралия сольется с Индонезией , 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 всеего ледяные щиты тают. Это, наряду с таянием ледяных щитов Гренландии , поднимет средний уровень океана на 90 м (300 футов). Затопление континентов во внутренних водах приведет к изменению климата. [49]

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 формирование нового суперконтинента (иногда называемого Пангея Ультима ) с Тихим океаном, простирающимся на половину планеты. Антарктида изменит направление и вернется к Южному полюсу , образуя новую ледяную шапку. [54]

Экстраверсия [ править ]

Первым ученым, экстраполировавшим текущее движение континентов, был канадский геолог Пол Ф. Хоффман из Гарвардского университета. В 1992 году Хоффман предсказал, что континенты Северной и Южной Америки будут продолжать продвигаться через Тихий океан, вращаясь вокруг Сибири, пока не начнут сливаться с Азией. Он назвал образовавшийся суперконтинент Амасией . [55] [56] Позже, в 1990-х, Рой Ливермор рассчитал похожий сценарий. Он предсказал, что Антарктида начнет мигрировать на север, а Восточная Африка и Мадагаскар пересекут Индийский океан и столкнутся с Азией. [57]

Согласно модели экстраверсии, закрытие Тихого океана завершится примерно через 350 миллионов лет. [58] Это знаменует собой завершение текущего цикла суперконтинента , в котором континенты разделяются на части, а затем воссоединяются друг с другом примерно каждые 400–500 миллионов лет. [59] После того, как суперконтинент построен, тектоника плит может войти в период бездействия, поскольку скорость субдукции упадет на порядок . 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, может усилиться вулканическая активность . [51] [58]

Суперконтинент [ править ]

Образование суперконтинента может сильно повлиять на окружающую среду. Столкновение плит приведет к горообразованию , что приведет к изменению погодных условий. Уровень моря может упасть из-за усиления оледенения. [60] Скорость выветривания поверхности может возрасти, увеличивая скорость захоронения органических материалов. 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 быстрой биологической эволюции по мере появления новых ниш . [61]

Образование суперконтинента изолирует мантию. Поток тепла будет сконцентрирован, что приведет к вулканизму и затоплению больших площадей базальтом. Сформируются разломы, и суперконтинент снова разделится. [62] Планета может затем испытать период потепления, как это произошло в меловой период , [61] который ознаменовал разделение предыдущего суперконтинента Пангеи .

Затвердевание внешнего ядра [ править ]

Богатая железом область ядра Земли разделена на твердое внутреннее ядро радиусом 1220 км (760 миль) и жидкое внешнее ядро радиусом 3480 км (2160 миль) . [63] Вращение Земли создает конвективные водовороты во внешней области ядра, которые заставляют ее функционировать как динамо-машина . [64] Это создает магнитосферу вокруг Земли, которая отклоняет частицы от солнечного ветра , что предотвращает распыление значительной эрозии атмосферы . Поскольку тепло от ядра передается наружу к мантии, общая тенденция заключается в том, что внутренняя граница жидкой внешней области ядра замерзает, тем самым высвобождая тепловую энергию.и заставляя твердое внутреннее ядро ​​расти. [65] Этот процесс кристаллизации железа 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. [66] Практически вся энергия, необходимая для работы динамо-машины, обеспечивается процессом формирования внутреннего ядра. [67]

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 тяжелых элементов . Уцелевшая жидкая оболочка будет в основном состоять из более легких элементов, которые будут меньше перемешиваться. [68] 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 с геологической точки зрения период времени примерно 10 000 лет. [69] Утрата магнитосферы.вызовет усиление эрозии легких элементов, особенно водорода , из внешней атмосферы Земли в космос, что приведет к менее благоприятным условиям для жизни. [70]

Солнечная эволюция [ править ]

Смотрите также: Звездная эволюция и Формирование и эволюция Солнечной системы

Выработка энергии Солнца основываются на термоядерный синтез из водорода в гелий . Это происходит в центральной части звезды с помощью протон-протонной цепной реакции . Поскольку в ядре Солнца нет конвекции , концентрация гелия в этой области увеличивается, не распределяясь по всей звезде. Температура в ядре Солнца слишком низкая для ядерного синтеза атомов гелия в процессе тройного альфа , поэтому эти атомы не вносят вклад в выработку чистой энергии, необходимой для поддержания гидростатического равновесия Солнца. [71]

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 верхними слоями. Более высокая температура заставляет оставшийся водород подвергаться плавлению с более высокой скоростью, тем самым генерируя энергию, необходимую для поддержания равновесия. [71]

Эволюция светимости , радиуса и эффективной температуры Солнца по сравнению с нынешним Солнцем. По Рибасу (2010). [72]

Результатом этого процесса стало неуклонное увеличение выхода энергии Солнца. Когда Солнце впервые стало звездой главной последовательности , оно излучало только 70% текущей светимости . Светимость увеличивалась почти линейно до настоящего времени, увеличиваясь на 1% каждые 110 миллионов лет. [16] Аналогичным образом, ожидается, что через три миллиарда лет Солнце станет на 33% ярче. Водородное топливо в ядре, наконец, будет 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 субгиганта.стадии и превратиться в красного гиганта . [1]

К этому времени должно начаться столкновение галактик Млечный Путь и Андромеда . 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. [73] [74]

Воздействие на климат [ править ]

Смотрите также: Парадокс слабого молодого Солнца и гипотеза Медеи

Скорость выветривания силикатных минералов будет увеличиваться, поскольку повышение температуры ускоряет химические процессы. Это, в свою очередь, снизит уровень углекислого газа в атмосфере, поскольку реакции с силикатными минералами преобразуют углекислый газ в твердые карбонаты . В течение следующих 600 миллионов лет с настоящего момента концентрация углекислого газа упадет ниже критического порога, необходимого для поддержания фотосинтеза C 3 : около 50 частей на миллион. В этот момент деревья и леса в их нынешнем виде больше не смогут выжить. [75] последними живыми деревьями были вечнозеленые хвойные деревья. [76]Это сокращение жизни растений, вероятно, будет долгосрочным, а не резким падением. Эта группа растений, вероятно, погибнет одна за другой задолго до того, как будет достигнут уровень 50 частей на миллион. Первыми исчезнут травянистые растения C3 , за ними следуют лиственные леса, вечнозеленые широколиственные леса и, наконец, вечнозеленые хвойные деревья . [76] Однако связывание углерода C 4 может продолжаться при гораздо более низких концентрациях, вплоть до более 10 частей на миллион. Таким образом, растения, использующие C 4фотосинтез может сохраниться, по крайней мере, 0,8 миллиарда лет, а возможно, и 1,2 миллиарда лет, после чего повышение температуры сделает биосферу неустойчивой. [77] [78] [79] В настоящее время растения C 4 составляют около 5% биомассы растений Земли и 1% известных видов растений. [80] Например, около 50% всех видов трав ( злаки ) используют С 4 фотосинтетический путь , [81] , как это делают многие виды в травянистых семейства Amaranthaceae . [82]

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 тектонической активности и дыхания животных. Однако долгосрочная тенденция заключается в том, что растительная жизнь на суше полностью вымирает, поскольку большая часть остающегося в атмосфере углерода поглощается Землей. [83] Некоторые микробы способны к фотосинтезу при концентрации углекислого газа до 1 части на миллион, поэтому эти формы жизни, вероятно, исчезнут только из-за повышения температуры и потери биосферы. [77]

Растения - и, в более широком смысле, животные - могли бы выживать дольше, развивая другие стратегии, например, требуя меньше углекислого газа для фотосинтетических процессов, становясь плотоядными , адаптируясь к высыханию или связываясь с грибами . Эти адаптации, вероятно, появятся в самом начале влажной теплицы (см. Далее ). [76]

Утрата высших растений также приведет к потере кислорода и озона из-за дыхания животных, химических реакций в атмосфере, извержений вулканов и людей. Это приведет к уменьшению затухания в ДНК -damaging УФ, [76] , а также гибель животных; первые животные пропадают бы крупные млекопитающие , а затем мелких млекопитающих, птиц, амфибий и крупных рыб, рептилий и мелких рыб, и , наконец , беспозвоночных. 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 более 50% кислорода в настоящее время вырабатывается фитопланктоном.

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 того, как большая часть растительной жизни на Земле исчезла. Уорд и Браунли используют ископаемые свидетельства из сланцев Берджесс в Британской Колумбии, Канада , для определения климата Кембрийского взрыва и используют их для прогнозирования климата будущего, когда повышение глобальной температуры, вызванное потеплением Солнца, и снижение уровня кислорода приведет к окончательное вымирание животного мира. Первоначально они ожидают, что некоторые насекомые, ящерицы, птицы и мелкие млекопитающие могут сохраниться вместе с морской жизнью.. Однако они считают, что без пополнения запасов кислорода растениями животные, вероятно, умрут от удушья 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. [83]

По мере того, как температура будет продолжать расти, остатки животного мира будут вытеснены к полюсам и, возможно, под землю. В основном они будут активны в течение полярной ночи , а в течение полярного дня будут активны из-за сильной жары. Большая часть поверхности превратится в бесплодную пустыню, и жизнь будет в основном найдена в океанах. [83] Однако из-за уменьшения количества органического вещества, поступающего в океаны с суши, а также из-за уменьшения растворенного кислорода , [76] морская жизнь также исчезнет, ​​пройдя путь, аналогичный тому, который проходит на поверхности Земли. Этот процесс начнется с исчезновения пресноводных видов и завершится беспозвоночными [12].особенно те, которые не зависят от живых растений, таких как термиты, или те, которые находятся рядом с гидротермальными источниками, такие как черви рода Riftia . [76] В результате этих процессов многоклеточные формы жизни могут исчезнуть примерно через 800 миллионов лет, а эукариоты - через 1,3 миллиарда лет, оставив только прокариот . [84]

Потеря океанов[ редактировать ]

Атмосфера Венеры находится в «супер-парникового» 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. [53] Когда светимость Солнца на 10% превысит ее текущее значение, средняя глобальная температура поверхности повысится до 320 К (47 ° C; 116 ° F). Атмосфера превратится в «влажную оранжерею», ведущую к безудержному испарению океанов. [85] [86] На данный момент модели окружающей среды Земли в будущем демонстрируют, что стратосфера будет содержать увеличивающийся уровень воды. Эти молекулы воды будут разрушеныфотодиссоциация солнечным УФ-излучением, позволяющая водороду покинуть атмосферу . Конечным результатом будет потеря мировой морской воды примерно на 1,1 миллиард лет от настоящего времени. [87] [88]

Будет два варианта этой обратной связи по потеплению в будущем: «влажная теплица», где водяной пар преобладает в тропосфере, в то время как водяной пар начинает накапливаться в стратосфере (если океаны испаряются очень быстро), и «беглая теплица», где водяной пар становится доминирующий компонент атмосферы (если океаны испаряются слишком медленно). В эту безокеанскую эпоху по-прежнему будут существовать поверхностные водоемы, поскольку вода постоянно высвобождается из глубокой коры и мантии [53], где, по оценкам, количество воды в несколько раз превышает количество воды, присутствующее в настоящее время в земной коре. океаны. [89]Некоторое количество воды может задерживаться на полюсах, и время от времени могут быть ливни, но по большей части планета будет представлять собой пустыню с большими дюнами, покрывающими ее экватор, и несколькими солончаками на том, что когда-то было дном океана, похожим на в пустыне Атакама в Чили. [13]

Без воды, которая могла бы служить смазкой, тектоника плит, скорее всего, прекратится, и наиболее заметными признаками геологической активности станут вулканы-щит, расположенные над горячими точками мантии . [86] [76] В этих засушливых условиях на планете может сохраняться микробная и, возможно, даже многоклеточная жизнь. [86] Большинство этих микробов будут галофилами, и жизнь может найти убежище в атмосфере, как предполагалось на Венере . [76] Однако все более экстремальные условия, вероятно, приведут к вымиранию прокариот через 1,6 миллиарда лет [84]и через 2,8 миллиарда лет, причем последние из них будут жить в прудах с остаточной водой на высоких широтах и на высоте 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 поверхностной воды тектоника плит, вероятно, остановится, и большая часть карбонатов останется надежно захороненной [13], пока Солнце не станет красным гигантом и его повышенная светимость не нагреет породу до точки высвобождения углекислый газ. [89]

Потеря океанов может быть отложена до 2 миллиардов лет в будущем, если атмосферное давление снизится. Более низкое атмосферное давление уменьшило бы парниковый эффект , тем самым снизив температуру поверхности. Это могло произойти, если бы естественные процессы удаляли азот из атмосферы . Исследования органических отложений показали, что за последние четыре миллиарда лет из атмосферы было удалено не менее 100 килопаскалей (0,99  атм ) азота; 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. [90]

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. [86] Если нет, то примерно через 3-4 миллиарда лет количество водяного пара в нижних слоях атмосферы возрастет до 40%, и «влажный парниковый» эффект начнется [90], как только светимость от Солнца достигнет 35-40. % больше его современной стоимости. [87]Произойдет «неуправляемый парниковый эффект», вызывающий нагрев атмосферы и повышение температуры поверхности примерно до 1600 К (1330 ° C; 2420 ° F). Этого достаточно, чтобы растопить поверхность планеты. [88] [86] Однако большая часть атмосферы будет сохраняться, пока Солнце не перейдет в стадию красных гигантов. [91]

Ожидается, что с исчезновением жизни, через 2,8 миллиарда лет, биосигнатуры Земли исчезнут и будут заменены сигнатурами, вызванными небиологическими процессами. [76]

Сцена красных гигантов [ править ]

Размер нынешнего Солнца (теперь в главной последовательности ) по сравнению с его предполагаемым размером во время фазы красного гиганта

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-кратной текущей светимости Солнца в возрасте 12,167 миллиардов лет. Большая часть атмосферы Земли будет потеряна для космоса, а ее поверхность будет состоять из океана лавы с плавающими континентами из металлов и оксидов металлов, а также айсбергами из тугоплавких материалов с температурой поверхности более 2400 K (2130 ° C; 3860 ° C). F). [92] Солнце испытает более быструю потерю массы, около 33% его общей массы будет потеряно ссолнечный ветер . Потеря массы будет означать, что орбиты планет будут расширяться. Орбитальное расстояние Земли увеличится максимум до 150% от текущего значения. [16]

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 1,2  а.е. (180 000 000  км ). Земля будет приливно взаимодействовать с внешней атмосферой Солнца, что приведет к уменьшению радиуса орбиты Земли. Сопротивление хромосферы Солнца также уменьшило бы орбиту Земли. Эти эффекты будут действовать, чтобы уравновесить эффект потери массы Солнцем, и Земля, вероятно, будет поглощена Солнцем. [16]

Сопротивление солнечной атмосферы может вызвать распад орбиты Луны . Как только орбита Луны приблизится к расстоянию 18 470 км (11480 миль), она пересечет предел Роша Земли . Это означает, что приливное взаимодействие с Землей разрушило бы Луну, превратив ее в кольцевую систему . Затем большая часть орбитального кольца начнет распадаться, и обломки столкнутся с Землей. Следовательно, даже если Земля не поглотится Солнцем, планета может остаться безлунной. [93] абляция и испарение , вызванное его падением на затухающей траектории к Солнцу может удалить мантии Земли, оставив только его ядро, которое будет окончательно уничтожен после того, как максимум 200 лет.[94] [95] После этого события единственным наследием Земли будет очень небольшое увеличение (0,01%) солнечной металличности . [96] : IIC

Пост-красный гигант [ править ]

Helix туманность , планетарная туманность похожа на то , что Солнце будет производить в 8 миллиардов лет

После слияния гелия в ядре с углеродом Солнце снова начнет коллапсировать, превратившись в компактную белую карликовую звезду после выброса своей внешней атмосферы в виде планетарной туманности . 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 Земля и Луна не будут поглощены Солнцем, они выйдут на более крупную и стабильную орбиту, причем каждая будет обращена только одной стороной к другой. [97] [98] [99] После этого приливное воздействие Солнца будет извлекать угловой момент из системы, вызывая затухание орбиты Луны и ускорение вращения Земли. [100] По оценкам, примерно через 65 миллиардов лет Луна может столкнуться с Землей из-за оставшейся энергии системы Земля-Луна.будучи истощенным остатком Солнца, заставляя Луну медленно двигаться внутрь к Земле. [101]

В масштабе времени 10 19 (10 квинтиллионов) лет остальные планеты Солнечной системы будут выброшены из системы в результате насильственной релаксации . Если Земля не будет уничтожена расширяющимся красным гигантом Солнца и Земля не будет выброшена из Солнечной системы в результате насильственной релаксации, окончательная судьба планеты будет заключаться в том, что она столкнется с черным карликовым Солнцем из-за распада его орбиты под действием гравитационного поля. радиация , в 10 20 ( короткая шкала : 100 квинтиллионов, длинная шкала : 100 триллионов) лет. [102]

См. Также [ править ]

  • Эсхатология  - часть теологии, связанная с последними событиями истории или конечной судьбой человечества.
  • Околозвездная обитаемая зона  - зона вокруг звезды, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода.
  • Парадокс Ферми  - противоречие между отсутствием доказательств и высокой вероятностью существования внеземных цивилизаций
  • Формирование и эволюция Солнечной системы  - Формирование Солнечной системы в результате гравитационного коллапса молекулярного облака и последующая геологическая история
  • Глобальный катастрофический риск , также известный как риски для цивилизации, людей и планеты Земля - ​​гипотетические будущие события, которые могут нанести ущерб благосостоянию людей во всем мире.
  • Великий фильтр  - все, что препятствует возникновению межзвездных цивилизаций из неживой материи.
  • История Земли  - Развитие планеты Земля от ее образования до наших дней.
  • Лавовая планета
  • Гипотеза Медеи
  • Перемещение Земли
  • Планетарная инженерия  - применение технологий с целью влияния на глобальную среду планеты.
  • Обитаемость планет  - степень, в которой планета пригодна для жизни, какой мы ее знаем.
  • Гипотеза редкой земли  - Гипотеза о том, что сложная внеземная жизнь маловероятна и крайне редка.
  • Космос и выживание  - идея о том, что для длительного присутствия человека во Вселенной требуется космическая цивилизация.
  • Спекулятивная эволюция : часто изображает гипотетических животных, которые в один прекрасный день могут заселить Землю в далеком будущем, обычно после экзистенциальной катастрофы и / или исчезновения людей.
  • Стабильность Солнечной системы  - долгосрочные динамические взаимодействия, нарушающие работу Солнечной системы.
  • Хронология далекого будущего  - Научные прогнозы относительно далекого будущего
  • Конечная судьба вселенной , также известная как конец вселенной - ряд космологических гипотез и сценариев, описывающих возможную судьбу вселенной, какой мы ее знаем.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Сакманн, И.-Юлиана; Бутройд, Арнольд I .; Кремер, Кэтлин Е. (1993), "Наши ВС III Настоящее и будущее." The Astrophysical Journal , 418 : 457-68, Bibcode : 1993ApJ ... 418..457S , DOI : 10,1086 / 173407
  2. ^ Кит Дэвид У. (ноябрь 2000), "Geoengineering окружающей среды: история и перспективы", Годовой обзор энергетики и окружающей среды , 25 : 245-84, DOI : 10,1146 / annurev.energy.25.1.245
  3. ^ a b c Vitousek, Peter M .; Муни, Гарольд А .; Любченко, Джейн; Melillo, Джерри М. (25 июля 1997), "Человек Доминирование экосистем Земли", Science , 277 (5325): 494-99, CiteSeerX 10.1.1.318.6529 , DOI : 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», Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , 104 (31): 12942–47, Bibcode : 2007PNAS .. 10412942H , DOI : 10.1073 / pnas.0704243104 , PMC 1911196 , PMID 17616580  
  5. ^ a b Майерс, N .; Knoll, AH (8 мая 2001 г.), «Биотический кризис и будущее эволюции», Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , 98 (1): 5389–92, Bibcode : 2001PNAS ... 98.5389M , DOI : 10.1073 / pnas.091092498 , PMC 33223 , PMID 11344283  
  6. ^ a b Майерс 2000 , стр. 63–70.
  7. ^ a b Реака-Кудла, Wilson & Wilson 1997 , стр. 132–33.
  8. ^ a b Бостром, Ник (2002), «Экзистенциальные риски: анализ сценариев вымирания человечества и связанных с ними опасностей» , Journal of Evolution and Technology , 9 (1) , получено 09.08.2011
  9. ^ Б с д е нидерландский, Стивен Ян (2006), "Земля имеет будущее" , геосфера , 2 (3): 113-124, DOI : 10,1130 / GES00012.1
  10. ^ a b c d Коелин, Анн-Софи Б.; Mysak, Lawrence A .; Ван, Чжаомин (декабрь 2006 г.), «Моделирование долгосрочных будущих изменений климата с помощью зеленой модели палеоклимата МакГилла: следующее начало ледникового периода», Climatic Change , 79 (3–4): 381, Bibcode : 2006ClCh ... 79. .381C , DOI : 10.1007 / s10584-006-9099-1 , S2CID 53704885 
  11. ^ a b Neron de Surgy, O .; Ласкар, Дж. (Февраль 1997 г.), "О долгосрочной эволюции вращения Земли", Astronomy and Astrophysics , 318 : 975–89, Bibcode : 1997A & A ... 318..975N
  12. ^ a b c d О'Мэлли-Джеймс, Джей Ти; Гривз, JS; Raven, JA; Кокелл, К.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 , DOI : 10,1017 / S147355041200047X , S2CID 73722450 
  13. ^ a b c Lunine, JI (2009), «Титан как аналог прошлого и будущего Земли», European Physical Journal Conferences , 1 : 267–74, Bibcode : 2009EPJWC ... 1..267L , doi : 10.1140 / epjconf / e2009-00926-7
  14. ^ Уорд и Браунли 2003 , стр. 142.
  15. ^ Fishbaugh et al. 2007 , стр. 114.
  16. ^ a b c d Шредер, К.-П .; Коннон Смит, Роберт (2008), «Повторное посещение далекого будущего Солнца и Земли», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 386 (1): 155–63, arXiv : 0801.4031 , Bibcode : 2008MNRAS.386..155S , doi : 10.1111 / j.1365-2966.2008.13022.x , S2CID 10073988 
  17. ^ Новачек, MJ; Cleland, EE (май 2001 г.), «Текущее событие исчезновения биоразнообразия: сценарии смягчения последствий и восстановления», Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , 98 (10): 5466–70, Bibcode : 2001PNAS .. .98.5466N , DOI : 10.1073 / pnas.091093698 , PMC 33235 , PMID 11344295  
  18. ^ Cowie 2007 , стр. 162.
  19. ^ Томас, Крис Д .; и другие. (Январь 2004 г.), «Риск исчезновения в результате изменения климата» (PDF) , Nature , 427 (6970): 145–48, Bibcode : 2004Natur.427..145T , doi : 10.1038 / nature02121 , PMID 14712274 , S2CID 969382   
  20. ^ Изменение, Глобальный климат НАСА. «Концентрация углекислого газа | Глобальное изменение климата НАСА» . Изменение климата: жизненно важные признаки планеты . Проверено 19 декабря 2020 .
  21. ^ Вудрафф, Дэвид С. (8 мая 2001 г.), «Снижение биомов и биот и будущее эволюции», Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки , 98 (10): 5471–76, Bibcode : 2001PNAS ... 98.5471W , DOI : 10.1073 / pnas.101093798 , PMC 33236 , PMID 11344296  
  22. ^ «Стивен Хокинг: инопланетная жизнь там, ученый предупреждает» , The Telegraph , 25 апреля 2010 г.
  23. ^ Matthews, РАЙ (март 1994). «Близкое сближение звезд в солнечной окрестности». Ежеквартальный журнал Королевского астрономического общества . 35 (1): 1–9. Bibcode : 1994QJRAS..35 .... 1M .
  24. ^ 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 .
  25. ^ Frogel, Джей A .; Гулд, Эндрю (июнь 1998 г.), «Звезды смерти - пока нет », Astrophysical Journal Letters , 499 (2): L219, arXiv : astro-ph / 9801052 , Bibcode : 1998ApJ ... 499L.219F , doi : 10.1086 / 311367 , S2CID 13490628 
  26. ^ Tayler 1993 , стр. 92.
  27. ^ 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 , DOI : 10.1007 / BF00117548 , S2CID 189901526 
  28. ^ Tammann, GA; и другие. (Июнь 1994), "Скорость Galactic сверхновой", The Astrophysical Journal Supplement Series , 92 (2): 487-93, Bibcode : 1994ApJS ... 92..487T , DOI : 10,1086 / 192002
  29. ^ Филдс, Брайан Д. (февраль 2004 г.), «Живые радиоизотопы как сигнатуры ближайших сверхновых», New Astronomy Reviews , 48 (1–4): 119–23, Bibcode : 2004NewAR..48..119F , doi : 10.1016 / j.newar.2003.11.017
  30. ^ Hanslmeier 2009 , стр. 174-76.
  31. ↑ Beech, Martin (декабрь 2011 г.), «Прошлая, настоящая и будущая угроза сверхновой биосфере Земли», Astrophysics and Space Science , 336 (2): 287–302, Bibcode : 2011Ap & SS.336..287B , doi : 10.1007 / s10509-011-0873-9 , S2CID 119803426 
  32. ^ Laskar, J .; Гастино, М. (11 июня 2009 г.), «Существование траекторий столкновения Меркурия, Марса и Венеры с Землей», Nature , 459 (7248): 817–19, Bibcode : 2009Natur.459..817L , doi : 10.1038 / nature08096 , PMID 19516336 , S2CID 4416436  
  33. ^ a b Ласкар, Жак (июнь 2009 г.), Меркурий, Марс, Венера и Земля: когда миры сталкиваются! , L'Observatoire de Paris, архивировано из оригинала 26 июля 2011 г. , извлечено 11 августа 2011 г.
  34. ↑ Адамс, 2008 , стр. 33–44.
  35. ^ Шеклтон, Николас Дж. (15 сентября 2000 г.), «100000-летний цикл ледникового периода, идентифицированный и обнаруженный с учетом запаздывания температуры, двуокиси углерода и орбитального эксцентриситета», Science , 289 (5486): 1897–1902, Bibcode : 2000Sci ... 289.1897S , DOI : 10.1126 / science.289.5486.1897 , PMID 10988063 
  36. ^ a b Hanslmeier 2009 , стр. 116.
  37. ^ a b Робертс 1998 , стр. 60.
  38. ^ Зибе, Ричард Э. (сентябрь 2015 г.), «Очень стабильная эволюция будущей орбиты Земли, несмотря на хаотическое поведение Солнечной системы», The Astrophysical Journal , 811 (1): 10, arXiv : 1508.04518 , Bibcode : 2015ApJ ... 811 .... 9Z , DOI : 10,1088 / 0004-637X / 811 / 1/9 , S2CID 18294039 , 9. 
  39. ^ Lunine & Lunine 1999 , стр. 244.
  40. ^ Бергер, А .; Лутр, М. (1991), «Значения инсоляции для климата за последние 10 миллионов лет», Quaternary Science Reviews , 10 (4): 297–317, Bibcode : 1991QSRv ... 10..297B , doi : 10.1016 / 0277-3791 (91) 90033-Q
  41. ^ Маслин, Марк А .; Риджвелл, Энди Дж. (2005), «Революция среднего плейстоцена и« миф об эксцентриситете » », Геологическое общество, Лондон, специальные публикации , 247 (1): 19–34, Bibcode : 2005GSLSP.247 ... 19M , doi : 10.1144 / GSL.SP.2005.247.01.02 , S2CID 73611295 
  42. ^ Эксцентриситет e связан с большой полуосью a и малой полуосью b следующим образом:
    Таким образом, для e, равного 0,01, b / a  = 0,9995, а для e, равного 0,05, b / a  = 0,99875. Видеть:
    Вайсштейн, Эрик В. (2003), Краткая энциклопедия математики CRC (2-е изд.), CRC Press , стр. 848, ISBN 978-1-58488-347-0
  43. ^ Laskar, J .; и другие. (2004), "Долгосрочное численное решение для инсоляции количества Земли" (PDF) , астрономии и астрофизики , 428 (1): 261-85, Bibcode : 2004A & A ... 428..261L , DOI : 10,1051 / 0004-6361: 20041335
  44. ^ Laskar, J .; Joutel, F .; Робутель П. (18 февраля 1993 г.), "Стабилизация наклона Земли Луной", Nature , 361 (6413): 615–17, Bibcode : 1993Natur.361..615L , doi : 10.1038 / 361615a0 , S2CID 4233758 
  45. ^ 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 , doi : 10.1016 / j.icarus.2003.11. 017
  46. ^ Доннадье, Янник; и другие. (2002), «Является ли высокая наклонная поверхность вероятной причиной неопротерозойских оледенений?» (PDF) , Geophysical Research Letters , 29 (23): 42–, Bibcode : 2002GeoRL..29.2127D , doi : 10.1029 / 2002GL015902
  47. ^ Линдси, JF; Brasier, MD (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 : 2002PreR..114. ... 1L , DOI : 10.1016 / S0301-9268 (01) 00219-4
  48. ^ Линдси, Джон Ф .; Brasier, Martin D. (2002), «Комментарий к тектонике и будущему земной жизни - ответ» (PDF) , Докембрийские исследования , 118 (3–4): 293–95, Bibcode : 2002PreR..118..293L , DOI : 10.1016 / S0301-9268 (02) 00144-4 , извлекаются 2009-08-28
  49. ^ a b c Ward 2006 , стр. 231–32.
  50. ^ Мерфи, Дж. Брендан; Нэнс, Р. Дамиан; Кавуд, Питер А. (июнь 2009 г.), «Контрастные режимы формирования суперконтинента и загадка Пангеи», Gondwana Research , 15 (3–4): 408–20, Bibcode : 2009GondR..15..408M , doi : 10.1016 /j.gr.2008.09.005
  51. ^ а б Сильвер, Пол Дж .; Behn, Марк Д. (4 января 2008), "перемежающейся Тектоника плит?", Наука , 319 (5859): 85-88, Bibcode : 2008Sci ... 319 ... 85S , DOI : 10.1126 / science.1148397 , PMID 18174440 , S2CID 206509238  
  52. ↑ Трубицын, Валерий; Кабана, Михаил К .; Ротачера, Маркус (декабрь 2008 г.), «Механические и тепловые эффекты плавающих континентов на глобальную мантийную конвекцию» (PDF) , Physics of the Earth and Planetary Interiors , 171 (1–4): 313–22, Bibcode : 2008PEPI .. 171..313T , DOI : 10.1016 / j.pepi.2008.03.011
  53. ^ a b c Боунама, Кристина; Франк, Зигфрид; фон Бло, Вернер (2001), «Судьба океана Земли», Hydrology and Earth System Sciences , 5 (4): 569–75, Bibcode : 2001HESS .... 5..569B , doi : 10.5194 / hess-5 -569-2001
  54. ↑ Ward & Brownlee 2003 , стр. 92–96.
  55. ^ Нильд 2007 , стр. 20-21.
  56. ^ Hoffman 1992 , стр. 323-27.
  57. ^ Уильямс, Кэролайн; Нильд, Тед (20 октября 2007 г.), «Пангея, возвращение» , New Scientist , заархивировано из оригинала 13 апреля 2008 г. , извлечено 28 августа 2009 г.
  58. ^ a b Серебро, PG; Бен, доктор медицины (декабрь 2006 г.), «Прерывистая тектоника плит», Американский геофизический союз, осеннее собрание 2006 г., Аннотация № U13B-08 , 2006 г . : U13B – 08, Bibcode : 2006AGUFM.U13B..08S
  59. ^ Nance, RD; Уорсли, TR; Moody, JB (1988), "суперконтинента цикл" (PDF) , Scientific American , 259 (1): 72-79, Bibcode : 1988SciAm.259a..72N , DOI : 10.1038 / scientificamerican0788-72 , извлекаться 2009-08- 28
  60. ^ Калкин & Young 1996 , стр. 9-75.
  61. ↑ a b Thompson & Perry 1997 , стр. 127–128.
  62. Перейти ↑ Palmer 2003 , p. 164.
  63. ^ Nimmo, F .; и другие. (Февраль 2004), "Влияние калия на эволюцию ядра и динамо" (PDF) , Geophysical Journal International , 156 (2): 363-76, Bibcode : 2003EAEJA ..... 1807N , DOI : 10.1111 / j.1365 -246X.2003.02157.x , дата обращения 16.05.2018.
  64. Перейти ↑ Gonzalez & Richards 2004 , p. 48.
  65. ^ Gubbins, Дэвид; Шринивасан, Бинод; Курган, Джон; Rost, Себастьян (19 мая 2011), "Тающий внутреннего ядра Земли", Nature , 473 (7347): 361-63, Bibcode : 2011Natur.473..361G , DOI : 10.1038 / nature10068 , PMID 21593868 , S2CID 4412560  
  66. ^ Monnereau, Марк; и другие. (21 мая 2010 г.), «Односторонний рост внутреннего ядра Земли», Science , 328 (5981): 1014–17, Bibcode : 2010Sci ... 328.1014M , doi : 10.1126 / science.1186212 , PMID 20395477 , S2CID 10557604  
  67. ^ Стейси, ФД; Стейси, CHB (январь 1999 г.), «Гравитационная энергия эволюции ядра: последствия для тепловой истории и мощности геодинамо», Physics of the Earth and Planetary Interiors , 110 (1-2): 83–93, Bibcode : 1999PEPI..110. ..83S , DOI : 10.1016 / S0031-9201 (98) 00141-1
  68. Перейти ↑ Meadows 2007 , p. 34.
  69. ↑ Стивенсон, 2002 , стр. 605.
  70. ^ van Thienen, P .; и другие. (Март 2007 г.), «Вода, жизнь и геодинамическая эволюция планет», Обзоры космической науки , 129 (1–3): 167–203, Bibcode : 2007SSRv..129..167V , doi : 10.1007 / s11214-007-9149 -7 В частности, см. Страницу 24.
  71. ^ Б Гоф, DO (ноябрь 1981), "Солнечная внутренняя структура и светимость вариации", Solar Physics , 74 (1): 21-34, Bibcode : 1981SoPh ... 74 ... 21G , DOI : 10.1007 / BF00151270 , S2CID 120541081 
  72. ↑ Рибас, Игнаси (февраль 2010 г.), «Солнце и звезды как первичный источник энергии в планетных атмосферах», Изменчивость Солнца и звезд : Воздействие на Землю и планеты, Труды Международного Астрономического Союза, Симпозиум МАС , 264 , стр. 3 –18, arXiv : 0911.4872 , Bibcode : 2010IAUS..264 .... 3R , doi : 10.1017 / S1743921309992298 , S2CID 119107400 
  73. ^ Каин, Фрейзер (2007), «Когда наша галактика врезается в Андромеду, что происходит с Солнцем?» , Вселенная Сегодня , в архиве с оригинала на 17 мая 2007 года , получены 2007-05-16
  74. ^ Кокс, TJ; Лоеб, Абрахам (2007), «Столкновение между Млечным путем и Андромедой», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 386 (1): 461, arXiv : 0705.1170 , Bibcode : 2008MNRAS.386..461C , doi : 10.1111 / j.1365-2966.2008.13048.x , S2CID 14964036 
  75. ^ Хит, Мартин Дж .; Дойл, Лоранс Р. (2009). «Околозвездные обитаемые зоны для экодинамических областей: предварительный обзор и предлагаемые направления на будущее». arXiv : 0912.2482 [ astro-ph.EP ].
  76. ^ Б с д е ф г ч я O'Malley-Джеймс, JT; Гривз, JS; Raven, JA; Кокелл, CS (2014), «Биосферы Лебединой песни II: последние признаки жизни на планетах земной группы в конце их пригодной для жизни жизни», Международный журнал астробиологии , 13 (3): 229–243, arXiv : 1310.4841 , Bibcode : 2014IJAsB ..13..229O , DOI : 10,1017 / S1473550413000426 , S2CID 119252386 
  77. ^ a b Калдейра, Кен; Кастинг, Джеймс Ф. (декабрь 1992 г.), «Продолжительность жизни биосферы снова», Nature , 360 (6406): 721–23, Bibcode : 1992Natur.360..721C , doi : 10.1038 / 360721a0 , PMID 11536510 , S2CID 4360963  
  78. ^ Franck, S .; и другие. (2000), "Снижение биосферы продолжительность жизни как следствие геодинамики", Теллус Б , 52 (1): 94-107, Bibcode : 2000TellB..52 ... 94F , DOI : 10,1034 / j.1600-0889.2000. 00898.x
  79. ^ Лентон, Тимоти М .; фон Бло, Вернер (май 2001 г.), «Биотическая обратная связь продлевает продолжительность жизни биосферы», Geophysical Research Letters , 28 (9): 1715–18, Bibcode : 2001GeoRL..28.1715L , doi : 10.1029 / 2000GL012198
  80. ^ Бонд, WJ; Woodward, FI; Midgley, GF (2005), "Глобальное распределение экосистем в мире без огня", New Phytologist , 165 (2): 525-38, DOI : 10.1111 / j.1469-8137.2004.01252.x , PMID 15720663 
  81. ^ Ван дер Maarel 2005 , с. 363.
  82. ^ Kadereit, G .; и другие. (2003), "Филогения Amaranthaceae и маревых и эволюция C4 Фотосинтез" (PDF) , Международный журнал растений наук , 164 (6): 959-86, DOI : 10,1086 / 378649 , S2CID 83564261 , архивируются от оригинала ( PDF) от 18 августа 2011 г.  
  83. ^ a b c Уорд и Браунли 2003 , стр. 117–28.
  84. ^ a b Franck, S .; Bounama, C .; фон Бло, В. (ноябрь 2005 г.), «Причины и время будущего вымирания биосферы» (PDF) , Обсуждения биогеологических наук , 2 (6): 1665–79, Bibcode : 2005BGD ..... 2.1665F , doi : 10.5194 / bgd-2-1665-2005
  85. ^ Шредер, К.-П .; Коннон Смит, Роберт (1 мая 2008 г.), «Возвращение к далекому будущему Солнца и Земли», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 386 (1): 155–63, arXiv : 0801.4031 , Bibcode : 2008MNRAS.386 .. 155S , DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2008.13022.x , S2CID 10073988 
  86. ^ а б в г д Браунли 2010 , стр. 95.
  87. ^ a b Кастинг, Дж. Ф. (июнь 1988 г.), «Неудержимые и влажные парниковые атмосферы и эволюция Земли и Венеры» , Icarus , 74 (3): 472–94, Bibcode : 1988 Icar ... 74..472K , doi : 10.1016 / 0019-1035 (88) 90116-9 , PMID 11538226 
  88. ^ a b Гуинан, EF; Рибас И. (2002), «Наше меняющееся Солнце: роль солнечной ядерной эволюции и магнитной активности в атмосфере и климате Земли», в Монтесиносе, Бенджамин; Хименес, Альваро; Гинан, 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 ... 85G
  89. ^ а б Браунли 2010 , стр. 94.
  90. ^ 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 : 2009PNAS..106.9576L , DOI : 10.1073 / pnas.0809436106 , ПМК 2701016 , PMID 19487662  
  91. ^ Минар, Энн (29 мая 2009), "Солнце Кража атмосферы Земли" , National Geographic News , извлекаться 2009-08-30
  92. ^ Kargel, JS; 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
  93. ^ Пауэлл, Дэвид (22 января 2007 г.), "Луна Земли обречена на распад" , Space.com , Tech Media Network , получено 01.06.2010
  94. ↑ Goldstein, J. (май 1987 г.), «Судьба Земли в красной гигантской оболочке Солнца», Astronomy and Astrophysics , 178 (1-2): 283–85, Bibcode : 1987A & A ... 178 .. 283G
  95. ^ Ли, Цзянькэ; и другие. (Август 1998 г.), «Планеты вокруг белых карликов», Astrophysical Journal Letters , 503 (1): L151 – L154, Bibcode : 1998ApJ ... 503L.151L , doi : 10.1086 / 311546 , стр. L51
  96. ^ Адамс, Фред С .; Лафлин, Грегори (апрель 1997 г.), «Умирающая вселенная: долгосрочная судьба и эволюция астрофизических объектов», Reviews of Modern Physics , 69 (2): 337–, arXiv : astro-ph / 9701131 , Bibcode : 1997RvMP. ..69..337A , DOI : 10,1103 / RevModPhys.69.337 , S2CID 12173790 
  97. Перейти ↑ Murray, CD & Dermott, SF (1999). Динамика Солнечной системы . Издательство Кембриджского университета . п. 184. ISBN 978-0-521-57295-8.
  98. ^ Дикинсон, Теренс (1993). От Большого взрыва до Планеты X . Кэмден-Ист, Онтарио: Камден-Хаус . С. 79–81. ISBN 978-0-921820-71-0.
  99. ^ "Скалистые отношения: Луна покидает Землю?" . Футуризм . Проверено 14 декабря 2018 .
  100. ^ 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.
  101. ^ Dorminey, Брюс (31 января 2017). «Земля и Луна могут находиться на пути долгосрочного столкновения» . Forbes . Проверено 11 февраля 2017 года .
  102. Перейти ↑ Dyson, Freeman J. (1979). «Время без конца: физика и биология в открытой Вселенной» . Обзоры современной физики . 51 (3): 447–60. Bibcode : 1979RvMP ... 51..447D . DOI : 10.1103 / RevModPhys.51.447 . Проверено 5 июля 2008 года .

Библиография [ править ]

  • Адамс, Фред С. (2008), «Долгосрочные астрофизические процессы», в Бостроме, Ник; Жиркович, Милан М. (ред.), Глобальные катастрофические риски , Oxford University Press, ISBN 978-0-19-857050-9.
  • Браунли, Дональд Э. (2010), «Обитаемость планет в астрономических масштабах времени» , в Schrijver, Carolus J .; Сискоу, Джордж Л. (ред.), Гелиофизика: эволюция солнечной активности и климаты космоса и Земли , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-11294-9.
  • Калкин, ЧП; Янг, GM (1996), «Глобальная хронология оледенения и причины оледенения», в Мензис, Джон (редактор), Прошлые ледниковые среды: отложения, формы и методы , Ледниковые среды, 2 , Баттерворт-Хайнеманн, ISBN 978-0-7506-2352-0.
  • Коуи, Джонатан (2007), Изменение климата: биологические и человеческие аспекты , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-69619-7.
  • Fishbaugh, Kathryn E .; Des Marais, Дэвид Дж .; Кораблев Олег; Раулин, Франсуа; Логнонне, Филипп (2007), Геология и обитаемость планет земной группы , Серия наук о космосе, Issi, 24 , Springer, ISBN 978-0-387-74287-8.
  • Гонсалес, Гильермо; Ричардс, Джей Уэсли (2004), Привилегированная планета: как наше место в космосе предназначено для открытий , Regnery Publishing, ISBN 978-0-89526-065-9.
  • Ханслмайер, Арнольд (2009), «Обитаемость и космические катастрофы» , Достижения в астробиологии и биогеофизике , Springer, ISBN 978-3-540-76944-6.
  • Хоффман, Пол Ф. (1992), "Суперконтиненты" (PDF) , Энциклопедия наук о земных системах , палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология, 95 , Academic Press, Inc., стр. 172–173, Bibcode : 1992PPP .... 95. .172A , DOI : 10,1016 / 0031-0182 (92) 90174-4 .
  • Иаленти, Винсент (2020), Расчет времени: как будущее мышление может помочь Земле сейчас , MIT Press, ISBN 9780262539265.
  • Лунин, Джонатан Ирвинг; Лунин, Синтия Дж. (1999), Земля: эволюция обитаемого мира , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-64423-5.
  • Медоуз, Артур Джек (2007), будущее вселенной , Springer, ISBN 978-1-85233-946-3.
  • Нильд, Тед (2007), Суперконтинент: десять миллиардов дат в жизни нашей планеты , Harvard University Press, ISBN 978-0-674-02659-9.
  • Майерс, Норман (2000), «Значение утраты биоразнообразия », Питер Х. Рэйвен; Таня Уильямс (ред.), Природа и человеческое общество: поиски устойчивого мира: материалы Форума по биоразнообразию 1997 г. , Национальные академии, стр. 63–70, ISBN 978-0-309-06555-9.
  • Палмер, Дуглас (2003), Открытое доисторическое прошлое: история жизни на Земле с четырьмя миллиардами дат , University of California Press, ISBN 978-0-520-24105-3.
  • Реака-Кудла, Марджори Л .; Уилсон, Дон Э .; Уилсон, Эдвард О. (1997), Биоразнообразие 2 (2-е изд.), Джозеф Генри Пресс, ISBN 978-0-309-05584-0.
  • Робертс, Нил (1998), Голоцен: экологическая история (2-е изд.), Wiley-Blackwell, ISBN 978-0-631-18638-0.
  • Стивенсон, ди-джей (2002), «Введение в планетарные интерьеры», в Хемли, Рассел Джулиан; Chiarotti, G .; Бернаскони, М .; Ulivi, L. (ред.), Fenomeni ad alte pressioni , IOS Press , ISBN 978-1-58603-269-2.
  • Тайлер, Роджер Джон (1993), Галактики, структура и эволюция (2-е изд.), Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-36710-3.
  • Томпсон, Рассел Д.; Перри, Аллен Ховард (1997), Прикладная климатология: принципы и практика , Routledge, стр. 127–28, ISBN 978-0-415-14100-0.
  • ван дер Маарель, Э. (2005), Экология растительности , Wiley-Blackwell, ISBN 978-0-632-05761-0.
  • Уорд, Питер Дуглас (2006), Из воздуха: динозавры, птицы и древняя атмосфера Земли , National Academies Press, ISBN 978-0-309-10061-8.
  • Уорд, Питер Дуглас; Браунли, Дональд (2003), Жизнь и смерть планеты Земля: как новая наука астробиология определяет окончательную судьбу нашего мира , Macmillan, ISBN 978-0-8050-7512-0.

Примечания [ править ]

  1. ↑ См. Также: Жизнь после людей , об упадке построек (если люди исчезли).

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Scotese, Кристофер Р., PALEOMAP проекта , получены 2009-08-28 .
  • Тонн, BE (март 2002), "Дальние фьючерсы и окружающая среда", Futures , 34 (2): 117-132, DOI : 10.1016 / S0016-3287 (01) 00050-7 .