本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。
"有人說世界將終結於火,
有人說終結於冰。
從我所感受的慾望來看,
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的重大故事的未來。
我贊同那些偏愛火的人。
但如果它必須滅亡兩次,
我想我深知足夠的恨,
可以說冰的毀滅力
也同樣強大
並且足以使之滅亡。"
羅伯特·弗羅斯特 (1874-1963)
世界的末日可能會緩慢到來,但這是不可避免的。我們的太陽,耗盡了核心的氫燃料,將逐漸燃燒外層,這樣做會變得更熱,體積也會膨脹。據估計,在75.9億年後,一顆紅巨星將吞噬地球——或者曾經是藍色星球的任何剩餘部分。
圖1.托馬斯·伯內特的著作《“地球的神聖理論...[]”》的扉頁,像一個生命體一樣,地球誕生了,即使它將存在數億年,最終它註定會滅亡……
早在16億年後,更熱的太陽將蒸發海洋,而板塊構造,在俯衝帶中沒有足夠的水作為潤滑劑,將停止。沒有板塊構造,侵蝕將成為主導因素。太陽輻射的增加將改變地球大氣層的化學成分。輕氫也會“蒸發”到太空,而重氧將在地球表面積累。在這個更稠密的大氣中,罕見但強烈的暴雨將在最後的山脈中引起大規模的泥石流。山脈將被侵蝕,盆地將被沉積物填滿,地球表面將變成一片平坦的沙漠。沉積物中的鐵將與氧氣發生反應,地球的顏色將變成永久性的紅色,就像今天的火星一樣。在稠密的大氣中,溫度仍將上升,溶解石膏和其他含硫岩石。遊離的硫將與大氣中剩餘的少量蒸汽發生反應,硫酸雨將從地球的天空降下。
在75億年後,膨脹的太陽將以引力鎖定地球,地球的一側將始終朝向太陽。在陽光照射的一側,地球表面的溫度將上升到2200°C,在地球的黑暗一側,沒有隔離大氣,溫度可能會驟降至-240°C。玄武岩,地球上最常見的岩石之一,在1100-1200°C時熔化,在陽光照射的一側,它會如此之熱,以至於形成一個熔融的岩漿海洋……並且它將開始蒸發。在地球的炎熱一側和寒冷一側之間,蒸發的元素(如鐵和二氧化矽)將形成降雨,就像今天的雪花形成雪景一樣,鐵鈉,鎂和鉀的薄片將形成一個由這些元素組成的奇異景觀。岩石冰川將從山脈下降到海岸,而岩石冰山將漂浮到岩漿海洋中。
在地球的黑暗一側,隨著時間的推移,將形成一個由凍結的水、二氧化碳、氮氣和氬氣冰組成的平滑冰蓋。也許在邊緣仍然會存在一些液態水,但可能即使是最頑強的微生物也無法在這些最後的有毒海洋中生存。
圖2.最後,地球將呈現出奇怪而奇異的地質,但可能不會有地質學家在那裡研究它……
由較輕元素組成的地球外層凍結層將隨著時間的推移完全蒸發,只有鐵核會持續存在。然而,隨著膨脹的太陽將行星的軌道速度減慢,在短短40萬年後,地球最後鏽跡斑斑的遺骸,現在太慢而無法抵抗太陽的引力,將墜入紅巨星的熾熱日冕並溶解。
但是一個世界的結束可能是新世界的誕生。在120-170億年內,我們太陽系的外行星和衛星將獲得足夠的能量來融化,並且許多冰衛星上將形成海洋。然而,太陽將僅繼續發光幾百萬年,因此不可能進化出更高形式的生命。最後,太陽將退化成一顆白矮星,永恆的黑暗將降臨到太陽系凍結的遺骸上。
參考文獻
SCHRÖDER, K.-P. & SMITH, R.C.(2008): 對太陽和地球遙遠未來的重新審視。英國皇家天文學會月報。第386卷(1):155-163
VAAS, R. (2007): Flammendes Finale. 《科學之圖》,第11號:44-51