楠木軒

太陽的壽命還剩50億年,地球上的生命還能再維持多久?

由 不新伏 釋出於 科技

地球作為太陽的八大行星之一,為生命的起源起到了無可替代的作用。

近年來,科學家們透過研究和分析發現,生命的誕生離不開外界的天體環境,而太陽就在這一過程中起到決定性作用。

太陽為什麼能穩定持續的“燃燒”?

太陽是由大量的氫氦元素構成,太氫元素佔71%,氦元素佔26%。

在太陽的內部無時無刻都發生著劇烈的核聚變反應,每秒都有6億多噸的氫聚變為氦,太陽會向外輻射出能量,這些能量應用於我們地球之中,為植物的生長、大氣迴圈等提供能量。

其實在大約50億年前太陽並不是我們現在看到的這樣,根據星雲說,太陽及太陽系的所有行星的產生是來自一團巨大的分子氣體塵埃雲。

它們在自己的重力作用下開始收縮,直到內部溫度變得更高,引發了“熱核反應”,就會停止收縮,進入了“成年”時期,這就是我們目前的太陽了。

太陽目前是主序星階段,每秒在太陽的中心有6億頓氫轉換為氦從而釋放出上巨大能量,一方面向外界釋放,另一方面來支撐自己外出層的巨大質量。

但是隨著時間的推移,太陽中心的氫燃料會越來越少同時氦元素會越來越多。在恆星的主序階段,恆星把核心所有的氫都會聚變成氦,而當大部分的氫被燃燒後,核心會開始塌縮併產生更多熱量。

在氫殼依然會有一些氫聚變成氦,此時太陽開始膨脹來散發熱量,這時它會變的更冷更亮,這個階段被稱為紅巨星階段。然後隨著紅巨星中心的收縮和變熱,就可以引發氦核的聚變,形成碳和氧,變成一個碳氧中心球。

如果這顆中心球的質量小於太陽質量的1.4倍,其收縮引力就會被電子簡併壓平衡,成為一顆體積收縮的很小,溫度很高的星,此時被稱為白矮星。

如果恆星中心球的質量大於太陽質量的1.4倍,那麼電子簡併壓也就不足以平衡收縮引力,從而就會導致恆星中心球繼續收縮,最後達到的一個穩定狀態被稱為中子星。

太陽活動對地球的影響。

現在處於活動劇烈的太陽會輻射出大量的紫外線、X射線,在這些輻射的作用下地球很容易形成電離層。

眾所周知,手機是我們人類經常使用的通訊工具,而無線電通訊的無線電波就是靠電離層的反射向遠距離傳播的。

可以試想一下,當太陽活動發生劇烈的時候,那麼在向陽的半球,太陽射來的強X射線、紫外線等很有可能會使電離層D層變厚,靠E層、F層反射的短波會在穿過的時候被D層強烈吸收到衰減甚至中斷。

太陽活動還與我們地球上氣候變化也有很大的關係,由於地球上氣候變化與黑子數目變化週期密切相關,曾經就有科學家研究發現世界上許多的地區降水量都與黑子活動的11年週期有一定的相關性。

其實我們可以把地球看作是一個大磁場,地極和磁極之間有大約11度的夾角,不同的位置也會有不同的地磁強度,一旦地磁發生強烈的變化很容易出現磁暴現象。

太陽還能“燃燒”多久?

地球一直以來接受太陽的光和熱,於是我們習慣的把太陽稱為“大火球”。但這裡是太陽燃燒與地球上普通的物質燃燒是不同的,在地球上的物質燃燒只能說是一種氧化反應,而太陽則屬於能量釋放的一種燃燒。

眾所周知,普通的物種燃燒需要氧氣參與,可太陽的燃燒並不需要氧氣,主要依賴於其內部核聚變的原理。

太陽內部核反應原理就是“熱核反應”,也是當前非常有前途的新能源。

其實指的就是參與核反應的輕原子核,如氫、氘、氚、鋰等從熱運動獲得必要的動能而引起的聚變反應,只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛。

讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,而熱核反應就是氫彈爆炸的基礎,能夠在短時間內產生大量熱能。

由於太陽內部有大量的氫原子,於是質量較小的氫原子會在高溫高壓的狀態下,原子核外的電子脫離原子核,這個時候兩個原子核會吸引併發送碰撞導致核聚變產生。

這個過程並不是永無止境的,太陽“燃燒”的燃料是氫原子,太陽自數十億年前誕生以來,已經燃燒了一半的氫燃料。

據科學家研究發現目前太陽所含的氫燃料只夠再燃燒50億年,50億年之後氫燃料耗盡,太陽的核心會塌陷,屆時太陽的溫度會飆升,然後太陽將開始燃燒氦,此時的太陽會膨脹為一顆紅色巨星,再之後太陽將會變成一顆白矮星,最後冷卻。

10億年後地球將不再適合人類生存。

研究發現太陽每在主序上燃燒氫10億年,亮度就會增加10%,同時也就意味著地球所接收的熱量就會增加,屆時地球將會升溫,那麼地球表面的水將開始蒸發。

於是就有太陽會在10億年左右的時間危害到地球生存的這個說法。太陽未來會繼續的燃燒,所以太陽的溫度也會隨著時間的變化而升高的。

在太陽發生氫核聚變時是會形成氦元素的,由於氦元素比氫元素重,所以氦元素會下沉,之後太陽核心質量就會變大,隨之導致重力的增加,這個時候太陽會進行坍縮,就會出現壓力大,溫度高的一個猛烈現象。

氫聚變也會加快,同時太陽所釋放的能量也會倍增,所以科學家預估太陽將會在10億年內將蒸發掉地球上水分,屆時生命也將會受到威脅,太陽發射出大量的紫外線會殺死地球上大部分的生命。

總結:10億年這個數字是最好的一個預測,因為目前地球的環境日益加劇。無論是來自地球上的自然災害,還是來自於太空中的宇宙災難,我們地球終究還是沒有能力避免,比如500萬年前的小行星,如果這顆小行星再次撞擊,我們很難抵禦