地球還能在宜居多久?

老李--飛刀


先來解釋下宜居帶的概念:

宜居帶是天文學家提出的一個可能孕育生命的區域,這個區域(帶狀)與恆星距離適中,因而接收到適量的太陽輻射能量,為液態水的產生提供了可能,目前研究表明液態水是碳基生命生存的必要條件。

地球當然就是處於這樣的宜居帶中,但是我們也要認識到宜居帶本身並不是很寬,地球稍有偏離就會偏離出宜居帶。

如果地球與太陽的距離減少1%,地球就不是現在的樣子,而是會發展成現在金星的樣子,金星的平均氣溫474攝氏度;如果地球與太陽的距離增加5%,地球也不會是現在的樣子,而是會發展成現在火星的樣子,火星的平均氣溫-55攝氏度。

也就是說地球目前是處於宜居帶的內側,如果太陽光度繼續增加,地球就有可能被擠到宜居帶以外。

隨著太陽聚變反應的進行,太陽正在變大變亮,大約在10億年後亮度會達到現在的110%,那時地球將不再適合居住,已經被擠出宜居帶,地球氣溫會逐漸升高,液態水將會全部轉化為水蒸氣,人類同樣是自然選擇的結果,那時生物不可避免的滅亡。

所以地球也許還沒等到流浪的那天,已經就沒有生命了。

不過十億年相對於人類生命來說就是個天文數字,還是認真工作唄!


核先生科普


按照目前的理論來看:大約20億年左右。

這個問題其實和兩個因素有關,一個是太陽的輻射量,一個是地球的位置。

首先,我們要搞清楚一點,那就是太陽為什麼會燃燒?

太陽燃燒機制

其實曾經有人認為太陽是一顆大煤球,這事也就發生在100多年前。但問題是不是你說它是大煤球,它就是大煤球,我們得去檢驗一下,所以科學家僅僅靠筆算一算,就發現個問題,如果太陽是大煤球,那這煤只夠燒5000年的,還沒有人類進化史的時間長,所以肯定不是這個樣子。

真正搞清楚太陽內部的機制還是依靠漢斯貝特等物理學家,他們發現太陽核心其實是在發生核聚變。

一般來說,一顆恆星的核聚變有兩種形式,一種叫作pp反應鏈,翻譯成中文就是質子-質子反應鏈。說白了就是氫原子核和氫原子核反應,最終形成氦-4,並且釋放出大量的能量。

另外一種核反應,叫做:碳氮氧循環。最終生成的也是氦-4,只不過這個過程中有碳氮氧,有時候還會有少量的氟參與。它們只充當催化劑。

要發生碳氮氧循環,其實還是需要一些條件的,太陽其實就不太會有。

要知道,太陽內部的核反應其實和氫彈爆炸的道理是類似的,但是你發現沒有?氫彈一下子全炸了,可太陽並沒有一下子全炸了。

那為什麼太陽會維持住,不爆炸呢?

其實太陽擁有一項我們人類夢寐以求的能力:可控核聚變反應。太陽核心的反應確實和氫彈很像這沒有錯,但太陽的厲害之處在於它自身的引力巨大無比。引力和核聚變反應產生的向外壓力形成了動態平衡。

整個過程具體是這樣的,我們要記住,溫度越高,核聚變反應越強,再看下圖,核心越紅溫度越高,顏色越淡溫度越低。當核聚變反應占據上風時,太陽就會膨脹,這時候核心的溫度就會降低,核聚變反應的強度就會降低,於是,引力開始佔上風,使得太陽縮回去。

如果引力佔上風,那核心的溫度就會升高,核聚變反應就會變得更加劇烈,產生更大的向外壓力,抵抗引力,然後太陽就會膨脹起來。

所以,說白了,太陽能維持住,是因為核聚變反應和引力形成動態平衡的結果。

再來看看地球,其實地球現在的位置特別好,正好在宜居帶上,加上地球大氣能保住能量,所以地球的溫度很適應人類居住(當然還有很多因素,諸如地磁場等等,在這裡就不贅述。)

但是,這也和太陽的輻射有關,我們從剛才對於太陽的分析能很容易得出一個結論,那就是太陽的引力其實很重要,它平衡了核聚變向外產生的壓力。但是,隨著時間的推移,地球的位置其實變化不大。但是呢?太陽的質量可是一直都在減少,以每秒鐘400萬噸的速度在減少。

這意味著,其實太陽的引力在一直減少,所以其實太陽的輻射會越來越強,這是因為引力束縛核聚變的能力一直在減弱。

而且每過10億年,就會有一個很大幅度的升溫,科學家預計,20億年之後,太陽的輻射量實在太大,導致地球溫度升高得非常非常多,以至於生物都無法生存。所以,其他因素不發生變化的情況下,地球的宜居時間還有20億年。

20億年之後,地球的宿命很有可能像現在的金星一樣,溫度巨高無比,條件極其惡劣。科學家發現,很有可能在20~30億年前,其實金星也是一個宜居星球,但是由於太陽輻射量的提升,導致金星徹底淪為地獄。

因此,有科學家就猜測,金星的現在就是地球的未來。


鍾銘聊科學


地球在宜居帶的時間會很長,但人類在地球的存在時間肯定不會那麼長,第一,人類戰爭,隨著大規模殺傷性武器的殺傷力越來越大,不排除在未來某一天,某個喪心病狂的統治者引爆一顆可以滅絕整個地球的武器,覺得不可能的可以先了解墨菲定律。第二,地質災難,超大型火山爆發,大量火山灰進入平流層逐漸蔓延到整個地球,阻擋陽光,造成生物大規模滅絕(可以搜索核冬天瞭解)。第三,小行星,造成恐龍滅絕的小行星直徑只有大概十公里,撞擊地球造成上述第二條的情況發生,大量大型動物死亡,某個紀錄片曾介紹,一百公里直徑的小行星直接撞擊地球,會毀滅整個生物圈,最後可能存活的只有簡單的菌類。第四 地球磁場巨大改變,現在可以肯定地球磁場曾經發生過多次反轉,另外地球磁場並不是在地球上均勻分佈,假設地球磁場變化過程中未知的原因造成地球磁場強度大規模下降,太陽風會直接略過大氣層,單靠地球引力將不能維持大氣層的存在,首先吹去的將是臭氧層,大量紫外線直接照射地表,第一步就會造成大量生物逐漸滅絕,然後大氣層越來越薄,最後會像火星大氣一樣(地球質量大於火星,所以在沒有磁場的情況下,大氣層也會比火星濃密一些,但會遠低於維持高等生物存活的標準)。第五,困了,準備洗洗睡。所以,在地球飄出宜居帶之前,人類早就在地球上滅絕了。


拔草工人老夏


據絕大多數預測,地球上生命存活所需面對的主要長期風險來自太陽。太陽這顆恆星周圍的星雲孕育了我們所在的星球,並在45億年的漫長曆史中不斷滋潤著整個地球的發展。20世紀天文學研究發現,太陽是一顆普通的中型“主序星”,其自身生命週期中的穩定期目前已經過半。儘管如此,太陽的亮度仍在以每1.1億年約1%的速度穩定增長,而且這一情況會在未來持續下去。

這一變化將不可避免地影響地球的氣候,使之緩慢升溫,並最終可能將超過來自大氣、海洋和生物質的任意自然緩和作用。大概10億年後,我們所知道的地球生物圈將無法持續並出現瓦解,生物也將會逐漸退至深海或地下深處的安全區域。一旦太陽亮度增加達10%,全球地表溫度將會升至47℃,絕大多數海洋都將會蒸發。當水分子進入大氣後,它們會被太陽輻射分裂,從而使質量較輕的氫原子逸入太空。

“最終,太陽內部所有留存的物質將會變得極為密集和耀眼,並由此形成一顆白矮星。與目前相比,未來太陽的亮度將會增大100多倍,且其一半左右的現有質量會縮聚成與地球大小相同的星體。”


羅網科學家



宜居帶是距離恆星一定範圍內的環狀區域,液態水在這個區域內是可以持續存在而不會被凍住或者蒸發,不過嚴格意義上來說現在的宜居帶只是人類或者碳基生命的宜居帶,畢竟如果宇宙中存在硅基生命的話液態水對它們來說就是毒藥。

從恆星演化的角度考慮不同質量的恆星所對應的宜居帶也不同,太陽這種黃矮星宜居帶在金星到火星軌道附近,地球則正好處於中心位置。而如果太陽是一顆質量更小的紅矮星或者質量更大的藍矮星,那麼宜居帶也會相應的向內側或者外側移動。




在很多人的腦海中宜居帶似乎都是固定不變的,但實際上宜居帶的範圍受恆星光度變化影響很大,一顆恆星誕生之後它的光度會隨著時間的推移越來越大,這意味著宜居帶會逐漸向外側移動。

我們的太陽在40億年前光度只有現在的70% ,而在漫長的歲月裡太陽宜居帶後退範圍始終沒有離開過地球軌道,但這只不過是地球運氣好罷了。

20億到30億年之後太陽的光度足以蒸發地球海洋使得地球變成第二個類似金星或者火星的星球,到時候太陽系內真正適合人類居住的很可能是木星的眾多衛星。



太陽還有50億年壽命這件事很多人都清楚,銀河系和仙女座星系在37.5億年後會發生碰撞這件事很多人也清楚,但太陽光度會隨著時間慢慢增加這個事實卻鮮有人知道,所以我們在擔心太陽50億年後膨脹為紅巨星吞噬地球之前還是先考慮一下20億年後怎麼應對宜居帶外移吧。


宇宙探索未解之迷


對於地球還能在宜居帶多久呢之話題,我個人觀點認為,地球處於太陽系宜居帶的空間位置,是與太陽系本週期物質循環運動過程共存亡的,換句較為準確的話來說,地球還能在太陽系的宜居帶中運行約為50億年,直到太陽系物質循環運動本週期的結束。為什麼會這樣說呢?

因為,地球所處太陽系的宜居帶位置原因有如下兩個方面:一是由太陽磁場之中的第三條磁力線圈,能為地球提供了圓周循環運動的天然軌道,能使地球與太陽的距離產生磁力線圈之磁性的定位與定距作用;

二是太陽持續核聚變超高溫燃燒狀態的過程,會對整個太陽系空間產生熱能溫差自然現象,以太陽為中心,從裡到外地由熱到冷,太陽燃燒的過程,其超高溫度可達2百萬攝氏度或以上,由於地球處於第三條運行軌道的太空位置,正是太陽熱能溫差適中的空間位置,正好是處在太陽熱能溫差對物體的溫度感應處於零下幾十至零上一百多攝氏度之間,並能在地球大氣層形成的保護作用下,使地球形成了適宜生命持續誕生與進化生存的自然環境,才稱之為:宜居帶。

以上兩個原因是相輔相成的,隨著太陽能量的自然燃燒,其質量會顯得越來越少,其溫度會顯得越來越低,而其磁場的磁性同樣也會顯得越來越弱,引發了地球軌道逐漸向太陽靠近的收縮現象,這種相輔相成的表現過程,會使地球的運行軌道能一直保持在太陽系的宜居帶位置,直到太陽系物質循環運動本週期的結束。

不知這樣的回答是否準確?!如讀者閱後覺得我說的對,希給個點贊並關注我,可閱讀到我相關科學領域前沿上千個的原創答題,歡迎大家一起來討論和學習。宇明於東莞市。(注:原創作品,版權所有,抄襲必究。)


地外天使


地球上的所有生物都是碳基生命,碳基生物指得是以碳元素組成的有機物為核心,必要的兩點是氧氣和液態水,還有適宜的溫度。

要讓地球上的環境滿足以上幾點,地球就需要和太陽保持一個合適的距離,在這個距離上地球上的溫度適宜溫差較小,可以保持穩定的液態水,這個距離的範圍就被稱為太陽的宜居帶。


從上邊圖片內容可以看出來,隨著恆星質量的增大,宜居帶的位置是向遠離恆星的方向移動的。從紅矮星到黃矮星(太陽是其中一員)再到巨星,質量越大恆星內核處的核聚變就會越劇烈,那麼釋放的光和熱的能力就會越強。

而隨著太陽核聚變不間斷的進行,太陽將會變得越來越熱體積將會變得越來越大,最終變成紅巨星,屆時太陽的外邊界將達到火星軌道的位置,靠近內側的三顆巖質行星-水星、金星、地球將會被太陽吞進肚子。


太陽的宜居帶隨著時間是逐漸向外移動的,時間至少也在20億年之後,屆時地球上的液態水將逐漸被蒸發,溫度急劇升高變得不可宜居。這也是大劉科幻小說《流浪地球》人類逃離太陽系的原因所在,在太陽變成紅巨星之前將會發生氦閃,瞬間釋放巨大的能量。

如果人類這個物種有幸延續到數十億年後,那麼到時候的科技水平應該也不會再擔憂宜居帶的問題。木星和土星周圍有很多的大衛星,例如木衛二歐羅巴和土衛六泰坦都是被科學家寄予厚望的,到時候完全可以進行星際移民的。


但是說實話照著人類對於地球這樣的“照顧”,可能不需要等到太陽變成紅巨星,地球就會被“禍害”的不成樣子。



科學黑洞



截止目前地球仍然是太陽系內唯一被液態水覆蓋的星球,雖然科學家們已經證明了太陽系初期的火星和金星也有過藍色的液態水外衣,但它們的空間位置和自身環境導致它們變成一個變成了溫室效應劇烈的土黃色星球,一個變成了赤紅色星球。

造成金星和火星如此劇烈變換的原因有兩個,一是金星那失控的溫室效應以及火星磁場的迅速消失,二就是這兩顆行星在漫長的歲月中已經處於了宜居帶的最前端和最後段,而地球則成為了位居中央的行星。

目前的太陽系宜居帶範圍在0.7到1.5個天文單位之間,地球不但位於其中而且還擁有強磁場可以偏轉對生命造成傷害的高能太陽粒子,兩者相得益彰才使得地球出現了生命並演化出了我們人類文明。

從天文學角度來看,太陽作為一顆黃矮星其光度每10億年就會增加11%,這意味著一顆行星不可能永遠待在恆星宜居帶範圍之內(除非它裝了行星發動機),我們的地球在20億年後海洋就會被太陽全部蒸發。

10到20億年,拋開可能存在但小概率發生的小行星撞擊或者外星人入侵,10到20億年就是地球能留在宜居帶內的剩餘時間,而太陽系宜居帶因為光度增加而外移之後,木星若干衛星將有望變得宜居起來。

其實對於人類文明來說宜居帶並不是很重要,因為科學技術的進步將使得整個文明都生存能力大大提高,科幻小說和電影中的太空堡壘和太空城早晚有一天要成為真實存在的東西,到那時居住在內的人類文明已經不需要行星了,相應的也就不需要宜居帶。



宇宙觀察記錄


地球還能在宜居帶多久?

天地自然,生生不息!

地球在宇宙中的位置是不會改變的,除非太陽系毀滅們那一天,《流浪地球》中的宇宙災難重現!

人,生死有命;星系也有生存週期,萬物都不可能永恆,會永恆的只有宇宙空間和無休無止的時間!

其實,只有空間是永恆的,時間只是智慧生物——人類給予空間的一份記憶方式!

我們人類個體生命太過短暫,地球能宜居多久,誰也看不到!也許明天一顆行星衝向地球,一切生命終止,也許地球會平安幾億年,讓人類在地球上生存幾億年!

人類自已的命運都無法預測,又怎能左右宇宙星球的未來?








嶼上日光


地球的壽命其實與自身關係並不大,而是與我們的太陽有關,據估計,我們的太陽已經50億歲了,預計太陽的壽命只剩下44億年左右。

儘管地球可以一直“活”到44億年之後,但地球卻不一定一直適合人類居住。我們的地球正是因為剛好處於太陽的宜居帶,所以我們才擁有了生存的環境,無論靠近太陽還是遠離太陽,我們都會因為太熱或者太冷無法存在。地球正處於這個宜居帶內。



太陽看似很穩定的在燃燒,但實際上太陽的亮度在逐漸增大,只不過每過10億年才增加10%,我們感受不到而已。這也從側面表明了太陽的宜居帶正在緩慢向外移動。未來20億年之後,地球將不適合人類居住。

金星曾經也出現過海洋和大氣,但是隨著太陽的宜居帶外移,使得金星上的溫度上升,液態水全部蒸發,直到現在金星上的溫度變成460度。未來20億年之後,地球或許就會變成金星的樣子。


事實上我們並不用擔心,人類從出現至今都不到1億年,人類現在的科技水平已經可以探索宇宙,相信未來某一天,地球不再適合人類居住,我們也能找到新的家園。


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