地球的未来会是什么样子?
来自美国亚利桑那州弗勒格地质调查局的行星科学家建立了一个“未来地球气候和地质”模型,通过这个模型,人们可以感知几亿年后的地球。他们的观点结合了地质学、海洋学、大气科学、天文学和其他学科的最新证据。科学家认为,有两个重要的变量主导着地球和生命形式。其中之一是温室效应中的二氧化碳,可以影响全球温度;另一个因素是地球接收的太阳能。
大气中的二氧化碳含量急剧下降。
今天,我们担心向大气中释放过多的温室气体——二氧化碳会阻止太阳的热量散失,从而使全球气候变暖。然而具有讽刺意味的是,几亿年后,导致地球气温升高、海洋消失、生命灭绝的大灾难的原因却是大气中二氧化碳的缺乏。
我们人类应该感谢二氧化碳在保持全球气候恒定方面的巨大贡献,因为二氧化碳就像一个天然的温度调节器。如果因为某种原因,地球开始变冷,冰河期临近,那么从大气中吸收二氧化碳到地球表面和海洋的化学反应就会变慢。同时,火山活动时不时还是会向大气中释放二氧化碳,所以大气中二氧化碳的含量会越聚越多,使温度再次升高。相反,如果地球变暖,从空气中吸收二氧化碳的反应会再次加速,因此大气的温度会再次缓慢下降。这种机制已经有效地工作了40亿年,使地球的温度保持在一个不太极端的状态。
但从长远来看,太阳会变得更亮,每1亿年,它的亮度会增加1%。听起来没什么大不了的,但是随着温度的升高,那些依靠热量的化学反应会降低大气中二氧化碳的含量,二氧化碳作为温度调节器的作用就会被破坏。这样,5亿年后,大气中二氧化碳的含量将降至目前水平的40%多一点。大部分植物都会争取足够的二氧化碳进行光合作用,这会导致95%左右的植物物种陷入困境。松树、冷杉和热带森林将让位于草、灌木和仙人掌,它们可以在二氧化碳含量相对较低的情况下生长。大气中二氧化碳的含量将继续下降,大约9亿年后,就连这些植被也将难以存活。最后,茂盛的大地会变成土黄色。
全球环境将继续恶化。大约12亿年后,太阳会比现在亮大约15个百分点。地球表面温度会上升到60-70℃,吸收大气中二氧化碳的化学反应会更加活跃,几乎使大气中的二氧化碳消失。海洋温度的急剧上升增加了大气的湿度,使问题变得更加复杂。水蒸气也是温室气体,但不能像二氧化碳一样起到自动调温的作用。大气中水分的增加意味着地球温度的升高,进而会导致地表蒸发更多的水。这种恶性循环会造成不受控制的温室效应:海洋最终会消失,只留下大片干燥的盐滩;大陆漂移也会慢慢停止;复杂的动物肯定早就灭绝了。
白天和黑夜不再交替。
2003年9月,美国天文协会在加州蒙特雷召开了一次会议。在这次会议上,科学家模拟并描述了遥远未来地球的苦难:70亿年后,太阳膨胀成一颗巨大的红色星球,激烈地炙烤着地球;没有人能准确预测到那时地球和月球将如何围绕太阳旋转,但有一种可能是地球被锁住了——地球的一边永远是白天,另一边永远是黑夜。在未来,地球将永远站在白天一边。太阳看起来是现在的250倍,占据了大部分天空,太阳会照射到很远的地球上。事实上,只有北美这么大的地方才会永远处于黑暗之中,而黑暗区域的周围会有一个永远处于朦胧状态的区域。
科学家利用太阳变亮的天文预测来计算地球表面的温度。通过研究,他们发现75?7亿年后,太阳照射的岩浆海温度差不多会达到2200℃,岩浆开始蒸发。然而,很难预测黑暗面上地球表面的温度。如果仍然有厚厚的大气漂浮,会给夜晚的侧面带来足够的热量,以至于即使是夜晚的侧面也会变得非常温暖;如果没有这种气氛,晚上会很冷。这种情况和水星很像,水星只有稀薄的大气层。中午时分,水银的温度可达350℃,热得足以熔化铅,但到了晚上,温度急剧下降,可降至-170℃。科学家推测,地球黑暗面的温度可能更低,约为零下240℃,因此这种忽冷忽热的地球会形成一些奇怪的天气模式。在热的一面,硅、镁、铁等金属及其氧化物会从岩浆海中蒸发。在温暖的黄昏地带,它们会再次凝结。你会看到铁雨,甚至可能看到一氧化硅雪。与此同时,钾雪和钠雪将从寒冷而灰暗的天空中落下。在黑暗的一面,天气寒冷到足以将二氧化碳、二氧化硫和氩气冻结成一个巨大的冰帽。冰帽上有一层固态氮冰,下面会是水冰(如果当时地球上有水的话)。还有一种微弱的可能性,即在地球的昏暗区域仍然存在平静的液态水海洋。
说了这么多,我们还有必要知道这些听起来很可怕的事情吗?答案是肯定的,因为我们要知道,我们赖以生存的这片湿润的绿洲,是这颗蓝色星球激烈多变的生命中难得而珍贵的宁静时刻——从它从炽热的高温中蓬勃诞生,到它燃烧成灰烬,消散在太空中的漫长衰变过程,眨眼之间。我们最好珍惜我们现在生活的美丽世界,充分享受和保护这个丰富多彩的灿烂世界。
(马文华摘自《百科知识》2005年第1期,作者陈万新)
人类会有怎样的未来?
今天,人类环境正在经历历史上最快的变化。这种变化会导致什么?其前景如何?
为了回答这些全世界人民普遍关心的问题,从20世纪70年代开始,各种理论相继出现。著名的是以道格拉斯的“增长极限”理论为基础的“零增长理论”。英属戈德史密斯从人们的生态要求出发,认为改革后的工业社会生态系统无法支撑经济持续增长的“平衡稳定的社会理论”;英国鞋匠提出的著名的“小型化经济理论”,强调我们应该重视人与自然的关系;卡伦·巴斯的“人道主义社会理论”;美国人巴克莱和赛克勒的《从物理、生物、经济、社会等方面调整人类活动整体结构的理论》;塞内卡和陶西格基于“稀缺世界”的“补偿理论”:科特纳的“转型中的环境经济学”;美国人弗雷无限期保持高生活水平,环境舒适,有“生态道德”,“理想生态社会的经济学”;美国人卡恩用历史的方法推断,科学技术和人类历史文化的发展必然导致经济增长的“大转折”理论;英属米香试图协调现代主义和环境保护主义的乌托邦式的“分区理论”。倒退和复古主义,它们比米香的二元论走得更远...这些理论基本上可以分为三种观点:悲观主义、乐观主义和现实主义。
悲观派的著名代表是“罗马俱乐部”,成立于1968,由世界上100多名科学家、经济学家、教育家和企业家组成。他们的目的是探索世界经济发展的未来和人类社会的走向。他们试图用科学的方法描述未来世界的面貌,提出应该采取的措施,以保证人类所希望的发展。他们出版了一些具有国际影响力的作品,其中最轰动的是《增长的极限》。根据他们的预测,如果世界继续以目前的人口、工业化、污染、粮食生产和资源利用的增长速度发展,那么到20世纪末,资源将开始下降,到2050年,资源将突然下降到非常低的水平。到2040年,环境污染将迅速发展到峰值,然后随着资源的枯竭和工农业的衰退而趋于缓和;世界人口要到2050年左右才会达到最大值,那时人口将达到数百亿。他们断言,避免世界体系最终崩溃的唯一可行方法是追求零增长政策,以维持世界体系的稳定。
乐观主义者的代表很多,比如h .卡恩、a .托夫勒、b .默里、d .贝尔等等。他们都有专著系统阐述对未来的看法。他们认为,在能源方面,人类已经开始在实践中应用原子能。虽然太阳能、海洋能、生物质能、沼气能还处于试验阶段,但毫无疑问未来是成功的,能源危机是可以完全克服的。在生态环境方面,随着社会的发展和科学的进步,人类可以克服现在和未来一切可能的障碍,创造美好的人工生态环境,维持生态平衡;至于环境污染,只要把全世界不到2%的GDP花在反污染措施上,就可以彻底解决发展带来的污染,保持环境的清洁和良好;此外,基因工程的广泛应用,尤其是无性繁殖,将为人类提供丰富的口粮和副食品;人口的波动和质量也将受制于人的意志...因此,他们高度乐观,认为人类正在进入历史上最具创造力和最广阔的时代。
也有一些现实主义者认为,明天世界的好坏不是注定的,而是取决于人类在未来几十年所做的决定是否明智。