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在全球气候变暖，碳排放压力逐渐加大的情况下，地球未来的环境对人类还友好吗？

　　事实上，像过去一样，地球仍将继续经历反复的变化。气候会一次又一次地变暖再变冷，冰期将再次出现，热带的极端时期也将再次到来，板块构造仍将继续，彻底地改变大陆，同时令海洋扩大或缩小，巨大的小行星撞击和超级火山也会再次侵扰生命。

　　但也会有一些变化是新的，就像最早的花岗岩地壳的出现一般，其中许多变化也将是不可逆转的，大多数生物会灭绝，从地球上彻底消失。老虎、北极熊、座头鲸、大熊猫和大猩猩，所有这些动物都将难逃一劫。人类也很有可能会灭绝。

　　我们还不清楚地球历史的许多细节，也许这些就是不可知的。但是这颗星球丰富的历史，再加上自然法则，让我们对未来有了一种感知。

　　让我们先把眼光放到遥远的未来，然后再一步一步地聚焦回现代。

　　撰文 | 罗伯特·哈森（乔治梅森大学地球科学教授、美国矿物学学会前主席）

　　译者 | 刘小鸥 

01

　　最终阶段：50亿年后

　　地球在通往不可避免的终结之路上几乎已经走过半程。45亿年来，太阳一直稳定地发着光，随着时间的推移，它一点点变得越发明亮，这是因为它不断地”燃烧”储存的氢燃料。再过大约50亿年，太阳会继续通过将氢聚变成氨来产生核能。大多数恒星终其一生都是这么过来的。

　　最终，氢将会耗尽。一些较小的恒星到达这一阶段后体积会逐渐缩小，散发出去的能量会比以前少得多，最终消失掉。如果太阳变成这样一颗“红矮星”，那么地球最终的命运将是变成冻牢的固态星球。生命如果有幸存活下来，也只可能是一些生活在地下深处的顽强的微生物，在那里液态水仍然可能存在。

　　红巨星时代

　　但是，太阳不会以这种可怜的方式死去，因为它足够大，有一个后备的核计划。别忘了，每颗恒星都要平衡两种相对的力。一方面，引力将恒星向内拉，使其成为尽可能小的球体；另一方面，核反应像一系列连续的内部氢弹爆炸事件，会产生向外的推力，试图使恒星变得更大。太阳在目前熊熊燃烧氢的阶段，其直径已经稳定地达到了约87万英里，这个大小已经维持了45亿年，并将继续维持50亿年。

　　太阳足够大，因此，当燃烧氢的阶段最终结束时，一个充满能量的新阶段就会开始，它将开始燃烧氦。氦是氢聚变反应的副产品，可以与其他氦原子发生聚变，产生碳元素，但这种新的太阳策略将给太阳系靠内的行星带来灾难性的后果。由于氦反应的能量更高，太阳会膨胀得越来越大，就像一个疯狂过热的气球，变成一颗脉动的红巨星。它将越过水星轨道，吞没这颗小型行星。它也将超过我们的邻居金星的轨道，吞噬掉金星。它会膨胀到目前直径的100倍以上，甚至越过地球的轨道。

　　地球的最后时光的具体细节并不明确。根据一些不太乐观的情景设想，红巨星阶段的太阳将完全吞没地球，地球会在太阳大气中蒸发，不复存在。在其他一些模型中，太阳会在无法想象的太阳风中丢失超过目前三分之一的质量（这种太阳风也会不断冲击地球死气沉沉的表面）。随着太阳的质量变小，地球的轨道会向外推移，也许刚好可以避免被吞没的命运。但是，就算我们不被膨胀的太阳吞噬，曾经美丽的蓝色世界也将成为一颗绕行在太阳周围的荒芜的碳渣星球。稀少的地下微生物生态系统或许可以再持续10亿年，但陆地再也不可能是这般郁郁葱葱了。

02

　　荒漠世界：20亿年后

　　即使在目前燃烧氢的稳定状态下，太阳也在慢慢变得越来越热。起初，在45亿年前，太阳的亮度是现在的70%。24亿年前的大氧化事件表明，太阳的亮度可能是今天的85%。而10亿年后，太阳会变得更为明亮。

　　未来荒漠世界

　　在一段时间里，也许是数亿年间，地球的反馈可能会减缓这种变化。更多热量意味着更多蒸发，从而产生更多的云，将更多的阳光反射回太空。更多热量意味着更快的岩石风化，这会消耗更多二氧化碳，降低温室气体的含量。因此，负反馈回路可能会让地球在很长一段时间里仍然适居。

　　但一个转折点会出现。数十亿年前，较小的火星到达了那个关键时刻，它失去了几乎所有的地表水。10亿年后，地球上的海洋将开始以可怕的速度蒸发，大气将成为一个永远的桑拿房。冰盖和冰川不复存在，即使两极也会变成热带。

　　在千百万年间，生命可能在这样的温室环境中繁衍。但随着太阳继续变暖，更多水蒸气进入大气，氢将以越来越快的速度流失到太空中，使地球逐渐干燥。也许再过20亿年，当所有海洋干涸时，地球表面将变得荒芜而炙热。生命就将面临绝境。

03

　　撞击：5000万年后

　　最近，一项关于人类最有可能死因的调查表明，人类死于小行星撞击的概率很低，大约只有十万分之一。从统计学上讲，这和闪电或海啸致死的概率相近，但这种预测性的比较存在一个明显缺陷。一次闪电杀死一个人的事件每年大概会发生60次。相比之下，小行星撞击可能几千年来都没有造成过任何人死亡。但在某个倒霉的一天，一次小型撞击就可能杀死所有人。

　　你大可不必担心这件事情，我们之后的百代人也不必为此担心。但我们可以肯定的是，杀死恐龙的那种巨大撞击事件有一天会再次发生。在接下来的5000万年里，地球至少会遭受一次大的撞击，甚至更多次。这只是时间和概率的问题。最有可能的元凶是所谓的小行星，这种天体的轨道呈明显的椭圆形，它们会穿过地球绕太阳运行的更接近圆形的轨道。我们已经知道至少300个小行星可能会成为这种潜在的杀手，而且在未来几十年中，其中一些小行星将以令人惶恐的近距离掠过地球。

　　1995年2月22日，一颗刚被发现并被命名为"1995CR"的小行星飞掠而过，它与地球之间的距离不足几个地月距离。2004年9月29日，1.5英里宽、3英里长的长型小行星图塔蒂斯（Toutatis）以更近的距离飞掠过地球。2029年，直径900英尺的小行星阿波菲斯（Apophis）预计将以更近的距离掠过地球，甚至出现在月球轨道之内。这次让人不安的相遇将不可逆转地改变阿波菲斯的轨道，可能致使它在未来更接近地球。

　　每存在一颗已知的越地小行星，都可能意味着还有十几颗甚至更多这样的小行星尚未被发现。这些天体中的一个最终被观测到时，它可能已经离我们太近了，我们对它已然束手无策。如果我们正好在靶心中央，那可能也仅有提前几天的警告让我们来解决问题。

　　地球几乎每年都被约25英尺长的岩石砸中。由于大气层的”制动”作用，大多数这种炮弹在撞击到地表之前就会爆炸，并裂成小块。但是，直径大于100英尺的天体，大约每1000年会降临地球一次，造成严重的局部破坏。比如，1908年6月，这样一次撞击夷平了俄国通古斯卡河附近的一片森林。危险系数极高的直径半英里的巨石平均每50万年撞击地球一次，而直径达3英里的小行星大约每1000万年撞击地球一次。

　　撞击的后果因小行星的大小和撞击位置的差异而有所不同。一块直径10英里的巨石无论落在何处，几乎都可以摧毁地球上的任何地方。（相比之下，6500万年前那颗杀死恐龙的小行星的直径约为6英里。）如果一个直径10英里的天体撞击到海洋中（鉴于陆地和海洋的分布，这个概率大概是70%)，那么结果就会产生滔天巨浪，席卷地球所有角落，可能只有地球上最高的山峰可以幸免。没有东西能在海拔几千英尺以内的地方生存下来，所有沿海城市都会彻底消失。

　　这样一个直径10英里的小行星如果撞击到陆地，可能会对当地造成更大的直接破坏。无论哪片大陆不幸成为目标，1000英里范围内的一切都将被抹去，大规模的火灾势必席卷整个大陆。在短时间内，相距较远的陆地可能有幸躲过惨烈的后果，但这样的撞击会使大片岩石和土壤蒸发，在一年甚至更长的时间里，它们会在大气中形成遮蔽阳光的云层。光合作用将几乎完全停止，植物将被摧毁，食物链进而崩溃。少数人也许能在这种恐怖的情景中幸存下来，但我们的文明无疑将被毁灭。

04

　　超级火山：10万年后

　　与超级火山或溢流玄武岩造成的缓慢死亡相比，小行星撞击的突然灾难就显得黯然失色了。与地球上最主要的五次大灭绝间隔期相伴随的，包括巨石从天而降的那一次，是改变地球的火山活动。

　　这不能和一般的火山致死事件及其各种形式的破坏相混，其中包括急剧的熔岩流，就像居住在基拉韦厄火山山坡上的那些夏威夷岛民所熟悉的那样，熔岩流所经之处，所有的住宅都会被完全毁坏。它们是局部性的，具有可预测性，相对很容易避免。在常见的火山活动中，更致命的是充满碎屑的火山爆发和掉落的火山灰，这种火山爆发会喷出蒸气并释放大量炽热的火山灰，这些火山灰会以每小时100多英里的速度从山上冲下，把沿途的一切都烧成灰烬并掩埋。

　　想想1980年华盛顿州圣海伦斯的火山爆发，和1991年6月菲律宾皮纳图博的火山喷发，要不是事先警告并进行大规模疏散，这两次爆发都会导致成千上万人死亡。更糟糕的是第三种常见火山活动，那就是大量细粒的灰尘和有毒气休喷射到大气中。

　　2010年4月的埃亚菲亚德拉和2011年5月的格里姆发生的两次冰岛火山灰喷发的规模相对较小，释放的碎片不到一立方英里。尽管如此，它们还是让欧洲的航空业中断了几天，并引发附近地区许多人的健康问题。1783年6月的拉基火山爆发是历史上规模最大的火山爆发之一，据估计，这次爆发释放了约五立方英里的玄武岩及相应的火山灰和气体，足以在欧洲上空造成持续存在的有毒烟雾。冰岛四分之一的人口死亡，一些人很快死于酸性的火山气体，更多人则是死于之后冬天发生的饥荒。

　　这场灾难还影响了东南方一千多英里的土地，数以万计的欧洲人也死千拉基火山的长期影响，这些人大部分生活在不列颠群岛。1883年8月喀拉喀托火山爆发，随后的海啸席卷了爪哇岛和苏门答腊岛附近的海岸线，这造成了更多人死亡。而1815年4月坦博拉火山猛烈的爆发，产生了惊人的12立方英里的熔岩，这是所有火山爆发中最致命的一次。7万多人因此丧生，其中大部分是农业歉收和随后的大规模饥荒造成的。坦博拉向高空大气释放了大量阻挡阳光的含硫化合物，使1816年成为北半球“没有夏天的一年”。

　　历史上的这种爆发让现代人无法想象，这是有原因的。尽管从死亡人数来看，这些火山事件比不上近几年印度洋和海地的地震，但是地震和火山之间有一个重要而骇人的区别：最大的地震规模受到岩石强度的限制。坚硬的岩石在破裂之前只能承受一定限度的应力，这个极限可以产生一场破坏性极强但限于局部的地震，也就是里氏9级地震。