首頁歷史 > 正文

地球溫室效應?不怕!讓我們來撬動地球,改變地球軌道

2021-09-24由 三豐 發表于 歷史

現在地球氣候因為人類建設和發展而愈加惡劣,那人類是否可以改變月球或地球的軌道,以扭轉人為氣候變化的影響呢?

首先,我們必須盤點一下我們所擁有的東西——我們移動地球的方程式中所給出的條件。

我們的星球以 1。496 億公里的平均距離繞太陽執行,它吸收了足夠的陽光,平均溫度約為 15 攝氏度。然而,這個數字比上一個世紀地球的平均溫度增加了差不多 1 攝氏度。總之,這個世界正慢慢地在升溫。根據目前的共識估計,如果不加以控制,這種上升情況可能會變得更糟

,到 2060 年代

地球的平均溫度會

升高

1 攝氏度

。這種增加將使地球上一些人口稠密的地區變得無法居住,並威脅我們人類文明的發展。

科學家(

布里特·舍林豪森(Britt Scharringhausen)

)表示,

輻射平衡是我們理解地球溫度變化的關鍵,輻射平衡是太陽光傳入的能量與地球發出的能量之間的平衡。

它在以下等式中進行了描述。

地球溫室效應?不怕!讓我們來撬動地球,改變地球軌道

這裡,Teq是地球的溫度,T☉是太陽的溫度,R☉是太陽的半徑,X是到太陽的距離,A是地球的反照率或反射率。

反照率衡量我們的星球反射太陽能的程度,其中0 表示完美吸收,1 表示完美反射。氣候變化與反照率之間存在聯絡:例如,雪和冰的反照率很高,將

高達 90%

的陽光反射回外層空間。

人為變暖會導致冰雪融化,從而降低地球的反照率。反過來,這最終會導致更高的地球平均溫度。

這個等式中的一些變數正在自然地變化。我們的恆星會非常緩慢地膨脹和變亮,隨著年齡的增長會變得稍微大一些,並且變得更加明亮。雖然太陽光度增加 1% 需要 1 億年的時間,

但我們全球排放溫室氣體預計將在未來幾百到1000年內將保留的太陽能增加1%

為了讓地球變涼,我們需要減少等式右邊的一個變數:我們不能輕易降低太陽的溫度或半徑來減少我們的吸熱量和反照率轉移的溫室氣體排放。因此,簡單地增加X(到太陽的距離)。

我們所要做的就是找到一種方法,將地球移到離我們恆星更遠的地方

。這樣看起來很簡單,對吧?

地球溫室效應?不怕!讓我們來撬動地球,改變地球軌道

根據科學家的計算,要抵消當前和近期人為變暖的影響,溫度下降 3 攝氏度將需要我們把地球和太陽的距離增加 300 萬公里。使用另一個粗略計算,發現需要 5 x 10^31焦耳的能量才可以將地球推離當前軌道 300 萬公里。這個能量可以說是巨大的,讓人望塵莫及,因為全球每年的發電量約為 10^19焦耳,相當於我們移動地球所需的0。0000000000002%。這也是假設我們可以將所有能量以 100% 的效率應用到地球,由於熱力學定律,這在物理上是不可能的。

撇開這些細節不談,我們還沒有解決產生這種能量會採取什麼形式。當然提出了問題也會有解決的想法,有科學家提出的一種移動小行星的方法,就是是在它附近引爆核彈。它基本上會蒸發小行星的一部分,而逸出的岩石蒸汽就像火箭尾氣一樣,會推動小行星前進。

這種方式放大後,這種機制原則上可以提供足夠的動力來改變行星的軌道。儘管如此,

要將地球移動到所需的距離,需要進行的核爆炸是我們曾經發射的核爆炸的10億倍,相當於在500年內每秒投下一顆原子彈

。在地球表面附近不斷引爆核彈,目的是將部分核彈蒸發以用作火箭尾氣的策略也有幾個缺點。就我們的目的而言,最顯著的有害影響是爆炸本身會使地球升溫,這樣大量的核爆炸可能完全抵消移動地球后全球溫度下降的結果。

地球溫室效應?不怕!讓我們來撬動地球,改變地球軌道

其實還有一個更合適的選擇,那就是透過設計近距離的行星,吸取其他天體的能量,例如經過的小行星或彗星的能量。航天器經常使用這種技術,並取得了巨大成功,航天器透過近距離的行星以竊取其軌道能量的一部分來提高速度。為了移動我們的星球,該方法的問題在於行星規模的大小:小行星帶的總質量只有

月球

質量的

4% 到 5%

,或地球的 0。05% 到 0。06%。在飛越中使用整個小行星帶的質量將使地球遠離太陽的距離不到 748,000 公里,或者是我們所需距離的四分之一。但是小行星本身是有威脅的,就像我們地球發展歷史上的恐龍時代,因為小行星撞擊而毀滅。

但是幸運的是,地球周圍有一個天然衛星——月球。我們能否“切斷”連線月球和地球的引力繩,從而將我們的星球彈射到更寬的軌道上?這種方式聽起來很絕妙,但是這絕不是我們今天能夠做到的,後果將是災難性的。除了潮汐大大減少之外,由於自轉軸不穩定,沒有月球的地球還會有更黑的夜晚、更短的白天和極端、不可預測的季節。

但是如果地球不完全擺脫天然衛星,而只是改變它圍繞地球運轉的軌道呢?從長遠來看,將月球軌道半徑增加 10% 會影響地球自身圍繞太陽的軌道。

地球溫室效應?不怕!讓我們來撬動地球,改變地球軌道

我們可以把月球上物質提取出來。如果使用一臺

100千兆瓦

的鐳射器,需要 300 萬億年才能從月球表面提升足夠數量的物質。我們也可以用核爆炸手段來移動月球。當然還有另一個選擇是用常規火箭手動提取月球材料。

“如果我們能夠在月球上建造一個火箭發射基地,用火箭將月球物質送入深空,我們將需要進行7 x 10 16次發射。那是 70,000 萬億次火箭發射。相比之下,在整個探索宇宙時代來臨之後,人類僅實現了

70,780次發射

,其中一半以上沒有離開地球大氣層。

人類可以在這些想法中加入小行星的使用,而不是讓它們與月球發生碰撞。在幾百年的時間裡,我們需要每秒鐘都有千米大小的彗星撞擊月球,才能產生重大影響。然而,偏離航向的拋射物可能會導致行星大規模滅絕事件。

由於增加地球軌道所需的變化幅度很大,任何干預都可能至少需要持續數百萬年,這引發了一個意想不到的社會問題,

我們沒有跨越如此巨大的時間尺度來規劃這樣的事件的先例。而人類在這幾百萬年間是否會一直安然的發展呢?這些都是不確定的

最後,即使人類成功的使用這些方法中的任何一種來改變了地球的軌道,也不可能永久安逸的生活。因為只要人類不斷增加地球上的溫室氣體濃度,人類就需要不斷地做出這樣的改變。

頂部