逃离世界末日

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1、逃离世界末日　　让我们乐观地假设我们可以设法避免自己造成的原子能大屠杀、毁灭性的行星撞击，或者来自附近的超新星的致命辐射。这样，我们还有60亿年的时间，那时，太阳会变成红巨星，膨胀到地球的轨道，熔化掉我们所在的星球。这听起来是很长的时间，但不要太放松，世界末日的到来会比这快得多。　　从某些方面来看，地球位于太阳系中一个很不稳定的位置上。在一个特定范围的轨道距离里，行星表面既有液态水（这被认为是生命所必需的），也有足够的二氧化碳来进行光合作用。这个范围被称为光合作用可居住区域。地球仅仅是在太阳的可居住区域里绕轨道运行。一些科学家估计，其内缘位于750万千米之外，仅有地球和太阳之

2、间的距离的5%。　　而且那个内缘正在外移。我们的太阳是一个由自身重力将气体聚合在一起的巨大球体。在它的内部，巨大的压力和热量让氢聚变为氦。4个氢原子形成1个氦核。每形成一个氦核，太阳的核子就会减少三个，核心的外在压力也会降低（因为按体积来计算的话，压力与核子的数量成正比）。这样，太阳的外层会更严重地挤压其核心，增加其压力、温度和融合率，因此太阳的亮度每10亿年会增长10%。　　地球应对太阳亮度不断增加的的方式之一是减少保温层的厚度，保温层由大气中的二氧化碳组成。地球气温上升会加快水和硅酸盐岩石之间的反应，从大气中吸收二氧化碳。4　　最终，不断变暖的阳光将导致二氧化碳降到非常低

3、的水平，以至于植物开始死去。首先死去的是C3植物，之所以这么称呼它们，是因为它们的光合作用过程涉及一个含3个碳原子的分子。大多数植物都是C3类植物，包括小麦、水稻、大麦、燕麦、大豆、花生、椰子、香蕉、土豆、棉花和大多数的树木。在大约2亿年的时间里，当二氧化碳浓度低于0.15‰时（现在是0.4‰），C3植物将会消失。　　文明主要依赖于C3植物，按照美元价值来计算的话，全球约85%的农业产值来自C3植物。另一类植物是C4植物，它们的光合作用形式涉及4个碳原子，在很多情况下更有效率。尽管C4植物仅占植物物种的3%，其光合作用却占到了地球上总光合作用的25%。我们可以利用基因工程扩大

4、C4植物的列表。现有的C4植物包括玉米、高粱、小米、甘蔗以及一些草本植物和杂草。　　我们已经做出努力希望把大米从C3植物转化为C4植物，这样，在当前的条件下可以使大米增产约50%。在二氧化碳浓度下降到0.1‰时，地球上唯一的大米将是C4大米。C4植物被认为是植物随着大气中二氧化碳含量的降低而做出的进化。很可能，随着C3植物的相继死去，C4物种将继续自然扩张，以填充生态系统中新开启的生态环境。　　不幸的是，在C3植物消失之后约3亿年的时间里，C4植物也会消亡。因为当二氧化碳浓度低于0.01‰时，没有任何一种植物能够存活下去。4　　一旦植物消失，不再补充大气中的氧气，动物将消失。

5、目前地球上的氧气还没有已知的重要非生物来源。一旦植物消失了，氧气将成为不可再生资源。大型动物在几百万年内就会窒息而死，小型的、更坚韧的动物可能会存活更长一些时间。某些微生物种可能会利用代谢反应幸存下来，因为代谢反应不依赖于二氧化碳和氧气，而是使用硫酸盐或铁等材料。　　来看这些数字：在区区5亿年左右的时间里，将没有人类能够存活在地球上，至少一些假想的受控环境之外不会有人生存。事情会变得更糟。大气中的二氧化碳消失之后，不能再调节地球的表面温度，地球会变得非常热。大约10亿年后，地球表面平均温度将从当前的17℃增加至45℃以上。重要的生化过程在温度达到45℃以上时就会关闭，使得地球

6、的大部分地方无法居住，动物需要迁移到较冷的两极去生存；但在15亿年后，两极也会太热，连蟑螂也不能幸免于难。　　现在，我们可以做几件事情来延缓我们的死期。比如，我们可以移动地球的轨道。如果我们发射一枚直径100千米的小行星，让它绕着太阳以一个椭圆轨道运行，每5000年接近地球一次，就可以用引力慢慢地推动地球轨道远离太阳，但要保证它不会发生意外而撞上地球。还有一个不那么危险的选择，我们可以在地球后面建立一个巨大的太阳帆，让这个帆拖着地球远离太阳。这个太阳帆就像一个风筝，来自太阳的光子是风，而太阳帆和地球之间的引力则是线。帆的直径需为地球直径的20倍，但质量只需是珠穆朗玛峰的2%，

7、即1万亿吨。原则上，这样的策略可以让地球保持在适于居住的区域内，直到太阳膨胀成一颗红巨星。如果其他文明已经建造了这么大的太阳帆，我们可以使用目前用于寻找系外行星的光度检测技术来探测它。　　另一个生存选择是更复杂还是更简单取决于你的视角。未来的地球对非生物生命来说实际是一个美好的家园――4比现在的地球更好。首先，明亮的太阳将提供更丰富的太阳能，天气也会更好。　　太阳就是一个发电机，每24天左右绕轴旋转一周，产生的巨大磁暴会破坏地球的通信网络，导致电网超载，并损害轨道卫星。现在的机器人需要担心它们的电路被太