Един ден в бъдеще океаните на Земята ще кипят, унищожавайки целия живот на повърхността на планетата и ще я направят напълно обитаема. Това глобално затопляне е в известен смисъл неизбежно: постепенното затопляне, изпитвано от Слънцето, възниква поради постепенното изгаряне на горивото вътре в звездата. Има обаче начин да запазим обитаемостта на Земята, ако разработим дългосрочно решение: миграцията на цялата Земя. Възможно ли е?
Трябва да разберем колко горещо ще стане и колко бързо ще се случи, за да движим Земята с темпове.
Начинът, по който всяка звезда получава своята енергия, е чрез сливане на по-леки елементи в по-тежки в сърцевината. По-специално, нашето Слънце синтезира хелий от водород в региони, където температурата на сърцевината надхвърля 4 000 000 градуса. Колкото по-горещо е, толкова по-бърза е скоростта на синтез; в самото сърце на ядрото температурата достига 15 000 000 градуса. Тази скорост е почти винаги постоянна. С течение на времето процентът на водород към хелий се променя, а вътрешността се нагрява малко повече от милиарди години. И когато настъпи загряването, наблюдаваме следното:
- светимостта се увеличава - с времето се отделя повече енергия
- светилото леко се увеличава по размер, радиусът се увеличава с няколко процента за всеки милиард години
- температурата му остава почти винаги постоянна и варира с по-малко от 1% на милиард години.
Всичко се свежда до един неудобен факт: количеството енергия, което достига до Земята, бавно се увеличава с времето. За всеки 110 милиона години слънчевата светимост се увеличава с около 1%. Това означава, че енергията, достигаща до Земята, също се увеличава с 1% за приблизително същото време. Когато Земята беше четири милиарда години по-млада, нашата планета получи 70% от енергията, която получава днес. И след още един или два милиарда години, ако не направим нищо, на Земята ще се появят значителни проблеми. В един момент температурата на повърхността ще се повиши до 100 градуса по Целзий. Тоест океаните ще се изпарят.
Промоционално видео:
Как можем да смекчим това? Има няколко възможни решения:
„Можем да инсталираме серия от големи отражатели в точката L1 Lagrange, за да предотвратим достигането на част от светлината до Земята.
„Ние можем да проектираме атмосферата / албедото на нашата планета, така че тя да отразява повече светлина и да абсорбира по-малко.
„Можем да спасим планетата от парниковия ефект, като премахнем молекулите на метан и въглероден диоксид от атмосферата.
„Можем да напуснем Земята и да се фокусираме върху тераформиращи външни светове като Марс.
На теория всичко може да работи, но ще са необходими огромни усилия и подкрепа.
Решението за мигриране на Земята към отдалечена орбита обаче може да стане окончателно. И въпреки че ще трябва постоянно да изместваме планетата от орбита, за да поддържаме температурата постоянна, това ще отнеме стотици милиони години. За да компенсира ефекта от 1% увеличение на светенето на Слънцето, Земята трябва да бъде преместена на 0,5% от Слънцето; за да компенсира увеличението с 20% (тоест над 2 милиарда години), Земята трябва да бъде преместена с 9,5% допълнително. Земята вече няма да е на 149,6 милиона км от Слънцето, а на 164 милиона км.
Разстоянието от Земята до Слънцето не се е променило много през последните 4,5 милиарда години. Но ако Слънцето загрее и не искаме Земята да се изпече напълно, ще трябва сериозно да обмислим възможността за планетна миграция.
Това отнема много енергия! За да преместим Земята - всичките й шест септилионни килограма (6 х 1024) - далеч от Слънцето, значително ще променим орбиталните ни параметри. Ако преместим планетата на 164 000 000 км от Слънцето, има очевидни разлики:
- Земята ще се върти около Слънцето 14,6% по-дълго
- за да поддържаме стабилна орбита, нашата орбитална скорост трябва да спадне от 30 км / с до 28,5 км / с
- ако периодът на въртене на Земята остане същият (24 часа), годината няма да бъде 365, а 418 дни
- Слънцето ще бъде много по-малко на небето - с 10% - и приливите, причинени от слънцето, ще бъдат по-слаби с няколко сантиметра
Ако Слънцето набъбне по размер и Земята се отдалечава от него, тези два ефекта не са напълно компенсирани; Слънцето ще изглежда по-малко от Земята.
Но за да стигнем Земята дотук, трябва да направим много големи енергийни промени: ще трябва да променим гравитационната потенциална енергия на системата Слънце-Земя. Дори като вземем предвид всички други фактори, включително забавянето на движението на Земята около Слънцето, би трябвало да променим орбиталната енергия на Земята с 4,7 х 1035 джаула, което е еквивалентно на 1,3 х 1020 терават часа: 1015 пъти повече от годишните разходи за енергия човечеството. Човек би си помислил, че след два милиарда години те ще бъдат различни, а те са, но не много. Ще ни трябват 500 000 пъти повече енергия, отколкото човечеството генерира по целия свят днес, и всичко това ще премине в преместването на Земята в безопасност.
Скоростта, с която планетите се въртят около слънцето, зависи от тяхното разстояние от слънцето. Бавната миграция на Земята на 9,5% от разстоянието няма да наруши орбитите на други планети.
Технологията не е най-трудният въпрос. Сложният въпрос е много по-фундаментален: как да получим цялата тази енергия? В действителност има само едно място, което ще задоволи нашите нужди: самото слънце. В момента Земята получава около 1500 вата енергия на квадратен метър от Слънцето. За да получим достатъчно мощност, за да мигрираме Земята в правилния период от време, ще трябва да изградим масив (в космоса), който ще събира 4,7 х 1035 джаула енергия, равномерно, за 2 милиарда години. Това означава, че се нуждаем от масив от 5 х 1015 квадратни метра (и 100% ефективност), което е еквивалентно на цялата площ от десет планети, като нашата.
Концепцията за космическа слънчева енергия е в разработка от дълго време, но все още никой не си е представял масив от слънчеви клетки с размери 5 милиарда квадратни километра.
Следователно, за да транспортираме Земята на сигурна орбита по-далеч, ще е необходим слънчев панел от 5 милиарда квадратни километра, 100% ефективен, цялата енергия от която ще бъде изразходвана за изтласкване на Земята в друга орбита в рамките на 2 милиарда години. Възможно ли е физически? Абсолютно. Със съвременните технологии? Въобще не. Възможно ли е това практически? С това, което знаем сега, почти сигурно не. Плъзгането на цяла планета е трудно поради две причини: първо, заради гравитационното дърпане на слънцето и заради масивността на земята. Но ние имаме точно такова Слънце и такава Земя и Слънцето ще се загрява независимо от нашите действия. Докато разберем как да съберем и използваме това количество енергия, ще ни трябват други стратегии.
Иля Кел
