网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

地球宜居还有多久?不是50亿年后,研究:地球富氧时间剩10.8亿年

0
分享至



地球的宜居性等不到太阳变成红巨星,随着太阳缓慢变亮,地球将在更早的时候失去适合复杂生命生存的环境。研究估计,大约10亿年后地球就会变得热到不宜居,因为那时的太阳要比现在更亮很多。

目前,太阳正处于主序星阶段,依靠核心区的核聚变释放能量。氢原子核聚变成氦,核心中的氦不断积累,平均分子量随之上升。为了支撑外层物质,太阳核心会缓慢收缩,温度和压力进一步升高,核聚变反应也会逐渐加快。

结果是,太阳会在看似稳定的主序星阶段越来越亮,太阳光度大约每10亿年增加10%。这个变化放在地质尺度上,足以让地球发生翻天覆地变化。

太阳刚形成时,亮度只有今天的大约七成。按照直觉,早期地球本应是一颗大部分被冻结的行星,然而地质记录表明,当时地球存在液态水。较高浓度的二氧化碳、甲烷等温室气体,以及海陆分布和云层变化,共同补偿了较弱的阳光,这就是著名的“暗淡年轻太阳悖论”。



如今,问题已经反了过来。年轻太阳太暗,地球需要更多温室气体保温。未来太阳越来越亮,地球必须设法降低温室效应,才能避免持续升温。

地球确实有一套运行了数十亿年的天然调温系统,这就是碳酸盐—硅酸盐循环。气温升高、降雨增强,会加快岩石风化。风化过程消耗大气中的二氧化碳,碳随后进入海洋并沉积,最终又可通过板块运动和火山活动返回大气。

这套“恒温器”帮助地球长期维持液态水,却也埋下了另一个问题。太阳越亮,地球为了降温就要从大气中抽走越多二氧化碳。对气候来说,这是降温。对植物来说,却可能是断粮。

植物需要阳光、水和二氧化碳完成光合作用。未来的太阳可以提供更多能量,水在一段时间内也不会立刻消失,而可能率先逼近下限的是二氧化碳。



多数树木、粮食作物和草本植物采用C3光合作用途径。当二氧化碳浓度不断下降,C3植物的光合作用效率会显著降低。玉米、甘蔗等C4植物能在更低的二氧化碳环境中生存,但也有极限。过去一些模型据此判断,约10亿年后,陆地高等植物将因二氧化碳不足而大规模衰退。

陆地食物网以光合作用形成的有机物为基础,植被一旦崩溃,食草动物和食肉动物会依次失去能量来源。植物还参与土壤形成、水循环和氧气生产,失去它们之后,复杂生命赖以存在的整个环境都会改变。

不过,过去的结论可能低估了生命的韧性,2024年的一项研究重新评估了岩石风化对温度和二氧化碳的敏感程度。研究人员发现,如果风化作用对升温没有旧模型假设的那么敏感,或者对二氧化碳浓度更加敏感,那么二氧化碳的下降会在未来放缓,甚至短暂逆转。陆地植物的生存期因此可能从约10亿年延长到16亿至18.6亿年。



2026年的另一项研究表明,在风化作用很强的情况下,地表温度相对稳定,二氧化碳却持续减少。若把C4植物的传统下限定为百万分之十,它们可能在约13.5亿年后遭遇严重困境。但如果考虑景天酸代谢植物,以及可以利用水中碳酸氢根的水生植物,把有效下限放宽到百万分之一,植被生物圈可能坚持约18.4亿年。

而如果风化较弱,二氧化碳没有迅速下降,但地球不断升温。模型显示,约16.8亿年后,地表会热到不适合多数陆生植物。到约18.7亿年后,几乎所有陆生植物都将越过耐热极限。

也就是说,未来地球植物将会面临缺少二氧化碳和温度过高问题。

如果植物还能延续18亿年,为什么另一项著名研究认为地球的宜居期只剩约10亿年?

2021年发表在《自然·地球科学》上的研究,把地球生物地球化学循环与气候模型结合起来,并进行大量随机模拟。结果显示,大气氧含量维持在现代水平1%以上的平均剩余时间约为10.8亿年,误差约为正负1.4亿年。



太阳增亮会推动岩石风化,二氧化碳持续减少,光合生物能够固定的碳随之下降。氧气生产减弱后,大气和地表物质对氧气的消耗仍在继续。等到生产和消耗的平衡被打破,氧含量可能不是匀速下降,而是在地质意义上迅速坠落。

模型中的未来地球会越来越像远古的太古宙,大气以氮气、二氧化碳和甲烷等成分为主,氧气只剩现代水平的一小部分。随着氧气减少,臭氧层也会显著变薄,地表受到的紫外线辐射增强。依赖高氧环境的大型动物,很难在这样的世界中继续生存。

地球可能在约10亿年后失去适合人类和多数大型动物的富氧环境,但某些植物、藻类以及厌氧微生物仍可能在局部生境中延续。对人类而言,宜居期可能已经结束。对整个生命圈而言,生命还在继续。



随着太阳继续增亮,地球会逐渐接近湿润温室状态。高温使海洋蒸发加强,大气中的水汽增多。水汽本身又是强效温室气体,会让地表进一步升温。

通常情况下,地球低层大气中的水汽很难大量进入平流层,因为低温区域会像冷阱一样让水凝结落回地面。当地球足够温暖后,更多水汽可以突破这道屏障进入高层大气。太阳紫外线会把水分子分解,质量很轻的氢逐渐逃逸到太空,氧则与岩石和其他物质发生反应。

所以,海洋的终结并不一定表现为某一天全球海水同时沸腾。它更可能是一个持续数百万乃至更长时间的泄漏过程。海水先蒸发到大气高层,水分子再被拆开,氢逃离地球,最终留下越来越干燥的表面。



十几亿年之后,地表液态水消失,碳循环和板块活动也会发生深刻变化。地球将从蓝色星球逐渐变成炎热、干燥而贫瘠的世界。这个过程发生时,太阳距离红巨星阶段仍有数十亿年。

从宇宙尺度看,地球的自然宜居期已经走过大半。地球形成约45.4亿年,生命至少存在了35亿年以上。若复杂生物圈还剩10亿至18亿年,我们正在进入宜居后半程的地球上生活。

声明:个人原创,仅供参考

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
性生活爽感科普:高潮不是唯一的答案

性生活爽感科普:高潮不是唯一的答案

精彩分享快乐
2026-10-20 21:00:04
订单火爆! 一汽大众ID. AURA T6首销月锁单33022台

订单火爆! 一汽大众ID. AURA T6首销月锁单33022台

刘哥谈体育
2026-10-20 17:56:37
笑死,这就是中年夫妻旅游现状吗?网友:出门必吵

笑死,这就是中年夫妻旅游现状吗?网友:出门必吵

夜深爱杂谈
2026-08-02 19:19:06
700亿+!全球首富马斯克要“直接发钱”:人人可领1000,前提只有一个

700亿+!全球首富马斯克要“直接发钱”:人人可领1000,前提只有一个

明镜pro
2026-10-20 09:07:49
韦斯特被问是否与詹姆斯母亲发生过关系,回:绅士从不说这些

韦斯特被问是否与詹姆斯母亲发生过关系,回:绅士从不说这些

陈意小可爱
2026-10-19 01:12:39
王耀武女儿在斯坦福设“王耀武奖学金”,唯一要求:大陆学生优先

王耀武女儿在斯坦福设“王耀武奖学金”,唯一要求:大陆学生优先

鉴古知微
2026-10-20 09:27:56
15分钟踢完一生!17岁高中生罚丢点球又挑射,国足后继有人

15分钟踢完一生!17岁高中生罚丢点球又挑射,国足后继有人

涵有话说
2026-10-20 09:41:41
特朗普要求更换泽连斯基,克宫回应需要一个合法的乌克兰代表

特朗普要求更换泽连斯基,克宫回应需要一个合法的乌克兰代表

山河路口
2026-10-20 19:23:08
内鬼出现!蒋万安大势已去,国民党反复打一张牌,沈伯洋有望胜出

内鬼出现!蒋万安大势已去,国民党反复打一张牌,沈伯洋有望胜出

观锐器
2026-10-20 15:23:20
亚马尔两送助攻缔造欧冠神迹!巴萨4-1豪揽10连胜,却刷出2大耻辱纪录

亚马尔两送助攻缔造欧冠神迹!巴萨4-1豪揽10连胜,却刷出2大耻辱纪录

林子说事
2026-10-20 08:10:15
王诗龄一幅桃子画进卢浮宫拍出145万,第二天就被扒了:展厅,花钱就能进

王诗龄一幅桃子画进卢浮宫拍出145万,第二天就被扒了:展厅,花钱就能进

黎兜兜
2026-10-19 14:06:47
我认为:如果当初中国不改革开放,今天仍是全球最落后的国家之一

我认为:如果当初中国不改革开放,今天仍是全球最落后的国家之一

麓谷隐士
2026-10-19 00:05:04
姆巴佩:C罗是马德里的国王;梅西是独一无二的顶级球员

姆巴佩:C罗是马德里的国王;梅西是独一无二的顶级球员

懂球帝
2026-10-20 18:13:12
直击长鑫科技股东会:高管称“订单饱满”,有能力应对市场变化

直击长鑫科技股东会:高管称“订单饱满”,有能力应对市场变化

21世纪经济报道
2026-10-20 11:00:04
对俄罗斯而言,这是极度危险的信号,乌克兰发射了至少17枚“火烈鸟”巡航导弹!

对俄罗斯而言,这是极度危险的信号,乌克兰发射了至少17枚“火烈鸟”巡航导弹!

林子说事
2026-10-19 09:04:23
霍华德,是真爷们儿

霍华德,是真爷们儿

左右为篮
2026-10-11 17:06:28
SpaceX(SPCX.US) 拟 480 美元/股收购特斯拉(TSLA.US),总估值 3.74 万亿

SpaceX(SPCX.US) 拟 480 美元/股收购特斯拉(TSLA.US),总估值 3.74 万亿

和讯网
2026-10-20 08:56:06
身体出现4个迹象,说明血糖开始恢复正常,赶紧对照看下你有没有

身体出现4个迹象,说明血糖开始恢复正常,赶紧对照看下你有没有

荷兰豆爱健康
2026-10-20 15:29:23
瑞舒伐他汀天天吃,请牢记“4要3不要”,不注意或有严重后果

瑞舒伐他汀天天吃,请牢记“4要3不要”,不注意或有严重后果

王二哥老搞笑
2026-10-20 18:23:30
今天10月20日,全体退休人员注意:10月养老金发放,必查三项!

今天10月20日,全体退休人员注意:10月养老金发放,必查三项!

白昼说故事
2026-10-20 09:11:51
2026-10-20 22:04:49
谢纶邮轮摄影
谢纶邮轮摄影
干过5艘游轮,拍过教皇;援过西藏,上过20次布达拉宫。平凡日子拍拍历史的流逝印记
2838文章数 182关注度
往期回顾 全部

头条要闻

21岁驴友遇难 死前表达"饿了"并解开了手机锁屏密码

头条要闻

21岁驴友遇难 死前表达"饿了"并解开了手机锁屏密码

体育要闻

30天30队·奇才:三状元一榜眼 35胜?

娱乐要闻

刘恺威承认新恋情,打球认识

财经要闻

抄底万达之后 私募大佬又对恒大下手了

科技要闻

新版MiniMax,能和DeepSeek掰手腕吗?

汽车要闻

黑科技一次看全 2026奇瑞全球创新大会干货汇总

态度原创

健康
艺术
手机
数码
公开课

痘痘能根治吗?皮肤科医生说实话

艺术要闻

吴冠中 这幅小画《大巴山中》,368万!

手机要闻

三星Galaxy S27系列旗舰手机钢化膜曝光,Pro机型有望配16GB内存

数码要闻

法国超市冰柜遭远程升温攻击事件发生前有多达逾千个制冷控制面板暴露在网上

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版