a nap energiatermelése a hidrogén héliummá történő termonukleáris fúzióján alapul. Ez a csillag magrégiójában fordul elő a proton–proton láncreakció folyamatával. Mivel a napmagban nincs konvekció, a hélium koncentrációja abban a régióban felhalmozódik anélkül, hogy az egész csillagban eloszlana., A nap magjában a hőmérséklet túl alacsony a hélium atomok nukleáris fúziójához a hármas-alfa folyamat révén, így ezek az atomok nem járulnak hozzá a nettó energiatermeléshez, amely a nap hidrosztatikus egyensúlyának fenntartásához szükséges.
jelenleg a magban lévő hidrogén közel felét fogyasztják, a fennmaradó atomok pedig elsősorban héliumból állnak. Mivel a hidrogénatomok száma egységnyi tömegre csökken, így a nukleáris fúzió révén biztosított energiatermelésük is csökken., Ennek eredményeként csökken a nyomástartó, ami miatt a mag összehúzódik, amíg a megnövekedett sűrűség és hőmérséklet egyensúlyba nem hozza a magnyomást a fenti rétegekkel. A magasabb hőmérséklet miatt a fennmaradó hidrogén gyorsabban fúzión megy keresztül, ezáltal generálva az egyensúly fenntartásához szükséges energiát.
a nap fényerejének, sugárának és effektív hőmérsékletének alakulása a jelenlegi Naphoz képest. Ribas Után (2010).,
ennek a folyamatnak az eredménye a nap energiatermelésének folyamatos növekedése volt. Amikor a nap első lett a fő szekvencia csillag, sugárzott csak 70% – a az aktuális fényerő. A fényerő közel lineáris módon nőtt a mai napig, 1% – kal nőtt 110 millió évente. Hasonlóképpen, három milliárd év alatt a nap várhatóan 33% – kal fényesebb lesz. A magban lévő hidrogénüzemanyag végül öt milliárd év alatt kimerül, amikor a nap 67% – kal fényesebb lesz, mint jelenleg., Ezt követően a nap tovább égeti a hidrogént a magját körülvevő héjban, amíg a fényerő el nem éri a 121% – ot a jelenlegi érték felett. Ez jelzi a nap fő szekvenciájának élettartamának végét, majd ezt követően áthalad a szubgiáns szakaszon, és vörös óriássá alakul.
ekkorra már a Tejútrendszer és az Androméda galaxisok ütközése várható. Bár ez azt eredményezheti, hogy a Naprendszer kilökődik az újonnan kombinált galaxisból, valószínűtlen, hogy bármilyen káros hatással lenne a napra vagy annak bolygóira.,
Climate impactEdit
a szilikát ásványok időjárásának sebessége növekedni fog, mivel az emelkedő hőmérséklet felgyorsítja a kémiai folyamatokat. Ez viszont csökkenti a szén-dioxid szintjét a légkörben, mivel a szilikát ásványi anyagokkal való reakciók a szén-dioxid-gázt szilárd karbonátokká alakítják. A jelentől számított 600 millió éven belül a szén-dioxid koncentrációja a C3 fotoszintézis fenntartásához szükséges kritikus küszöb alá esik: körülbelül 50 rész / millió., Ezen a ponton a fák és az erdők jelenlegi formájukban már nem lesznek képesek túlélni. az utolsó élő fák örökzöld tűlevelűek. A növényi élet csökkenése valószínűleg hosszú távú csökkenés, nem pedig éles csökkenés. Valószínű, hogy a növényi csoportok egyenként meghalnak, mielőtt elérik az 50 rész / millió szintet. Az első eltűnő növények C3 lágyszárú növények lesznek, amelyeket lombhullató erdők, örökzöld széleslevelű erdők és végül örökzöld tűlevelűek követnek. A C4 szén-dioxid-rögzítés azonban sokkal alacsonyabb koncentrációban folytatódhat, akár 10 rész / millió fölé is., Így a C4 fotoszintézist használó növények legalább 0, 8 milliárd évig, esetleg 1, 2 milliárd évig képesek túlélni, ami után az emelkedő hőmérsékletek fenntarthatatlanná teszik a bioszférát. Jelenleg a C4 növények a Föld növényi biomasszájának mintegy 5% – át, az ismert növényfajok 1% – át képviselik. Például az összes fűfaj (Poaceae) körülbelül 50% – a használja a C4 fotoszintetikus utat, mint sok faj az Amaranthaceae lágyszárú családban.,
amikor a szén-dioxid szintje a határig esik, ahol a fotoszintézis alig fenntartható, a szén-dioxid aránya a légkörben várhatóan fel-le oszcillál. Ez lehetővé teszi a szárazföldi növényzet virágzását minden alkalommal, amikor a szén-dioxid szintje emelkedik a tektonikus aktivitás és az állati életből származó légzés miatt. A hosszú távú tendencia azonban az, hogy a szárazföldi növényi élet teljesen elpusztul, mivel a légkörben fennmaradó szén nagy része a Földön elkülönül., Egyes mikrobák képesek fotoszintézisre olyan szén-dioxid-koncentrációban, mint 1 rész / millió, így ezek az életformák valószínűleg csak az emelkedő hőmérsékletek és a bioszféra elvesztése miatt tűnnek el.
Növények—ergó, állatok—lehet, élni tovább által fejlődik más stratégiák, mint például igénylő kevesebb szén-dioxidot a fotoszintetikus folyamatok, egyre húsevő, alkalmazkodás a kiszáradás, vagy érintkezni a gombák. Ezek az adaptációk valószínűleg a nedves üvegház kezdete közelében jelennek meg (lásd tovább).,
a magasabb növényi élet elvesztése az állatok légzése, a légkörben bekövetkező kémiai reakciók és a vulkánkitörések következtében az oxigén és az ózon esetleges elvesztését is eredményezi. Ez a DNS-t károsító UV-sugárzás enyhüléséhez, valamint az állatok halálához vezet; az első eltűnő állatok nagy emlősök, majd kis emlősök, madarak, kétéltűek és nagy halak, hüllők és kis halak, végül Gerinctelenek., Mielőtt ez megtörténne, várható, hogy az élet koncentrálódik refugia alacsonyabb hőmérsékleten, mint például a magas emelkedés, ahol kevesebb földfelszín áll rendelkezésre, így korlátozva a népesség méretét. A kisebb állatok a kisebb oxigénigény miatt jobban túlélnének, mint a nagyobbak, míg a madarak jobban teljesítenek, mint az emlősök, mivel képesek nagy távolságokat utazni, hidegebb hőmérsékletet keresve. A légkör oxigén felezési ideje alapján az állati élet legfeljebb 100 millió évig tartana a magasabb növények elvesztése után., Az állati élet azonban sokkal hosszabb ideig tarthat, mivel az oxigén több mint 50% – át jelenleg a fitoplankton termeli.
a Föld bolygó élete és halála című munkájukban Peter D. Ward és Donald Brownlee szerzők azzal érveltek, hogy az állati élet valamilyen formája folytatódhat, még akkor is, ha a Föld növényi életének nagy része eltűnt., Ward pedig Brownlee használata a fosszilis bizonyíték a Burgess Pala, British Columbia, Kanada, meghatározni, az éghajlat, a Kambriumi Robbanás, majd használja megjósolni, hogy az éghajlat a jövőben, amikor emelkedik a globális hőmérséklet által okozott felmelegedés Nap csökken az oxigén szintet eredményez a végső kipusztulástól, az állati élet. Kezdetben arra számítanak, hogy egyes rovarok, gyíkok, madarak és kisemlősök is fennmaradhatnak a tengeri élettel együtt. A növényi élet oxigénfeltöltése nélkül azonban úgy vélik, hogy az állatok valószínűleg néhány millió éven belül meghalnak a fulladástól., Még akkor is, ha elegendő oxigén maradna a légkörben a fotoszintézis valamilyen formájának fennmaradása révén, a globális hőmérséklet folyamatos emelkedése a biológiai sokféleség fokozatos elvesztését eredményezné.
ahogy a hőmérséklet tovább emelkedik, az állatvilág utolsó része a pólusok felé, esetleg a föld alá kerül. A poláris éjszaka során elsősorban aktívvá válnak,a sarki nap folyamán az intenzív hő miatt. A felszín nagy része kopár sivataggá válna, és az élet elsősorban az óceánokban lenne megtalálható., Az óceánokba a szárazföldről belépő szerves anyag mennyiségének csökkenése, valamint az oldott oxigén csökkenése miatt azonban a tengeri élet a Föld felszínéhez hasonló utat követve eltűnik. Ez a folyamat az édesvízi fajok elvesztésével kezdődne, és gerinctelenekkel, különösen azokkal, amelyek nem függenek az élő növényektől, például a termeszektől vagy a hidrotermális szellőzők közelében lévő férgektől, például a riftia nemzetségbe tartozó férgektől. E folyamatok eredményeként a többsejtű életformák körülbelül 800 millió év alatt kihalhatnak, az eukarióták pedig 1-ben.,3 milliárd év, csak a prokariótákat hagyva.
óceánok Elvesztéseszerkesztés
a Vénusz légköre “szuper üvegházhatású” állapotban van
egy milliárd év múlva a modern óceán mintegy 27% – át a köpenybe juttatják. Ha ez a folyamat megszakítás nélkül folytatódna, akkor egyensúlyi állapotba kerülne, ahol a jelenlegi felszíni tartály 65% – a maradna a felszínen., Miután a nap fényereje 10% – kal magasabb, mint a jelenlegi értéke, az átlagos globális felületi hőmérséklet 320 K-ra emelkedik (47 °C; 116 °F). A légkör “nedves üvegház” lesz, ami az óceánok elszabadult párolgásához vezet. Ezen a ponton a Föld jövőbeli környezetének modelljei azt mutatják, hogy a sztratoszféra növekvő mennyiségű vizet tartalmazna. Ezeket a vízmolekulákat fotodiszociáció útján bontják le a nap UV-jével, lehetővé téve a hidrogén számára, hogy elkerülje a légkört. A nettó eredmény a világ tengervízének körülbelül 1, 1 milliárd évvel történő elvesztése lenne a jelenből.,
két változatban ez a jövőben felmelegedés visszajelzés: a “nedves üvegházhatású”, ahol a víz gőz uralja a troposzférában, míg a vízgőz elkezdi felhalmozni a sztratoszférában (ha az óceánok pároljuk nagyon gyorsan), a “szökött üvegházhatású”, ahol a víz gőz válik meghatározó eleme a hangulat (ha az óceánok pároljuk túl lassan)., Ebben az óceán-ingyenes korszak, ott továbbra is a felszíni víztározók, mint a víz folyamatosan megjelent a mély kéreg, valamint köpeny, ahol becslések szerint egy víz mennyisége egyenértékű többször is, hogy jelenleg a Föld óceánjainak. Néhány víz megmaradhat a pólusoknál, és időnként esőzések is lehetnek, de a bolygó nagyrészt száraz sivatag lenne, amelynek nagy duneföldjei lefedik az egyenlítőjét, és néhány sós lakás az óceán fenekén, hasonlóan a chilei Atacama-sivatagban.,
víz nélkül szolgálni, mint egy kenőanyag, lemeztektonikát nagy valószínűséggel megáll a látható jelei geológiai tevékenység pajzs vulkánok felett található köpeny hotspotok. Ezekben a száraz körülmények között a bolygó megtarthat bizonyos mikrobiális, esetleg többsejtű életet. Ezeknek a mikrobáknak a többsége halofil lesz, és az élet menedéket találhat a légkörben, ahogy azt a Vénuszon javasolták. Az egyre szélsőségesebb körülmények azonban valószínűleg a prokarióták 1,6 milliárd év és 2 év közötti kihalásához vezetnek.,8 milliárd év múlva, az utolsó közülük él maradék tavak víz nagy szélességi és magasságú, vagy barlangokban csapdába jég. A földalatti élet azonban hosszabb ideig tarthat. Ami ezután következik, a tektonikus aktivitás szintjétől függ. A vulkánkitörés által kibocsátott szén-dioxid folyamatos felszabadulása a légkört olyan “szuper-üvegházhatású” állapotba hozhatja, mint a Vénusz bolygó., De, mint már említettük, anélkül, felszíni víz, lemeztektonikát valószínűleg akadozni, majd a legtöbb karbonátok továbbra is biztonságosan temették el, amíg a Nap vörös óriássá válik, akkor pedig a megnövelt fényerő felmelegíti a kő a lényeg, hogy elengedi a szén-dioxid.
az óceánok vesztesége a jövőben 2 milliárd évig késleltethető, ha a légköri nyomás csökken. Az alacsonyabb légköri nyomás csökkentené az üvegházhatást, ezáltal csökkentve a felületi hőmérsékletet. Ez akkor fordulhat elő, ha a természetes folyamatok eltávolítják a nitrogént a légkörből., Tanulmányok a szerves üledékekben kimutatta, hogy legalább 100 kpa (0.99 atm) nitrogén eltávolították a légkörből az elmúlt négy milliárd évvel; ahhoz, hogy hatékonyan kettős a jelenlegi légköri nyomás, ha kell szabadítani. Ez az eltávolítási arány elegendő lenne ahhoz, hogy ellensúlyozza a növekvő napenergia-fényesség hatásait a következő két milliárd évben.
2, 8 milliárd év múlva a Föld felszíni hőmérséklete eléri a 422 K-t (149 °C; 300 °F), még a pólusoknál is. Ezen a ponton a fennmaradó élet a szélsőséges körülmények miatt megszűnik., Ha a Föld összes vize elpárolog ezen a ponton, a bolygó ugyanolyan körülmények között marad, miközben folyamatosan növeli a felszíni hőmérsékletet, amíg a Nap vörös óriássá nem válik. Ha nem, akkor körülbelül 3-4 milliárd év alatt az alsó légkörben lévő vízgőz mennyisége 40% – ra emelkedik, és egy “nedves üvegházhatású” hatás kezdődik, ha a nap fényereje eléri a 35-40% – kal többet, mint a mai értéke. “Elszabadult üvegházhatás” következik be, aminek hatására a légkör felmelegszik, és a felszíni hőmérsékletet 1600 K (1330 °C; 2420 °F) körüli értékre emeli., Ez elegendő a bolygó felszínének megolvasztásához. A légkör nagy része azonban megmarad, amíg a Nap belép a vörös óriás színpadába.
az élet kihalásával, 2, 8 milliárd év múlva várható, hogy a Föld bioszignatúrái eltűnnek,helyébe a nem biológiai folyamatok által okozott aláírások lépnek.,
Vörös óriás stageEdit
a méret A jelenlegi Sun (most a fősorozat) képest a becsült mérete során a vörös óriás fázis
Ha a Nap változik égő hidrogén belül a fő égő hidrogén egy shell körül a mag, a mag elkezd szerződés, illetve a külső borítékot bővül. A teljes fényerő folyamatosan növekszik a következő milliárd évben, amíg el nem éri a nap Jelenlegi fényerejének 2730-szorosát 12, 167 milliárd éves korban., A Föld légkörének nagy része elvész az űrben, felszíne pedig egy láva-óceánból áll, amelynek lebegő földrészei fémek és fémoxidok, valamint tűzálló anyagok jéghegyek, amelynek felületi hőmérséklete meghaladja a 2400 K-ot (2130 °C; 3860 °F). A nap gyorsabb tömegveszteséget fog tapasztalni, teljes tömegének mintegy 33% – át a napszél borítja. A tömegvesztés azt jelenti, hogy a bolygók pályái kibővülnek. A Föld orbitális távolsága a jelenlegi értékének legfeljebb 150% – ára növekszik.,
a Nap vörös óriássá történő terjeszkedésének leggyorsabb része az utolsó szakaszokban fordul elő, amikor a nap körülbelül 12 milliárd éves lesz. Valószínűleg kiterjed mind a Merkúr, mind a Vénusz lenyelésére, elérve az 1.2 AU (180.000.000 km) maximális sugarat. A Föld tidally kölcsönhatásba lép a nap külső légkörével, amely a Föld orbitális sugárának csökkentését szolgálná. A nap kromoszférájából való húzás szintén csökkentené a Föld pályáját. Ezek a hatások ellensúlyozzák a nap tömegveszteségének hatását, és a Földet valószínűleg elnyeli a nap.,
a nap légköréből történő húzás a Hold pályájának romlását okozhatja. Miután a Hold pályája 18.470 km (11.480 mi) távolságra zárul, átlépi a Föld Roche határát. Ez azt jelenti, hogy az árapály kölcsönhatása a földdel szétszakítja a Holdat, gyűrűrendszerré alakítva. A keringő gyűrű nagy része ezután elkezd bomlani, a törmelék pedig hatással lesz a földre. Ezért, még akkor is, ha a Földet nem nyeli el a nap, a bolygó hold nélkül maradhat., Az abláció és párologtatás, amelyet a Nap felé tartó bomlási pályára való esése okoz, eltávolíthatja a Föld köpenyét, csak a magját hagyva, amely végül legfeljebb 200 év után megsemmisül. Ezt az eseményt követően a Föld egyetlen öröksége a napenergia fémességének nagyon enyhe növekedése (0, 01%) lesz.,:IIC
a Poszt-vörös óriás stageEdit
A Helix-köd, egy planetáris köd hasonló ahhoz, amit a Nap fog termelni, 8 milliárd évvel
Miután fixáló hélium a fő, hogy a szén, a Nap kezd összeomlani, fejlődik a kompakt fehér törpe csillag után kivétele a külső légkör, mint egy planetáris köd. A becsült végső tömeg a jelenlegi érték 54,1% – a, valószínűleg elsősorban szénből és oxigénből áll.
jelenleg a Hold évente 4 cm (1, 5 hüvelyk) sebességgel távolodik a Földtől., 50 milliárd év múlva, ha a földet és a Holdat nem nyeli el a nap, akkor nagyobb, stabil pályára állnak, mindegyik csak az egyik arcát mutatja a másiknak. Ezt követően a nap árapály-hatása szöglökést von ki a rendszerből, ami a Hold pályájának romlását és a Föld forgásának gyorsulását okozza. Körülbelül 65 milliárd év alatt becslések szerint a Hold végül ütközhet a földdel, mivel a Föld–Hold rendszer fennmaradó energiáját a maradék nap felszántja, ami miatt a Hold lassan befelé mozog a Föld felé.,
1019 (10 quintillion) éves időskálán a Naprendszer fennmaradó bolygóit erőszakos relaxációval bocsátják ki a rendszerből. Ha a Föld nem pusztul el a táguló vörös óriás Nap, a Föld nem adja ki a Napelemes Rendszer által erőszakos pihenésre, a végső sorsa a bolygón, hogy ez ütközik a fekete törpe Nap miatt a hanyatlás pályáján keresztül gravitációs sugárzás, az 1020 (Rövid Skála: 100 trillió, Hosszú Skála: 100 trillió) év.
Vélemény, hozzászólás?