Fremtiden av Jorden

energi av Solen er basert på termonukleære fusjon av hydrogen til helium. Dette skjer i de sentrale regionen av stjernen ved hjelp av proton–proton-kjeden reaksjon prosessen. Fordi det er ingen konveksjon i solens kjerne, helium konsentrasjon bygger seg opp i at regionen uten å være fordelt over hele stjerne., Temperaturen i kjernen av Sola er for lav for kjernefysisk fusjon av helium atomer gjennom trippel-alfa prosessen, slik at disse atomene ikke bidra til netto energi, som er nødvendig for å opprettholde hydrostatisk likevekt av Solen.

I dag, nesten halvparten av hydrogen i kjernen har blitt konsumert, med resten av atomer som består først og fremst av helium. Som antall hydrogenatomer per enhet massen synker, så altfor gjør sin energiproduksjon gitt gjennom kjernefysisk fusjon., Dette resulterer i en reduksjon i trykket støtte, noe som fører til at kjernen til kontrakt til økt tetthet og temperatur bringe core press i likevekt med lagene over. Høyere temperatur fører til at gjenstående hydrogen til å gjennomgå fusion på en mer hurtig tempo, og dermed generere den energien som trengs for å opprettholde likevekt.

resultatet av denne prosessen har blitt en jevn økning i energiproduksjon på Sola. Når Solen først ble en hovedserien stjerne, den utstrålte bare 70% av gjeldende lysstyrke. Lysstyrke har økt i en nesten lineært til stede, stiger med 1% hvert 110 millioner år. På samme måte, i tre milliarder år Solen er forventet å være 33% mer skinnende. Hydrogen drivstoff i kjernen vil til slutt bli oppbrukt i fem milliarder år, når Solen vil være 67% mer skinnende enn i dag., Deretter Solen vil fortsette å brenne hydrogen i et skall rundt kjernen, til klarhet når 121% over dagens verdi. Dette markerer slutten på Solens hovedserien levetid, og deretter vil det passere gjennom subgiant scenen og utvikle seg til en rød kjempe.

på denne tiden, er kollisjonen mellom melkeveien og Andromeda galakser bør være i gang. Selv om dette kan resultere i solsystemet blir kastet ut fra den nye kombinerte galaxy, anses det som usannsynlig å ha noen negativ effekt på Solen eller dens planeter.,

Klima impactEdit

frekvensen av forvitring av silikat mineraler vil øke i takt med stigende temperaturer hastighet opp kjemiske prosesser. Dette i sin tur vil redusere nivået av karbondioksid i atmosfæren, som reaksjoner med silikat mineraler konvertere karbondioksid gass i solid karbonater. I løpet av de neste 600 millioner år fra den nåværende konsentrasjonen av karbondioksid vil falle under den kritiske grensen er nødvendig for å opprettholde C3 fotosyntesen: ca 50 deler per million., På dette punktet, trær og skog i sine nåværende former vil ikke lenger være i stand til å overleve. den siste levende trær blir eviggrønne bartrær. Denne nedgangen i plantelivet er sannsynlig å være en langsiktig nedgang heller enn en skarp nedgang. Det er sannsynlig at anlegget grupper vil dø en etter en godt før 50 deler per million nivå er nådd. De første plantene til å forsvinne vil være C3 urteaktige planter, etterfulgt av løvskog, evergreen bredt blad skog og til slutt eviggrønne bartrær. Imidlertid, C4 karbon fiksering kan fortsette på et mye lavere konsentrasjoner ned til over 10 deler per million., Dermed planter ved hjelp av C4-fotosyntese kan være i stand til å overleve i minst 0,8 milliarder år, og muligens så lenge 1,2 milliarder år fra nå, etter som stigende temperaturer vil gjøre biosfæren uholdbar. I dag, C4-planter representerer ca 5% av Jordens plante-biomasse og 1% av sine kjente plantearter. For eksempel, om lag 50% av alle gress arter (Poaceae) bruk C4-fotosyntetiske veien, som gjør at mange arter i urteaktige familie Amaranthaceae.,

Når nivåene av karbondioksid falle til grensen der fotosyntesen er knapt bærekraftig, andelen av karbondioksid i atmosfæren forventes å svinge opp og ned. Dette vil tillate land vegetasjon til å trives hver gang nivået av karbondioksid stiger på grunn av tektonisk aktivitet og åndedrett fra dyrelivet. Men den langsiktige trenden er for plantelivet på land for å dø av helt som de fleste av de gjenværende karbon i atmosfæren blir trukket i Jorden., Noen mikrober er i stand til fotosyntesen på konsentrasjoner av karbondioksid så lavt som 1 del per million, så disse livsformer vil sannsynligvis forsvinne bare på grunn av stigende temperaturer og tap av biosfæren.

Planter—og i forlengelsen av dette, dyr—kunne overleve lenger ved utvikler andre strategier som krever mindre karbondioksid for fotosyntetiske prosesser, blir kjøttetende, tilpasning til uttørking, eller assosiere med sopp. Disse tilpasningene er sannsynlig å dukke opp i nærheten begynnelsen av fuktig utslipp (se videre).,

tap av høyere planter vil også føre til at eventuelle tap av oksygen samt ozon på grunn av respirasjon av dyr, kjemiske reaksjoner i atmosfæren, og vulkanske utbrudd. Dette vil resultere i mindre demping av DNA-skadelige UV, samt død av dyr; de første dyrene til å forsvinne ville være store pattedyr, etterfulgt av små pattedyr, fugler, amfibier og stor fisk, reptiler og liten fisk, og til slutt virvelløse dyr., Før dette skjer, er det forventet at livet ville konsentrere seg på refugia av lavere temperatur, slik som høy høyder der mindre land areal er tilgjengelige, og dermed begrense befolkningen størrelser. Mindre dyr ville overleve bedre enn større grunn av mindre oksygen krav, mens fuglene ville gjøre det bedre enn pattedyr takket være sin evne til å reise store avstander på jakt etter kaldere temperaturer. Basert på oksygen halveringstid i atmosfæren, dyreliv ville vare på det meste 100 millioner år etter tapet av høyere planter., Imidlertid, dyreliv kan vare mye lenger siden mer enn 50% av oksygen som produseres av planteplankton.

I deres arbeid På Liv og Død på Planeten Jorden, forfattere Peter D. Menigheten og Donald Brownlee har argumentert for at noen form for dyreliv kan fortsette selv etter at mesteparten av Jordens plante liv har forsvunnet., Menigheten og Brownlee bruke fossile bevis fra Burgess Shale i British Columbia, Canada, for å bestemme klimaet på den Kambriske Eksplosjon, og bruke den til å forutsi klimaet i fremtiden når det økende globale temperaturer forårsaket av en Sol som varmer og fallende oksygen nivåer resultat i den endelige utryddelsen av dyreliv. I utgangspunktet, de forventer at noen insekter, øgler, fugler og små pattedyr som kan vedvare, sammen med livet i havet. Imidlertid, uten oksygen påfyll av planteliv, de tror at dyr vil sannsynligvis dø ut fra kvelning i løpet av noen få millioner år., Selv om tilstrekkelig oksygen skulle forbli i atmosfæren gjennom utholdenhet av noen form for fotosyntesen, jevn økning i den globale temperaturen vil resultere i en gradvis tap av biologisk mangfold.

når temperaturen fortsetter å stige, den siste av dyrelivet vil bli drevet mot polene, og muligens underground. De vil bli i hovedsak aktiv i mørketiden, aestivating under polar dag på grunn av den intense varmen. Mye av overflaten ville bli en øde ørken, og livet ville først og fremst finnes i havene., Imidlertid, på grunn av en reduksjon i mengden av organisk materiale inn hav fra land, samt en nedgang i oppløst oksygen, livet i havet ville forsvinne også etter en lignende bane til at på Jordens overflate. Denne prosessen vil starte med tap av biologisk mangfold og konkludere med virvelløse dyr, spesielt de som ikke er avhengig av levende planter som termites eller de nærheten hydrotermale ventiler som ormer i slekten Riftia. Som et resultat av disse prosessene, flercellede livsformer kan være utryddet i ca 800 millioner år, og eukaryotes i 1.,3 milliarder år, slik at bare de prokaryotes.

Tap av oceansEdit

En milliard år fra nå, om lag 27% av den moderne havet har vært subducted i mantelen. Hvis denne prosessen fikk lov til å fortsette uavbrutt, det ville komme en likevekt tilstand der 65% av den aktuelle overflaten reservoaret ville forbli på overflaten., Når solens lysstyrke er 10% høyere enn den gjeldende verdien, gjennomsnittlig global overflatetemperatur vil stige til 320 K (47 °C; 116 °F). Atmosfæren vil bli en «fuktig drivhus» fører til en forrykende fordampning fra havene. På dette punktet, modeller for Jordens fremtid miljø viser at stratosfæren vil inneholde økende nivåer av vann. Disse vannmolekylene vil bli brutt ned gjennom photodissociation av solens UV-stråler, slik at hydrogen for å unnslippe atmosfære. Resultatet ville være et tap av verdens sjøvann med om lag 1,1 milliarder kroner, i år fra i dag.,

Det vil være to varianter av dette i fremtiden oppvarming tilbakemeldinger: den «fuktig drivhus» hvor vanndamp dominerer troposfæren mens vanndamp begynner å hope seg opp i stratosfæren (hvis havet fordamper veldig raskt), og «runaway drivhus» hvor vanndamp blir en dominerende del av atmosfæren (hvis havene fordampe for sakte)., I dette havet-gratis-tiden, det vil fortsette å være overflaten reservoarer som vann er jevnt ut fra de dype skorpe og mantel, hvor det er anslått at det er en mengde vann som tilsvarer flere ganger som i dag finnes i Jordens hav. Noen vann kan beholdes ved polene, og det kan forekomme sporadiske rainstorms, men for det meste planeten ville være en tørr ørken med store dunefields dekker sin ekvator, og et par salt flats på det som en gang var havbunnen, lik de som i Atacama-Ørkenen i Chile.,

Med noe vann for å fungere som et smøremiddel, platetektonikk ville svært sannsynlig stoppe og de mest synlige tegn på geologisk aktivitet ville bli shield vulkaner som ligger over mantelen hotspots. I disse tørre forhold planeten kan beholde noen av mikrobielle og muligens enda flercellede liv. De fleste av disse mikrobene vil være halophiles og liv kunne finne tilflukt i atmosfæren som har blitt foreslått for å ha skjedd på Venus. Men den stadig mer ekstreme forhold vil trolig føre til utryddelse av prokaryotes mellom 1,6 milliarder år og 2.,8 milliarder år fra nå, med den siste av dem som bor i gjenværende dammer av vann ved høye bredder og høyder eller i grotter med fanget is. Imidlertid, t-livet kan vare lenger. Det som har skjedd etter dette avhenger av nivået av tektonisk aktivitet. En jevn utgivelse av karbondioksid ved vulkanutbrudd kan føre til atmosfæren for å angi en «super-utslipp» staten som planeten Venus., Men, som nevnt ovenfor, uten overflatevann, platetektonikk ville trolig kommer til å stoppe, og de fleste av karbonater ville være godt begravd før Solen blir en rød kjempe og økt klarhet varmer opp rock til det punktet av å avgi karbondioksid.

tap av havene kan bli forsinket inntil 2 milliarder år i fremtiden, hvis det atmosfæriske trykket var å avta. En lavere atmosfærisk trykk vil redusere drivhuseffekten, og dermed senke overflatetemperatur. Dette kan skje hvis naturlige prosesser var å fjerne nitrogen fra atmosfæren., Studier av organiske sedimenter har vist at minst 100 kilopascals (0.99 atm) av nitrogen har blitt fjernet fra atmosfæren i løpet av de siste fire milliarder år; nok til å effektivt doble dagens atmosfæriske trykket om det var til å bli utgitt. Denne prisen av fjerning ville være tilstrekkelig til å motvirke effektene av økende solens glød for de neste to milliarder år.

Med 2,8 milliarder år fra nå, overflate-temperaturen på Jorden har nådd 422 K (149 °C og 300 °F), selv ved polene. På dette punktet, eventuelle gjenværende levetid vil være slukket på grunn av de ekstreme forholdene., Hvis alt vannet på Jorden har fordampet etter dette punktet, planeten vil bo i samme forhold med en jevn økning i overflatetemperaturen til Solen blir til en rød kjempe. Hvis ikke, så i ca 3-4 milliarder år mengden av vanndamp i den lavere atmosfæren vil stige til 40% og en «fuktig drivhus» – effekt vil begynne når lyset fra Solen når 35-40% mer enn dagens verdi. En «runaway drivhus» – effekt vil følge, noe som gjør at atmosfæren for å varme opp og til å øke overflatetemperaturen til rundt 1,600 K (1,330 °C; 2,420 °F)., Dette er tilstrekkelig til å smelte overflaten av planeten. Imidlertid, de fleste av atmosfæren vil bli beholdt inntil Solen har gått inn i den røde gigantisk scene.

Med utryddelse av livet, 2,8 milliarder år fra nå er det også forventet at Jorden biosignatures vil forsvinne, og erstattes av signaturer som er forårsaket av ikke-biologiske prosesser.,

Red giant stageEdit

Når Solen endres fra å brenne hydrogen i kjernen for å brenne hydrogen i et skall rundt kjernen, kjernen vil begynne å trekke seg sammen og den ytre konvolutten vil utvide. Den totale lysstyrke vil stadig øke i løpet av de neste milliarder år før den når 2,730 ganger Solens gjeldende lysstyrke i en alder av 12.167 milliarder år., De fleste av Jordens atmosfære vil være tapt i verdensrommet og overflaten vil bestå av en lava havet, med flytende kontinenter av metaller og metall-og nitrogenoksider samt isfjell av ildfaste materialer, med dens overflate temperatur nå mer enn 2,400 K (2,130 °C; 3,860 °F). Solen vil oppleve mer rask masse tap, med ca 33% av den totale massen skur med solvinden. Tap av masse vil bety at banene til planetene vil utvide. Orbital avstand på Jorden vil øke til på de fleste 150% av den gjeldende verdien.,

Den mest rask del av Solens ekspansjon i en rød kjempe som vil finne sted i sluttfasen, når Solen vil bli om lag 12 milliarder år gamle. Det er sannsynlig å utvide til å svelge både Merkur og Venus, og nådde en maksimal radius på 1,2 AU (180,000,000 km). Jorden vil samhandle tidally med Solens ytre atmosfære, noe som ville tjene til å redusere Jordens orbital radius. Dra fra chromosphere av Solen vil også redusere Jordens bane. Disse effektene vil handle for å motvirke effekten av masse tap av Solen og Jorden vil sannsynligvis bli oppslukt av Solen.,

dra fra solens atmosfære kan føre til at bane av Månen til forfall. Når bane av Månen stenger til en avstand av 18,470 km (11,480 mi), det vil krysse Jordens Roche-grensen. Dette betyr at tidevanns interaksjon med Jorden ville bryte fra hverandre Månen, slå den inn i en ring system. De fleste av de som går i bane rundt ringen vil da begynne å forfalle, og rusk vil påvirke Jorden. Derfor, selv om Jorden er ikke slukt av Solen, planeten kan være til venstre moonless., Ablasjon og dampfunksjon forårsaket av dens fall på et forfallent banen mot Solen kan fjerne Jordens mantel, og etterlater bare sin kjerne, som vil til slutt bli ødelagt etter på de fleste 200 år. Etter denne hendelsen, Jordens eneste arven vil bli en liten økning (0.01%) av solenergi metallicity.,:IIC

Post-red giant stageEdit

Etter fusjon av helium i kjernen til karbon, Solen vil begynne å trekke seg sammen igjen, utvikler seg til en kompakt hvit dverg stjerne etter ta ut dens ytre atmosfære som en planetariske tåken. Den forventede endelige massen er 54.1% av nåverdien, mest sannsynlig som består hovedsakelig av karbon og oksygen.

i Dag, Månen beveger seg bort fra Jorden med en hastighet på 4 cm (1,5 tommer) per år., I 50 milliarder år, hvis Jorden og Månen ikke er oppslukt av Solen, vil de bli tidelocked inn i en større, stabil bane, med hvert viser bare ett ansikt til andre. Deretter, tidevanns virkningen av Solen vil trekke ut drivmoment fra systemet, noe som forårsaker bane av Månen til forfall og Jordens rotasjon for å akselerere. I om lag 65 milliarder år, er det anslått at Månen kan ende opp med å kollidere med Jorden, på grunn av den gjenværende energi i Jord–Måne-systemet blir tok av det som er att Solen, forårsaker Månen sakte å bevege seg innover mot Jorden.,

På en tidsskala av 1019 (10 trillion) år de øvrige planetene i solsystemet vil bli kastet ut fra systemet av voldelige avslapning. Hvis Jorden er ikke ødelagt av den voksende red giant Solen og Jorden er ikke kastet ut fra Solenergi System av voldelige avslapning, den endelige skjebnen til planeten vil være at det kolliderer med sort dverg Solen på grunn av nedbrytning av sin bane via gravitasjonsfelt stråling, 1020 (Short Scale: 100 trillion, Lang Skala: 100 billioner) år.