generarea de energie a soarelui se bazează pe fuziunea termonucleară a hidrogenului în heliu. Aceasta se întâmplă în regiunea centrală a stelei folosind procesul de reacție în lanț proton–proton. Deoarece nu există convecție în miezul solar, concentrația de heliu se acumulează în acea regiune fără a fi distribuită în întreaga stea., Temperatura din miezul soarelui este prea scăzută pentru fuziunea nucleară a atomilor de heliu prin procesul triplu-alfa, astfel încât acești atomi nu contribuie la generarea netă de energie necesară pentru menținerea echilibrului hidrostatic al Soarelui.în prezent, aproape jumătate din hidrogenul din miez a fost consumat, restul atomilor constând în principal din heliu. Pe măsură ce numărul atomilor de hidrogen pe unitate de masă scade, la fel și producția lor de energie furnizată prin fuziunea nucleară., Aceasta are ca rezultat o scădere a suportului de presiune, ceea ce face ca miezul să se contracte până când densitatea și temperatura crescute aduc presiunea miezului în echilibru cu straturile de mai sus. Temperatura mai ridicată face ca hidrogenul rămas să fie supus fuziunii într-un ritm mai rapid, generând astfel energia necesară pentru menținerea echilibrului.
evoluția luminozității, razei și temperaturii efective a soarelui în comparație cu soarele prezent. După Ribas (2010)., rezultatul acestui proces a fost o creștere constantă a producției de energie a soarelui. Când soarele a devenit pentru prima dată o stea principală de secvență, a radiat doar 70% din luminozitatea curentă. Luminozitatea a crescut într-un mod aproape liniar până în prezent, crescând cu 1% la fiecare 110 milioane de ani. De asemenea, în trei miliarde de ani se așteaptă ca soarele să fie cu 33% mai luminos. Combustibilul pe bază de hidrogen va fi în cele din urmă epuizat în cinci miliarde de ani, când soarele va fi cu 67% mai luminos decât în prezent., După aceea, Soarele va continua să ardă hidrogenul într-o coajă care îi înconjoară miezul, până când luminozitatea atinge 121% peste valoarea actuală. Aceasta marchează sfârșitul duratei de viață a secvenței principale a soarelui, iar după aceea va trece prin stadiul subgiant și va evolua într-un gigant roșu.în acest moment, coliziunea galaxiilor Calea Lactee și Andromeda ar trebui să fie în curs de desfășurare. Deși acest lucru ar putea duce la expulzarea Sistemului Solar din galaxia nou combinată, se consideră că este puțin probabil să aibă vreun efect advers asupra soarelui sau a planetelor sale.,
Climatice impactEdit
rata de intemperii de silicat de minerale va crește pe măsură ce temperatura crește viteza proceselor chimice. Aceasta, la rândul său, va scădea nivelul dioxidului de carbon din atmosferă, deoarece reacțiile cu mineralele silicate transformă gazul de dioxid de carbon în carbonați solizi. În următorii 600 de milioane de ani de la prezent, concentrația de dioxid de carbon va scădea sub pragul critic necesar pentru a susține fotosinteza C3: aproximativ 50 de părți la Milion., În acest moment, copacii și pădurile în formele lor actuale nu vor mai putea supraviețui. ultimii copaci vii fiind conifere veșnic verzi. Acest declin în viața plantelor este probabil să fie un declin pe termen lung, mai degrabă decât o scădere bruscă. Este probabil ca grupurile de plante să moară unul câte unul cu mult înainte de atingerea nivelului de 50 de părți pe milion. Primele plante care vor dispărea vor fi plantele erbacee C3, urmate de păduri de foioase, păduri cu frunze largi veșnic verzi și, în final, conifere veșnic verzi. Cu toate acestea, fixarea carbonului C4 poate continua la concentrații mult mai mici, până la peste 10 părți pe milion., Astfel, plantele care utilizează fotosinteza C4 pot fi capabile să supraviețuiască timp de cel puțin 0,8 miliarde de ani și, eventual, până la 1,2 miliarde de ani de acum înainte, după care temperaturile în creștere vor face biosfera nesustenabilă. În prezent, plantele C4 reprezintă aproximativ 5% din biomasa plantelor Pământului și 1% din speciile de plante cunoscute. De exemplu, aproximativ 50% din toate speciile de iarbă (Poaceae) folosesc calea fotosintetică C4, la fel ca multe specii din familia erbacee Amaranthaceae.,când nivelurile de dioxid de carbon scad până la limita în care fotosinteza este abia durabilă, proporția de dioxid de carbon din atmosferă este de așteptat să oscileze în sus și în jos. Acest lucru va permite vegetației terestre să înflorească de fiecare dată când nivelul dioxidului de carbon crește datorită activității tectonice și respirației din viața animală. Cu toate acestea, tendința pe termen lung este ca viața plantelor pe uscat să moară cu totul, deoarece cea mai mare parte a carbonului rămas în atmosferă devine sechestrată pe Pământ., Unii microbi sunt capabili de fotosinteză la concentrații de dioxid de carbon de până la 1 parte la Milion, astfel încât aceste forme de viață ar dispărea probabil doar din cauza temperaturilor în creștere și a pierderii biosferei.plantele-și, prin extensie, animalele-ar putea supraviețui mai mult prin evoluția altor strategii, cum ar fi nevoia de mai puțin dioxid de carbon pentru procesele fotosintetice, devenind carnivore, adaptându-se la deshidratare sau asociindu-se cu ciuperci. Este posibil ca aceste adaptări să apară aproape de începutul serii umede (a se vedea mai departe).,pierderea unei vieți mai mari a plantelor va duce, de asemenea, la pierderea eventuală a oxigenului, precum și a ozonului din cauza respirației animalelor, a reacțiilor chimice din atmosferă și a erupțiilor vulcanice. Acest lucru va duce la o atenuare mai mică a UV-ului dăunător ADN, precum și la moartea animalelor; primele animale care dispar ar fi mamiferele mari, urmate de mamifere mici, păsări, amfibieni și pești mari, reptile și pești mici și, în final, nevertebrate., Înainte de a se întâmpla acest lucru, este de așteptat ca viața să se concentreze la refugiile cu temperaturi mai scăzute, cum ar fi altitudini mari, unde este disponibilă o suprafață mai mică a terenului, restricționând astfel dimensiunile populației. Animalele mai mici ar supraviețui mai bine decât cele mai mari din cauza cerințelor mai mici de oxigen, în timp ce păsările s-ar descurca mai bine decât mamiferele datorită capacității lor de a călători pe distanțe mari în căutarea temperaturilor mai reci. Pe baza timpului de înjumătățire al oxigenului din atmosferă, viața animală ar dura cel mult 100 de milioane de ani după pierderea plantelor superioare., Cu toate acestea, viața animală poate dura mult mai mult, deoarece mai mult de 50% din oxigen este produs în prezent de fitoplancton.în lucrarea lor viața și moartea planetei Pământ, autorii Peter D. Ward și Donald Brownlee au susținut că o anumită formă de viață animală poate continua chiar și după ce cea mai mare parte a vieții plantelor Pământului a dispărut., Ward și Brownlee folosesc dovezi fosile din șisturile Burgess din British Columbia, Canada, pentru a determina climatul exploziei cambriene și o folosesc pentru a prezice climatul viitorului atunci când creșterea temperaturilor globale cauzate de un soare încălzit și scăderea nivelului de oxigen duce la dispariția finală a vieții animale. Inițial, se așteaptă ca unele insecte, șopârle, păsări și mamifere mici să persiste, împreună cu viața marină. Cu toate acestea, fără reaprovizionarea oxigenului de către viața plantelor, ei cred că animalele ar muri probabil de asfixiere în câteva milioane de ani., Chiar dacă suficient oxigen ar rămâne în atmosferă prin persistența unei forme de fotosinteză, creșterea constantă a temperaturii globale ar duce la o pierdere treptată a biodiversității.pe măsură ce temperaturile continuă să crească, ultima viață animală va fi condusă spre poli și, eventual, în subteran. Ei ar deveni activi în primul rând în timpul nopții polare, aestivating în timpul zilei polare din cauza căldurii intense. O mare parte din suprafață ar deveni un deșert steril și viața ar fi găsită în primul rând în oceane., Cu toate acestea, datorită scăderii cantității de materie organică care intră în oceane de pe uscat, precum și a scăderii oxigenului dizolvat, viața marină ar dispărea și ea urmând o cale similară cu cea de pe suprafața Pământului. Acest proces ar începe cu pierderea speciilor de apă dulce și s-ar încheia cu nevertebrate, în special cele care nu depind de plante vii, cum ar fi termitele sau cele din apropierea orificiilor hidrotermale, cum ar fi viermii din genul Riftia. Ca urmare a acestor procese, formele de viață multicelulare pot dispărea în aproximativ 800 de milioane de ani, iar eucariotele în 1.,3 miliarde de ani, lăsând doar procarioții.
Pierdere de oceansEdit
atmosfera de pe Venus este într-o „super-cu efect de seră” de stat
Un miliard de ani de acum, aproximativ 27% din ocean moderne au fost subducted în manta. Dacă acest proces ar fi permis să continue neîntrerupt, ar ajunge la o stare de echilibru în care 65% din rezervorul de suprafață actual ar rămâne la suprafață., Odată ce luminozitatea solară este cu 10% mai mare decât valoarea sa actuală, temperatura medie globală a suprafeței va crește la 320 K (47 °C; 116 °F). Atmosfera va deveni o „seră umedă” care va duce la o evaporare fugară a oceanelor. În acest moment, modelele viitorului mediu al Pământului demonstrează că stratosfera ar conține niveluri crescânde de apă. Aceste molecule de apă vor fi defalcate prin fotodisociere prin UV solar, permițând hidrogenului să scape din atmosferă. Rezultatul net ar fi o pierdere a apei de mare din lume cu aproximativ 1, 1 miliarde de ani de la prezent.,vor exista două variante ale acestui feedback de încălzire viitoare: „sera umedă „unde vaporii de apă domină troposfera, în timp ce vaporii de apă încep să se acumuleze în stratosferă (dacă oceanele se evaporă foarte repede) și” Sera fugară ” unde vaporii de apă devin o componentă dominantă a atmosferei (dacă oceanele se evaporă prea încet)., În această epocă fără ocean, vor continua să existe rezervoare de suprafață, deoarece apa este eliberată constant din crusta și mantaua adâncă, unde se estimează că există o cantitate de apă echivalentă cu de câteva ori cea prezentă în prezent în oceanele Pământului. Niște apă pot fi păstrate la poli și nu pot fi ocazional furtună, dar pentru cea mai mare parte din planetă ar fi un deșert uscat cu mari dunefields acoperă ecuator, și câteva apartamente de sare pe ceea ce a fost cândva fundul oceanului, similare celor din Deșertul Atacama din Chile.,fără apă care să servească drept lubrifiant, tectonica plăcilor s-ar opri foarte probabil și cele mai vizibile semne ale activității geologice ar fi Vulcanii de scut situați deasupra hotspoturilor de manta. În aceste condiții aride, planeta poate reține o anumită viață microbiană și posibil chiar multicelulară. Majoritatea acestor microbi vor fi halofili și viața ar putea găsi refugiu în atmosferă așa cum s-a propus să se fi întâmplat pe Venus. Cu toate acestea, condițiile din ce în ce mai extreme vor duce probabil la dispariția procariotelor între 1, 6 miliarde de ani și 2.,8 miliarde de ani de acum, cu ultima dintre ele trăiesc în iazuri reziduale de apă la latitudini mari și înălțimi sau în caverne cu gheață prins. Cu toate acestea, viața subterană ar putea dura mai mult. Ceea ce se întâmplă după aceasta depinde de nivelul activității tectonice. O eliberare constantă de dioxid de carbon prin erupție vulcanică ar putea determina atmosfera să intre într-o stare de „super-seră” precum cea a planetei Venus., Dar, după cum sa menționat mai sus, fără apă de suprafață, tectonica plăcilor s-ar opri probabil și majoritatea carbonaților ar rămâne îngropați în siguranță până când soarele devine un gigant roșu și luminozitatea sa crescută încălzește roca până la eliberarea dioxidului de carbon.pierderea oceanelor ar putea fi amânată până la 2 miliarde de ani în viitor, dacă presiunea atmosferică ar scădea. O presiune atmosferică mai scăzută ar reduce efectul de seră, scăzând astfel temperatura suprafeței. Acest lucru s-ar putea întâmpla dacă procesele naturale ar elimina azotul din atmosferă., Studiile asupra sedimentelor organice au arătat că cel puțin 100 kilopascali (0,99 atm) de azot au fost îndepărtați din atmosferă în ultimii patru miliarde de ani; suficient pentru a dubla efectiv presiunea atmosferică actuală dacă ar fi eliberată. Această rată de eliminare ar fi suficientă pentru a contracara efectele creșterii luminozității solare pentru următorii două miliarde de ani.până la 2,8 miliarde de ani de acum, temperatura suprafeței Pământului va fi atins 422 K (149 °C; 300 ° F), chiar și la poli. În acest moment, orice viață rămasă va fi stinsă din cauza condițiilor extreme., Dacă toată apa de pe Pământ s-a evaporat până în acest moment, planeta va rămâne în aceleași condiții cu o creștere constantă a temperaturii suprafeței până când soarele devine un gigant roșu. Dacă nu, atunci în aproximativ 3-4 miliarde de ani cantitatea de vapori de apă din atmosfera inferioară va crește la 40% și un efect de „seră umedă” va începe odată ce luminozitatea Soarelui va atinge cu 35-40% mai mult decât valoarea sa actuală. Se va produce un efect de „seră fugară”, determinând încălzirea atmosferei și creșterea temperaturii suprafeței la aproximativ 1,600 K (1,330 °c; 2,420 °f)., Acest lucru este suficient pentru a topi suprafața planetei. Cu toate acestea, cea mai mare parte a atmosferei va fi păstrată până când soarele va intra în stadiul gigantului roșu.odată cu dispariția vieții, peste 2, 8 miliarde de ani, este de așteptat ca biosignaturile pământului să dispară, pentru a fi înlocuite cu semnături cauzate de procese non-biologice.,
Red gigant stageEdit
mărimea actuală Soare (acum în secvența principală) în comparație cu dimensiunea sa estimată în timpul fază de gigant roșu
Odată ce Soarele modificări la arderea hidrogenului în cadrul său de bază la arderea hidrogenului într-o coajă în jurul valorii sale de bază, miezul va începe să se contracte și plicul exterior se va extinde. Luminozitatea totală va crește constant în următorii miliarde de ani până când va atinge de 2.730 de ori luminozitatea actuală a soarelui la vârsta de 12.167 miliarde de ani., Cele mai multe dintre atmosfera Pământului va fi pierdut în spațiu și suprafața acestuia va consta dintr-un ocean de lavă cu continente plutitoare de metale și oxizi metalici precum și aisberguri de materiale refractare, cu suprafața de temperatura ajungând la mai mult de 2.400 K (2,130 °C; 3,860 °F). Soarele va experimenta pierderi de masă mai rapide, cu aproximativ 33% din masa totală vărsat cu vântul solar. Pierderea de masă va însemna că orbitele planetelor se vor extinde. Distanța orbitală a Pământului va crește până la cel mult 150% din valoarea sa actuală.,cea mai rapidă parte a expansiunii soarelui într-un gigant roșu va avea loc în etapele finale, când soarele va avea aproximativ 12 miliarde de ani. Este probabil să se extindă pentru a înghiți atât Mercur, cât și Venus, atingând o rază maximă de 1,2 UA (180.000.000 km). Pământul va interacționa în mod regulat cu atmosfera exterioară a soarelui, ceea ce ar servi la scăderea razei orbitale a Pământului. Tragerea din cromosfera soarelui ar reduce, de asemenea, orbita Pământului. Aceste efecte vor acționa pentru a contrabalansa efectul pierderii de masă de către soare, Iar pământul va fi probabil înghițit de soare.,tragerea din atmosfera solară poate duce la degradarea orbitei Lunii. Odată ce orbita Lunii se închide la o distanță de 18,470 km (11,480 mi), va traversa limita Roche a Pământului. Aceasta înseamnă că interacțiunea mareelor cu Pământul ar rupe luna, transformându-l într-un sistem inelar. Cea mai mare parte a inelului orbital va începe apoi să se descompună, iar resturile vor avea un impact asupra Pământului. Prin urmare, chiar dacă Pământul nu este înghițit de soare, planeta poate fi lăsată fără lună., Ablația și vaporizarea cauzate de căderea sa pe o traiectorie în descompunere spre soare pot îndepărta mantaua Pământului, lăsând doar miezul său, care va fi distrus în cele din urmă după cel mult 200 de ani. În urma acestui eveniment, singura moștenire a Pământului va fi o creștere foarte ușoară (0.01%) a metalicității solare.,:IIC
Post-gigant roșu stageEdit
nebuloasa Helix, o nebuloasă planetară similar cu ceea ce Soarele va produce în 8 miliarde de ani
După fuziune heliu în miezul său de carbon, Soarele va începe să se prăbușească din nou, evoluează într-un compact stea pitică albă după scoaterea atmosferei exterioare ca o nebuloasă planetară. Masa finală prevăzută este de 54,1% din valoarea actuală, cel mai probabil constând în principal din carbon și oxigen.în prezent, luna se îndepărtează de pământ cu o rată de 4 cm (1, 5 inci) pe an., În 50 de miliarde de ani, dacă Pământul și Luna nu sunt înghițite de soare, ele vor deveni tidelocked într-o orbită mai mare, stabilă, cu fiecare arătând doar o față la alta. Ulterior, acțiunea de maree a soarelui va extrage impulsul unghiular din sistem, determinând orbita Lunii să se descompună și rotația Pământului să se accelereze. În aproximativ 65 de miliarde de ani, se estimează că Luna ar putea ajunge să se ciocnească cu Pământul, din cauza energiei rămase a sistemului Pământ–Lună fiind spartă de soarele rămas, determinând Luna să se deplaseze încet spre interior spre Pământ.,
pe o scară de timp de 1019 (10 quintillion) ani, planetele rămase în Sistemul Solar vor fi scoase din sistem prin relaxare violentă. Dacă Pământul nu este distrus de soarele uriaș roșu în expansiune și pământul nu este scos din Sistemul Solar prin relaxare violentă, soarta finală a planetei va fi aceea că se ciocnește cu soarele pitic negru din cauza decăderii orbitei sale prin radiații gravitaționale, în 1020 (scară scurtă: 100 quintilion, scară lungă: 100 trilioane) ani.
Lasă un răspuns