A jövő egyik napján a Föld óceánjai felforrnak, elpusztítják a bolygó felszínén lévő összes életet, és teljesen élettelenné teszik. Ez a globális felmelegedés bizonyos értelemben elkerülhetetlen: a Nap által tapasztalt fokozatos felmelegedés az üzemanyagnak a csillag belsejében történő fokozatos kiégése miatt következik be. Van azonban mód a Föld életképességének megőrzésére, ha hosszú távú megoldást dolgozunk ki: az egész Föld migrációját. Lehetséges?
Ki kell kitalálnunk, meleg lesz és milyen gyorsan fog megtörténni ahhoz, hogy a Földet ütemben mozgassa.
Bármely csillag megkapja energiáját azáltal, hogy a könnyebb elemeket a magban lévő nehezebb elemekkel olvadja össze. Különösen a Napunk héliumot szintetizál hidrogénből azokban a régiókban, ahol a mag hőmérséklete meghaladja a 4.000.000 fokot. Minél melegebb, annál gyorsabb a szintézis; a mag közepén a hőmérséklet eléri a 15 000 000 fokot. Ez a sebesség szinte mindig állandó. Az idő múlásával a hidrogén és a hélium százalékos aránya megváltozik, és a belső tér milliárd év alatt kissé melegszik fel. És amikor a bemelegedés megtörténik, a következőket vesszük figyelembe:
- növekszik a fényerő - idővel több energia bocsát ki
- a világosság kissé növekszik, a sugár több milliárd évre több százalékkal növekszik
- hőmérséklete szinte mindig állandó, milliárd év alatt kevesebb, mint 1% -kal változik.
Mindez egy kellemetlen tényre vezet vissza: a Földet elérő energia mennyisége az idő múlásával lassan növekszik. Minden 110 millió évre a nap fényereje körülbelül 1% -kal növekszik. Ez azt jelenti, hogy a Földre jutó energia szintén körülbelül ugyanabban az időben 1% -kal növekszik. Amikor a Föld négymilliárd évvel fiatalabb volt, bolygónk a ma kapott energia 70% -át kapta. És további egy-két milliárd év alatt, ha nem teszünk semmit, jelentős problémák merülnek fel a Földön. Egy bizonyos ponton a felületi hőmérséklet 100 Celsius fokra emelkedik. Vagyis az óceánok elpárolognak.
Promóciós videó:
Hogyan enyhíthetjük ezt? Számos lehetséges megoldás létezik:
„Beállíthatunk egy sor nagy fényvisszaverőt az L1 Lagrange ponthoz, hogy megakadályozzuk a fény egy részének eljutását a Föld felé.
„Földmérnökként tervezhetjük bolygónk légkörét / albedóját úgy, hogy ez több fényt tükrözze és kevésbé szívja fel.
Megmenthetjük a bolygót az üvegházhatástól, ha a metánt és a széndioxid molekulákat eltávolítjuk a légkörből.
„Elhagyhatjuk a Földet, és olyan tájképű külső világokra összpontosíthatunk, mint a Mars.
Elméletileg minden működhet, de óriási erőfeszítéseket és támogatást igényel.
A Föld távoli pályára történő migrálására vonatkozó döntés azonban végleges lehet. És bár állandóan ki kell mozgatni a bolygót a pályáról, hogy állandó hőmérsékletet tartsunk, ez több száz millió évig tart. A Nap fényerejének 1% -os növekedésének kompenzálására a Földet 0,5% -kal el kell távolítani a Naptól; a 20% -os növekedés kompenzálására (azaz több mint 2 milliárd év alatt) a Földet 9,5% -kal tovább kell mozgatni. A Föld már nem 149,6 millió km-re van a Naptól, hanem 164 millió km-re.
A Föld és a Nap közötti távolság nem változott sokat az elmúlt 4,5 milliárd év alatt. De ha a Nap felmelegszik, és nem akarjuk, hogy a Föld teljes mértékben megsült, akkor komolyan meg kell fontolnunk a bolygó migrációjának a lehetőségét.
Nagyon sok energiát igényel! A Föld - az összes hat heterilkiló kilogrammjának (6 x 1024) elmozdítása a Nap elől - jelentősen megváltoztatja a keringési paramétereinket. Ha a bolygót 164 000 000 km-re mozgatjuk a Naptól, nyilvánvaló különbségek vannak:
- A Föld a Nap körül 14,6% -kal tovább forog
- a stabil pálya fenntartása érdekében az orbitális sebességünknek 30 km / s-ról 28,5 km / s-ra kell csökkennie
- ha a Föld forgási ideje ugyanaz marad (24 óra), akkor az év nem 365, hanem 418 nap lesz
- A nap sokkal kisebb lesz az égen - 10% -kal -, és a nap okozta árapály néhány centiméterrel gyengébb lesz.
Ha a Nap mérete megduzzad, és a Föld elmozdul tőle, akkor ez a két hatás nem igazán kompenzálható; A nap kevésbé jelenik meg a Földtől.
De ahhoz, hogy a Földet ilyen messzire eljuthassuk, nagyon nagy energiát kell változtatnunk: meg kell változtatnunk a Nap-Föld rendszer gravitációs potenciális energiáját. Még az összes többi tényezőt is figyelembe véve, beleértve a Föld mozgását a Nap körül, lassan meg kellene változtatnunk a Föld körüli energiáját 4,7 x 1035 joule-nal, ami 1,3 x 1020 terawattórának felel meg: az éves energiaköltségek 1015-szerese. emberiség. Azt gondolhatnánk, hogy két milliárd év alatt más lesznek, és vannak, de nem sok. 500 000-szer több energiára van szükség, mint az emberiség manapság az egész világon generál, és mindez a Föld biztonságának megteremtésére irányul.
Az a sebesség, amellyel a bolygók a Nap körül forognak, a naptól való távolságától függ. A Föld lassú vándorlása a távolság 9,5% -ánál nem fogja megzavarni más bolygók pályáit.
A technológia nem a legnehezebb kérdés. A trükkös kérdés sokkal alapvető: hogyan kaphatjuk meg ezt az energiát? A valóságban csak egy hely van, amely kielégíti igényeinket: maga a nap. Jelenleg a Föld kb. 1500 watt energiát kap négyzetméterenként a Naptól. Annak érdekében, hogy elegendő energiát kapjon a Föld a megfelelő idő alatt történő vándorláshoz, el kell készítenie egy olyan tömböt (az űrben), amely 2 milliárd év alatt egyenletesen 4,7 x 1035 džaul energiát gyűjt. Ez azt jelenti, hogy 5 x 1015 négyzetméteres (és 100% -os hatékonyságú) tömbre van szükségünk, amely egyenértékű a tíz bolygó teljes területével, mint a miénk.
Az űrben használt napenergia fogalma már hosszú ideje fejlesztés alatt áll, de még senki sem gondolta el, hogy 5 milliárd négyzetkilométer nagyságrendű napelemek állnak rendelkezésre.
Ezért ahhoz, hogy a Földet biztonságos pályára tovább tudjuk szállítani, 100 milliárd négyzetkilométeres, 100% -os hatékonyságú napelemre lesz szükség, amelynek minden energiáját a Föld egy másik pályára történő kitolására fordítják 2 milliárd éven belül. Fizikailag lehetséges? Teljesen. A modern technológiával? Egyáltalán nem. Ez gyakorlatilag lehetséges? Amit most ismerünk, szinte biztosan nem. Egy egész bolygó húzása két okból nehéz: egyrészt a nap gravitációs vonzása, másrészt a föld masszivitása miatt. De nekünk van egy ilyen Nap és egy Föld, és a Nap felmelegszik, cselekedeteinktől függetlenül. Amíg nem találjuk ki, hogyan lehet ezt az energiamennyiséget összegyűjteni és felhasználni, más stratégiákra lesz szükségünk.
Ilya Khel