地球“曲终人散”发生在20至30亿年之后
地球生命没有到屈指可数的时候,但不会层出不穷地出现,地球生命最后的时刻可能比科学家以前的预测短。有一个好的消息,地球是生命活动的舞台,地球生命持续了17.5亿年,有一个坏的消息,在生命的最后期限到来之前,气候逐渐恶化,人类生存的条件遭遇毁灭。一直以来,科学家寻找了一个问题的答案,地球生命的环境能维持多久?预测了地球可居住性的终极时间,地外适宜生命条件的潜在行星成为科学家探索使命的重要目标。地球维持了至少17.5亿年的生命环境,而地球生命持续的时间受到前提条件的限制,诸如:人类在战争中不使用大规模的杀伤武器;小行星没有突然地偏离轨道,直接撞击人类居住的地球;没有导致文明终结的灾难。
假定人类有理性选择的能力,始终唱响公平、正义与和平的世界好声音,地球上不会出现毁灭性的战争,小行星不会撞击地球,造成“世界末日”的景象,但人们依然不能阻止天文灾难的破坏作用。天体有运行的法则,地球最终不再有适合居住的条件,从现在算起,地球维持生命的时限为17.5到32.5亿年,运行路径偏离目前的轨道时,地球跌进靠近太阳表面的炙热位置,彻底脱离了目前的适居带,生命活动进入死亡地带,地球位置靠近太阳时,水分将从地球的海洋蒸发,水是复杂生命体依存的基本条件,人类和其它复杂的生命体离不开水。
宜居带位于恒星外围的区域,恒星宜居带支持了液态的水,宜居带与恒星有一个合适的距离,宜居带的液态水堪称完美的溶剂,在水溶剂中发生了化学反应,导致了生命的诞生和成长。行星与主恒星的距离太远,水将凝结为永久冻结的冰,二氧化碳气体将冷凝为固体。行星与主恒星的距离太近,过多的热量将水蒸发成气体,水蒸气将飘散到太空。宜居带的位置不是静止不变的,恒星辐射量在其中发挥了关键作用。物质成分和化学反应的特性不同,一颗典型的恒星可能带来光度和辐射量的上升,恒星在几十亿年的演变过程中,宜居带的位置不断向外推移。

一项研究成果显示,地球实际上位于太阳宜居带的内侧,比以前的位置更靠近太阳一侧,地球从太阳宜居带的内侧向外移动,移速大约为每年1米。根据研究模型的预测,地球宜居带总的生存期为63亿年到78亿年,到目前为止,地球宜居带的生命历程完成了大约70%,剩下的30%相当于17.5到32.5亿年。对于低质量和长生命周期的恒星而言,地外行星宜居带的寿命可以达到420亿年,甚至更长,接近恒星宜居带外侧的行星的宜居寿命更是如此。
科学家很难列出地球生命的时间表,他们实际上不能精确预测地球生命的终结日期,好似地震学家不能精确预测每一次地震的发生。问题在于如何搜索系外行星,寻找人类文明的太空归宿地。地球上的复杂生命体经历了漫长时期的演变,最简单的生命细胞大约在40亿年前第一次出现,昆虫出现在4亿年前,恐龙出现在3亿年前,开花植物出现在1.3亿年前,解剖学概念的人类大约出现在20万年前。英国东英格利亚大学的安德鲁·鲁斯比解释说,地球经历了漫长时间的演变,人类智慧生命终于诞生在地球。
安德鲁·鲁斯比和他的同事开发了模型工具,重新估算了系外的行星生命所需的进化时间,他们预测了其它位于宜居带的行星能够支持生命存在的时间,在模型基础上推测的结果发表在《天体生物学》杂志。科学团队锁定了地球和其它8颗位于宜居带的行星,其中包括最近“热炒的明星”——火星。根据模型计算的结果,地球宜居带支持的生命年限为63亿到78亿年,其它行星宜居带支持的生命年限为10亿到547.2亿年。科学团队分析了人类的终极命运问题,一旦人类到了移居其它行星的时候,火星可能是最好的赌注,地球邻居的火星也处在太阳宜居带,从目前开始到60亿年之后,火星的宜居带随太阳生命的结束而消失。

科学团队提出了宜居带行星搜索目标的建议,更多地聚焦类似地球的行星,例如:HD40307g,该行星距离我们的地球为12.9秒差距或42光年。有科学人士指出,科学团队使用了过于简单的公式和模型,模型设置了系外行星类似地球特点的大气、物质成分和地壳板块的运动。加拿大维多利亚大学的行星气候学家柯林斯·戈德布拉特评论说,没有考虑气候动力学的诸多因素,诸如大气的构成和容量,预测的结果不一定十分合适,设想一颗似乎位于太阳宜居带的金星,然而,金星上没有任何生命的迹象,设想未来的一个似乎不宜居的死亡地球,地球实际上是人类生命的家园。行星大气的因素给恒星宜居带的位置带来了变数。
生命的奇迹在于生命本身和生命环境,生命种子是生命诞生的前提,生命种子可能源于海水、彗星和小行星,外层空间的生命分子。生命环境,是生命诞生的外部条件。处于太阳宜居带的地球受到了阳光雨露的滋润。太阳宜居带位于距离银河系中心大约22.5亿光年的位置,太阳宜居带距离银河系中心太近或太远时,生命的诞生都将难以实现。在地球宜居带完成了生命周期的70%时,人类智慧生命诞生了,简单的细胞物质出现在40亿到45亿年前,最早的人类大约出现在20万年前。地球宜居带剩下了30%的生命周期或17.5到32.5亿年。100%地球宜居带的生命周期相当于63亿到78亿年。
人类还有17.5到32.5亿年的时光,20万年与17.5亿年相比,几乎可以忽略不计,人类现代文明在短短的几百到几千年创造了丰硕的成果,文明进步呈加速的态势,人类在最近几十年创造的文明成果是过去几百年的倍数,在过去几百年创造的文明成果是过去几千年、几万年的倍数。地球宜居带不是决定地球生命周期的唯一因素,其中的自然因素包括了小行星撞击,太阳耀斑、地震海啸等,人为因素包括了环境污染、温室气体排放、湿地和森林消失等。消除环境污染,减少温室气体排放,人类的生产和生活方式决定了人类未来的存续性,绿色的生产和生活方式成为二十一世纪人类选择的主流。

(编译:2021-9-22)