Budoucnost Země - Future of Earth

Tmavě šedá a červená koule představující Zemi leží na černém pozadí napravo od oranžového kruhového objektu představujícího Slunce
Dohadovaná ilustrace spáleného Země po slunce vstoupil do červený obr fáze, asi za 5 miliard let[1]

Biologické a geologické budoucnost Země může být extrapolován na základě odhadovaných účinků několika dlouhodobých vlivů. Patří mezi ně chemie na Země povrch, rychlost chlazení vnitřku planety, gravitační interakce s jinými objekty v Sluneční Soustava a neustálé zvyšování Svítivost slunce. Nejistým faktorem v této extrapolaci je nepřetržitý vliv technologie zavedené lidmi, jako je např klimatické inženýrství,[2] což by mohlo způsobit významné změny na planetě.[3][4] Aktuální Vyhynutí holocénu[5] je způsoben technologie[6] a účinky mohou trvat až pět milionů let.[7] Výsledkem této technologie může být: zánik lidstva, opouštějící planetu, aby se postupně vrátila k pomalejšímu vývojovému tempu, které je výsledkem výhradně dlouhodobých přírodních procesů.[8][9]

V časových intervalech stovek milionů let představují náhodné nebeské události globální riziko pro biosféra, což může mít za následek hromadné vymírání. Patří sem dopady od komety nebo asteroidy a možnost masivní hvězdné exploze, zvané a supernova, do 100-světelný rok poloměr Slunce. Další rozsáhlé geologické události jsou předvídatelnější. Milankovitchova teorie předpovídá, že planeta bude i nadále procházet ledové období alespoň do Kvartérní zalednění končí. Tato období jsou způsobena změnami v excentricita, axiální náklon, a precese oběžné dráhy Země.[10] V rámci probíhajícího superkontinentální cyklus, tektonika desek pravděpodobně vyústí v a superkontinent za 250–350 milionů let. Nějaký čas v příštích 1,5–4,5 miliardách let může axiální náklon Země začít procházet chaotickými variacemi, se změnami v axiálním náklonu až o 90 °.[11]

Svítivost slunce se bude neustále zvyšovat, což povede ke zvýšení solární radiace dosažení Země. To povede k vyšší míře zvětrávání z silikátové minerály, což způsobí pokles hladiny oxid uhličitý v atmosféře. Za přibližně 600 milionů let klesne hladina oxidu uhličitého pod hladinu potřebnou k udržení C3 uhlíková fixační fotosyntéza používané stromy. Některé rostliny používají C4 uhlíková fixace metoda, která jim umožňuje přetrvávat při koncentracích oxidu uhličitého tak nízkých jako 10 ppm. Dlouhodobým trendem však je, že život rostlin úplně odumře. Vyhynutí rostlin bude zánikem téměř veškerého živočišného života, protože rostliny jsou základem potravní řetězec na Zemi.[12]

Za zhruba jednu miliardu let bude sluneční svítivost o 10% vyšší než v současnosti. To způsobí, že se atmosféra stane „vlhkým skleníkem“, což povede k a utéct odpařování oceánů. Pravděpodobným důsledkem bude desková tektonika a s ní i celá uhlíkový cyklus.[13] Po této události asi za 2–3 miliardy let planeta magnetické dynamo může přestat působit magnetosféra chátrat a vést ke zrychlené ztrátě těkavé látky z vnější atmosféry. O čtyři miliardy let později způsobí zvýšení teploty povrchu Země a uprchlý skleníkový efekt, zahřát povrch natolik, aby se roztavil. Do té doby vyhyne veškerý život na Zemi.[14][15] Nejpravděpodobnějším osudem planety je absorpce Sluncem asi za 7,5 miliardy let poté, co hvězda vstoupila do červený obr fáze a expandovala za současnou oběžnou dráhu planety.

Lidský vliv

Hlavní články: Antropocen, Biologie ochrany, Globální oteplování, Jaderná válka, a Dopad člověka na životní prostředí
Protijaderné zbraně protestní pochod v Oxfordu, 1980

Lidé hrají klíčovou roli v EU biosféra, s velkými lidská populace dominuje mnoha zemským ekosystémy.[3] To vedlo k rozsáhlému a pokračujícímu masový zánik dalších druh během současné geologické epocha, nyní známý jako Vyhynutí holocénu. Velké ztrátě druhů způsobené lidským vlivem od padesátých let se říká a biotická krize, s odhadem 10% z celkového počtu druhů ztracených od roku 2007.[6] Při současném tempu je asi 30% druhů ohroženo zánik v příštích sto letech.[16] Událost vyhynutí holocénu je výsledkem ničení stanovišť, rozšířená distribuce invazivní druhy, lov a klimatická změna.[17][18] V současnosti má lidská činnost významný dopad na povrch planety. Více než třetina povrchu země byla upravena lidskou činností a lidé využívají asi 20% celosvětově prvovýroba.[4] Koncentrace oxid uhličitý v atmosféře se od začátku roku 2006 zvýšila téměř o 30% Průmyslová revoluce.[3]

Předpokládá se, že následky přetrvávající biotické krize budou trvat nejméně pět milionů let.[7] Mohlo by to mít za následek pokles biologická rozmanitost a homogenizace biotas, doprovázené množením druhů, které jsou oportunistický, jako jsou škůdci a plevele. Mohou se také objevit nové druhy; zejména taxony že prosperovat v ekosystémech ovládaných lidmi se může rychle diverzifikovat do mnoha nových druhů. Mikroby je pravděpodobné, že budou těžit z nárůstu mezer v prostředí obohaceném o živiny. Žádné nové druhy existujících velkých obratlovců pravděpodobně vzniknou a potravinové řetězce bude pravděpodobně zkrácena.[5][19]

Existují několik scénářů známých rizik které mohou mít globální dopad na planetu. Z pohledu lidstva je lze rozdělit na rizika, která lze přežít, a terminální rizika. Mezi rizika, která si lidstvo představuje, patří změna klimatu, zneužití nanotechnologie, a jaderný holocaust, válka s naprogramovaným superinteligence, a geneticky upraveno nemoc nebo katastrofa způsobená fyzikálním experimentem. Podobně může několik přírodních událostí představovat a soudný den hrozba, včetně vysoce virulentní nemoc, dopad asteroidu nebo komety, uprchlý skleníkový efekt, a vyčerpání zdrojů. Může také existovat možnost zamoření mimozemská forma života.[20] Skutečná pravděpodobnost výskytu těchto scénářů je obtížné, ne-li nemožné, odvodit.[8][9]

Pokud by lidský druh vyhynul, pak se různé rysy shromážděné lidstvem začnou rozpadat. Největší struktury mají odhadovaný rozpad poločas rozpadu asi 1000 let. Poslední přežívající stavby by s největší pravděpodobností byly povrchové doly, velké skládky, hlavní dálnice, rozsáhlé kanály a přehradní hráze. Několik mohutných kamenných pomníků, jako jsou pyramidy u Nekropole v Gíze nebo sochy na Mount Rushmore může přežít v nějaké formě i po milionu let.[9][A]

Potenciální události

The Kráter Barringerův meteorit v Flagstaff, Arizona, které ukazují důkazy o dopadu nebeských objektů na Zemi

Jak Slunce obíhá kolem mléčná dráha, putující hvězdy se mohou přiblížit dostatečně blízko, aby měly rušivý vliv na Sluneční Soustava.[21] Blízké hvězdné setkání může způsobit výrazné snížení přísluní vzdálenosti komet v Oortův mrak — Sférická oblast ledových těles obíhajících kolem půl hodiny světelný rok slunce.[22] Takové setkání může vyvolat 40násobné zvýšení počtu komet dosahujících vnitřní sluneční soustavu. Dopady těchto komet mohou způsobit masové vyhynutí života na Zemi. K těmto rušivým setkáním dochází v průměru jednou za 45 milionů let.[23] Střední čas pro Slunce kolidovat s další hvězdou ve sluneční oblasti je přibližně 3 × 1013 let, což je mnohem déle než odhadovaný věk vesmíru, v ~1.38 × 1010 let. To lze brát jako známku nízké pravděpodobnosti, že k takové události dojde během života Země.[24]

Uvolňování energie z nárazu asteroid nebo kometa o průměru 5–10 km (3–6 mi) nebo větších je dostatečná pro vytvoření globálu ekologická katastrofa a způsobit statisticky významný zvýšení počtu vyhynutí druhů. Mezi škodlivé účinky vyplývající z významné události nárazu patří mrak jemného prachu, který vysypal planetu a blokoval některé Přímé sluneční světlo od dosažení povrchu Země, čímž se během jednoho týdne sníží teploty půdy o přibližně 15 ° C (27 ° F) a zastaví se fotosyntéza několik měsíců (podobně jako a jaderná zima ). Střední doba mezi hlavními dopady se odhaduje na nejméně 100 milionů let. Během posledních 540 milionů let simulace prokázaly, že taková míra dopadu je dostatečná k tomu, aby způsobila 5–6 hromadných vyhynutí a 20–30 událostí nižší závažnosti. To odpovídá geologickému záznamu významných vyhynutí během období Phanerozoic Eon. Lze očekávat, že takové události budou pokračovat i v budoucnosti.[25]

A supernova je kataklyzmatická exploze hvězdy. V Mléčné dráze galaxie „Výbuchy supernovy se vyskytují v průměru jednou za 40 let.[26] Během historie Země, více takových událostí se pravděpodobně stalo ve vzdálenosti 100 světelných let; známý jako supernova blízko Země. Výbuchy uvnitř této vzdálenosti mohou planetu kontaminovat radioizotopy a možná ovlivnit biosféru.[27] Gama paprsky emitované supernovou reagují s dusík v atmosféře, produkující oxidy dusíku. Tyto molekuly způsobují vyčerpání ozónová vrstva který chrání povrch před ultrafialový (UV) záření ze Slunce. Nárůst v UV-B záření pouze 10–30% je dostatečné k tomu, aby mělo významný dopad na život; zejména do fytoplankton které tvoří základnu oceánu potravní řetězec. Výbuch supernovy ve vzdálenosti 26 světelných let sníží hustotu ozonového sloupce na polovinu. V průměru k explozi supernovy dojde během 32 světelných let jednou za několik stovek milionů let, což má za následek vyčerpání ozonové vrstvy trvající několik století.[28] Během příštích dvou miliard let dojde k asi 20 explozím supernov a jedné výbuch gama záření to bude mít významný dopad na biosféru planety.[29]

Inkrementální účinek gravitační poruchy mezi planetami způsobí, že se bude chovat vnitřní sluneční soustava jako celek chaoticky po dlouhou dobu. To významně neovlivňuje stabilita sluneční soustavy v intervalech několika milionů let nebo méně, ale po miliardy let se oběžné dráhy planet stanou nepředvídatelnými. Počítačové simulace vývoje sluneční soustavy v příštích pěti miliardách let naznačují, že existuje malá (méně než 1%) šance, že by mohlo dojít ke kolizi mezi Zemí a buď Rtuť, Venuše nebo Mars.[30][31] Ve stejném intervalu je pravděpodobnost, že Země bude rozptýlena ze sluneční soustavy procházející hvězdou, v řádu jedné části z 105. V takovém scénáři by oceány během několika milionů let pevně zamrzly a zůstalo by jen pár kapes kapalné vody asi 14 km pod zemí. Existuje malá šance, že Země bude místo toho zajata průchodem binární hvězda systém, který umožňuje biosféře planety zůstat nedotčen. Pravděpodobnost, že k tomu dojde, je přibližně jedna šance ze tří milionů.[32]

Dráha a rotace

Gravitační odchylky ostatních planet ve sluneční soustavě se kombinují a modifikují oběžná dráha Země a orientace jeho osy otáčení. Tyto změny mohou ovlivnit planetární klima.[10][33][34][35] Navzdory těmto interakcím vysoce přesné simulace ukazují, že celkově pravděpodobně oběžná dráha Země zůstane dynamicky stabilní po miliardy let do budoucna. Ve všech 1600 simulacích je planeta poloviční osa, excentricita, a sklon zůstal téměř konstantní.[36]

Zalednění

Historicky existovaly cyklické doby ledové ve kterých ledovcové tabule periodicky pokrývaly vyšší zeměpisné šířky kontinentů. Může dojít k ledovým dobám kvůli změnám v cirkulace oceánu a kontinentálnost vyvolané tektonika desek.[37] The Milankovitchova teorie předpovídá to ledové období vyskytují se během dob ledových kvůli astronomickým faktorům v kombinaci s mechanismy zpětné vazby o klimatu. Primární astronomické ovladače jsou vyšší než obvykle orbitální výstřednost, nízká axiální náklon (nebo obliquity) a zarovnání letní slunovrat s afélium.[10] Každý z těchto efektů se vyskytuje cyklicky. Například výstřednost se mění v časových cyklech přibližně 100 000 a 400 000 let, přičemž hodnota se pohybuje od méně než 0,01 do 0,05.[38][39] To je ekvivalentní změně osa semiminoru oběžné dráhy planety z 99,95% poloviční osa na 99,88%.[40]

Země prochází dobou ledovou známou jako kvartérní zalednění, a je v současné době v Holocén interglacial období. Obvykle se očekává, že toto období skončí asi za 25 000 let.[35] Zvýšená rychlost uvolňování oxidu uhličitého do atmosféra lidmi může oddálit nástup dalšího ledovcového období nejméně o 50 000–1 130 000 let. Na druhou stranu a globální oteplování doba konečného trvání (na základě předpokladu, že fosilní palivo používání přestane do roku 2200) bude mít pravděpodobně vliv pouze na ledovcové období po dobu asi 5 000 let. Krátké období globálního oteplování tedy vyvolalo hodnotu několika století skleníkový plyn emise by měly z dlouhodobého hlediska jen omezený dopad.[10]

Křivolakost

Malý šedý kruh nahoře představuje Měsíc. Zelený kruh uprostřed modré elipsy představuje Zemi a její oceány. Zakřivená šipka ukazuje směr otáčení Země proti směru hodinových ručiček, což vede k tomu, že dlouhá osa elipsy je mírně mimo vyrovnání s Měsícem.
Rotační posunutí přílivová boule používá síť točivý moment na Měsíci, jeho posílení a zpomalení Rotace Země (ne v měřítku).

The slapové zrychlení z Měsíc zpomaluje rychlost rotace Země a zvyšuje Vzdálenost Země-Měsíc. Třecí efekty - mezi jádro a plášť a mezi atmosférou a povrchem - může rozptýlit rotační energii Země. Očekává se, že tyto kombinované účinky zvýší délka dne o více než 1,5 hodiny v průběhu příštích 250 milionů let a aby se zvýšila křivolakost asi o půl stupně. Vzdálenost k Měsíci se během stejného období zvýší přibližně o 1,5 poloměru Země.[41]

Na základě počítačových modelů se zdá, že přítomnost Měsíce stabilizuje sklon Země, což může planetě pomoci vyhnout se dramatickým změnám klimatu.[42] Této stability je dosaženo, protože Měsíc zvyšuje precese rychlost osy rotace Země, čímž se zabrání rezonancím mezi precesí rotace a precesí orbitální roviny planety (tj. precesní pohyb ekliptický ).[43] Jak se však poloimajorová osa oběžné dráhy Měsíce stále zvyšuje, tento stabilizační účinek se sníží. V určitém okamžiku pravděpodobně způsobí odchylky chaotické variace šikmosti Země a axiální náklon se může změnit o úhly až 90 ° od roviny oběžné dráhy. Očekává se, že k tomu dojde za 1,5 až 4,5 miliardy let.[11]

Vysoká šikmost by pravděpodobně vedla k dramatickým změnám klimatu a mohla by zničit planetu obyvatelnost.[34] Když axiální náklon Země překročí 54 °, ročně sluneční záření na rovníku je menší než na pólech. Planeta by mohla zůstat v sklonu 60 ° až 90 ° po dobu až 10 milionů let.[44]

Geodynamika

Nepravidelný zelený tvar na modrém pozadí představuje Pangea.
Pangea byl poslední superkontinent tvořit se před přítomností.

Tektonika Události založené na událostech se budou i nadále odehrávat až do budoucnosti a povrch bude neustále přetvářen tektonický zdvih, výlisky, a eroze. Vesuv lze očekávat, že během příštích 1000 let vybuchne asi 40krát. Během stejného období by mělo podél pobřeží dojít k asi pěti až sedmi zemětřesením o síle 8 nebo vyšší Chyba San Andreas, zatímco na celém světě lze očekávat přibližně 50 událostí o síle 9 stupňů. Mauna Loa během příštích 1 000 let by mělo dojít k asi 200 erupcím a Gejzír Old Faithful pravděpodobně přestane fungovat. The Niagarské vodopády bude i nadále ustupovat proti proudu a dosáhnout Buvol asi za 30 000–50 000 let.[9]

Za 10 000 let došlo k glaciálnímu oživení Baltské moře zmenší hloubku asi o 90 m (300 ft). The Hudson Bay se ve stejném období zmenší do hloubky o 100 m.[31] Po 100 000 letech ostrov Havaj se posunula asi o 9 km na severozápad. Planeta do této doby možná vstupuje do dalšího ledovcového období.[9]

Kontinentální drift

Další informace: Kontinentální drift

Teorie deskové tektoniky ukazuje, že kontinenty Země se pohybují po povrchu rychlostí několik centimetrů za rok. Očekává se, že to bude pokračovat, což způsobí přemístění desek a srážku. Kontinentální drift usnadňují dva faktory: tvorba energie na planetě a přítomnost a hydrosféra. Se ztrátou kteréhokoli z nich se kontinentální drift zastaví.[45] Výroba teplo pomocí radiogenních procesů je dostačující k udržení konvekce pláště a talíř subdukce po dobu nejméně příštích 1,1 miliardy let.[46]

V současné době jsou kontinenty Severní a Jižní Amerika se pohybují na západ od Afrika a Evropa. Vědci vytvořili několik scénářů, jak to bude pokračovat v budoucnosti.[47] Tyto geodynamické modely lze rozlišit podle subdukce tok, přičemž oceánská kůra pohybuje se pod kontinentem. V modelu introverze je mladší, interiér, Atlantický oceán se přednostně utlumí a současná migrace Severní a Jižní Ameriky se obrátí. V modelu extroverze je starší, vnější, Tichý oceán zůstává přednostně utlumený a Severní a Jižní Amerika migrují směrem na východní Asii.[48][49]

Jak se zlepší pochopení geodynamiky, budou tyto modely předmětem revize. Například v roce 2008 byla počítačová simulace použita k předpovědi, že během příštích 100 milionů let dojde k reorganizaci konvekce pláště, čímž vznikne nová superkontinent ve složení Afrika, Eurasie, Austrálie, Antarktida a Jižní Amerika se tvoří kolem Antarktidy.[50]

Bez ohledu na výsledek kontinentální migrace způsobí pokračující proces subdukce transport vody do pláště. Po miliardě let od současnosti dává geofyzikální model odhad, že 27% současné oceánské hmoty bude subduduováno. Pokud by tento proces pokračoval beze změny do budoucnosti, dosáhlo by subdukce a uvolnění rovnováhy po subdukci 65% současné oceánské hmoty.[51]

Introverze

Hrubé přiblížení Pangea Ultima, jeden ze tří modelů budoucího superkontinentu

Christopher Scotese a jeho kolegové zmapovali předvídané pohyby o několik set milionů let do budoucnosti jako součást Projekt Paleomapa.[47] V jejich scénáři 50 milionů let ode dneška Středozemní moře může zmizet a srážka mezi Evropou a Afrikou vytvoří dlouhé pohoří sahající až k současnému umístění pohoří Perský záliv. Austrálie se spojí s Indonésie, a Baja California bude klouzat na sever podél pobřeží. U východního pobřeží Severní a Jižní Ameriky se mohou objevit nové subdukční zóny a podél těchto pobřeží se vytvoří horské řetězce. Migrace Antarktidy na sever způsobí vše jeho ledové příkrovy tát. Toto, spolu s tavením Grónské ledové příkrovy, zvýší průměrnou hladinu oceánu o 90 m (300 ft). Vnitrozemské záplavy kontinentů budou mít za následek změny klimatu.[47]

Jak tento scénář pokračuje, o 100 milionů let od současnosti dosáhne kontinentální šíření svého maximálního rozsahu a kontinenty se poté začnou spojovat. Za 250 milionů let se Severní Amerika srazí s Afrikou. Jižní Amerika se bude ovíjet kolem jižního cípu Afriky. Výsledkem bude vznik nového superkontinentu (někdy nazývaného Pangea Ultima ), přičemž Tichý oceán se táhne přes polovinu planety. Antarktida obrátí směr a vrátí se na Jižní pól, budování nové ledové čepičky.[52]

Extroverze

Prvním vědcem, který extrapoloval současné pohyby kontinentů, byl kanadský geolog Paul F. Hoffman Harvardské univerzity. V roce 1992 Hoffman předpovídal, že kontinenty Severní a Jižní Ameriky budou i nadále postupovat přes Tichý oceán a otáčí se kolem Sibiř dokud nezačnou splynout s Asií. Daboval výsledný superkontinent, Amasia.[53][54] Později, v 90. letech, Roy Livermore vypočítal podobný scénář. Předpovídal, že Antarktida začne migrovat na sever a na východní Afriku a Madagaskar by se pohyboval přes Indický oceán srazit se s Asií.[55]

V modelu extroverze by uzavření Tichého oceánu bylo úplné asi za 350 milionů let.[56] To znamená dokončení proudu superkontinentální cyklus, přičemž se kontinenty rozdělily a pak se k sobě znovu připojily přibližně každých 400–500 milionů let.[57] Jakmile je superkontinent vybudován, může desková tektonika vstoupit do období nečinnosti, protože rychlost subdukce klesá o řádově. Toto období stability by mohlo způsobit zvýšení teploty pláště rychlostí 30–100 ° C (54–180 ° F) každých 100 milionů let, což je minimální životnost minulých superkontinentů. Jako následek, sopečná činnost se může zvýšit.[49][56]

Superkontinent

Vznik superkontinentu může dramaticky ovlivnit životní prostředí. Srážka desek bude mít za následek horská budova, čímž se mění vzorce počasí. Hladiny moře může klesnout kvůli zvýšenému zalednění.[58] Rychlost povrchu zvětrávání může stoupat, což má za následek zvýšení rychlosti pohřbívání organického materiálu. Superkontinenty mohou způsobit pokles globálních teplot a zvýšení atmosférického kyslíku. To zase může ovlivnit klima a dále snižovat teploty. Všechny tyto změny mohou vést k rychlejšímu biologická evoluce jako nový výklenky vynořit se.[59]

Tvorba superkontinentu izoluje plášť. Tok tepla bude koncentrován, což povede k vulkanismu a zaplavení velkých ploch čedičem. Vzniknou rozpory a superkontinent se znovu rozdělí.[60] Planeta pak může zažít období oteplování, ke kterému došlo během Křídové období,[59] což znamenalo rozdělení předchozího Pangea superkontinent.

Ztuhnutí vnějšího jádra

Oblast jádra Země bohatá na železo je rozdělena na pevnou poloměr 1220 km (760 mi) vnitřní jádro a kapalina o poloměru 3480 km (2160 mi) vnější jádro.[61] Rotace Země vytváří konvekční víry v oblasti vnějšího jádra, které způsobují, že bude fungovat jako a dynamo.[62] Tím se vytvoří a magnetosféra o Zemi, která odchyluje částice od solární bouře, který zabraňuje významné erozi atmosféry z prskání. Když se teplo z jádra přenáší ven směrem k plášti, je čistým trendem, že vnitřní hranice oblasti kapalného vnějšího jádra zmrzne, čímž se uvolní Termální energie a způsobení růstu pevného vnitřního jádra.[63] Tohle železo krystalizace proces probíhá asi miliardu let. V moderní době se poloměr vnitřního jádra rozšiřuje průměrnou rychlostí zhruba 0,5 mm (0,02 palce) ročně, na úkor vnějšího jádra.[64] Téměř veškerá energie potřebná k napájení dynama je dodávána tímto procesem tvorby vnitřního jádra.[65]

Lze očekávat, že růst vnitřního jádra spotřebuje většinu vnějšího jádra přibližně za 3–4 miliardy let, což povede k téměř pevnému jádru složenému ze železa a dalších těžké prvky. Přežívající kapalná obálka bude sestávat hlavně z lehčích prvků, které budou méně promíchány.[66] Alternativně, pokud v určitém okamžiku tektonika desky skončí, vnitřek se ochladí méně efektivně, což může ukončit růst vnitřního jádra. V obou případech to může vést ke ztrátě magnetického dynama. Bez funkčního dynama magnetické pole Země se rozpadne v geologicky krátkém časovém období zhruba 10 000 let.[67] Ztráta magnetosféra způsobí zvýšení eroze světelných prvků, zejména vodík, z vnější atmosféry Země do vesmíru, což má za následek méně příznivé podmínky pro život.[68]

Sluneční evoluce

Viz také: Hvězdná evoluce a Vznik a vývoj sluneční soustavy

Energie Slunce je založena na termonukleární fúze z vodík do hélium. K tomu dochází v oblasti jádra hvězdy pomocí řetězová reakce proton – proton proces. Protože neexistuje proudění v solární jádro, hélium koncentrace se v této oblasti hromadí, aniž by byla distribuována po celé hvězdě. Teplota v jádru Slunce je příliš nízká na jadernou fúzi atomů helia skrz triple-alfa proces, takže tyto atomy nepřispívají k výrobě čisté energie, která je nutná k udržení hydrostatická rovnováha slunce.[69]

V současné době je téměř polovina vodíku v jádru spotřebována, přičemž zbytek atomů sestává převážně z helia. Se snižováním počtu atomů vodíku na jednotku hmotnosti klesá také jejich energetický výdej poskytovaný jadernou fúzí. To má za následek snížení podpory tlaku, což způsobí smrštění jádra, dokud se zvýšenou hustotou a teplotou nedojde k vyrovnání tlaku jádra s výše uvedenými vrstvami. Vyšší teplota způsobí, že zbývající vodík podstoupí fúzi rychleji, čímž se generuje energie potřebná k udržení rovnováhy.[69]

Evoluce Slunce zářivost, poloměr a efektivní teplota ve srovnání se současným Sluncem. Po Ribasovi (2010).[70]

Výsledkem tohoto procesu bylo stálé zvyšování energetického výdeje Slunce. Když se Slunce poprvé stalo a hlavní sekvence hvězda, vyzařovala pouze 70% proudu zářivost. Svítivost se téměř lineárně zvýšila až do současnosti a každých 110 milionů let rostla o 1%.[71] Stejně tak se očekává, že za tři miliardy let bude Slunce o 33% jasnější. Vodíkové palivo v jádru bude konečně vyčerpáno za pět miliard let, kdy bude Slunce o 67% svítivější než v současnosti. Poté bude Slunce pokračovat ve spalování vodíku ve skořápce obklopující jeho jádro, dokud svítivost nedosáhne 121% nad současnou hodnotu. To znamená konec životnosti hlavní sekvence Slunce a poté to projde subgiant jeviště a rozvíjet se do červený obr.[1]

Do této doby srážka galaxií Mléčná dráha a Andromeda by mělo být v plném proudu. Ačkoli by to mohlo vést k vystřelení sluneční soustavy z nově kombinované galaxie, je nepravděpodobné, že by to mělo jakýkoli nepříznivý vliv na Slunce nebo jeho planety.[72][73]

Dopad na klima

Viz také: Slabý mladý paradox Slunce a Medea hypotéza

Míra zvětrávání silikátové minerály se zvýší, jak rostoucí teploty urychlí chemické procesy. To zase sníží hladinu oxidu uhličitého v atmosféře, protože tyto procesy zvětrávání přeměňují plynný oxid uhličitý na pevnou látku uhličitany. Během příštích 600 milionů let od současnosti koncentrace oxidu uhličitého klesne pod kritickou hranici potřebnou k udržení C3 fotosyntéza: asi 50 dílů na milion. V tomto okamžiku již nebudou stromy a lesy v jejich současné podobě schopny přežít.[74] poslední živé stromy jsou vždyzelené jehličnany.[75] Tento pokles života rostlin bude pravděpodobně spíše dlouhodobým poklesem než prudkým poklesem. Je pravděpodobné, že skupiny rostlin zemřou jeden po druhém dobře, než bude dosaženo úrovně 50 dílů na milion. První rostliny, které zmizí, budou C3 bylinný rostliny, následované opadavý lesy, evergreen listnaté lesy a nakonec vždyzelené jehličnany.[75] Nicméně, C4 uhlíková fixace může pokračovat v mnohem nižších koncentracích, až nad 10 ppm. Rostliny používající C4 fotosyntéza může být schopna přežít po dobu nejméně 0,8 miliardy let a možná až 1,2 miliardy let od nynějška, poté bude díky rostoucím teplotám biosféra neudržitelná.[76][77][78] V současné době C4 rostliny představují asi 5% rostlin Země biomasa a 1% jeho známých druhů rostlin.[79] Například asi 50% všech druhů trav (Poaceae ) použijte C.4 fotosyntetický cesta,[80] stejně jako mnoho druhů v bylinné rodině Amaranthaceae.[81]

Když hladiny oxidu uhličitého klesnou na hranici, kde je fotosyntéza sotva udržitelná, očekává se, že podíl oxidu uhličitého v atmosféře bude oscilovat nahoru a dolů. To umožní vzkvétat suchozemské vegetaci pokaždé, když v důsledku vzroste hladina oxidu uhličitého tektonický činnost a dýchání ze života zvířat. Dlouhodobým trendem však je, že život rostlin na zemi úplně odumře, protože většina zbývajícího uhlíku v atmosféře se stane oddělený na Zemi.[82] Některé mikroby jsou schopné fotosyntézy při koncentracích oxidu uhličitého tak nízkých, jako je 1 díl na milion, takže tyto formy života by pravděpodobně zmizely jen kvůli rostoucím teplotám a ztrátě biosféry.[76]

Rostliny - a v širším smyslu i zvířata - by mohly přežít déle vyvíjením dalších strategií, jako je například potřeba méně oxidu uhličitého pro fotosyntetické procesy, masožravý, přizpůsobení se vysušení nebo sdružování s houby. Tyto úpravy se pravděpodobně objeví blízko začátku vlhkého skleníku (viz dále ).[75]

Ztráta delšího života rostlin bude mít také za následek případnou ztrátu kyslíku a ozonu v důsledku dýchání zvířat, chemických reakcí v atmosféře a sopečných erupcí. Výsledkem bude méně útlum z DNA - poškození UV,[75] stejně jako smrt zvířat; první zvířata, která by zmizela, by byla velká savci, následovaní malými savci, ptáky, obojživelníci a velké ryby, plazi a malé ryby a nakonec bezobratlých. Než se to stane, očekává se, že by se život soustředil na refugia s nižší teplotou, jako jsou vysoké nadmořské výšky, kde je k dispozici menší povrchová plocha, což by omezilo velikost populace. Menší zvířata by přežila lépe než ta větší kvůli menším požadavkům na kyslík, zatímco ptáci by díky své schopnosti cestovat na velké vzdálenosti hledali nižší teploty lépe než savci. Na základě poločasu kyslíku v atmosféře by život zvířat trval nanejvýš 100 milionů let po ztrátě vyšších rostlin.[12] Život zvířat však může trvat mnohem déle, protože fytoplankton v současné době produkuje více než 50% kyslíku.

Ve své práci Život a smrt planety Země, autoři Peter D. Ward a Donald Brownlee tvrdili, že určitá forma života zvířat může pokračovat i poté, co většina rostlinného života na Zemi zmizela. Ward a Brownlee používají fosilní důkazy z Burgess Shale v Britská Kolumbie, Kanada, určit klima v Kambrijská exploze, a použít jej k předpovědi klimatu budoucnosti, když rostoucí globální teploty způsobené oteplováním Slunce a pokles hladiny kyslíku mají za následek definitivní vyhynutí života zvířat. Zpočátku očekávají, že spolu s nimi může přetrvávat i nějaký hmyz, ještěrky, ptáci a drobní savci mořský život. Bez doplnění kyslíku životem rostlin však věří, že by zvířata pravděpodobně zemřela udušení během několika milionů let. I kdyby v atmosféře přetrvával dostatek kyslíku přetrváváním určité formy fotosyntézy, stálý nárůst globální teploty by vedl k postupné ztrátě biologické rozmanitosti.[82]

Jak budou teploty stále stoupat, bude poslední část života zvířat hnána k pólům a možná i pod zemí. Stali by se primárně aktivními během polární noc, estetický Během polární den kvůli intenzivnímu teplu. Velká část povrchu by se stala neplodnou pouští a život by se nacházel především v oceánech.[82] Avšak v důsledku snížení množství organické hmoty vstupující do oceánů z pevniny i poklesu v rozpuštěného kyslíku,[75] mořský život by také zmizel po podobné cestě jako na povrchu Země. Tento proces by začal ztrátou sladkovodní druhy a uzavřít s bezobratlými,[12] zejména ty, které nezávisí na živých rostlinách, jako jsou termiti nebo blízcí hydrotermální průduchy jako červi rodu Riftia.[75] V důsledku těchto procesů mnohobuněčné formy života může vyhynout asi za 800 milionů let a eukaryoty za 1,3 miliardy let, zbývá jen prokaryoty.[83]

Ztráta oceánů

Světle hnědé mraky obklopují planetu, jak je vidět z vesmíru.
The atmosféra Venuše je ve stavu „super skleníku“

O miliardu let později bude asi 27% moderního oceánu podmaněno do pláště. Pokud by tento proces mohl pokračovat bez přerušení, dosáhl by rovnovážného stavu, kde by na povrchu zůstalo 65% aktuálního povrchového zásobníku.[51] Jakmile je sluneční svítivost o 10% vyšší než aktuální hodnota, průměrná globální teplota povrchu vzroste na 320 K (47 ° C; 116 ° F). Atmosféra se stane „vlhkým skleníkem“ vedoucím k utéct vypařování oceánů.[84][85] V tomto okamžiku ukazují modely budoucího prostředí Země, že stratosféra by obsahoval rostoucí hladinu vody. Tyto molekuly vody budou rozloženy fotodisociace slunečním UV, což umožňuje vodíku uniknout z atmosféry. Čistým výsledkem by byla ztráta světové mořské vody asi o 1,1 miliardy let od současnosti.[86][87]

Budou existovat dvě varianty této budoucí oteplovací zpětné vazby: „vlhký skleník“, kde dominuje vodní pára troposféra zatímco se vodní pára začne hromadit ve stratosféře (pokud se oceány vypařují velmi rychle) a „uprchlý skleník“, kde se vodní pára stává dominantní složkou atmosféra (pokud se oceány vypařují příliš pomalu). V této éře bez oceánů budou i nadále povrchové nádrže, protože voda se neustále uvolňuje z hluboké kůry a pláště,[51] kde se odhaduje, že existuje několikrát ekvivalentní množství vody, které se v současné době vyskytuje v oceánech Země.[88] Nějaká voda může být zadržována na pólech a občas se mohou vyskytnout bouřky, ale z větší části by planeta byla suchá poušť s velkými dunová pole pokrývající jeho rovník a několik solné pláně na dně oceánu, které bylo kdysi podobné těm v Poušť Atacama v Chile.[13]

Bez vody, která by sloužila jako mazivo, by se desková tektonika velmi pravděpodobně zastavila a nejviditelnější známky geologické činnosti by byly štítové sopky umístěný nad pláštěm aktivní body.[85][75] V těchto suchých podmínkách si planeta může uchovat nějaký mikrobiální a možná i mnohobuněčný život.[85] Většina těchto mikrobů bude halofili a život mohl najít útočiště v atmosféře jako bylo navrženo, aby se stalo na Venuši.[75] Stále extrémnější podmínky však pravděpodobně povedou k vyhynutí prokaryot mezi 1,6 miliardami let[83] a 2,8 miliardy let od nynějška, přičemž poslední z nich žije ve zbytkových vodních nádržích na vysoké úrovni zeměpisné šířky a výšky nebo v jeskyních se zachyceným ledem. Život v podzemí však mohl trvat déle.[12] To, co bude následovat, závisí na úrovni tektonické aktivity. Stabilní uvolňování oxidu uhličitého sopečnou erupcí by mohlo způsobit, že se atmosféra dostane do stavu „superskleníku“, jako je stav planety. Venuše. Ale jak je uvedeno výše, bez povrchové vody by se desková tektonika pravděpodobně zastavila a většina uhličitanů by zůstala bezpečně pohřbena[13] dokud se Slunce nestane červeným obrem a jeho zvýšená svítivost ohřívá skálu až do bodu uvolnění oxidu uhličitého.[88]

Ztráta oceánů by se mohla odložit až na 2 miliardy let v budoucnosti, pokud atmosférický tlak měly klesat. Nižší atmosférický tlak by snížil skleníkový efekt, čímž se snižuje povrchová teplota. K tomu může dojít, pokud přirozenými procesy bylo odstranění dusíku z atmosféry. Studie organických sedimentů ukázaly, že nejméně 100 kilopascalů (0.99 bankomat ) dusíku byl odstraněn z atmosféry za poslední čtyři miliardy let; dost na efektivní zdvojnásobení současného atmosférického tlaku, pokud by měl být uvolněn. Tato míra odstraňování by byla dostatečná k vyrovnání se s účinky zvyšující se sluneční svítivosti v příštích dvou miliardách let.[89]

By 2.8 billion years from now, the surface temperature of the Earth will have reached 422 K (149 °C; 300 °F), even at the poles. At this point, any remaining life will be extinguished due to the extreme conditions. If all of the water on Earth has evaporated by this point, the planet will stay in the same conditions with a steady increase in the surface temperature until the Sun becomes a red giant.[85] If not, then in about 3–4 billion years the amount of water vapour in the lower atmosphere will rise to 40% and a "moist greenhouse" effect will commence[89] once the luminosity from the Sun reaches 35–40% more than its present-day value.[86] A "runaway greenhouse" effect will ensue, causing the atmosphere to heat up and raising the surface temperature to around 1,600 K (1,330 °C; 2,420 °F). This is sufficient to melt the surface of the planet.[87][85] However, most of the atmosphere will be retained until the Sun has entered the red giant stage.[90]

With the extinction of life, 2.8 billion years from now it is also expected that Earth bio podpisy will disappear, to be replaced by signatures caused by non-biological processes.[75]

Red giant stage

Velký červený disk představuje Slunce jako červený obr. Vložené pole zobrazuje aktuální Slunce jako žlutou tečku.
The size of the current Sun (now in the hlavní sekvence ) compared to its estimated size during its červený obr fáze

Once the Sun changes from burning hydrogen within its core to burning hydrogen in a shell around its core, the core will start to contract and the outer envelope will expand. The total luminosity will steadily increase over the following billion years until it reaches 2,730 times the Sun's current zářivost at the age of 12.167 billion years. Most of Earth's atmosphere will be lost to space and its surface will consist of a lava ocean with floating continents of metals and metal oxides as well as ledovce z refractory materials, with its surface temperature reaching more than 2,400 K (2,130 °C; 3,860 °F).[91] The Sun will experience more rapid mass loss, with about 33% of its total mass shed with the solární bouře. The loss of mass will mean that the orbits of the planets will expand. The orbital distance of the Earth will increase to at most 150% of its current value.[71]

The most rapid part of the Sun's expansion into a red giant will occur during the final stages, when the Sun will be about 12 billion years old. It is likely to expand to swallow both Mercury and Venus, reaching a maximum radius of 1.2 AU (180,000,000 km ). The Earth will interact tidally with the Sun's outer atmosphere, which would serve to decrease Earth's orbital radius. Drag from the chromosféra of the Sun would also reduce the Earth's orbit. These effects will act to counterbalance the effect of mass loss by the Sun, and the Earth will probably be engulfed by the Sun.[71]

The drag from the solar atmosphere may cause the oběžná dráha měsíce to decay. Once the orbit of the Moon closes to a distance of 18,470 km (11,480 mi), it will cross the Earth's Roche limit. This means that tidal interaction with the Earth would break apart the Moon, turning it into a kruhový systém. Most of the orbiting ring will then begin to decay, and the debris will impact the Earth. Hence, even if the Earth is not swallowed up by the Sun, the planet may be left moonless.[92] The ablace a vypařování caused by its fall on a decaying trajectory towards the Sun may remove Earth's mantle, leaving just its core, which will finally be destroyed after at most 200 years.[93][94] Following this event, Earth's sole legacy will be a very slight increase (0.01%) of the solar metalicita.[95]:IIC

Post-red giant stage

The Helix nebula, a planetary nebula similar to what the Sun will produce in 8 billion years

After fusing helium in its core to uhlík, the Sun will begin to collapse again, vyvíjející se into a compact bílý trpaslík star after ejecting its outer atmosphere as a planetární mlhovina. The predicted final mass is 54.1% of the present value, most likely consisting primarily of carbon and oxygen.[1]

Currently, the Moon is moving away from Earth at a rate of 4 cm (1.5 inches) per year. In 50 billion years, if the Earth and Moon are not engulfed by the Sun, they will become zamčené into a larger, stable orbit, with each showing only one face to the other.[96][97][98] Thereafter, the tidal action of the Sun will extract moment hybnosti from the system, causing the oběžná dráha měsíce to decay and the Earth's rotation to accelerate.[99] In about 65 billion years, it is estimated that the Moon may end up colliding with the Earth, due to the remaining energy of the Earth–Moon system being sapped by the remnant Sun, causing the Moon to slowly move inwards toward the Earth.[100]

On a time scale of 1019 (10 quintillion) years the remaining planets in the Solar System will be ejected from the system by violent relaxation. If Earth is not destroyed by the expanding red giant Sun and the Earth is not ejected from the Solar System by violent relaxation, the ultimate fate of the planet will be that it collides with the black dwarf Sun due to the decay of its orbit via gravitační záření, in 1020 (Short Scale: 100 quintillion, Long Scale: 100 trillion) years.[101]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Sackmann, I.-Juliana; Boothroyd, Arnold I.; Kraemer, Kathleen E. (1993), "Our Sun. III. Present and Future", Astrofyzikální deník, 418: 457–68, Bibcode:1993ApJ ... 418..457S, doi:10.1086/173407
  2. ^ Keith, David W. (November 2000), "Geoengineering the Environment: History and Prospect", Annual Review of Energy and the Environment, 25: 245–84, doi:10.1146/annurev.energy.25.1.245
  3. ^ A b C Vitousek, Peter M.; Mooney, Harold A .; Lubchenco, Jane; Melillo, Jerry M. (July 25, 1997), "Human Domination of Earth's Ecosystems", Věda, 277 (5325): 494–99, CiteSeerX  10.1.1.318.6529, doi:10.1126 / science.277.5325.494
  4. ^ A b Haberl, Helmut; et al. (July 2007), "Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth's terrestrial ecosystems", Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických, 104 (31): 12942–47, Bibcode:2007PNAS..10412942H, doi:10.1073/pnas.0704243104, PMC  1911196, PMID  17616580
  5. ^ A b Myers, N .; Knoll, A. H. (May 8, 2001), "The biotic crisis and the future of evolution", Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických, 98 (1): 5389–92, Bibcode:2001PNAS...98.5389M, doi:10.1073/pnas.091092498, PMC  33223, PMID  11344283
  6. ^ A b Myers 2000, pp. 63–70.
  7. ^ A b Reaka-Kudla, Wilson & Wilson 1997, pp. 132–33.
  8. ^ A b Bostrom, Nick (2002), "Existential Risks: Analyzing Human Extinction Scenarios and Related Hazards", Journal of Evolution and Technology, 9 (1), vyvoláno 2011-08-09
  9. ^ A b C d E Dutch, Steven Ian (2006), "The Earth Has a Future", Geosféra, 2 (3): 113–124, doi:10.1130/GES00012.1
  10. ^ A b C d Cochelin, Anne-Sophie B.; Mysak, Lawrence A.; Wang, Zhaomin (December 2006), "Simulation of long-term future climate changes with the green McGill paleoclimate model: the next glacial inception", Klimatické změny, 79 (3–4): 381, Bibcode:2006ClCh...79..381C, doi:10.1007/s10584-006-9099-1, S2CID  53704885
  11. ^ A b Neron de Surgy, O.; Laskar, J. (February 1997), "On the long term evolution of the spin of the Earth", Astronomie a astrofyzika, 318: 975–89, Bibcode:1997A&A...318..975N
  12. ^ A b C d O'Malley-James, J. T.; Greaves, J. S .; Raven, J. A .; Cockell, C. S. (2013), "Swansong Biospheres: Refuges for life and novel microbial biospheres on terrestrial planets near the end of their habitable lifetimes", International Journal of Astrobiology, 12 (2): 99–112, arXiv:1210.5721, Bibcode:2013IJAsB..12...99O, doi:10.1017/S147355041200047X, S2CID  73722450
  13. ^ A b C Lunine, J. I. (2009), "Titan as an analog of Earth's past and future", European Physical Journal Conferences, 1: 267–74, Bibcode:2009EPJWC...1..267L, doi:10.1140/epjconf/e2009-00926-7
  14. ^ Ward & Brownlee 2003, str. 142.
  15. ^ Fishbaugh et al. 2007, str. 114.
  16. ^ Novacek, M. J.; Cleland, E. E. (May 2001), "The current biodiversity extinction event: scenarios for mitigation and recovery", Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických, 98 (10): 5466–70, Bibcode:2001PNAS...98.5466N, doi:10.1073/pnas.091093698, PMC  33235, PMID  11344295
  17. ^ Cowie 2007, str. 162.
  18. ^ Thomas, Chris D .; et al. (Leden 2004), „Riziko vyhynutí v důsledku změny klimatu“ (PDF), Příroda, 427 (6970): 145–48, Bibcode:2004 Natur.427..145T, doi:10.1038 / nature02121, PMID  14712274, S2CID  969382
  19. ^ Woodruff, David S. (May 8, 2001), "Declines of biomes and biotas and the future of evolution", Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických, 98 (10): 5471–76, Bibcode:2001PNAS...98.5471W, doi:10.1073/pnas.101093798, PMC  33236, PMID  11344296
  20. ^ "Stephen Hawking: alien life is out there, scientist warns", The Telegraph, 25. dubna 2010
  21. ^ Matthews, R. A. J. (March 1994). „Blízký přístup hvězd ve slunečním okolí“. Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. 35 (1): 1–9. Bibcode:1994QJRAS..35 .... 1M.
  22. ^ Scholl, H .; Cazenave, A.; Brahic, A. (August 1982). "The effect of star passages on cometary orbits in the Oort cloud". Astronomie a astrofyzika. 112 (1): 157–66. Bibcode:1982A&A...112..157S.
  23. ^ Frogel, Jay A .; Gould, Andrew (June 1998), "No Death Star – For Now", Astrofyzikální deníkové dopisy, 499 (2): L219, arXiv:astro-ph/9801052, Bibcode:1998ApJ...499L.219F, doi:10.1086/311367, S2CID  13490628
  24. ^ Tayler 1993, str. 92.
  25. ^ Rampino, Michael R .; Haggerty, Bruce M. (February 1996), "The "Shiva Hypothesis": Impacts, Mass Extinctions, and the Galaxy", Země, Měsíc a planety, 72 (1–3): 441–60, Bibcode:1996EM&P...72..441R, doi:10.1007/BF00117548, S2CID  189901526
  26. ^ Tammann, G. A.; et al. (June 1994), "The Galactic supernova rate", Astrophysical Journal Supplement Series, 92 (2): 487–93, Bibcode:1994ApJS...92..487T, doi:10.1086/192002
  27. ^ Fields, Brian D. (February 2004), "Live radioisotopes as signatures of nearby supernovae", Nové recenze astronomie, 48 (1–4): 119–23, Bibcode:2004NewAR..48..119F, doi:10.1016/j.newar.2003.11.017
  28. ^ Hanslmeier 2009, str. 174–76.
  29. ^ Beech, Martin (December 2011), "The past, present and future supernova threat to Earth's biosphere", Astrofyzika a vesmírná věda, 336 (2): 287–302, Bibcode:2011Ap & SS.336..287B, doi:10.1007 / s10509-011-0873-9, S2CID  119803426
  30. ^ Laskar, J.; Gastineau, M. (June 11, 2009), "Existence of collisional trajectories of Mercury, Mars and Venus with the Earth", Příroda, 459 (7248): 817–19, Bibcode:2009Natur.459..817L, doi:10.1038/nature08096, PMID  19516336, S2CID  4416436
  31. ^ A b Laskar, Jacques (June 2009), Mercury, Mars, Venus and the Earth: when worlds collide!, L'Observatoire de Paris, archived from originál dne 26. 7. 2011, vyvoláno 2011-08-11
  32. ^ Adams 2008, pp. 33–44.
  33. ^ Shackleton, Nicholas J. (September 15, 2000), "The 100,000-Year Ice-Age Cycle Identified and Found to Lag Temperature, Carbon Dioxide, and Orbital Eccentricity", Věda, 289 (5486): 1897–1902, Bibcode:2000Sci...289.1897S, doi:10.1126/science.289.5486.1897, PMID  10988063
  34. ^ A b Hanslmeier 2009, str. 116.
  35. ^ A b Roberts 1998, str. 60.
  36. ^ Zeebe, Richard E. (September 2015), "Highly Stable Evolution of Earth's Future Orbit despite Chaotic Behavior of the Solar System", Astrofyzikální deník, 811 (1): 10, arXiv:1508.04518, Bibcode:2015ApJ...811....9Z, doi:10.1088/0004-637X/811/1/9, S2CID  18294039, 9.
  37. ^ Lunine & Lunine 1999, str. 244.
  38. ^ Berger, A .; Loutre, M. (1991), "Insolation values for the climate of the last 10 million years", Kvartérní vědecké recenze, 10 (4): 297–317, Bibcode:1991QSRv...10..297B, doi:10.1016/0277-3791(91)90033-Q
  39. ^ Maslin, Mark A .; Ridgwell, Andy J. (2005), "Mid-Pleistocene revolution and the 'eccentricity myth'", Geologická společnost, Londýn, speciální publikace, 247 (1): 19–34, Bibcode:2005GSLSP.247...19M, doi:10.1144/GSL.SP.2005.247.01.02, S2CID  73611295
  40. ^ The eccentricity E is related to the semimajor axis A and the semiminor axis b jak následuje:
    Thus for E equal to 0.01, b/A = 0.9995, while for E equal to 0.05, b/A = 0.99875. Vidět:
    Weisstein, Eric W. (2003), CRC stručná encyklopedie matematiky (2. vyd.), CRC Press, str. 848, ISBN  978-1-58488-347-0
  41. ^ Laskar, J.; et al. (2004), "A long-term numerical solution for the insolation quantities of the Earth" (PDF), Astronomie a astrofyzika, 428 (1): 261–85, Bibcode:2004A&A...428..261L, doi:10.1051/0004-6361:20041335
  42. ^ Laskar, J.; Joutel, F.; Robutel, P. (February 18, 1993), "Stabilization of the Earth's obliquity by the Moon", Příroda, 361 (6413): 615–17, Bibcode:1993Natur.361..615L, doi:10.1038/361615a0, S2CID  4233758
  43. ^ Atobe, Keiko; Ida, Shigeru; Ito, Takashi (April 2004), "Obliquity variations of terrestrial planets in habitable zones", Icarus, 168 (2): 223–36, Bibcode:2004Icar..168..223A, doi:10.1016/j.icarus.2003.11.017
  44. ^ Donnadieu, Yannick; et al. (2002), "Is high obliquity a plausible cause for Neoproterozoic glaciations?" (PDF), Dopisy o geofyzikálním výzkumu, 29 (23): 42–, Bibcode:2002GeoRL..29.2127D, doi:10.1029/2002GL015902
  45. ^ Lindsay, J. F .; Brasier, M. D. (2002), "Did global tectonics drive early biosphere evolution? Carbon isotope record from 2.6 to 1.9 Ga carbonates of Western Australian basins", Prekambrický výzkum, 114 (1): 1–34, Bibcode:2002PreR..114....1L, doi:10.1016/S0301-9268(01)00219-4
  46. ^ Lindsay, John F .; Brasier, Martin D. (2002), "A comment on tectonics and the future of terrestrial life – reply" (PDF), Prekambrický výzkum, 118 (3–4): 293–95, Bibcode:2002PreR..118..293L, doi:10.1016/S0301-9268(02)00144-4, vyvoláno 2009-08-28
  47. ^ A b C Ward 2006, str. 231–32.
  48. ^ Murphy, J. Brendan; Nance, R. Damian; Cawood, Peter A. (June 2009), "Contrasting modes of supercontinent formation and the conundrum of Pangea", Výzkum v Gondwaně, 15 (3–4): 408–20, Bibcode:2009GondR..15..408M, doi:10.1016/j.gr.2008.09.005
  49. ^ A b Silver, Paul G.; Behn, Mark D. (January 4, 2008), "Intermittent Plate Tectonics?", Věda, 319 (5859): 85–88, Bibcode:2008Sci...319...85S, doi:10.1126/science.1148397, PMID  18174440, S2CID  206509238
  50. ^ Trubitsyn, Valeriy; Kabana, Mikhail K.; Rothachera, Marcus (December 2008), "Mechanical and thermal effects of floating continents on the global mantle convection" (PDF), Fyzika Země a planetární interiéry, 171 (1–4): 313–22, Bibcode:2008PEPI..171..313T, doi:10.1016/j.pepi.2008.03.011
  51. ^ A b C Bounama, Christine; Franck, Siegfried; von Bloh, Werner (2001), "The fate of Earth's ocean", Hydrologie a vědy o Zemi, 5 (4): 569–75, Bibcode:2001HESS....5..569B, doi:10.5194/hess-5-569-2001
  52. ^ Ward & Brownlee 2003, pp. 92–96.
  53. ^ Nield 2007, s. 20–21.
  54. ^ Hoffman 1992, pp. 323–27.
  55. ^ Williams, Caroline; Nield, Ted (October 20, 2007), "Pangea, návrat", Nový vědec, archivovány z originál dne 2008-04-13, vyvoláno 2009-08-28
  56. ^ A b Silver, P. G.; Behn, M. D. (December 2006), "Intermittent Plate Tectonics", American Geophysical Union, Fall Meeting 2006, Abstract #U13B-08, 2006: U13B–08, Bibcode:2006AGUFM.U13B..08S
  57. ^ Nance, R. D.; Worsley, T. R.; Moody, J. B. (1988), "The supercontinent cycle" (PDF), Scientific American, 259 (1): 72–79, Bibcode:1988SciAm.259a..72N, doi:10.1038/scientificamerican0788-72, vyvoláno 2009-08-28
  58. ^ Calkin & Young 1996, pp. 9–75.
  59. ^ A b Thompson & Perry 1997, s. 127–128.
  60. ^ Palmer 2003, str. 164.
  61. ^ Nimmo, F.; et al. (February 2004), "The influence of potassium on core and geodynamo evolution" (PDF), Geophysical Journal International, 156 (2): 363–76, Bibcode:2003EAEJA.....1807N, doi:10.1111/j.1365-246X.2003.02157.x, vyvoláno 2018-05-16
  62. ^ Gonzalez & Richards 2004, str. 48.
  63. ^ Gubbins, David; Sreenivasan, Binod; Mound, Jon; Rost, Sebastian (May 19, 2011), "Melting of the Earth's inner core", Příroda, 473 (7347): 361–63, Bibcode:2011Natur.473..361G, doi:10.1038/nature10068, PMID  21593868, S2CID  4412560
  64. ^ Monnereau, Marc; et al. (May 21, 2010), "Lopsided Growth of Earth's Inner Core", Věda, 328 (5981): 1014–17, Bibcode:2010Sci ... 328.1014M, doi:10.1126 / science.1186212, PMID  20395477, S2CID  10557604
  65. ^ Stacey, F. D.; Stacey, C. H. B. (January 1999), "Gravitational energy of core evolution: implications for thermal history and geodynamo power", Fyzika Země a planetární interiéry, 110 (1–2): 83–93, Bibcode:1999PEPI..110...83S, doi:10.1016/S0031-9201(98)00141-1
  66. ^ Meadows 2007, str. 34.
  67. ^ Stevenson 2002, str. 605.
  68. ^ van Thienen, P.; et al. (March 2007), "Water, Life, and Planetary Geodynamical Evolution", Recenze vesmírných věd, 129 (1–3): 167–203, Bibcode:2007SSRv..129..167V, doi:10.1007/s11214-007-9149-7 In particular, see page 24.
  69. ^ A b Gough, D. O. (November 1981), "Solar interior structure and luminosity variations", Sluneční fyzika, 74 (1): 21–34, Bibcode:1981SoPh...74...21G, doi:10.1007/BF00151270, S2CID  120541081
  70. ^ Ribas, Ignasi (February 2010), "The Sun and stars as the primary energy input in planetary atmospheres", Solar and Stellar Variability: Impact on Earth and Planets, Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium, 264, s. 3–18, arXiv:0911.4872, Bibcode:2010IAUS..264 .... 3R, doi:10.1017 / S1743921309992298, S2CID  119107400
  71. ^ A b C Schröder, K.-P .; Connon Smith, Robert (2008), "Distant future of the Sun and Earth revisited", Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti, 386 (1): 155–63, arXiv:0801.4031, Bibcode:2008MNRAS.386..155S, doi:10.1111 / j.1365-2966.2008.13022.x, S2CID  10073988
  72. ^ Cain, Fraser (2007), „Když se naše galaxie rozbije do Andromedy, co se stane se sluncem?“, Vesmír dnes, archivováno from the original on 17 May 2007, vyvoláno 2007-05-16
  73. ^ Cox, T. J.; Loeb, Abraham (2007), "The Collision Between The Milky Way And Andromeda", Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti, 386 (1): 461, arXiv:0705.1170, Bibcode:2008MNRAS.386..461C, doi:10.1111 / j.1365-2966.2008.13048.x, S2CID  14964036
  74. ^ Heath, Martin J .; Doyle, Laurance R. (2009). "Circumstellar Habitable Zones to Ecodynamic Domains: A Preliminary Review and Suggested Future Directions". arXiv:0912.2482 [astro-ph.EP ].
  75. ^ A b C d E F G h i O'Malley-James, J. T.; Greaves, J. S .; Raven, J. A .; Cockell, C. S. (2014), "Swansong Biospheres II: The final signs of life on terrestrial planets near the end of their habitable lifetimes", International Journal of Astrobiology, 13 (3): 229–243, arXiv:1310.4841, Bibcode:2014IJAsB..13..229O, doi:10.1017/S1473550413000426, S2CID  119252386
  76. ^ A b Caldeira, Ken; Kasting, James F. (December 1992), "The life span of the biosphere revisited", Příroda, 360 (6406): 721–23, Bibcode:1992Natur.360..721C, doi:10.1038/360721a0, PMID  11536510, S2CID  4360963
  77. ^ Franck, S .; et al. (2000), "Reduction of biosphere life span as a consequence of geodynamics", Tellus B., 52 (1): 94–107, Bibcode:2000TellB..52...94F, doi:10.1034/j.1600-0889.2000.00898.x
  78. ^ Lenton, Timothy M .; von Bloh, Werner (May 2001), "Biotic feedback extends the life span of the biosphere", Dopisy o geofyzikálním výzkumu, 28 (9): 1715–18, Bibcode:2001GeoRL..28.1715L, doi:10.1029/2000GL012198
  79. ^ Bond, W. J .; Woodward, F. I.; Midgley, G. F. (2005), "The global distribution of ecosystems in a world without fire", Nový fytolog, 165 (2): 525–38, doi:10.1111/j.1469-8137.2004.01252.x, PMID  15720663
  80. ^ van der Maarel 2005, str. 363.
  81. ^ Kadereit, G .; et al. (2003), "Phylogeny of Amaranthaceae and Chenopodiaceae and the Evolution of C4 Photosynthesis" (PDF), International Journal of Plant Sciences, 164 (6): 959–86, doi:10.1086/378649, S2CID  83564261, archivovány z originál (PDF) dne 18. 8. 2011
  82. ^ A b C Ward & Brownlee 2003, pp. 117–28.
  83. ^ A b Franck, S .; Bounama, C .; von Bloh, W. (November 2005), "Causes and timing of future biosphere extinction" (PDF), Biogeosciences Discussions, 2 (6): 1665–79, Bibcode:2005BGD.....2.1665F, doi:10.5194/bgd-2-1665-2005
  84. ^ Schröder, K.-P .; Connon Smith, Robert (May 1, 2008), "Distant future of the Sun and Earth revisited", Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti, 386 (1): 155–63, arXiv:0801.4031, Bibcode:2008MNRAS.386..155S, doi:10.1111 / j.1365-2966.2008.13022.x, S2CID  10073988
  85. ^ A b C d E Brownlee 2010, str. 95.
  86. ^ A b Kasting, J. F. (June 1988), „Uprchlé a vlhké skleníkové atmosféry a vývoj Země a Venuše“, Icarus, 74 (3): 472–94, Bibcode:1988Icar ... 74..472K, doi:10.1016/0019-1035(88)90116-9, PMID  11538226
  87. ^ A b Guinan, E. F .; Ribas, I. (2002), "Our Changing Sun: The Role of Solar Nuclear Evolution and Magnetic Activity on Earth's Atmosphere and Climate", in Montesinos, Benjamin; Gimenez, Alvaro; Guinan, Edward F. (eds.), ASP Conference Proceedings, The Evolving Sun and its Influence on Planetary Environments, 269, Astronomical Society of the Pacific, pp. 85–106, Bibcode:2002ASPC..269 ... 85G
  88. ^ A b Brownlee 2010, str. 94.
  89. ^ A b Li, King-Fai; Pahlevan, Kaveh; Kirschvink, Joseph L .; Yung, Yuk L. (June 16, 2009), "Atmospheric pressure as a natural climate regulator for a terrestrial planet with a biosphere", Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických, 106 (24): 9576–79, Bibcode:2009PNAS..106,9576L, doi:10.1073 / pnas.0809436106, PMC  2701016, PMID  19487662
  90. ^ Minard, Anne (May 29, 2009), "Sun Stealing Earth's Atmosphere", Zprávy z National Geographic, vyvoláno 2009-08-30
  91. ^ Kargel, J. S .; et al. (May 2003), "Volatile Cycles and Glaciation: Earth and Mars (Now and Near a Red Giant Sun), and Moons of Hot Jupiters", American Astronomical Society, DPS Meeting# 35, #18.08; Bulletin of American Astronomical Society, 35: 945, Bibcode:2003DPS....35.1808K
  92. ^ Powell, David (January 22, 2007), „Měsíc Země je předurčen k rozpadu“, ProfoundSpace.org, Tech Media Network, vyvoláno 2010-06-01
  93. ^ Goldstein, J. (May 1987), "The fate of the earth in the red giant envelope of the sun", Astronomie a astrofyzika, 178 (1–2): 283–85, Bibcode:1987A&A...178..283G
  94. ^ Li, Jianke; et al. (August 1998), "Planets around White Dwarfs", Astrofyzikální deníkové dopisy, 503 (1): L151–L154, Bibcode:1998ApJ...503L.151L, doi:10.1086/311546, str. L51
  95. ^ Adams, Fred C .; Laughlin, Gregory (April 1997), "A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects", Recenze moderní fyziky, 69 (2): 337–, arXiv:astro-ph / 9701131, Bibcode:1997RvMP ... 69..337A, doi:10.1103 / RevModPhys.69.337, S2CID  12173790
  96. ^ Murray, C.D. & Dermott, S.F. (1999). Solar System Dynamics. Cambridge University Press. p. 184. ISBN  978-0-521-57295-8.
  97. ^ Dickinson, Terence (1993). From the Big Bang to Planet X. Camden East, Ontario: Camden House. str. 79–81. ISBN  978-0-921820-71-0.
  98. ^ "A Rocky Relationship: Is the Moon Leaving the Earth?". Futurismus. Citováno 2018-12-14.
  99. ^ Canup, Robin M .; Righter, Kevin (2000). Původ Země a Měsíce. Série vesmírných věd z Arizonské univerzity. 30. University of Arizona Press. pp. 176–77. ISBN  978-0-8165-2073-2.
  100. ^ Dorminey, Bruce (January 31, 2017). „Země a Měsíc mohou být na dlouhodobém kolizním kurzu“. Forbes. Citováno 11. února 2017.
  101. ^ Dyson, Freeman J. (1979). „Čas bez konce: fyzika a biologie v otevřeném vesmíru“. Recenze moderní fyziky. 51 (3): 447–60. Bibcode:1979RvMP ... 51..447D. doi:10.1103 / RevModPhys.51.447. Citováno 5. července 2008.

Bibliografie

Poznámky

  1. ^ Viz také: Život po lidech, about the decay of structures (if humans disappeared).

Další čtení