En dag i framtiden kommer jordens hav att koka och förstöra allt liv på planetens yta och göra det fullständigt obeboeligt. Denna globala uppvärmning är i viss mening oundviklig: den gradvisa uppvärmningen som solen upplever uppstår på grund av gradvis utbränning av bränslet i stjärnan. Men det finns ett sätt att hålla jorden bebodd om vi utvecklar en långsiktig lösning: migrationen av hela jorden. Är det möjligt?
Vi måste ta reda på hur varmt det kommer att bli och hur snabbt det kommer att hända för att förflytta jorden i en takt.
Hur någon stjärna får sin energi är genom att smälta lättare element till tyngre i kärnan. Speciellt vår sol syntetiserar helium från väte i regioner där kärntemperaturen överstiger 4 000 000 grader. Ju varmare, desto snabbare synteshastighet; i hjärtat av kärnan når temperaturen 15.000.000 grader. Denna hastighet är nästan alltid konstant. Med tiden förändras andelen väte till helium, och interiören värms upp lite mer under miljarder år. Och när uppvärmningen inträffar observerar vi följande:
- ljusstyrkan ökar - mer energi släpps ut över tiden
- armaturen ökar något i storlek, radien ökar med flera procent för varje miljard år
- dess temperatur förblir nästan alltid konstant och varierar med mindre än 1% per miljard år.
Allt kokar ner till ett obekvämt faktum: mängden energi som når jorden långsamt ökar med tiden. För varje 110 miljoner år ökar solens ljusstyrka med cirka 1%. Detta innebär att energin som når jorden också ökar med 1% på ungefär samma tid. När jorden var fyra miljarder år yngre fick vår planet 70% av den energi den får idag. Och om ytterligare en eller två miljarder år, om vi inte gör någonting, kommer det att uppstå betydande problem på jorden. Vid någon tidpunkt kommer yttemperaturen att stiga till 100 grader Celsius. Det vill säga, oceanerna kommer att förångas.
Kampanjvideo:
Hur kan vi mildra detta? Det finns flera möjliga lösningar:
”Vi kan installera en serie stora reflektorer vid L1 Lagrange-punkten för att förhindra att lite av ljuset når jorden.
”Vi kan geoteknikera vår planets atmosfär / albedo så att den reflekterar mer ljus och absorberar mindre.
”Vi kan rädda planeten från växthuseffekten genom att ta bort metan och koldioxidmolekyler från atmosfären.
”Vi kan lämna jorden och fokusera på terraformande yttre världar som Mars.
I teorin kan allt fungera, men det kommer att kräva enorma ansträngningar och stöd.
Men beslutet att migrera jorden till en avlägsen bana kan bli slutgiltigt. Och även om vi ständigt måste flytta planeten ur bana för att hålla temperaturen konstant, kommer det att ta hundratals miljoner år. För att kompensera för effekten av en 1% ökning av solens ljusstyrka måste jorden flyttas 0,5% från solen; för att kompensera för ökningen med 20% (det vill säga över 2 miljarder år) måste jorden flyttas 9,5% längre. Jorden kommer inte längre att vara 149,6 miljoner km från solen, utan 164 miljoner km.
Avståndet från jorden till solen har inte förändrats mycket under de senaste 4,5 miljarder åren. Men om solen värms upp och vi inte vill att jorden ska steka helt måste vi allvarligt överväga möjligheten till planetflyttning.
Det tar mycket energi! Att flytta jorden - alla sina sex septillionkilogram (6 x 1024) - bort från solen skulle betydligt förändra våra omloppsparametrar. Om vi flyttar planeten 164 000 000 km från solen finns det uppenbara skillnader:
- Jorden kommer att kretsa runt solen 14,6% längre
- För att upprätthålla en stabil bana måste vår omloppshastighet sjunka från 30 km / s till 28,5 km / s
- om jordens rotationsperiod förblir densamma (24 timmar) blir året inte 365, utan 418 dagar
- Solen kommer att vara mycket mindre på himlen - med 10% - och tidvattnet orsakad av solen kommer att bli svagare med några centimeter
Om solen sväller i storlek och jorden rör sig bort från den, kompenseras inte dessa två effekter; Solen kommer att visas mindre från jorden.
Men för att föra jorden så långt måste vi göra mycket stora energiförändringar: vi kommer att behöva ändra tyngdkraften i Sun-Earth-systemet. Även med beaktande av alla andra faktorer, inklusive avmattningen av jordens rörelse runt solen, måste vi ändra jordens orbitalenergi med 4,7 x 1035 joule, vilket motsvarar 1,3 x 1020 terawattimmar: 1015 gånger de årliga energikostnaderna mänskligheten. Man skulle tro att om två miljarder år kommer de att vara annorlunda, och de är, men inte mycket. Vi kommer att behöva 500 000 gånger mer energi än mänskligheten genererar runt om i världen idag, och allt kommer att gå till att flytta jorden till säkerhet.
Hur snabbt planeterna kretsar kring solen beror på deras avstånd från solen. Den långsamma migrationen av jorden på 9,5% av avståndet kommer inte att störa banor från andra planeter.
Teknik är inte den svåraste frågan. Den svåra frågan är mycket mer grundläggande: hur får vi all denna energi? I verkligheten finns det bara en plats som kommer att tillfredsställa våra behov: solen själv. För närvarande får jorden cirka 1500 watt energi per kvadratmeter från solen. För att få tillräckligt med kraft för att migrera jorden på rätt tid måste vi bygga en matris (i rymden) som samlar 4,7 x 1035 joule energi, jämnt, över 2 miljarder år. Det betyder att vi behöver en matris på 5 x 1015 kvadratmeter (och 100% effektivitet), vilket motsvarar hela området på tio planeter, som vår.
Begreppet rymdssolenergi har varit under utveckling under lång tid, men ingen har ännu inte föreställt sig en mängd solceller som mäter 5 miljarder kvadratkilometer.
Därför krävs en solpanel på 5 miljarder kvadratkilometer, 100% effektiv, för att transportera jorden till en säker bana längre bort, vars energi kommer att spenderas på att skjuta jorden till en annan bana inom 2 miljarder år. Är det fysiskt möjligt? Absolut. Med modern teknik? Inte alls. Är det praktiskt möjligt? Med det vi vet nu, nästan säkert inte. Att dra en hel planet är svårt av två skäl: för det första på grund av solens tyngdkraft och på grund av jordens massivitet. Men vi har precis en sådan sol och en sådan jord, och solen kommer att värmas upp oavsett våra handlingar. Tills vi räknar ut hur vi samlar in och använder denna mängd energi, kommer vi att behöva andra strategier.
Ilya Khel
