地球温室效应不怕!让我们来撬动地球,改变地
现在地球气候由于人类的建设和发展而越来越差,人类能否改变月球或地球的轨道来扭转人为气候变化的影响?
首先,我们必须盘点我们所拥有的——方程中给出的条件让我们移动地球。我们的星球绕太阳运行的平均距离为 1.496 亿公里。它吸收足够的阳光,平均温度在15摄氏度左右。然而,这个数字比上个世纪地球的平均温度高出近1摄氏度。简而言之,世界正在慢慢升温。根据目前的共识估计,如果不加以控制,这种上升可能会变得更糟,到2060年代地球平均温度将再上升1摄氏度。这种增加将使地球上一些人口稠密的地区无法居住,并威胁到我们人类文明的发展。
科学家(Britt Scharringhausen)表示,辐射平衡是我们了解地球温度变化的关键。辐射平衡是太阳传输的能量与地球发出的能量之间的差值。平衡。它在以下等式中描述。
这里,Teq 是地球的温度,T ☉ 是太阳的温度,R☉ 是太阳的半径,X 是到太阳的距离,A 是地球的反照率或反射率。反照率测量我们的星球反射太阳能的程度,其中 0 表示完美吸收,1 表示完美反射。气候变化与反照率之间存在联系:例如,雪和冰具有高反照率,将高达 90% 的阳光反射回外层空间。人为变暖会导致冰雪融化,从而降低地球的反照率。反过来,这最终将导致地球的平均温度更高。
这个方程中的一些变量是自然变化的。我们的恒星会非常缓慢地膨胀和变亮,随着年龄的增长而变得更大更亮。虽然太阳光度增加 1% 需要 1 亿年的时间,但我们全球温室气体排放量预计将在未来几百到 1000 年内使保留的太阳能增加 1%。
为了为了冷却地球,我们需要减少方程右侧的一个变量:我们不能轻易降低太阳的温度或半径来减少温室气体排放的热量吸收和反照率转移。因此,只需增加 X(到太阳的距离)。我们所要做的就是找到一种方法让地球远离我们的恒星。看起来很简单,对吧?
根据科学家的计算,为了抵消当前和最近人造 由于变暖,气温每下降3摄氏度就需要我们将地球与太阳的距离增加300万公里。使用另一个粗略计算,我发现将地球推离当前轨道 300 万公里需要 5 x 10 31 焦耳的能量。这种能量可以说是巨大的、无与伦比的,因为全世界每年的发电量大约是10 19 焦耳,相当于我们移动地球所需能量的0.2%。这也是假设我们可以以 100% 的效率将所有能量应用到地球,由于热力学定律,这在物理上是不可能的。
暂且不谈这些细节,我们还没有确定这种能量会以什么形式存在。当然,当提出问题时,就会有解决的想法。科学家提出的一种移动小行星的方法是在它附近引爆核弹。它基本上蒸发了小行星的一部分,逸出的岩石蒸气会像火箭的废气一样推动小行星前进。
这样缩放后,这个机制原则上可以提供足够的动力来改变行星的轨道。然而,要将地球移动到所需的距离,所需要的核爆炸是我们曾经发射过的核爆炸的10亿倍,相当于500年每秒投下一颗原子弹。在地球表面附近连续引爆核弹以蒸发一些核弹用作火箭尾气的策略也有几个缺点。就我们的目的而言,最显着的不利影响是爆炸本身使地球升温。如此大量的核爆炸可能会完全抵消地球移动后全球气温下降的影响。
其实还有一个更合适的选择,那就是是通过设计近距离行星,我们可以吸收其他天体的能量,比如掠过小行星或彗星的能量。航天器经常使用这种技术并取得巨大成功。航天器在近距离使用行星来窃取部分轨道能量以提高速度。为了移动我们的星球,这种方法的问题在于行星的大小:小行星带的总质量只有月球质量的 4% 到 5%,或者地球的 0.05% 到 0.06%。在飞越中使用整个小行星带的质量将使地球与太阳的距离少于 748,000 公里,即我们所需距离的四分之一。但小行星本身也具有威胁性,就像地球发展史上的恐龙时代一样,被小行星撞击摧毁。
不过幸运的是,地球周围有一颗天然卫星——月球。我们能不能“切断”连接月球和地球的引力绳,让我们的星球被喷射到更广阔的轨道上?这个方法听起来很妙,但这绝不是我们今天能做到的,后果将是灾难性的。除了潮汐大大减少之外,没有月球的地球还会有更黑的夜晚、更短的白天,以及由于不稳定的自转轴而产生的极端、不可预测的季节。
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