10億年之后：太陽令地球上水分蒸發殆盡

新浪科技訊 北京時間4日消息，據國外媒體報導，在幾十億年之后，太陽將變成一顆紅巨星，其體積之大，足以將地球吞噬進去。但是，早在這一事件發生之前，地球就已經不再適合人類居住。在距離現在大約10億年的時候，太陽的熱量就足以使地球的海洋蒸發、沸騰並消失。

目前，太陽仍然被歸為主序星，意味它正處於生命期中最為穩定的狀態，在其核心中進行將氫原子轉變為氦的反應，並創造出能量。對於太陽這樣的恆星，其主序星時期可以持續大約80億年多一點。我們的太陽系年齡大約為45億年，已經走完了一半以上的穩定期。

恆星消亡

經過80億年將氫原子轉化為氦原子的時期之后，太陽的下一階段變得有趣起來。由於氫原子已經耗光，太陽的核心只剩下氦。問題是太陽核心的溫度和密度都不夠高，無法利用氦原子。

在恆星內部，引力將所有的氣體拉向中心處。當恆星還以氫原子為燃料時，氦的生成會製造出足夠的外向壓力，平衡引力的作用。然而，當恆星核心沒有足夠的燃料時，引力就開始發揮主導作用。

最終，引力會導致恆星向中心壓縮，開始燃燒核心——此時已經充滿了氦，成為惰性的氦核——外圍的氫氣層。氫氣層的燃燒顯著增加了恆星的亮度。同時，由於中心的壓縮，使得恆星外層的部分向外擴展，從而使體積膨脹。體積膨脹的程度超過了發光能力的增加，使恆星表面的有效溫度下降，從而使色從白-熱變成了紅-熱。因此，此時的恆星變得更亮、更紅而且體積更大，我們將其稱為“紅巨星”。

地球的末日

所周知，當太陽完全演變成紅巨星的時候，地球將無法繼續存在。太陽表面很可能會擴張到現在的火星軌道，盡管地球軌道也可能向外擴張一些，但並不足以抵抗太陽的引力作用。屆時地球將被太陽吞噬，分崩離析。

早在地球被吞噬之前，地球上的生命就已經迎來末日。甚至早在太陽核心的氫原子耗盡之前，其狀態也已經發生了顯著的變化。隨氫的消耗，每10億年，太陽的亮度將增加約10%。亮度的增加意味地球接收到的熱量增加。隨溫度升高，地球表面的水將開始加速蒸發。

對太陽來，亮度增加10%聽起來似乎並不是什麼大事，但對地球生命而言，這就是災難性的。10%的能量變化已經足以改變太陽系適居帶的範圍。適居帶是指行星系中適合生命存在的區域，在這一區域內，行星表面可以存在穩定的液態水。

如果太陽亮度增加10%，意味地球將不再處於適居帶內。地球的海洋將蒸發殆盡。當太陽核心的氫完全耗盡的時候，火星將進入適居帶內，而那時的地球表面已經因為溫度太高已經無法保持液態水的存在。

不確定的模型

太陽亮度增加10%，以及其所引發的地球海洋蒸發，將發生在大約10億年以后。目前對於這一過程發生的快慢還存在爭論。大部分模型認為，隨海洋蒸發，越來越多的水將保存在大氣層中，而不是地球表面。水蒸氣成為一種溫室氣體，吸收更多的熱量，從而導致更多的海水蒸發，直到地球表面最終乾涸，水全部存在於大氣層中，但是溫度極高。

由於大氣層中充滿了水，受到來自太陽高能射線的轟擊，大氣層最頂部的水分子會不斷分解，以氫原子和氧原子的形式逃逸到太空，最終使地球的水完全消失。

目前多模型的爭論點在於，地球到達這一階段的速度會有多快。有的模型指出，地球將在10億年這個點之前變得不適合居住，因為在地球升溫的同時，岩石、海洋和板塊構造的互相作用會使水分乾涸變得更快。還有的模型認為，生命或許能夠支撐比10億年更長一點的時間，因為不同的生命形式所需的條件不同，板塊構造的活動也會周期性地釋放一些關鍵化學物質。

地球是一個複雜的系統，沒有任何模型可以完美匹配。不過，地球生命繁榮的時間很可能不到10億年了，星際移民將是我們必然面臨的選擇——如果人類還存在的話。（任天）