四川大学博士毕业要求:地球的未来什么样

新华网 （ 2005-03-07 13:54:24 ）来源： 资料卡片2005年第3期
地球的未来什么样
美国亚利桑纳州弗拉格斯塔夫地质勘探局的行星科学家们建立了一个“未来地球气候和地质”模型，通过这个模型，人们可以感知数亿年后的地球。他们的观点融会了地质学、海洋学、大气科学、天文学和其他学科的最新证据。科学家们认为：有两个重要的变数主宰着地球和生命形态。其中一个是温室效应中的二氧化碳，它能影响全球气温；另外一个因素就是地球所接受的太阳能。
大气中的二氧化碳锐减
今天，我们担心向大气中排放过多的温室气体——二氧化碳会使太阳的热量散发不出去，从而使全球气候变暖。可是具有讽刺意味的是：数亿年后导致地球气温升高、海洋消失、生命灭绝的大灾难的原因却是大气中缺乏二氧化碳。
我们人类应当感谢二氧化碳在保持地球气候恒定方面所做出的巨大贡献，这是因为二氧化碳的作用就像是天然的温度调节器一样。如果由于某种原因地球开始变冷，冰川期开始逼近，那么把大气中的二氧化碳吸收到地球表层和海洋的化学反应的速度就会放慢。与此同时，不时爆发的火山活动仍会向大气中释放二氧化碳，因此，大气中的二氧化碳的含量将会越聚越多，这又会使气温重新升高。相反，如果地球变暖，从空气中吸走二氧化碳的反应又会加速，于是大气的温度又会慢慢地降下来。这一机制已经有效地工作了40亿年，使地球的温度一直处于不太极端的状态。
然而从长远来看，太阳将会变得更亮，大约每1亿年其亮度就会增加1％。这听起来似乎没有什么大不了的，但是随着温度的升高，那些依靠热量的化学反应将会使大气中的二氧化碳的含量下降，二氧化碳所起到的温度调节器作用将遭到破坏。如此下去，5亿年后，大气中二氧化碳的含量将会下降到目前水平的40％多一点。多数的植物将会竭力争取足够的二氧化碳进行光合作用，这将会导致大约95％的植物物种陷入困境。松树、冷杉和热带森林将让位于草、灌木和仙人掌这些在二氧化碳含量相对较低的情况下也能成长的植物。大气中二氧化碳的含量将会继续下降，大约在9亿年后，最终连这些植被也难以生存。最后，郁郁葱葱的地球将变成一片土黄色。
地球环境将继续恶化。大约12亿年后，太阳将会比现在亮15个百分点左右。地球表面的温度将升高到60至70℃，吸收大气中二氧化碳的化学反应将会更加活跃，几乎使大气中的二氧化碳消失殆尽。海洋温度急剧升高，又增加了大气的湿度，这使问题变得更加复杂。水汽也是温室气体，但它不能像二氧化碳那样起到温度自动调节器的作用。大气中的水分增加意味着地球温度的升高，这又将导致蒸发掉地表上更多的水。这一恶性循环将造成失控的温室效应：海洋最终将会消失，只留下大片的干盐滩；大陆漂移也将慢慢停止；复杂的动物肯定早已灭绝。
昼夜不再交替
美国天文学协会于2003年9月在加利福尼亚州的蒙特雷召开了一次会议，在这次会议上，科学家向人们模拟并描绘了地球在遥远未来的苦难的模样：70亿年后，太阳膨胀成一个巨大的红色星球，灼热地烧烤着地球；没有人能够精确地预测那时地球和月球将如何围绕着太阳旋转，但有一种可能性是地球将被锁定——地球一侧永远是白昼，另一侧将永远是黑夜。在未来地球永远是白昼的一侧，太阳看起来有目前的250倍大，占据了大部分天空，而且太阳光将照射到地球上很远的地方，事实上只有像北美洲那么大的一片地方永远处在黑暗之中，黑暗地带周围将是一片永远处于微明状态之中的区域。
科学家利用太阳逐渐变亮的天文预测来计算地球表面的温度。通过研究，他们发现75?郾7亿年后，太阳照射下的岩浆海的温度几乎达到了2200℃，岩浆将开始蒸发。然而，处于黑夜一面的地球表面的温度却很难预测。如果仍有一层厚厚的大气在漂浮的话，那么它将会把足够的热量带到处于黑夜的一侧，这样就连黑夜的一侧也会变得很温暖；如果没有这层大气，那么处于黑夜的一侧就会变得非常寒冷。这种情况非常类似于只有一层薄薄的大气的水星。水星正午时气温能达到350℃，热得足以熔化铅，可是到了夜晚，温度却急剧下降，能降到零下170℃。科学家猜测地球黑夜的一侧气温可能会更低，大约在零下240℃，因此这个又冷又热的地球将形成一些奇特的天气模式。在热的一侧，像硅、镁、铁等金属以及它们的氧化物将从岩浆海中蒸发出来。在温暖的微明区，它们又将重新凝结。你会看到铁雨，可能还会看到一氧化硅雪。同时，从较冷的灰暗的天空中还会飘下钾雪和钠雪。在黑暗的一侧，天气冷得足以将二氧化碳、二氧化硫和氩冻结成一个巨大的冰帽。冰帽上有一层固态氮冰，在此下面将是水冰(如果那时地球上还有水的话)。还存在一个极小的可能性，就是在地球的微明区域里还保留一个平静的液态水海洋。
说了这么多，我们需要了解这些听上去很可怕的事情吗?回答是肯定的，因为应该知道我们赖以生存的这个湿润的绿洲是这个蓝色星球激烈多变的生命中的一段难得而珍贵的平静时刻——在它从炽热的高温中轰轰烈烈地诞生，到它向烧成灰烬并在太空消散的漫长衰变过程中一眨眼的工夫。我们最好还是珍惜现在居住的美丽世界，充分享受和保护好这个多姿而富饶的灿烂世界。
（马文华摘自《百科知识》2005年第1期，陈万新文）
人类会有一个怎样的未来
今天，人类的环境正经历着历史上最迅速的变化，这种变化将导向何方？它的前景如何？
为了回答全世界人们普遍关心的这些问题，20世纪70年代以来，相继出现了各种理论，著名的有以美国麦道斯《增长的极限》为理论基础的“零增长论”；英国哥尔德·史密斯从人们的生态需求出发，认为改革后工业社会生态系统不能支撑经济持久增长的“平衡稳定的社会论”；英国舒梅克所强调的要重视人与自然关系的著名的“小型化经济论”；美国卡伦巴斯的“人道主义社会论”；美国巴克莱和赛克勒“调整人类活动的物理、生物、经济和社会诸方面整体结构理论”；美国塞尼卡和陶西格以“稀缺的世界”为出发点的“补偿论”：英国科特奈尔的“过渡‘缺短时代’的环境经济学”；美国弗赖依无限期保持较高生活水平、环境舒适并有“生态道德”的“理想生态社会的经济学”；美国卡恩用历史的方法推断科学技术和人类历史文化发展必然引向经济增长的“大过渡”理论；英国米香企图协调两者对立的现代主义与环境保护主义的空想的“分区制学说”；以及比米香二元论走得更远的返回自然的倒退主义、复古主义……这些理论基本上可以分为3种观点：悲观派、乐观派和现实派。
悲观派的著名代表是“罗马俱乐部”，它创立于1968年，组成人员有世界100多位科学家、经济学家、教育家和企业家，他们的宗旨是为了探讨世界经济发展的未来如何，人类社会向何处去；他们力图用科学方法来描绘未来世界的面貌，提出为了确保人类所希望的发展应该采取的措施；他们发表过一些具有国际影响的著作，最为轰动的是《增长的极限》。根据他们的预测，如果世界在人口、工业化、污染、粮食生产以及资源使用等方面按照现在的增长率继续发展下去，那么到20世纪末，资源会开始下降，到2050年，资源会突然下降到很低的水平；而到2040年，环境污染会迅速发展到顶点，此后随着资源的枯竭和工农业的衰落而趋于和缓；世界人口大约要到2050年才会增长到最大值，那时的人口数将是几百亿。他们断言，要使世界系统避免最终的崩溃，惟一可行的办法是奉行零增长政策，以保持世界系统的稳定。
属于乐观派的代表人物很多，如H·卡恩、A·托夫勒、B·默里、D·贝尔等，他们都有专著来系统地阐述自己的未来观。他们认为，在能源方面，人类已着手于原子能的实际应用，太阳能、海洋能、生物能和沼能虽还处于试验阶段，但成功的前途是毋庸置疑的，能源危机是完全可以克服的；在生态环境方面，随着社会的发展，科学的进步，人类能够战胜现在和未来可能出现的一切障碍，并能创造美好的人工生态环境以保持生态平衡；至于环境污染，只要花不到2％的世界生产总值用于反污染的措施上，就能彻底解决发展中产生的污染，环境就能保持清洁和良好；此外，遗传工程的广泛应用，尤其是无性繁殖将为人类提供丰富的口粮和副食品；人口的涨落和质量也将置于人类意志控制之下……因此，他们持高度乐观的态度，并认为人类正在进入历史上最有创造性和扩展性的时代。
还有一些现实主义者，认为世界明天的好坏不是命中注定的，而是取决于人类今后几十年做出的决策是否明智。
（郑晓颖摘自《自然与人》2005年第1期，韩玉荣文）