Într-o zi în viitor, oceanele Pământului se vor fierbe, distrugând toată viața de pe suprafața planetei și făcând-o complet nelocuibilă. Această încălzire globală este într-un anumit sens inevitabilă: încălzirea treptată experimentată de Soare are loc datorită arderii treptate a combustibilului în interiorul stelei. Cu toate acestea, există o modalitate de a menține Pământul locuibil dacă dezvoltăm o soluție pe termen lung: migrația întregului Pământ. Este posibil?
Trebuie să ne dăm seama cât de cald va ajunge și cât de repede se va întâmpla pentru a muta Pământul în ritm.
Modul în care orice stea își capătă energia este prin fuzionarea elementelor mai ușoare cu cele mai grele din miez. Soarele nostru, în special, sintetizează heliu din hidrogen în regiunile în care temperatura de bază depășește 4.000.000 de grade. Cu cât este mai cald, cu atât viteza de sinteză este mai rapidă; chiar inima miezului, temperatura atinge 15.000.000 de grade. Această viteză este aproape întotdeauna constantă. De-a lungul timpului, procentul de hidrogen la heliu se schimbă, iar interiorul se încălzește ceva mai mult peste miliarde de ani. Iar când se produce încălzirea, observăm următoarele:
- luminozitatea crește - se emite mai multă energie în timp
- lumina crește ușor în dimensiuni, raza crește cu câteva procente la fiecare miliard de ani
- temperatura sa rămâne aproape întotdeauna constantă, variind cu mai puțin de 1% pe miliard de ani.
Totul se reduce la un singur fapt inconvenient: cantitatea de energie care ajunge pe Pământ crește încet în timp. La fiecare 110 milioane de ani, luminozitatea solară crește cu aproximativ 1%. Aceasta înseamnă că energia care ajunge pe Pământ crește și cu 1% în același timp. Când Pământul era cu patru miliarde de ani mai tânăr, planeta noastră a primit 70% din energia pe care o primește astăzi. Și în încă unul sau două miliarde de ani, dacă nu facem nimic, se vor forma probleme semnificative pe Pământ. La un moment dat, temperatura suprafeței va crește până la 100 de grade Celsius. Adică oceanele se vor evapora.
Video promotional:
Cum putem atenua acest lucru? Există mai multe soluții posibile:
„Putem instala o serie de reflectoare mari în punctul Lagrange L1 pentru a împiedica o parte din lumină să ajungă pe Pământ.
„Putem geo-inginer atmosfera / albedo-ul planetei noastre, astfel încât să reflecte mai multă lumină și să absoarbă mai puțin.
„Putem salva planeta de efectul de seră eliminând moleculele de metan și dioxid de carbon din atmosferă.
„Putem părăsi Pământul și ne putem concentra pe lumi exterioare de tip Terraforming precum Marte.
În teorie, totul poate funcționa, dar va necesita efort și sprijin extraordinar.
Cu toate acestea, decizia de a migra Pământul pe o orbită îndepărtată poate deveni definitivă. Și deși va trebui să mutăm constant planeta de pe orbită pentru a menține temperatura constantă, va dura sute de milioane de ani. Pentru a compensa efectul creșterii cu 1% a luminozității Soarelui, Pământul trebuie deplasat cu 0,5% din distanța sa față de Soare; pentru a compensa creșterea cu 20% (adică peste 2 miliarde de ani), Pământul trebuie deplasat cu 9,5% mai departe. Pământul nu va mai fi la 149,6 milioane km de Soare, ci 164 milioane km.
Distanța de la Pământ la Soare nu s-a schimbat prea mult în ultimii 4,5 miliarde de ani. Dar dacă Soarele se încălzește și nu dorim ca Pământul să se rumenească complet, va trebui să luăm în serios în considerare posibilitatea migrației planetare.
Este nevoie de multă energie! Pentru a muta Pământul - toate cele șase septile de kilograme (6 x 1024) - departe de Soare ne-ar schimba semnificativ parametrii orbitali. Dacă ne deplasăm planeta la 164.000.000 km distanță de Soare, există diferențe evidente:
- Pământul va învârti în jurul Soarelui cu 14,6% mai mult
- pentru a menține o orbită stabilă, viteza noastră orbitală trebuie să scadă de la 30 km / s la 28,5 km / s
- dacă perioada de rotație a Pământului rămâne aceeași (24 de ore), anul nu va fi 365, ci 418 zile
- Soarele va fi mult mai mic pe cer - cu 10% - iar mareele cauzate de soare vor fi mai slabe cu câțiva centimetri
Dacă Soarele se umflă în dimensiune și Pământul se îndepărtează de acesta, aceste două efecte nu sunt destul de compensate; Soarele va apărea mai mic de pe Pământ.
Dar pentru a aduce Pământul departe, trebuie să facem schimbări energetice foarte mari: va trebui să schimbăm energia potențială gravitațională a sistemului Soare-Pământ. Chiar și luând în considerare toți ceilalți factori, inclusiv încetinirea mișcării Pământului în jurul Soarelui, va trebui să schimbăm energia orbitală a Pământului cu 4,7 x 1035 joule, ceea ce este echivalent cu 1,3 x 1020 terawatt ore: 1015 ori costurile energetice anuale suportate omenirea. S-ar crede că peste două miliarde de ani vor fi diferite și sunt, dar nu foarte multe. Vom avea nevoie de 500.000 de ori mai multă energie decât generarea umanității în întreaga lume astăzi și totul va merge în mișcarea Pământului către siguranță.
Viteza cu care planetele rotesc în jurul soarelui depinde de distanța lor față de soare. Migrația lentă a Pământului la 9,5% din distanță nu va perturba orbitele altor planete.
Tehnologia nu este cea mai grea întrebare. Întrebarea complicată este mult mai fundamentală: cum obținem toată această energie? În realitate, există un singur loc care ne va satisface nevoile: soarele însuși. În prezent, Pământul primește aproximativ 1500 wați de energie pe metru pătrat de la Soare. Pentru a obține suficientă putere pentru a migra Pământul într-o perioadă adecvată de timp, va trebui să construim un tablou (în spațiu) care va colecta 4,7 x 1035 joule de energie, uniform, peste 2 miliarde de ani. Aceasta înseamnă că avem nevoie de o serie de 5 x 1015 metri pătrați (și 100% eficiență), ceea ce este echivalent cu întreaga suprafață a zece planete, ca a noastră.
Conceptul de energie solară spațială este în dezvoltare de mult timp, dar nimeni nu și-a imaginat încă o serie de celule solare care măsoară 5 miliarde de kilometri pătrați.
Prin urmare, pentru a transporta Pământul pe o orbită sigură mai departe, va fi nevoie de un panou solar de 5 miliarde de kilometri pătrați, eficient la 100 la sută, toată energia care va fi cheltuită pentru împingerea Pământului pe o altă orbită peste 2 miliarde de ani. Este posibil din punct de vedere fizic? Absolut. Cu tehnologie modernă? Deloc. Este practic posibil? Cu ceea ce știm acum, aproape sigur că nu. Tragerea unei planete întregi este dificilă din două motive: în primul rând, din cauza tragerii gravitaționale a soarelui și din cauza masivității pământului. Dar avem doar un astfel de Soare și un astfel de Pământ, iar Soarele se va încălzi indiferent de acțiunile noastre. Până să ne dăm seama cum să colectăm și să folosim această cantitate de energie, vom avea nevoie de alte strategii.
Ilya Khel
