Jednoho dne v budoucnosti budou oceány Země vařit, zničí veškerý život na povrchu planety a učiní jej zcela neobyvatelným. Toto globální oteplování je v jistém smyslu nevyhnutelné: k postupnému oteplování, ke kterému dochází u Slunce, dochází v důsledku postupného vyhoření paliva uvnitř hvězdy. Existuje-li však způsob, jak udržet Zemi obyvatelnou, budeme-li vyvíjet dlouhodobé řešení: migraci celé Země. Je to možné?
Musíme přijít na to, jak horké to bude a jak rychle se to stane, aby se Země pohybovala tempem.
Jakákoli hvězda získá svou energii tím, že roztaví lehčí prvky do těžších v jádru. Naše Slunce syntetizuje zejména helium z vodíku v oblastech, kde teplota jádra přesahuje 4 000 000 stupňů. Čím teplejší, tím rychlejší je rychlost syntézy; v samém srdci jádra teplota dosahuje 15 000 000 stupňů. Tato rychlost je téměř vždy konstantní. V průběhu času se procento vodíku na hélium mění a interiér se během miliard let ohřívá o něco více. A když dojde k zahřátí, pozorujeme následující:
- svítivost se zvyšuje - v průběhu času se uvolňuje více energie
- svítidlo se mírně zvětšuje, poloměr se zvyšuje o několik procent za každých miliard let
- jeho teplota zůstává téměř vždy konstantní, mění se o méně než 1% na miliardu let.
To vše se scvrkává na jednu nepříjemnou skutečnost: množství energie, která dosáhne Země, se v průběhu času pomalu zvyšuje. Za každých 110 milionů let stoupá sluneční svítivost asi o 1%. To znamená, že energie, která se dostane na Zemi, se také zvýší přibližně o 1% přibližně ve stejnou dobu. Když byla Země o čtyři miliardy let mladší, naše planeta obdržela 70% energie, kterou dnes dostává. A v dalším jednom nebo dvou miliardách let, pokud neděláme nic, se na Zemi vytvoří významné problémy. V určitém okamžiku teplota povrchu vzroste na 100 stupňů Celsia. To znamená, že oceány se vypařují.
Propagační video:
Jak to můžeme zmírnit? Existuje několik možných řešení:
"Můžeme nainstalovat řadu velkých reflektorů v bodě L1 Lagrange, abychom zabránili tomu, aby část světla dopadla na Zemi."
"Můžeme geomotoricky upravit atmosféru / albedo naší planety, takže odráží více světla a méně absorbuje."
"Můžeme zachránit planetu před skleníkovým efektem odstraněním molekul metanu a oxidu uhličitého z atmosféry."
"Můžeme opustit Zemi a soustředit se na terraformování vnějších světů, jako je Mars."
Teoreticky všechno může fungovat, ale bude to vyžadovat obrovské úsilí a podporu.
Rozhodnutí o migraci Země na vzdálenou oběžnou dráhu se však může stát konečným. A i když budeme muset neustále přemisťovat planetu z oběžné dráhy, abychom udrželi konstantní teplotu, bude to trvat stovky milionů let. Aby se kompenzoval účinek 1% zvýšení svítivosti Slunce, musí být Země posunuta o 0,5% od Slunce; Aby se kompenzovalo zvýšení o 20% (tj. o více než 2 miliardy let), musí být Země posunuta o 9,5% dále. Země už nebude 149,6 milionů km od Slunce, ale 164 milionů km.
Vzdálenost od Země ke Slunci se za posledních 4,5 miliardy let příliš nezměnila. Pokud se ale Slunce zahřeje a nechceme, aby se Země úplně opékala, budeme muset vážně zvážit možnost planetární migrace.
Trvá to hodně energie! Pokud bychom přesunuli Zemi - všech jejích šest miliard liber (6 x 1024) - daleko od Slunce, výrazně by to změnilo naše orbitální parametry. Pokud přesuneme planetu 164 000 000 km od Slunce, existují zjevné rozdíly:
- Země se točí kolem Slunce o 14,6% déle
- pro udržení stabilní oběžné dráhy musí naše orbitální rychlost klesnout z 30 km / s na 28,5 km / s
- pokud doba rotace Země zůstane stejná (24 hodin), rok nebude 365, ale 418 dní
- Slunce bude na obloze mnohem menší - o 10% - a přílivy způsobené sluncem budou slabší o několik centimetrů
Pokud Slunce nabobtná a Země se od něj vzdálí, tyto dva efekty nejsou zcela kompenzovány; Slunce bude vypadat menší od Země.
Abychom však Zemi dostali tak daleko, musíme provést velmi velké energetické změny: budeme muset změnit gravitační potenciální energii systému Slunce-Země. I když vezmeme v úvahu všechny ostatní faktory, včetně zpomalení pohybu Země kolem Slunce, budeme muset změnit orbitální energii Země o 4,7 x 1035 joul, což odpovídá 1,3 x 1020 terawatthodin: 1015násobek ročních vynaložených energetických nákladů lidstvo. Člověk by si myslel, že za dva miliardy let se budou lišit a jsou, ale ne moc. Budeme potřebovat 500 000krát více energie, než jakou lidstvo dnes vytváří na celém světě, a vše půjde k přesunu Země do bezpečí.
Rychlost, kterou se planety točí kolem Slunce, závisí na jejich vzdálenosti od Slunce. Pomalá migrace Země na 9,5% vzdálenosti nenaruší oběžné dráhy jiných planet.
Technologie není nejtěžší otázkou. Ošemetná otázka je mnohem zásadnější: jak získáme veškerou tuto energii? Ve skutečnosti existuje pouze jedno místo, které uspokojí naše potřeby: samotné slunce. V současné době Země dostává od Slunce asi 1500 wattů energie na metr čtvereční. Abychom získali dostatek energie pro migraci Země ve správném čase, musíme si postavit pole (ve vesmíru), které bude shromažďovat 4,7 x 1035 joul energie rovnoměrně po dobu 2 miliard let. To znamená, že potřebujeme řadu 5 x 1015 metrů čtverečních (a 100% účinnost), což odpovídá celé ploše deseti planet, jako je ta naše.
Koncept vesmírné sluneční energie se vyvíjí již dlouhou dobu, ale nikdo si dosud nepředstavoval řadu solárních článků měřících 5 miliard čtverečních kilometrů.
Proto, pro přepravu Země na bezpečnou oběžnou dráhu dále, bude zapotřebí solární panel o rozloze 5 miliard čtverečních kilometrů, 100% účinný, přičemž veškerá energie bude vynaložena na vytlačení Země na další oběžnou dráhu během 2 miliard let. Je to fyzicky možné? Absolutně. S moderní technologií? Vůbec ne. Je to prakticky možné? S tím, co víme teď, téměř určitě ne. Přetažení celé planety je obtížné ze dvou důvodů: zaprvé kvůli gravitačnímu tahu Slunce a kvůli masivitě Země. Máme ale jen takové Slunce a takovou Zemi a Slunce se bude zahřívat bez ohledu na naše činy. Dokud nezjistíme, jak sbírat a využívat toto množství energie, budeme potřebovat další strategie.
Ilya Khel