En dag i fremtiden vil jordens havene koge og ødelægge alt liv på planetens overflade og gøre det fuldstændigt ubeboeligt. Denne globale opvarmning er på en eller anden måde uundgåelig: den gradvise opvarmning, som Solen oplever, opstår på grund af den gradvise udbrænding af brændstoffet inde i stjernen. Der er dog en måde at holde Jorden beboelig på, hvis vi udvikler en langsigtet løsning: migrationen af hele Jorden. Er det muligt?
Vi er nødt til at finde ud af, hvor varmt det bliver, og hvor hurtigt det vil ske for at bevæge jorden i et tempo.
Den måde enhver stjerne får sin energi på er ved at smelte lettere elementer ind i tyngre i kernen. Vores sol syntetiserer især helium fra brint i regioner, hvor kernetemperaturen overstiger 4.000.000 grader. Jo varmere, jo hurtigere er syntesehastigheden; i hjertet af kernen når temperaturen 15.000.000 grader. Denne hastighed er næsten altid konstant. Over tid ændrer procentdelen af brint til helium sig, og det indre opvarmes lidt mere over milliarder af år. Og når opvarmningen finder sted, observerer vi følgende:
- lysstyrken øges - der udsendes mere energi over tid
- lysstyrken stiger lidt i størrelse, radiusen stiger med flere procent for hver milliard år
- dens temperatur forbliver næsten altid konstant og varierer med mindre end 1% pr. milliard år.
Det hele koges ned til en ubekvem kendsgerning: mængden af energi, der når jorden, øges langsomt med tiden. For hvert 110 millioner år stiger sollysets styrke med cirka 1%. Dette betyder, at energien, der når jorden, også øges med 1% på omtrent samme tid. Da Jorden var fire milliarder år yngre, modtog vores planet 70% af den energi, den modtager i dag. Og om endnu en eller to milliarder år, hvis vi ikke gør noget, vil der opstå betydelige problemer på Jorden. På et tidspunkt vil overfladetemperaturen stige til 100 grader Celsius. Det vil sige, at oceanerne vil fordampe.
Salgsfremmende video:
Hvordan kan vi afbøde dette? Der er flere mulige løsninger:
”Vi kan installere en række store reflekser på L1 Lagrange-punktet for at forhindre noget af lyset i at nå Jorden.
”Vi kan geografisk konstruere atmosfæren / albedoen på vores planet, så den reflekterer mere lys og optager mindre.
”Vi kan redde planeten fra drivhuseffekten ved at fjerne metan og kuldioxidmolekyler fra atmosfæren.
”Vi kan forlade Jorden og fokusere på terraformerende ydre verdener som Mars.
I teorien kan alt arbejde, men det kræver en enorm indsats og støtte.
Dog kan beslutningen om at migrere Jorden til en fjern bane blive endelig. Og selvom vi konstant bliver nødt til at bevæge planeten ud af bane for at holde temperaturen konstant, vil det tage hundreder af millioner af år. For at kompensere for virkningen af en stigning på 1% i solens lysstyrke, skal jorden flyttes 0,5% væk fra solen; for at kompensere for stigningen på 20% (det vil sige over 2 milliarder år), skal Jorden flyttes 9,5% videre. Jorden vil ikke længere være 149,6 millioner km fra solen, men 164 millioner km.
Afstanden fra Jorden til Solen har ikke ændret sig meget i de sidste 4,5 milliarder år. Men hvis solen varmer op, og vi ikke ønsker, at Jorden skal stege fuldstændigt, bliver vi nødt til at overveje alvorlig muligheden for planetarisk migration.
Det kræver en masse energi! At flytte Jorden - alle dens seks septillion kg (6 x 1024) - væk fra Solen ville ændre vores orbitalparametre betydeligt. Hvis vi flytter planeten 164.000.000 km væk fra solen, er der tydelige forskelle:
- Jorden vil dreje sig om Solen 14,6% længere
- For at opretholde en stabil bane skal vores omløbshastighed falde fra 30 km / s til 28,5 km / s
- hvis jordens rotationsperiode forbliver den samme (24 timer), vil året ikke være 365, men 418 dage
- Solen vil være meget mindre på himlen - med 10% - og tidevandene forårsaget af solen vil være svagere med et par centimeter
Hvis solen svulmer i størrelse, og Jorden bevæger sig væk fra den, kompenseres disse to effekter ikke helt; Solen vises mindre fra Jorden.
Men for at bringe Jorden så langt, er vi nødt til at foretage meget store energiforandringer: Vi bliver nødt til at ændre tyngdepotentialenergien i Sun-Earth-systemet. Selv hvis vi tager højde for alle andre faktorer, herunder aftagelse af jordens bevægelse omkring solen, bliver vi nødt til at ændre jordens orbital energi med 4,7 x 1035 joule, hvilket svarer til 1,3 x 1020 terawattimer: 1015 gange de årlige energiomkostninger, der er afholdt menneskelighed. Man skulle tro, at om to milliarder år vil de være forskellige, og det er de, men ikke meget. Vi har brug for 500.000 gange mere energi, end menneskeheden genererer rundt omkring i verden i dag, og det vil alle gå til at flytte Jorden til sikkerhed.
Den hastighed, hvormed planeterne drejer rundt om solen, afhænger af deres afstand fra solen. Den langsomme vandring af Jorden ved 9,5% af afstanden forstyrrer ikke banernes baner.
Teknologi er ikke det sværeste spørgsmål. Det vanskelige spørgsmål er meget mere grundlæggende: hvordan får vi al denne energi? I virkeligheden er der kun et sted, der vil tilfredsstille vores behov: selve solen. I øjeblikket modtager Jorden cirka 1500 watt energi per kvadratmeter fra solen. For at få tilstrækkelig kraft til at migrere Jorden i den rigtige mængde tid, bliver vi nødt til at opbygge en matrix (i rummet), der vil samle 4,7 x 1035 joule energi jævnt over 2 milliarder år. Det betyder, at vi har brug for en række 5 x 1015 kvadratmeter (og 100% effektivitet), hvilket svarer til hele arealet på ti planeter, som vores.
Begrebet rum solenergi har været under udvikling i lang tid, men ingen har endnu forestillet sig en række solceller, der måler 5 milliarder kvadratkilometer.
For at transportere Jorden til en sikker bane længere væk er der behov for et solpanel på 5 milliarder kvadratkilometer, 100% effektivt, hvis energi vil blive brugt på at skubbe Jorden til en anden bane inden for 2 milliarder år. Er det fysisk muligt? Absolut. Med moderne teknologi? Slet ikke. Er dette praktisk muligt? Med det, vi ved nu, næsten bestemt ikke. Det er vanskeligt af to grunde at trække en hel planet: For det første på grund af solens tyngdekraft og på grund af jordens massivitet. Men vi har netop en sådan sol og en sådan jord, og solen vil varme op uanset vores handlinger. Indtil vi finder ud af, hvordan vi indsamler og bruger denne mængde energi, har vi brug for andre strategier.
Ilya Khel
