十亿年后地球真的不再适合人类居住了吗？
十亿年后地球是否不再适合人类居住？这是一个引人深思的问题，答案很可能是肯定的，而且这个过程会非常漫长而复杂，远非一朝一夕就能定论。要理解这一点，我们需要跳出现有的时间尺度，从宇宙演化的宏大视角来看待地球的命运。
太阳：演化的主导者
首先，最直接也是最根本的原因在于我们的“恒星母亲”——太阳。现在的太阳正处于它生命周期的稳定壮年期，但恒星的生命并非永恒。在接下来的十亿年里，太阳会逐渐发生变化，而这些变化将深刻地影响地球。
太阳的亮度增加： 恒星在其主序星阶段，通过氢核聚变产生能量。随着时间的推移，太阳内部的氢原子不断消耗，氦原子逐渐增多，导致其核心密度和温度升高。这一过程会使得太阳的总输出能量（亮度）稳步增加。科学家们估计，大约在十亿年后，太阳的亮度将比现在增加约10%。
这个看似微小的增长，对于地球来说却是灾难性的。随着太阳光度的增强，地球接收到的热量也会随之增加。目前，地球的平均温度已经被温室效应稳定在15°C左右。如果太阳亮度增加10%，地球表面的平均温度将急剧升高，很可能超过200°C。在这样的高温下，地球上的液态水将全部蒸发，海洋将消失，大气层也将变得极为炽热和干燥。
海平面上升的悖论： 在太阳亮度增加的早期阶段，地球上的冰川和极地冰盖会加速融化，导致海平面大幅上升。沿海城市和低洼地区将被淹没，对人类文明造成巨大的冲击。然而，随着温度的进一步升高，蒸发作用会变得如此强烈，以至于海洋最终会完全消失，转而成为一个干旱的星球。
大气层变化： 高温会加速大气中的水蒸气含量增加，形成更强的温室效应，进一步推高地表温度。同时，高温也可能导致某些气体分子被分解，大气成分发生未知变化。如果大气层中的二氧化碳被耗尽，或者地球磁场发生衰减，地球将失去保护，更容易受到太阳风和宇宙射线的侵袭，这对生命将是毁灭性的。
地球本身的内在变化
除了来自太阳外部的压力，地球自身也在经历漫长而缓慢的演变：
地质活动： 虽然十亿年的时间对于人类寿命来说极其漫长，但在地质学尺度上，这依旧是一个相对短暂的时期。地球的核心仍然在冷却，板块构造活动可能会发生变化。虽然预测具体的地质活动模式非常困难，但地质活动的剧烈变化（如超级火山爆发、大规模地震等）可能再次频繁出现，对地质环境造成长期影响。
磁场的衰减： 地球磁场是由地核内部的液态金属对流产生的，它保护我们免受有害的太阳风侵袭。磁场并非永恒不变，其强度会随时间发生周期性变化，甚至可能发生极性倒转。虽然磁场衰减的精确时间表难以预测，但如果到了十亿年后，地球磁场变得非常微弱，地球将失去重要的保护层，地表生命将暴露在强烈的宇宙辐射之下。
生命的自我演化（如果存在）： 如果人类能够在这个漫长的时间尺度上幸存下来，我们自身的演化方向也是一个未知数。我们可能会通过基因工程或与技术的融合，发展出适应新环境的能力。然而，如果人类文明未能掌握克服这些巨大环境挑战的技术，或者内部发生不可逆转的衰退，那么“人类”这个物种本身，可能就已不复存在，或是以我们现在无法想象的形式存在。
终极命运：地球被吞噬
然而，十亿年只是太阳生命周期中的一个“小节点”。比太阳亮度增加更具毁灭性的事件还在后面。在大约50亿年后，太阳将耗尽其核心的氢燃料，膨胀成为一颗红巨星。此时，太阳的半径将急剧增大，甚至可能吞噬掉包括地球在内的内层行星。即使地球未被直接吞噬，也将被极度高温烤焦，变成一个焦土。最终，太阳将演变成一颗白矮星，最终熄灭，而地球也将成为一颗冰冷、荒凉的残骸，漂浮在黑暗的宇宙中。
总结：
因此，从长远来看，十亿年后地球不再适合人类居住的可能性是极高的。太阳的亮度增加是其中最直接和最不可避免的因素，它将使地球变得酷热难耐。同时，地球自身的演变，如磁场衰减，也可能进一步削弱其宜居性。
当然，这并非意味着人类文明的终结。如果人类文明能够持续发展，并且突破了科技的极限，或许我们能够找到移居到其他星球，或者发展出能够适应极端环境的技术，从而在某种意义上“延续”人类的存在。但就我们目前所理解的“适合人类居住”的条件而言，地球在十亿年后很可能已经无法满足。这是一个由宇宙规律所决定的，关于时间和空间的严酷真相。
太阳：演化的主导者
首先，最直接也是最根本的原因在于我们的“恒星母亲”——太阳。现在的太阳正处于它生命周期的稳定壮年期，但恒星的生命并非永恒。在接下来的十亿年里，太阳会逐渐发生变化，而这些变化将深刻地影响地球。
太阳的亮度增加： 恒星在其主序星阶段，通过氢核聚变产生能量。随着时间的推移，太阳内部的氢原子不断消耗，氦原子逐渐增多，导致其核心密度和温度升高。这一过程会使得太阳的总输出能量（亮度）稳步增加。科学家们估计，大约在十亿年后，太阳的亮度将比现在增加约10%。
这个看似微小的增长，对于地球来说却是灾难性的。随着太阳光度的增强，地球接收到的热量也会随之增加。目前，地球的平均温度已经被温室效应稳定在15°C左右。如果太阳亮度增加10%，地球表面的平均温度将急剧升高，很可能超过200°C。在这样的高温下，地球上的液态水将全部蒸发，海洋将消失，大气层也将变得极为炽热和干燥。
海平面上升的悖论： 在太阳亮度增加的早期阶段，地球上的冰川和极地冰盖会加速融化，导致海平面大幅上升。沿海城市和低洼地区将被淹没，对人类文明造成巨大的冲击。然而，随着温度的进一步升高，蒸发作用会变得如此强烈，以至于海洋最终会完全消失，转而成为一个干旱的星球。
大气层变化： 高温会加速大气中的水蒸气含量增加，形成更强的温室效应，进一步推高地表温度。同时，高温也可能导致某些气体分子被分解，大气成分发生未知变化。如果大气层中的二氧化碳被耗尽，或者地球磁场发生衰减，地球将失去保护，更容易受到太阳风和宇宙射线的侵袭，这对生命将是毁灭性的。
地球本身的内在变化
除了来自太阳外部的压力，地球自身也在经历漫长而缓慢的演变：
地质活动： 虽然十亿年的时间对于人类寿命来说极其漫长，但在地质学尺度上，这依旧是一个相对短暂的时期。地球的核心仍然在冷却，板块构造活动可能会发生变化。虽然预测具体的地质活动模式非常困难，但地质活动的剧烈变化（如超级火山爆发、大规模地震等）可能再次频繁出现，对地质环境造成长期影响。
磁场的衰减： 地球磁场是由地核内部的液态金属对流产生的，它保护我们免受有害的太阳风侵袭。磁场并非永恒不变，其强度会随时间发生周期性变化，甚至可能发生极性倒转。虽然磁场衰减的精确时间表难以预测，但如果到了十亿年后，地球磁场变得非常微弱，地球将失去重要的保护层，地表生命将暴露在强烈的宇宙辐射之下。
生命的自我演化（如果存在）： 如果人类能够在这个漫长的时间尺度上幸存下来，我们自身的演化方向也是一个未知数。我们可能会通过基因工程或与技术的融合，发展出适应新环境的能力。然而，如果人类文明未能掌握克服这些巨大环境挑战的技术，或者内部发生不可逆转的衰退，那么“人类”这个物种本身，可能就已不复存在，或是以我们现在无法想象的形式存在。
终极命运：地球被吞噬
然而，十亿年只是太阳生命周期中的一个“小节点”。比太阳亮度增加更具毁灭性的事件还在后面。在大约50亿年后，太阳将耗尽其核心的氢燃料，膨胀成为一颗红巨星。此时，太阳的半径将急剧增大，甚至可能吞噬掉包括地球在内的内层行星。即使地球未被直接吞噬，也将被极度高温烤焦，变成一个焦土。最终，太阳将演变成一颗白矮星，最终熄灭，而地球也将成为一颗冰冷、荒凉的残骸，漂浮在黑暗的宇宙中。
总结：
因此，从长远来看，十亿年后地球不再适合人类居住的可能性是极高的。太阳的亮度增加是其中最直接和最不可避免的因素，它将使地球变得酷热难耐。同时，地球自身的演变，如磁场衰减，也可能进一步削弱其宜居性。
当然，这并非意味着人类文明的终结。如果人类文明能够持续发展，并且突破了科技的极限，或许我们能够找到移居到其他星球，或者发展出能够适应极端环境的技术，从而在某种意义上“延续”人类的存在。但就我们目前所理解的“适合人类居住”的条件而言，地球在十亿年后很可能已经无法满足。这是一个由宇宙规律所决定的，关于时间和空间的严酷真相。
网友意见
十亿年——果然大数很难产生直观的概念。
陆地上出现植物大约在4亿多年前。
苍蝇最早出现于2.5亿年前。
第一棵开花的植物出现在1亿多年前。
恐龙灭绝于六千五百万年前。
“活化石”大熊猫诞生于数百万年前。
最早的青铜器出现于几千年前。
工业革命才结束几百年。
大多数哺乳动物从出现到灭绝不过几百万到一两千万年。对于一个三四十岁的中年，村子一万年后是否真的不再适合自己，似乎并不是什么值得烦心的事。
只看地球环境的变化趋势，用不着十亿年。
不考虑人类活动造成的影响和“地球上诞生新的技术文明”之类因素，地球上的多细胞真核生物可能在约 8 亿年后灭绝，真核生物可能在约 13 亿年后灭绝[1]。可能有一部分特别耐环境的多细胞真核生物与原核生物一起长久地存续，那不包括人。
至于多细胞原核生物，其可以期待继续存在的时间可能与单细胞原核生物没有什么特别的差异，约 16 亿到 28 亿年，乃至更久。
太阳的亮度每 1.1 亿年增强约 1%，这增速在慢慢加快。在约 10 亿年后，亮度增强 10% 的太阳可以让地表温度升至 47~70 摄氏度，大量蒸发海水，形成正反馈[2]。
早在那之前数亿年，地表温度上升引起的化学反应加快就可以导致大气二氧化碳浓度崩盘，杀死大量多细胞真核生物：
- 硅酸盐矿物的风化速率增加，大气中的二氧化碳转化为碳酸盐的速度加快。如果没有什么生物演化得能高效率分解碳酸盐，从现在起约 6 亿年后，大气二氧化碳浓度将低于维持 C3 光合作用所需的下限（约百万分之 50），引起大量植物死亡，从而带走依赖它们的许多动物。
- C4 光合作用需要的大气二氧化碳浓度下限约百万分之 10，允许 C4 光合作用从现在起继续进行 8 亿到 12 亿年。
- 你可以预期“植物演化得更擅长固定低浓度二氧化碳，会加速大气二氧化碳浓度的下降”，从而形成自我毁灭的趋势，让植物在 5 亿到 9 亿年后提前灭绝。
- 一些微生物能在二氧化碳浓度低至百万分之 1 的情况下进行光合作用。约 16 亿年后，这种光合作用也难以再进行下去，地球生命将进入“在深层地下靠化能自养·辐射自养·红外线光合作用等维持”的时代。预计这可以持续到 28 亿年后[3]。你可以预期“有一些多细胞真核生物可以和微生物共生到那个时候”。
有学者估计，在约 30 亿到 40 亿年后，地球上会发生金星现在展示的失控温室效应，而且那时太阳的光度会比现在强得多，地表温度可以达到 1330 摄氏度[4]。这可能足以歼灭地球上所有的多细胞生物，或是所有地球生物。
8 亿年对生物演化来说是一段很长的时间，“某些多细胞真核生物演化得能够生活在深层地下”并不是什么不可思议的事。在这种情况下，多细胞真核生物存在超过 8 亿年的主要障碍不是天空中灼热的太阳，而是“多细胞生物在削减复杂度、提高环境耐性时可能变为单细胞生物”：
- 一些单细胞绿藻，例如小球藻，有证据显示是从石莼纲演化过来的；
- 一些单细胞红藻，例如 Porphyridium cruentum，有证据显示是从多细胞变成单细胞的；
- 那不是真核生物的特色，蓝菌至少 5 次从多细胞变成单细胞；
- 粘孢子虫可能是某种刺胞动物的癌细胞独立为单细胞生物物种然后再次多细胞化的产物；
- 袋獾传染性面部肿瘤、犬传染性生殖道肿瘤、双壳类传染性白血病的病原体是这些物种身上癌变的细胞，这些癌细胞可以在个体间传递。犬传染性生殖道肿瘤的癌细胞已经重新稳定了染色体组，一些学者认为这可以视为从哺乳纲演化成了单细胞生物（但仍然有人认为这些癌细胞没有严格的世系）。
在太阳变成红巨星后，其光度将足以烤得碳酸盐岩石将二氧化碳重新释放到地球大气中。
这些对人来说完全不重要。显然，如果人类或人类的后继者的技术文明可以存在到上述时间，即使不考虑他们早就可以将太阳拆成红矮星与大量氢储备的概率，“在地球上或地球轨道上配置大量的反光镜”之类听起来十分呆萌的手段就能解决这些问题。
参考
- ^ https://doi.org/10.5194%2Fbgd-2-1665-2005
- ^ Jérémy Leconte, Francois Forget, Benjamin Charnay, Robin Wordsworth, Alizée Pottier. Increased insolation threshold for runaway greenhouse processes on Earth-like planets. Nature, 2013; 504 (7479): 268 DOI: 10.1038/nature12827
- ^ https://doi.org/10.1017%2FS147355041200047X
- ^ https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2002ASPC..269...85G
杞人忧天。地球有人类文明史不过5000年。能再延续5000年都是赚的。不谈十亿年后的事情。
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