未來的地球與地球的未來

美國亞利桑納州弗拉格斯塔夫地質勘探局的行星科學家們建立了一個「未來地球氣候和地質」模型,通過這個模型,人們可以感知數億年後的地球.他們的觀點融會了地質學、海洋學、大氣科學、天文學和其他學科的最新證據.科學家們認為：有兩個重要的變數主宰著地球和生命形態.其中一個是溫室效應中的二氧化碳,它能影響全球氣溫；另外一個因素就是地球所接受的太陽能.

大氣中的二氧化碳銳減

今天,我們擔心向大氣中排放過多的溫室氣體——二氧化碳會使太陽的熱量散發不出去,從而使全球氣候變暖.可是具有諷刺意味的是：數億年後導致地球氣溫升高、海洋消失、生命滅絕的大災難的原因卻是大氣中缺乏二氧化碳.

我們人類應當感謝二氧化碳在保持地球氣候恆定方面所做出的巨大貢獻,這是因為二氧化碳的作用就像是天然的溫度調節器一樣.如果由於某種原因地球開始變冷,冰川期開始逼近,那麼把大氣中的二氧化碳吸收到地球表層和海洋的化學反應的速度就會放慢.與此同時,不時爆發的火山活動仍會向大氣中釋放二氧化碳,因此,大氣中的二氧化碳的含量將會越聚越多,這又會使氣溫重新升高.相反,如果地球變暖,從空氣中吸走二氧化碳的反應又會加速,於是大氣的溫度又會慢慢地降下來.這一機制已經有效地工作了40億年,使地球的溫度一直處於不太極端的狀態.

然而從長遠來看,太陽將會變得更亮,大約每1億年其亮度就會增加1％.這聽起來似乎沒有什麼大不了的,但是隨著溫度的升高,那些依靠熱量的化學反應將會使大氣中的二氧化碳的含量下降,二氧化碳所起到的溫度調節器作用將遭到破壞.如此下去,5億年後,大氣中二氧化碳的含量將會下降到目前水平的40％多一點.多數的植物將會竭力爭取足夠的二氧化碳進行光合作用,這將會導致大約95％的植物物種陷入困境.松樹、冷杉和熱帶森林將讓位於草、灌木和仙人掌這些在二氧化碳含量相對較低的情況下也能成長的植物.大氣中二氧化碳的含量將會繼續下降,大約在9億年後,最終連這些植被也難以生存.最後,鬱鬱蔥蔥的地球將變成一片土黃色.

地球環境將繼續惡化.大約12億年後,太陽將會比現在亮15個百分點左右.地球表面的溫度將升高到60至70℃,吸收大氣中二氧化碳的化學反應將會更加活躍,幾乎使大氣中的二氧化碳消失殆盡.海洋溫度急劇升高,又增加了大氣的濕度,這使問題變得更加複雜.水汽也是溫室氣體,但它不能像二氧化碳那樣起到溫度自動調節器的作用.大氣中的水分增加意味著地球溫度的升高,這又將導致蒸發掉地表上更多的水.這一惡性循環將造成失控的溫室效應：海洋最終將會消失,只留下大片的干鹽灘；大陸漂移也將慢慢停止；複雜的動物肯定早已滅絕.

晝夜不再交替

美國天文學協會於2003年9月在加利福尼亞州的蒙特雷召開了一次會議,在這次會議上,科學家向人們模擬並描繪了地球在遙遠未來的苦難的模樣：70億年後,太陽膨脹成一個巨大的紅色星球,灼熱地燒烤著地球；沒有人能夠精確地預測那時地球和月球將如何圍繞著太陽旋轉,但有一種可能性是地球將被鎖定——地球一側永遠是白晝,另一側將永遠是黑夜.在未來地球永遠是白晝的一側,太陽看起來有目前的250倍大,佔據了大部分天空,而且太陽光將照射到地球上很遠的地方,事實上只有像北美洲那麼大的一片地方永遠處在黑暗之中,黑暗地帶周圍將是一片永遠處於微明狀態之中的區域.

科學家利用太陽逐漸變亮的天文預測來計算地球表面的溫度.通過研究,他們發現75?郾7億年後,太陽照射下的岩漿海的溫度幾乎達到了2200℃,岩漿將開始蒸發.然而,處於黑夜一面的地球表面的溫度卻很難預測.如果仍有一層厚厚的大氣在漂浮的話,那麼它將會把足夠的熱量帶到處於黑夜的一側,這樣就連黑夜的一側也會變得很溫暖；如果沒有這層大氣,那麼處於黑夜的一側就會變得非常寒冷.這種情況非常類似於只有一層薄薄的大氣的水星.水星正午時氣溫能達到350℃,熱得足以熔化鉛,可是到了夜晚,溫度卻急劇下降,能降到零下170℃.科學家猜測地球黑夜的一側氣溫可能會更低,大約在零下240℃,因此這個又冷又熱的地球將形成一些奇特的天氣模式.在熱的一側,像硅、鎂、鐵等金屬以及它們的氧化物將從岩漿海中蒸發出來.在溫暖的微明區,它們又將重新凝結.你會看到鐵雨,可能還會看到一氧化硅雪.同時,從較冷的灰暗的天空中還會飄下鉀雪和鈉雪.在黑暗的一側,天氣冷得足以將二氧化碳、二氧化硫和氬凍結成一個巨大的冰帽.冰帽上有一層固態氮冰,在此下面將是水冰(如果那時地球上還有水的話).還存在一個極小的可能性,就是在地球的微明區域里還保留一個平靜的液態水海洋.

說了這麼多,我們需要了解這些聽上去很可怕的事情嗎?回答是肯定的,因為應該知道我們賴以生存的這個濕潤的綠洲是這個藍色星球激烈多變的生命中的一段難得而珍貴的平靜時刻——在它從熾熱的高溫中轟轟烈烈地誕生,到它向燒成灰燼並在太空消散的漫長衰變過程中一眨眼的工夫.我們最好還是珍惜現在居住的美麗世界,充分享受和保護好這個多姿而富饒的燦爛世界.

（馬文華摘自《百科知識》2005年第1期,陳萬新文）

人類會有一個怎樣的未來

今天,人類的環境正經歷著歷史上最迅速的變化,這種變化將導向何方?它的前景如何?

為了回答全世界人們普遍關心的這些問題,20世紀70年代以來,相繼出現了各種理論,著名的有以美國麥道斯《增長的極限》為理論基礎的「零增長論」；英國哥爾德·史密斯從人們的生態需求出發,認為改革后工業社會生態系統不能支撐經濟持久增長的「平衡穩定的社會論」；英國舒梅克所強調的要重視人與自然關係的著名的「小型化經濟論」；美國卡倫巴斯的「人道主義社會論」；美國巴克萊和賽克勒「調整人類活動的物理、生物、經濟和社會諸方面整體結構理論」；美國塞尼卡和陶西格以「稀缺的世界」為出發點的「補償論」：英國科特奈爾的「過渡『缺短時代』的環境經濟學」；美國弗賴依無限期保持較高生活水平、環境舒適並有「生態道德」的「理想生態社會的經濟學」；美國卡恩用歷史的方法推斷科學技術和人類歷史文化發展必然引向經濟增長的「大過渡」理論；英國米香企圖協調兩者對立的現代主義與環境保護主義的空想的「分區制學說」；以及比米香二元論走得更遠的返回自然的倒退主義、復古主義……這些理論基本上可以分為3種觀點：悲觀派、樂觀派和現實派.

悲觀派的著名代表是「羅馬俱樂部」,它創立於1968年,組成人員有世界100多位科學家、經濟學家、教育家和企業家,他們的宗旨是為了探討世界經濟發展的未來如何,人類社會向何處去；他們力圖用科學方法來描繪未來世界的面貌,提出為了確保人類所希望的發展應該採取的措施；他們發表過一些具有國際影響的著作,最為轟動的是《增長的極限》.根據他們的預測,如果世界在人口、工業化、污染、糧食生產以及資源使用等方面按照現在的增長率繼續發展下去,那麼到20世紀末,資源會開始下降,到2050年,資源會突然下降到很低的水平；而到2040年,環境污染會迅速發展到頂點,此後隨著資源的枯竭和工農業的衰落而趨於和緩；世界人口大約要到2050年才會增長到最大值,那時的人口數將是幾百億.他們斷言,要使世界系統避免最終的崩潰,惟一可行的辦法是奉行零增長政策,以保持世界系統的穩定.

屬於樂觀派的代表人物很多,如H·卡恩、A·托夫勒、B·默里、D·貝爾等,他們都有專著來系統地闡述自己的未來觀.他們認為,在能源方面,人類已著手於原子能的實際應用,太陽能、海洋能、生物能和沼能雖還處於試驗階段,但成功的前途是毋庸置疑的,能源危機是完全可以克服的；在生態環境方面,隨著社會的發展,科學的進步,人類能夠戰勝現在和未來可能出現的一切障礙,並能創造美好的人工生態環境以保持生態平衡；至於環境污染,只要花不到2％的世界生產總值用於反污染的措施上,就能徹底解決發展中產生的污染,環境就能保持清潔和良好；此外,遺傳工程的廣泛應用,尤其是無性繁殖將為人類提供豐富的口糧和副食品；人口的漲落和質量也將置於人類意志控制之下……因此,他們持高度樂觀的態度,並認為人類正在進入歷史上最有創造性和擴展性的時代.

還有一些現實主義者,認為世界明天的好壞不是命中注定的,而是取決於人類今後幾十年做出的決策是否明智。