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当末日到来时

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  在人类文明中,关于“末日”的预言存在了几千年之久,给人们带来过恐慌,但一次次被证明是无稽之谈。可是,宇宙有生有灭,总有一天,星辰的变动会影响我们居住的环境,末日会在那个时候到来。当末日到来时,我们的地球会怎样呢?
  末日什么时候来
  让我们先保持乐观。假设我们能够成功避开自作孽导致的核能浩劫,躲开能够消灭地球生命的超大号小行星撞击,也能够在周围其他超新星爆发产生的致命辐射下顽强地活下来,那么我们就能撑够60亿年,目睹太阳变成一颗红巨星。那时,太阳会不断膨胀,最终会膨胀到地球轨道附近,把我们的蓝色星球烤化掉。
  60亿年,听起来好像还挺久的嘛。但事实上,末日的到来要比60亿年这个期限早得多。
  从某种意义上来说,地球在太阳系所处的位置其实挺危险的。太阳系存在一个围绕太阳的环形宜居带,这里与太阳的距离恰到好处。在此区域范围之内,不太热,也不太冷,星球表面可存在液态水,大气中也能够有足够的二氧化碳,让植物有条件进行光合作用。我们这些肉身凡胎在这样的环境中才能够生存、繁衍。这个宜居带有多宽呢?据科学家最新计算,这个宽度在0.99到1.15个天文单位(1个天文单位就是地球到太阳的距离),地球勉勉强强挤进了宜居带之内,不过与环形宜居带的内缘太近了,只有日地距离的1%。如果不知道因为什么原因,哪里出了意外,地球和太阳的距离变得更近了,那么美丽的蓝色星球也就要和幸福告别了。
  悲哀的是宜居带的内缘还在不断向外推进,也就是说,我们离生死的边界越来越近。太阳是个充满了气体的大球,所有的气体因为太阳的引力而凝聚。在太阳的中心,极端的高压和高温能够融化氢原子的原子核,把它转化为氦,这也就是核聚变过程。通过核聚变,4个氢原子变成了1个氦原子。随着这样的聚变不断发生,每产生1个氦原子,就会减少3个原子核。随着聚变的进行,原子核数量不断减少,太阳内核对外的抵抗力量就会越来越小。相应地,太阳的外层对内的压力就显得越来越大,会向内挤压太阳的内核,导致内核的压力、温度以及聚变速率增加,使得太阳的亮度每10亿年增加10%。
  二氧化碳具有保温的作用,就像是盖在地球身上的一床被子。从某种程度上来说,随着太阳的亮度和温度不断升高,地球大气中二氧化碳的浓度会下降。这是因为,地球气温升高会加速水与硅酸盐岩石的反应,而在这种反应过程中会吸收空气中的二氧化碳。大气中二氧化碳降低,保温作用自然就减弱了,于是面对高温的我们就能再多忍一阵子,通过这种方法保持的地表温度仍然能够适合生存。
  植物的沦陷
  就算如上面说的那样地球能够为我们再争取多一点时间,但还是会遇到很多问题。最终,越来越温暖的阳光会使二氧化碳降到很低的水平,导致植物开始死亡。首先遭殃的是C3植物,比如大麦、小麦、燕麦、水稻、大豆、豌豆、椰子、香蕉、土豆、棉花以及大部分树木。之所以称它们为C3植物,是因为在这些进行植物光合作用的过程中,二氧化碳中碳元素转化的初级产物会涉及到含有3个碳原子的化合物,地球上大部分植物都是C3植物。人类文明在极大程度上依赖着这些C3植物,这些植物的产值占据了全球农业产值的85%。在2亿年之内,空气中二氧化碳的浓度会从现在的0.4‰下降到0.15‰,到时候这些C3植物都会死翘翘。
  另一类植物是C4植物,C4植物在光合作用过程中首先会形成含4个碳原子的化合物。常见的C4植物包括玉米、高粱、小米、甘蔗以及杂草。尽管C4植物只占植物种类的3%,但是它们完成了地球上25%的光合作用,这些生命似乎比C3植物更为顽强。未来,当C3植物纷纷死去,我们可能得通过基因工程将一些C3植物转化成C4植物,增加C4植物的种类,以此来维持生存。
  现在人们已经开始研究如何把C3植物转化成C4植物,如果这一创新成功的话,在现有条件下转化后的植物能够增产50%。到了空气中二氧化碳降至0.1‰的时候,C4植物会是我们的救命稻草。人们认为C4植物的产生就是自然进化对于不断降低的二氧化碳所产生的应对机制。很有可能当C3植物灭绝之后,C4植物就会兴盛起来,彻底取代C3植物在生态系统中的位置。
  不幸的是,在C3植物灭亡3亿年之后,C4植物也会灭亡。到时候大气中二氧化碳的浓度已经不足0.01‰,地球上没有植物能够幸免于难。
  蟑螂都活不下来
  目前,地球大气中的氧气都是靠光合作用产生。一旦植物消失,停止为地球大气补充氧气,动物也会开始死亡。当植物灭亡之后,氧气会变成一种不可再生资源。大型动物只需要几万年就会全部灭绝。体型较小、生命顽强的动物能够多活些时日。有一些微生物可能会退化为原始的生存状态,利用硫酸盐或铁这样的物质,而非二氧化碳和氧气来完成代谢反应,维持生存。
  就这样,5亿年之后,没有人还能存活在地球表面,末日的钟声响起了。当大气中二氧化碳全部耗尽,不能再调节地表温度,万事万物都会变得极热无比。在10亿年之后,地表的平均温度会从现在的17℃上升到45℃。生物的正常生理活动离不开体内各种酶的催化作用,但是这些酶在高温环境下会失去活性。当外界温度长期过高时,大量热量蓄积在体内,使得生物体的体温也变得很高,酶无法发挥作用,生化反应停止,造成器官衰竭和系统紊乱,最终任何生命都难逃死亡。
  怎样逃脱末日魔咒
  现在,趁着我们还有能力,趁着末日离我们还没有那么近,我们可以尽力做些准备,试试看能否逃脱末日魔咒。
  比如,我们可以设法改变地球的轨道。假如我们发射一颗直径100千米,沿椭圆轨道运动,每5000年靠近地球一次的小行星,而且在此过程中不伤及地球自身,那么我们或许可以慢慢利用小行星的引力把地球的轨道推移得离太阳远一点。作为后备计划,我们还可以在地球背后建一个巨大的太阳帆,把地球拖到离太阳较远的地方去。这样的太阳帆会像个巨型的风筝,太阳发出的光子流就像是风,把这个帆吹向离太阳更远一些的地方。但要想让太阳帆很好地发挥作用,这个太阳帆的直径得要有地球直径的20倍,可质量却不能超过珠穆朗玛峰质量的2%(大约1万亿吨)。从原则上来说,这两个计划可以让地球继续处于太阳系的宜居区域,一直坚持到太阳变成红巨星。
  未来世界对我们是个灾难,不过,对于无生命的非生物体,比如机器人,那样的世界或许是个机遇。说不定,它们会过得比现在更好。
  一方面,太阳越来越亮,意味着能够为地球提供更充足的太阳能。另一方面,到时候,太空天气也会变得越来越好。太阳就像一个永不停歇的发电机,不停地自转,产生巨大的磁力风暴,扰乱通信和网络,造成电网超负荷,损坏轨道卫星。1989年曾爆发过这样的太阳风暴,导致加拿大魁北克大部分地区电力故障。目前,这样的风暴大约每100年会发生1~2次。但是随着太阳变老,它的自转速度会越来越慢,磁力风暴也会相应减弱。所以说,对机器人来说,这样的环境反而更适合它们生存。
  鉴于这些情况,我们人类不妨直接把我们自己的全部意识上传给机器人。以另一种形态在未来的险恶地球环境中生存。要完成这一设想,需要非常高端的计算资源,需要彻底参透神经科学,需要我们的知识和技术实现巨大飞跃。如果这一切要求都能够得到满足,那么到时候,我们就能把我们的生物“硬件”――皮囊丢掉,活在一个个机器人的躯壳下。这样或许也不是件坏事吧?趁末日还没到,我们还可以抓紧时间好好想想怎么把自己塞到机器人的身体里。
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