Jedného dňa v budúcnosti sa oceány Zeme uvaria, zničia všetok život na povrchu planéty a úplne ho obývajú. Toto globálne otepľovanie je v istom zmysle nevyhnutné: k postupnému otepľovaniu slnka dochádza v dôsledku postupného vyhorenia paliva vo vnútri hviezdy. Existuje však spôsob, ako udržať Zem obývateľnú, ak vyvinieme dlhodobé riešenie: migráciu celej Zeme. Je to možné?
Musíme prísť na to, ako bude horúce a ako rýchlo sa to stane, aby sa Zem pohybovala tempom.
Akákoľvek energia získava každá hviezda tak, že zapája ľahšie prvky do ťažších v jadre. Naše Slnko syntetizuje najmä hélium z vodíka v oblastiach, kde teplota jadra presahuje 4 000 000 stupňov. Čím teplejšia, tým rýchlejšia je rýchlosť syntézy; v samom srdci jadra teplota dosahuje 15 000 000 stupňov. Táto rýchlosť je takmer vždy konštantná. V priebehu času sa mení podiel vodíka na hélium a interiér sa v priebehu niekoľkých rokov zohrieva o niečo viac. A keď nastane zahrievanie, pozorujeme nasledujúce:
- svietivosť sa zvyšuje - v priebehu času sa vyžaruje viac energie
- svietidlo sa mierne zväčšuje, polomer sa zvyšuje o niekoľko percent za každú miliardu rokov
- jeho teplota zostáva takmer vždy konštantná a mení sa o menej ako 1% na miliardu rokov.
Všetko sa scvrkáva na jednu nepríjemnú skutočnosť: množstvo energie, ktorá sa dostane na Zem, sa v priebehu času pomaly zvyšuje. Za každých 110 miliónov rokov sa solárna svietivosť zvyšuje približne o 1%. To znamená, že energia dosahujúca Zem sa tiež zvyšuje približne o 1% približne v rovnakom čase. Keď bola Zem o štyri miliardy rokov mladšia, naša planéta dostala 70% energie, ktorú dnes dostáva. A v prípade jedného alebo dvoch miliárd rokov, ak neurobíme nič, na Zemi sa vytvoria významné problémy. V určitom okamihu teplota povrchu stúpne na 100 stupňov Celzia. To znamená, že oceány sa vyparia.
Propagačné video:
Ako to môžeme zmierniť? Existuje niekoľko možných riešení:
„Môžeme nainštalovať sériu veľkých reflektorov v bode Lagrange L1, aby sme zabránili tomu, aby niektoré svetlo dopadlo na Zem.
„Atmosféru / albedo našej planéty môžeme geomotoricky navrhnúť tak, aby odrážala viac svetla a absorbovala menej.
„Planétu môžeme zachrániť pred skleníkovým efektom odstránením molekúl metánu a oxidu uhličitého z atmosféry.
„Môžeme opustiť Zem a zamerať sa na terraformovanie vonkajších svetov, ako je Mars.
Teoreticky všetko môže fungovať, ale bude si to vyžadovať obrovské úsilie a podporu.
Rozhodnutie o migrácii Zeme na vzdialenú obežnú dráhu sa však môže stať konečným. Aj keď budeme musieť neustále premiestňovať planétu z obežnej dráhy, aby sme udržali konštantnú teplotu, bude to trvať stovky miliónov rokov. Aby sa kompenzoval účinok 1% zvýšenia svietivosti Slnka, musí sa Zem posunúť o 0,5% od Slnka; na kompenzáciu zvýšenia o 20% (tj o viac ako 2 miliardy rokov) sa Zem musí posunúť o 9,5% ďalej. Zem už nebude vzdialená 149,6 milióna km od Slnka, ale 164 miliónov km.
Vzdialenosť od Zeme k Slnku sa za posledných 4,5 miliardy rokov príliš nezmenila. Ak sa však Slnko zahreje a nechceme, aby sa Zem úplne opekala, musíme vážne zvážiť možnosť planétovej migrácie.
Vyžaduje to veľa energie! Ak by sme posunuli Zem - všetkých jej šesť septiliónových kilogramov (6 x 1024) - od Slnka, významne by to zmenilo naše orbitálne parametre. Ak presunieme planétu 164 000 000 km od Slnka, existujú zjavné rozdiely:
- Zem sa bude točiť okolo Slnka o 14,6% dlhšie
- na udržanie stabilnej obežnej dráhy musí naša orbitálna rýchlosť klesnúť z 30 km / s na 28,5 km / s
- ak doba rotácie Zeme zostane rovnaká (24 hodín), rok nebude 365, ale 418 dní
- Slnko bude na oblohe oveľa menšie - o 10% - a prílivy spôsobené slnkom budú o niekoľko centimetrov slabšie
Ak Slnko zväčšuje veľkosť a Zem sa od neho vzdiali, tieto dva efekty nie sú úplne kompenzované; Slnko bude vyzerať menšie od Zeme.
Aby sme však dostali Zem tak ďaleko, musíme urobiť veľmi veľké energetické zmeny: budeme musieť zmeniť gravitačnú potenciálnu energiu systému Slnko-Zem. Aj keby sme vzali do úvahy všetky ostatné faktory, vrátane spomalenia pohybu Zeme okolo Slnka, museli by sme zmeniť orbitálnu energiu Zeme o 4,7 x 1035 joulov, čo zodpovedá 1,3 x 1020 terawatthodín: 1015-násobok ročných vynaložených energetických nákladov ľudstvo. Človek by si myslel, že za dva miliardy rokov sa budú líšiť a nie sú. Budeme potrebovať 500 000-krát viac energie, ako ľudstvo dnes vytvára na celom svete, a všetko pôjde do posunu Zeme do bezpečia.
Rýchlosť rotácie planét okolo Slnka závisí od ich vzdialenosti od Slnka. Pomalá migrácia Zeme na 9,5% vzdialenosti nenaruší obežné dráhy iných planét.
Technológia nie je najťažšia otázka. Zložitá otázka je omnoho zásadnejšia: ako získame všetku túto energiu? V skutočnosti existuje iba jedno miesto, ktoré uspokojí naše potreby: samotné slnko. V súčasnej dobe Zem prijíma od Slnka okolo 1500 wattov energie na meter štvorcový. Aby sme dostali dostatok energie na migráciu Zeme v správnom čase, budeme musieť vybudovať pole (vo vesmíre), ktoré bude zhromažďovať 4,7 x 1035 joulov energie rovnomerne počas 2 miliárd rokov. To znamená, že potrebujeme rad 5 x 1015 metrov štvorcových (a 100% účinnosť), čo je ekvivalent k celej ploche desiatich planét, ako je tá naša.
Koncepcia vesmírnej slnečnej energie sa vyvíja už dlho, ale zatiaľ si nikto nevie predstaviť rad solárnych článkov merajúcich 5 miliárd štvorcových kilometrov.
Preto na prepravu Zeme na bezpečnú obežnú dráhu ďalej bude potrebný solárny panel s efektívnosťou 100 miliárd štvorcových kilometrov so 100% účinnosťou, ktorého všetka energia sa vynaloží na vytlačenie Zeme na ďalšiu obežnú dráhu do 2 miliárd rokov. Je to fyzicky možné? Absolútne. S modernými technológiami? Vôbec nie. Je to prakticky možné? S tým, čo vieme teraz, takmer určite nie. Ťahanie celej planéty je ťažké z dvoch dôvodov: po prvé, kvôli gravitačným ťahom Slnka a kvôli masivite Zeme. Máme však len také Slnko a Zem, a Slnko sa zahrieva bez ohľadu na naše činy. Kým nezistíme, ako zbierať a využívať toto množstvo energie, budeme potrebovať ďalšie stratégie.
Ilja Khel