¿La Tierra se calentará o enfriará en el futuro? ¿Marcará la humanidad una edad de hielo?
Y desde que los humanos entraron en la era industrial en el siglo XVIII, se ha absorbido una gran cantidad de energía. Los gases infrarrojos de onda larga, como el dióxido de carbono, el metano, el vapor de agua, etc., cubren la superficie de la tierra como una gruesa colcha.
Como resultado, la temperatura media global sigue aumentando. Una serie de problemas ambientales como la degradación de los casquetes polares, el derretimiento de los glaciares de montaña, el deshielo del permafrost ártico y la acidificación de los océanos se han convertido en los mayores. desafíos que enfrenta la humanidad, e incluso afectarán la supervivencia futura de la humanidad.
Pero también sabemos que ha habido glaciaciones periódicas en la historia de la Tierra. Durante la Edad del Hielo, los casquetes polares de la Tierra se extenderían hasta la Tierra en latitudes bajas, incluso cerca del ecuador, haciendo que la Tierra pareciera una gran bola de hielo.
Por tanto, lo que afecta a la temperatura de la Tierra no es un efecto de las emisiones humanas de gases de efecto invernadero, sino que el movimiento orbital de la Tierra en el sistema solar también afecta periódicamente a la temperatura de la Tierra;
Entonces la pregunta es: ¿se enfriará la temperatura de la Tierra en el futuro debido a los cambios en la órbita de la Tierra en relación con el Sol? ¿Iniciarán los humanos una era de hielo en el futuro?
En otras palabras, ¿el efecto invernadero de las emisiones humanas tiene un gran impacto en la temperatura de la Tierra? ¿O el cambio periódico de los parámetros orbitales de la Tierra tiene un gran impacto en la temperatura de la Tierra?
De hecho, sin los humanos, la temperatura de la superficie de la Tierra sólo cambiaría con cambios en los parámetros de la órbita de la Tierra en relación con el Sol. Y este cambio ciertamente hará que la Tierra entre en una edad de hielo en un período determinado, y el mundo quedará cubierto de hielo y nieve.
Ahora sabemos que la órbita de la Tierra alrededor del Sol es una elipse con una excentricidad de sólo 0,017, que se puede decir que está muy cerca de un círculo, y la Tierra sigue girando alrededor de su propio eje de Rotación en cada momento. El ángulo de inclinación del eje es de 23,5 grados.
En la actualidad, los cambios en las estaciones terrestres están provocados principalmente por la inclinación del eje terrestre. Por ejemplo, en el verano del hemisferio norte, el movimiento de la Tierra en su órbita hace que el hemisferio norte mire hacia el sol, y el sol brillará completamente directamente sobre el Trópico de Cáncer en el solsticio de verano;
En el invierno del hemisferio norte, la situación es exactamente la contraria. Durante la primavera y el otoño, la posición de la Tierra en su órbita hace que el sol brille directamente en el ecuador.
Por eso las estaciones de la Tierra cambian, pero no siempre, es decir, los parámetros orbitales de la Tierra cambian con el tiempo.
Este cambio proviene de la influencia del sol y la luna, así como de la atracción gravitatoria de Júpiter y Saturno sobre la órbita terrestre, y se manifiesta principalmente en tres aspectos:
Primero , estamos familiarizados con la precesión, es decir, la rotación de la tierra. La precesión del eje, no siempre apunta en una dirección, sino que gira como el eje de una peonza;
En segundo lugar, la corriente El ángulo de inclinación axial de la Tierra es de 23,5 grados, pero este ángulo tendrá ligeros cambios;
Finalmente, la excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol cambiará, provocando cambios en la forma de la órbita.
Estos tres factores tendrán el mayor impacto en la temperatura de la Tierra, y también son los principales factores por los que la Tierra entra periódicamente en la edad de hielo.
Precesión
Como hemos mencionado anteriormente, la precesión es causada por la rotación del eje terrestre. La amplitud de esta rotación será pequeña cada año, pero también provocará ligeros cambios. ;
Porque los equinoccios y puntos de solsticio en términos solares son las posiciones donde el eje de la tierra es perpendicular a la línea que conecta la tierra y el sol y el eje de la tierra apunta en la dirección de la línea que conecta la tierra; y el sol.
Esto daría como resultado una diferencia de aproximadamente 20 minutos entre los años sidéreos y tropicales.
El año sidéreo se refiere al tiempo que tarda la Tierra en orbitar alrededor del Sol a las 6:09 en 365 días, que son 10 segundos, mientras que el año tropical se refiere al tiempo que tarda la Tierra en este equinoccio de primavera hasta el próximo equinoccio de primavera, que es de 365 días, 5 horas y 48 minutos y 46 segundos.
Por eso añadimos periódicamente días bisiestos a nuestro calendario cada año para compensar sus diferencias en el futuro.
La rotación del eje de la Tierra se produce por la superposición de dos efectos:
Uno de ellos es la precesión de la Tierra provocada por la atracción gravitacional de la Luna y el Sol. Este efecto resulta en un período de 257.765.438+0 años en el eje de la Tierra. Otro factor es la precesión del punto del perihelio de la órbita terrestre, que es la precesión de la línea del arco;
Está causada principalmente por la atracción gravitacional de Júpiter y Saturno. Este efecto también provoca el eje terrestre. preceder en la misma dirección, con un período de 112.000
Los dos efectos se superponen, y el período de precesión del eje terrestre es de 23.000 años.
Entonces la dirección del eje de la Tierra cambiará, y también lo hará la Estrella Polar en nuestras mentes. Vega se convertirá en nuestra Estrella Polar dentro de unos 13.000 años.
La precesión del eje terrestre sólo provocará cambios de temperatura estacionales, es decir, la temperatura en el hemisferio norte o sur será más caliente en verano o más fría en invierno. No afectará a la temperatura general ni a largo plazo. término cambio de temperatura de la tierra.
Por tanto, la precesión del eje de rotación no es el principal motivo por el que la Tierra entra en la edad de hielo, ni puede compensar el efecto invernadero provocado por el ser humano.
Inclinación del eje
Los cambios anuales de temperatura en las altas latitudes de nuestra Tierra se benefician de la inclinación del eje de 23,5 grados de la Tierra. Durante la revolución de la Tierra, esta inclinación cambiará la latitud de la luz solar directa y también provocará cambios de temperatura en varios lugares.
Pero la inclinación del eje de la Tierra no siempre es fija: fluctúa hacia adelante y hacia atrás entre 22,1 grados y 24,5 grados en un período de 41.000 años.
Esta diferencia de ángulo es muy pequeña, sólo 2,4 grados. Aunque la inclinación del eje de Marte es similar a la de la Tierra, su rango de fluctuación de inclinación es 10 veces mayor que el de la Tierra.
La razón es que la Tierra tiene una luna, lo que puede garantizar en gran medida la estabilidad de la inclinación de la Tierra con respecto al eje. Es como un equilibrista extremo sosteniendo una barra de equilibrio, pero Marte no tiene lunas tan grandes.
Aunque los cambios en el ángulo de inclinación axial no afectarán la cantidad total de energía solar recibida por la Tierra en un año, los cambios en el ángulo de inclinación axial sí afectarán en gran medida la energía solar recibida en las altas latitudes de la tierra en un año;
Este principio es en realidad muy simple. Verá, cuando el ángulo de inclinación axial es pequeño, la mayor parte de la luz solar del año llegará a latitudes más bajas. Cuando la inclinación axial es mayor, los polos de la Tierra pasan más tiempo iluminados por la luz solar.
Por lo tanto, un ángulo de inclinación axial grande hará que los glaciares polares de la Tierra se degraden rápidamente, mientras que un ángulo de inclinación axial pequeño hará que los polos de la Tierra se enfríen y los glaciares continuarán extendiéndose a latitudes más bajas;
Toda la Tierra Se acumularán grandes áreas de casquetes polares, lo que reflejará más luz solar y hará que la temperatura de la Tierra sea más fría. Esta es en realidad la razón principal por la que la Tierra entra periódicamente en edades de hielo.
En la actualidad, el ángulo de inclinación del eje de nuestra Tierra se encuentra entre el valor máximo y el valor mínimo, y seguirá disminuyendo en el futuro. Los científicos predicen que dentro de 10.000 años alcanzaremos la inclinación mínima del eje de la Tierra.
Entonces, si no hay humanos, la tierra volverá a vivir un período muy frío en el futuro, es decir, entre 1 año y 20.000 años, principalmente en latitudes altas, el invierno y el verano se volverán más fríos. , y los polos norte y sur El glaciar seguirá extendiéndose hacia abajo.
Pero ¿puede este efecto compensar las impresiones que la gente tiene del planeta? Hablaremos de esto más tarde.
Excentricidad de la órbita terrestre
Aunque la excentricidad de la órbita terrestre es muy pequeña y muy cercana a un círculo perfecto, esta forma no es fija. Afectada por la gravedad de otros planetas del sistema solar, la excentricidad de la órbita terrestre también cambia periódicamente. Los ciclos de este cambio se dividen en dos tipos:
La excentricidad de la órbita terrestre cambiará desde 0. (círculo perfecto) a Una excentricidad mayor tiene un período de 100.000 años; cada 400.000 años, la excentricidad de la órbita terrestre alcanzará un valor máximo de 0,07.
La excentricidad actual de la órbita de nuestra Tierra es de 0,017, que es muy pequeña, por lo que la distancia entre el perihelio y el afelio no es muy diferente, sólo el 3,4%, y la intensidad de la radiación solar recibida difiere en un 7%.
Por lo tanto, el perihelio y el afelio terrestres tienen poco impacto en la temperatura terrestre y no son la causa principal de los cambios estacionales de la Tierra.
En comparación, Marte es diferente. Su excentricidad es de 0,09, lo que hace que los cambios estacionales de Marte en realidad estén relacionados con el perihelio y el afelio, en lugar de con su inclinación axial.
Cuando la excentricidad de la Tierra alcanza su valor máximo de 0,07, la diferencia en la energía de radiación recibida en el perihelio y el afelio aumenta hasta el 23%. En este momento, las estaciones de la Tierra pueden estar dominadas por la distancia al sol.
La excentricidad orbital no sólo afectará a los cambios de las estaciones terrestres en el futuro, sino que también es el único factor que puede afectar a la cantidad total de energía solar que recibe la Tierra a lo largo del año.
Creemos que cuanto mayor es la excentricidad de la órbita terrestre, mayor será la cantidad total de energía solar recibida a lo largo del año, pero este efecto aún es pequeño. Si la cantidad total de energía solar recibida por la excentricidad máxima es 1, entonces la energía recibida por la órbita circular de la Tierra es 0,9975.
Se puede decir que los cambios no son significativos y no son suficientes para afectar el medio ambiente general de la tierra.
Todos los factores anteriores son insignificantes ante el impacto humano en la tierra. Básicamente, desde principios del siglo pasado hasta la actualidad, la temperatura media global ha aumentado 1 grado, lo que supone sólo un corto período de 100 años.
Los factores mencionados anteriormente que pueden enfriar la Tierra tardarán entre decenas y cientos de miles de años. Si las temperaturas aumentan aproximadamente 1 grado este siglo, ningún factor natural podrá enfriar el planeta.
Verás, se necesitan 400.000 años para que la excentricidad orbital alcance su máximo, y el cambio total en la energía solar que provoca es sólo del 0,014%. De lo que hablamos anteriormente es principalmente de la inclinación axial que hace que la Tierra entre periódicamente en edades de hielo. Sólo el 0,0002% de la energía polar puede transferirse al ecuador cada año, con un ciclo de 40.000 años;
El ciclo de manchas solares de 11 años provocará que el sol haya entrado en el llamado período mínimo, que es un cambio periódico en la luminosidad solar, pero este cambio de energía es solo del 0,08%, lo que no es nada comparado con el calentamiento global causado por los humanos.
Así que, mientras exista el ser humano, la temperatura de la tierra aumentará. En cuanto a si el ritmo creciente se desacelerará, depende del control de los gases de efecto invernadero por parte de los seres humanos.
Nunca más veremos a la Tierra entrar en una edad de hielo. A menos que los humanos desaparezcan.