一個類似地球的行星被失控的溫室效應(yīng)轉(zhuǎn)變成類似金星的地獄景象。(圖片鳴謝:uux.cn/Thibaut Roger/UNIGE)
（神秘的溫地球地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：利用先進的計算機模擬，科學家們展示了失控的體效溫室效應(yīng)如何輕易地將一個可居住的星球迅速轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€不適合生命生存的地獄般的世界。
這項研究不僅對我們理解太陽系外的應(yīng)何行星或“系外行星”有意義，而且它還提供了對人類驅(qū)動的破壞地球氣候危機的洞察力。
來自日內(nèi)瓦大學(UNIGE)和CNRS實驗室的個星天文學家團隊看到，在行星氣候轉(zhuǎn)變的可居初始階段之后，行星的住性大氣、結(jié)構(gòu)和云層覆蓋范圍發(fā)生了顯著變化，包括以至于難以停止的居住失控效應(yīng)開始出現(xiàn)。令人擔憂的失控室氣是，這一過程可能在地球上開始，溫地球只要太陽光度發(fā)生輕微變化，體效或者全球平均氣溫上升幾十度。應(yīng)何即使這些微小的破壞變化也會導致我們的星球變得完全不適合居住。
因此，這項研究提供了一個嚴峻的氣候變化警告。
“到目前為止，氣候?qū)W中的其他關(guān)鍵研究只專注于失控前的溫帶狀態(tài)或失控后的宜居狀態(tài)，”CNRS科學家兼團隊成員馬丁·特貝特在一份聲明中說。“這是第一次一個團隊用3D全球氣候模型研究轉(zhuǎn)變本身，并檢查氣候和大氣在這個過程中是如何演變的。”
嚴重的溫室效應(yīng)
在該團隊的模擬中，失控的溫室效應(yīng)可以看到一個星球從一個溫和的、像地球一樣適宜居住的狀態(tài)變成一個表面溫度約為1800華氏度(1000攝氏度)的地獄般的狀態(tài)。溫度高到足以熔化鉛。這些溫度甚至比地球著名的地獄鄰居金星表面的溫度還要高。
這種失控的溫室效應(yīng)的原因是人們非常熟悉的:水蒸氣——一種主要的溫室氣體。盡管當談到地球上的氣候變化時，水蒸氣可能不是我們想到的第一種溫室氣體，但像二氧化碳和甲烷等更熟悉的溫室氣體一樣，水蒸氣阻止了行星表面吸收的太陽輻射逃逸回太空。這就像一張熱毯一樣把熱量困在了世界各地。科學家稱之為溫室效應(yīng)。
在小劑量下，溫室效應(yīng)是有用的；例如，它阻止地球呈現(xiàn)低于水的冰點的溫度。但是過多的溫室效應(yīng)導致的變暖會迫使海洋蒸發(fā)，向大氣中釋放大量的水蒸氣。正如你所想象的，這會導致更多的溫室效應(yīng)。這就像一個反饋回路。啊哈，“失控”的溫室氣體效應(yīng)。
金星實際上提供了一個鮮明的例子，說明當失控的溫室效應(yīng)突然發(fā)生時會發(fā)生什么。
研究負責人、前日內(nèi)瓦大學天文系科學家Guillaume Chaverot說:“這個數(shù)量的水蒸氣有一個臨界閾值，超過這個閾值，地球就不能再冷卻了。”從那里，一切都被帶走，直到海洋最終完全蒸發(fā)，溫度達到幾百度。"
預(yù)警云
團隊模擬得出的最重要和最令人驚訝的方面之一是一種奇怪的云模式的發(fā)展。這種模式不僅增加了失控的溫室效應(yīng)，而且使其不可逆轉(zhuǎn)。
“從過渡開始，我們可以觀察到一些非常密集的云在高層大氣中發(fā)展，”Chaverot說。“實際上，后者不再顯示地球大氣層的逆溫特征，而是將其分為兩個主要層:對流層和平流層。大氣層的結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻的變化。”
至于這對我們意味著什么，根據(jù)手頭的模擬結(jié)果，研究小組計算出，只要太陽輻射增加一點點，地球溫度上升幾十度，就會引發(fā)世界末日般的失控效應(yīng)。如果這種情況發(fā)生，地球最終會變得像它的鄰居金星現(xiàn)在一樣對生命充滿敵意。
這一消息傳出之際，各國正試圖限制人為溫室氣體排放，以在2050年前將地球整體變暖幅度控制在1.5攝氏度以內(nèi)，這表明這一努力有多么重要。
該小組還不確定僅僅是溫室氣體的釋放對失控過程的影響，也不確定在同樣的溫度下，這一過程是否真的會“消失”。他們還沒有發(fā)現(xiàn)太陽亮度的增加是否會繼續(xù)推動這一過程。
“假設(shè)這種失控的過程將在地球上開始，海洋表面僅10米的蒸發(fā)將導致地面大氣壓力增加1巴，”查維羅特說。在短短的幾百年內(nèi)，我們將達到超過500攝氏度的地面溫度。后來，我們甚至會達到273巴的表面壓力和超過1500攝氏度，那時所有的海洋將最終完全蒸發(fā)。"
這項研究也非常重要，因為人類越來越擅長發(fā)現(xiàn)和研究其他恒星周圍的行星，這一科學學科最終將引導我們尋找太陽系外的生命。
“通過研究其他星球的氣候，我們最強烈的動機之一是確定它們擁有生命的潛力，”小組成員兼日內(nèi)瓦大學宇宙生命中心(LUC)主任梅琳·博爾蒙特說。“經(jīng)過之前的研究，我們已經(jīng)懷疑水蒸氣閾值的存在，但這種云模式的出現(xiàn)是一個真正的驚喜！”
該小組的研究發(fā)表在12月18日的《天文學和天體物理學》雜志上。