看問題/溫室效應失控?地球最終成超級「大火爐」?

一項新的研究表明,我們所居住的地球也可能面臨同樣的命運。美國和加拿大的研究人員報告說,行星很可能比以前認為的更容易過度升溫,從而進入失控的溫室效應階段,最終變成一個扼殺一切生命的超級「大火爐」。

大陸新聞中心/綜合報導

金星有時候被稱為地球的另一個『邪惡的雙胞胎』,這是因為,大小、質量和密度都與地球相近的金星,被認為歷史上也曾擁有與地球類似的環境,但如今的它卻是一個十足的煉獄:金星是太陽系中表面溫度最高的行星,達到攝氏460度,足以使鉛、鋅融化;更糟糕的是,金星大氣被高濃度二氧化碳所籠罩,並且還有厚重有毒的濃硫酸雲層,生命在金星上根本無從立足。科學家認為,這一切的罪魁禍首就是『失控的溫室效應』。

根據科技日報報導,現在,一項新的研究表明,我們所居住的地球也可能面臨同樣的命運。據每日科學網站報導,美國和加拿大的研究人員在7月28日的《自然·地球科學》雜誌上報告說,行星很可能比以前認為的更容易過度升溫,從而進入失控的溫室效應階段,最終變成一個扼殺一切生命的超級『大火爐』。

什麼是失控的溫室效應

為何金星會溫室效應失控,而地球卻暫時得以倖免?這其實與它們在太陽系中所處的位置有關。簡單說就是,金星距離太陽近,而地球位於宜居帶內。恆星宜居帶的內緣被認為是溫室效應失控的『防線』。

被失控的溫室效應接管的行星,其吸收的太陽熱量會多於自身散發出去的熱量,一旦這種平衡被打破,整個星球將變得過熱,直接導致全球性的地表水蒸發,水蒸氣充斥在大氣中,而水蒸氣是一種強效的溫室氣體,這意味著它會如飢似渴地吸收熱輻射,使熱量富集,又進一步加劇氣候變暖。由此迴圈下去,水分完全蒸幹後的行星將變得熾熱,讓生命難以為繼,就像現在的金星一樣。

行星比預想的更易溫室效應失控

在20世紀90年代創建的模型表明,地球距離太陽足夠遠,失控的溫室效應可能不會發生。太陽輻射到地球上的熱量遠不如金星上的那麼熾烈,科學家進行的能量平衡計算顯示,比起吸收的太陽輻射,地球上蒸騰的大氣實際上會將更多的熱量散發進太空。

但此後,科學家進一步修正了測量水和二氧化碳吸收不同波長光的方法。為了了解地球現在的狀況,加拿大維多利亞大學的科林·戈德布拉特帶領的研究團隊建立了一個新的模型,並發現,這些細微的修正其實已經『改變』了能量平衡。研究的結論是,啟動溫室效應失控過程的熱輻射閾值其實沒那麼高,這意味著進入這個階段可能比以前認為的更容易。

『宜居帶變得更窄了。』論文第二作者、威斯康星大學天文學博士後研究員泰勒·羅賓遜說。雖然還需透過進一步的研究加以驗證,但這一結論可能會導致對宜居帶的範圍進行重新校准,太陽系內一些宜居行星的『候選身份』可能因此被撤銷。『從我們的角度看,這些星球正處於隨時落入危險境地的邊緣——它們正站在溫室效應失控的門檻之外。』羅賓遜說。

 

地球會變成失控的『溫室』嗎

上述研究結論同樣也適用於地球。新的能量平衡計算結果認為,目前地球上熱呼呼的大氣似乎吸收的熱量比散發出的熱量更多,因此,溫室效應失控的確可能發生。事實上,新的模型表明,如果沒有雲來散射陽光並將大量熱量反射回太空,幫助降低溫度,地球可能早就無法避免溫室效應失控了。『雲層將這一天的到來推遲了。』戈德布拉特說。

根據戈德布拉特的計算,地球要變成一個失控的『溫室』,大氣中的二氧化碳濃度必須達到大約30000ppm(1ppm=百萬分之一),但就算我們燒光了地球上所有可用的化石燃料儲量,也不可能出現這種情況。用研究人員的話來說就是,地球也會進入溫室效應失控階段,但那是在大約10.5億年以後。不過,不確定性仍然存在,因為如果地球確實已經接近失控邊緣的話,雲層會如何表現,這是我們無法保證的。利用現代的立體氣候模型也無法類比這種極端的氣候。

德國馬克斯—普朗克氣象研究所的馬克斯·波普正試圖開發可類比溫度達到攝氏120度景象的模型,這已經遠超導致溫室效應失控的臨界溫度。但他同時指出,由於缺乏如此炎熱氣候的觀測記錄,開發過程將會很難。美國伊利諾伊大學氣候科學家雷蒙德·皮爾霍姆伯特評論說,對能量平衡的計算結果進行更新是一項很有價值的工作,『但我認為,我們仍然是安全的』。