Η μέρα που οι ωκεανοί της Γης θα βράσουν. When will the Earth lose its oceans?

About 1.1 billion years from now the sun will begin to grow larger and hotter. The earth's ice caps will melt and, as the planet grows hotter, the oceans will boil away. Eventually Earth will lose all its water to space. It will be a hot, dry planet.

Οι μέρες της Γης είναι γνωστό ότι είναι μετρημένες, αφού η ακτινοβολία του Ήλιου θα γίνεται όλο και ισχυρότερη μέχρι που οι ωκεανοί θα αρχίσουν να βράζουν. Μια νέα μελέτη εκτιμά τώρα το πότε και το πώς θα έρθει το τέλος: η υδρόγειος θα έχει χάσει όλο το νερό της σε ένα δισεκατομμύριο χρόνια.

Το σενάριο του τέλους

Artist’s impression of a red giant star.

Όπως συμβαίνει στα περισσότερα άκρα, ο Ήλιος γίνεται αργά αλλά σταθερά όλο και πιο φωτεινός στην πορεία της εξέλιξής του. Όταν μάλιστα εξαντλήσει τα πυρηνικά καύσιμά του, το μητρικό μας άστρο θα διογκωθεί σε κόκκινο γίγαντα και δεν αποκλείεται ακόμα και να καταπιεί ολόκληρη τη Γη.

Μέχρι τότε βέβαια ο πλανήτης θα είναι ήδη νεκρός από υπερθέρμανση: η σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας λόγω αύξησης της ακτινοβολίας θα επιταχύνει την εξάτμιση του νερού και θα γεμίσει την ατμόσφαιρα υδρατμούς. Οι υδρατμοί λειτουργούν όμως ως αέριο του θερμοκηπίου, οπότε θα αυξήσουν περαιτέρω τη θερμοκρασία σε ένα είδος φαύλου κύκλου.

3.5 billion years from now, as the sun steadily grows larger and hotter, a now-lifeless earth will resemble the inferno of today's Venus.

Το τι μπορεί να συμβεί σε αυτή την περίπτωση είναι εμφανές στη γειτονική Αφροδίτη, θύμα ενός ανεξέλεγκτου φαινομένου του θερμοκηπίου, με επιφανειακές θερμοκρασίες που ξεπερνούν τους 400 βαθμούς Κελσίου. Είναι γενικά δύσκολο για τους επιστήμονες να εκτιμήσουν πότε θα έρθει το τέλος. Αυτό, εξάλλου, δεν εξαρτάται μόνο από τη συμπεριφορά του Ήλιου αλλά και από την αντίδραση της Γης.

Η μελέτη

Numerical simulations of the Earth's surface temperatures at the spring equinox, with an increasingly luminous Sun in the future. The first two diagrams are obtained with the global climate model. The second one shows the situation just before the complete evaporation of the oceans. The last one (380 W/m2) is an extrapolation showing temperatures after the complete evaporation of the oceans. The dates, expressed in Myr (millions of years), indicate the Sun's evolution: in reality, the continents and topography will be totally different in this distant future. (Credit: © Jérémy Leconte)

Όπως εξηγούν οι γάλλοι ερευνητές που υπογράφουν τη νέα μελέτη στην επιθεώρηση «Nature», τα υπολογιστικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εξέλιξης της κλιματικής αλλαγής δεν είναι αξιόπιστα σε υψηλές θερμοκρασίες και σε βάθος εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών. Μέχρι σήμερα, οι μόνες εκτιμήσεις για το τέλος της Γης βασίζονταν κυρίως σε αστροφυσικά μοντέλα, τα οποία θεωρούν τη Γη ομοιογενή ενώ δεν είναι.

Μια πιθανώς πιο αξιόπιστη απάντηση δίνει τώρα το υπολογιστικό μοντέλο του Εργαστηρίου Μετεωρολογικής Δυναμικής στη Γαλλία, το οποίο λαμβάνει υπόψη περισσότερους παράγοντες.

As the ever-growing sun becomes a huge orange giant star, dominating the sky, the surface of Earth will glow with a red heat and mountains will begin to melt.

Η προσομοίωση δείχνει ότι η αρχή του τέλος θα έρθει όταν η μέση ισχύς της ηλιακής ακτινοβολίας φτάσει τα 375 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο, συγκριτικά με 341 W/m2 σήμερα, και η επιφανειακή θερμοκρασία θα ξεπεράσει τότε 70 βαθμούς Κελσίου. Αυτό προβλέπεται να συμβεί σε ένα δισ. χρόνια. Μερικές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια αργότερα, οι ωκεανοί θα αρχίσουν να βράζουν και το υγρό νερό θα εξαφανιστεί.

Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, προηγούμενες μελέτες εκτιμούσαν ότι το τέλος θα έρθει αρκετά νωρίτερα, σε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Η νέα εκτίμηση όμως λαμβάνει υπόψη την κυκλοφορία του αέρα στην ατμόσφαιρα, καθώς και την ιδιότητα των νεφών να ανακλούν την εισερχόμενη ακτινοβολία, παράγοντες που θα φρενάρουν την αύξηση της θερμοκρασίας.

Οι ερευνητές, τέλος, επισημαίνουν ότι η μελέτη δεν έχει σημασία μόνο για το μέλλον της Γης, αλλά και για τον υπολογισμό των συνθηκών που πρέπει να επικρατούν σε έναν πλανήτη προκειμένου να υπάρχει νερό σε υγρή μορφή. Με άλλα λόγια, οι προβλέψεις για το τέλος της Γης ίσως βοηθήσουν στην αναζήτηση ενός νέου κατοικήσιμου πλανήτη.

Πηγή: Jérémy Leconte, Francois Forget, Benjamin Charnay, Robin Wordsworth, Alizée Pottier. Increased insolation threshold for runaway greenhouse processes on Earth-like planets. Nature, 2013; 504 (7479): 268 DOI: 10.1038/nature12827