太阳休眠期能有多冷,如果太阳不发热,地球温度会是多少

在科幻片中,经常会出“太阳不见了”,“太阳不发光了”,或者“小行星撞地球之后,遮天蔽日”,总而言之,地球的能量几乎都来自于太阳辐射,太阳辐射没了,也就是说太阳不能再给地球温暖了太阳休眠期能有多冷。

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如果是这样,人类能撑多久?地球的温度又会降到什么程度?

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相信大多数人看到这里,一般脑海里复现的画面应该是冰天雪地,然后一颗“水球地球”化身为“雪球地球”。

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这当然是没有丝毫问题的,但这其实只是地球表面的情况,那地球内部呢?会是什么样的情况?也是完全冻住么?

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今天,我们就来聊一聊,如果太阳消失了,没有太阳辐射,地球会面临什么?

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如果太阳突然消失

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如果要让太阳不发热,我们就得让太阳直接消失。这是因为太阳的发热是依靠核聚变反应,这个反应从宏观角度来看,是因为引力导致,更本质的原因是因为太阳的质量十分巨大,占据了太阳系总质量的99.86%。

在引力的作用下,太阳就收缩导致太阳内核温度升高到1500万个大气,气压达到200多个大气压,这时候在弱力和量子隧穿效应的作用下,就会发生氢原子核的核聚变反应。核聚变反应产生的对外压力正好能够与自身引力对抗。于是,太阳就维持住了自己的形态。

所以,我们不可能一盆水给它泼灭了,让太阳不发光,唯一的办法就是把太阳掰碎,也就是克服太阳的引力结合能了,这需要极其巨大的能量。我们假设,真的做到了这一点。那太阳消失后,它的引力也就消失了。根据广义相对论,引力的本质是时空的弯曲。而光速是时空的特殊属性。

也就是说,引力的传递速度是光速。当太阳消失后,首先飞离轨道的是水星,然后是金星,太阳消失了8分20秒,才轮到地球飞出轨道。

地球表面的温度

也就是说,人类是在8分20秒后才得知太阳消失的。那地球会瞬间降到冰点么?

实际上并不会,我们可以想象一下,即使在平时,地球总有一部分没有被太阳照到,其实就是黑夜,但有出现一晚上就冰天雪地了么?实际上,并没有。

这是因为地球有大气,同时地球表面有71%的面积是海洋。水是比热容特别高的物质,对于调节温度起到了至关重要的作用。同时,大气帮地球保住温度。所以,太阳消失后的,7~10天,只会持续缓慢地降温,但并不会快速降温。

但是,随着时间的流逝,地球表面的温度会持续下降,最后达到零下几十度甚至更低,整个表面就会被冻住,也就是我们上文看到的雪球地球的样子。当然,这个时期,地球表面的生物基本上就都灭绝了。如果人没有找到解决办法,那基本上就会灭绝。虽然地球的表面温度会特别高,但并不代表地球整个都冻上。实际上,地球的核心在这个时候的温度是非常高的。那具体是咋回事呢?

地球核心的温度

地球的核心部位是一个固态铁球,温度接近于6000度。可能你要怀疑了,6000度的铁还能是固态?实际上,这是一种极为特殊的状态,具有特殊的晶体结构,呈现固态,主要是由于地球核心位置的压强巨大所导致的,这个压强大概是地表的300多万倍,

而地球从起源至今已经45亿年了,但核心的温度在这45亿年中,只下降了不到500℃。要知道,在整个地球的历史长河中,地球被完全冰封的日子可不少,包括各种大冰期和小冰期。但都丝毫没有影响到地球核心的温度。那为什么会这样呢?

这是因为地球核心的热量很难跑出来。地表往下其实是一层厚达2900千米的岩石层,然后往下是一段科学家还没有完全搞清楚的特殊物质。但我们要知道的是2900千米的岩石层已经足够厚了,起到了特别好的保温作用,它使得温度无法从地球核心轻易地跑出来,也就起到了给地球核心保温的作用。

不仅如此,地球核心的能量来源有80%来自于放射性元素的衰变。这个过程是持续不断的,也就是说,不仅散热很慢,同时还在不断地补充热量。这也是为什么地球核心的温度可以维持如此之久的原因。即使太阳消失了,这里的温度依然可以保留住。如果人类想要活命,只能想办法依靠地球核心的温度。

2022-06-10

2022-06-10